一种适用于膨胀土区域的预制桩装置的制作方法

本实用新型涉及工程桩施工技术领域，特别涉及一种适用于膨胀土区域的预制桩装置。

背景技术：

膨胀土是具有膨胀结构、多裂隙、强胀缩性和强度衰减性的高塑性黏土，性质极不稳定，在实际工程中是一种疑难土，会带来各种工程问题。膨胀土的问题越来越被工程界所重视，尤其是在我国膨胀土分布区域中，大量的工程建设中，均有桩基础施工。膨胀土的干缩湿胀变形会严重影响桩基础的受力状态，土体湿度和温度的变化可作为大气营力作用的标志，从而界定大气影响范围，这部分深度范围内土体会随着降雨蒸发过程产生胀缩；另外，地下水位的升降，也会影响到桩端土体的胀缩变形。建设在膨胀土地基上的桩基础，受荷比较复杂，需要同时考虑到上拔、下压以及水平承载特性，所以迫切需要一种能够在膨胀土分布区域有效实施的预制桩装置，降低膨胀土胀缩特性对桩体的影响。

技术实现要素：

本实用新型解决了相关技术中在膨胀土区域预制桩施工困难的问题，提出一种适用于膨胀土区域的预制桩装置，通过在桩体底部设置活动桩尖，全部施工完成后，桩端部位形成间隙，为桩端膨胀土膨胀提供了缓冲空间，桩侧大气影响深度安装楔形的环箍，使得桩体与土之间形成间隙，用球形填充料填筑此间隙后形成滑动层，可防止桩体外侧土体胀缩隆沉对桩身产生影响。

为此，本实用新型采用如下技术方案：

一种适用于膨胀土区域的预制桩装置，包括：

桩体，所述桩体的上端和下端均连接有法兰，下端的所述法兰可拆卸连接有活动桩尖；所述桩体外侧填充有球形填充料，所述球形填充料的填充深度为大气影响深度；

活动桩尖，所述活动桩尖可拆卸连接于桩体下端；

环箍，所述环箍安装于桩体的大气影响深度位置处；

送桩器，所述送桩器用于推动活动桩尖至设计位置。

作为优选方案，所述环箍为楔形，所述环箍的宽度为5～10cm。

作为优选方案，所述活动桩尖包括桩尖和台口，所述台口的两侧安装有弹片。

作为优选方案，所述大气影响深度按照《膨胀土地区建筑技术规范》(gb50112-2013)。

作为优选方案，所述球形填充料为直径为1～4cm的混凝土材料，所述球形填充料填充的宽度为环箍外径与桩体外径之间的距离。

作为优选方案，所述送桩器包括钢管和十字肋，所述十字肋位于钢管内部，所述钢管的内径小于桩体的内径。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在桩体底部设置活动桩尖，全部施工完成后，桩端部位形成间隙，为桩端膨胀土膨胀提供了缓冲空间，桩侧大气影响深度安装楔形的环箍，使得桩体与土之间形成间隙，用球形填充料填筑此间隙后形成滑动层，可防止桩体外侧土体胀缩隆沉对桩身产生影响。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的纵向剖视图；

图3是本实用新型活动桩尖的纵向剖视图；

图4是本实用新型送桩器的结构示意图；

图5是本实用新型预制桩施工完成后的垂直剖面图；

图6是本实用新型大气影响深度的表格图。

图中：

1、法兰，2、桩体，3、环箍，4、桩尖，5、台口，6、弹片，7、十字肋，8、钢管，9、球形填充料。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至6所示，一种适用于膨胀土区域的预制桩装置，包括桩体2、活动桩尖、环箍3、送桩器，其中，桩体2可以是空心管桩，也可以是空心方桩，桩体2的上端和下端均连接有法兰1，桩体2外侧填充有球形填充料9，所述球形填充料9的填充深度为大气影响深度；活动桩尖可拆卸连接于桩体2下端；环箍3安装于桩体2的大气影响深度位置处，环箍3用钢材制作，可用胶接、半环螺栓连接或留有间隙后用楔子固定在桩体2外侧；送桩器用于推动活动桩尖至设计位置。

在一个实施例中，环箍3为楔形，环箍3的宽度为5～10cm(也即环箍3上端内径与外径之间的宽度)。

在一个实施例中，活动桩尖包括桩尖4和台口5，台口5的两侧安装有弹片6，其中，桩尖4可用钢材，也可以用钢筋混凝土材料，台口5可以用钢材，弹片6用金属制作而成，弹片6可以是圆弧形，也可以是m形，通过螺栓安装于台口5两侧；桩尖4通过台口5安装于桩体2的下端，具体的，台口5的直径要小于桩体2的内径，台口5两侧安装上弹片6后，从桩体2下端的法兰1口插入到桩体2内，由于弹片6的弹力作用，活动桩尖不会从桩体2内掉出。

在一个实施例中，大气影响深度按照《膨胀土地区建筑技术规范》(gb50112-2013)，具体的，大气影响深度应由各气候区土的深层变形观测或含水量观测及地温观测资料确定；无资料时，可按照图6中的表格确定。

在一个实施例中，球形填充料9为直径为1～4cm的混凝土材料，球形填充料9填充的宽度为环箍3外径与桩体2外径之间的距离。

在一个实施例中，送桩器包括钢管8和十字肋7，十字肋7位于钢管8内部，钢管8的内径小于桩体2的内径，送桩器用于顶推活动桩尖，具体的，将送桩器放入到桩体2内，对送桩器施加外力，使得金属的弹片6受到挤压，从而使得活动桩尖脱离桩体2，待活动桩尖到达设计位置时(通常按照施工区域膨胀土的膨胀变形量确定)，停止送桩。

采用前述预制桩进行施工时，步骤如下：

步骤1：在桩体2端部安装活动桩尖，具体的，将活动桩尖从桩体2下端的法兰1口插入到桩体2内，由于弹片6的弹力作用，活动桩尖不会从桩体2内掉出；

步骤2：在桩体2外侧大气影响深度位置安装楔形的环箍3；

步骤3：采用静压法或动力压桩法将预制桩施工至预定标高，则环箍3的外径与桩体2外径之间形成填充间隙；

步骤4：用送桩器顶推活动桩尖，推进到设计位置，推进值通常按照施工区域膨胀土的膨胀变形量确定，则活动桩尖与桩体2的端部形成间隙，为桩端膨胀土膨胀提供了缓冲空间；

步骤5：将步骤3中形成的填充间隙用球形填充料9回填，从而形成滑动层，可防止桩侧土体胀缩隆沉对桩身产生影响。

以上为本实用新型较佳的实施方式，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。

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