翼盘型砼灌注桩、该桩的施工方法 本发明涉及一种建筑、桥梁、道路和其它基础工程的砼灌注桩及该桩的施工方法。
现有的钻孔砼灌注桩多为圆形断面，且是沿桩的纵轴向成直线型的，因而存在着承载力小，稳定性差，浪费建筑材料等缺陷。为此，US03336760号专利和88220149.2号专利，分别提出两种砼灌注桩及施工方法。前者制成的桩带有与桩轴线相垂直的承力盘，后者提出在沿桩柱水平方向挤压出多个分支和多个承力盘，从而，提高了承载力。但是，上述两种方法制成的灌注桩，由于承力盘内和分支孔中均无法加入钢筋或其它土工聚合物，仍没有充分发挥出单桩承载力的潜力。
本发明的目的在于提出一种翼盘型钢筋混凝土灌注桩及该桩的施工方法。该翼盘型砼灌注桩由于桩翼扩大了桩身与土体的摩阻面积，加筋的桩翼将盘与盘、盘与桩柱有机地结合在一起，从而有效地克服了上述技术的缺陷，大大提高了单桩承载力，工程质量高；该桩采用钻进、扩盘、开槽、反循环排渣的施工方法，操作简便，施工速度快、造价低。
本发明是通过下述方案达到的：
本发明的新型砼灌注桩，包括桩柱、承力盘、沿桩柱表面与桩柱纵轴垂直凸出的一个或多个承力盘，其特征是，在桩柱表面沿桩柱纵轴方向有凸出地一条或多条桩翼。桩翼贯穿承力盘，并与桩柱连为一体，从而使盘与盘连通，盘与盘相互支撑，减轻盘对桩柱的剪切力将所有盘的承载力有机地结合在一起。桩翼增大桩与土体的接触面积，提高桩的摩阻力。在桩柱孔内和翼槽内放有钢筋笼，即翼型钢筋笼，以加强翼与柱的连接，增加翼对盘的支撑力度。翼型钢筋笼由笼柱和笼翼构成。上述翼盘型砼灌注桩可通过下述施工方法来完成，即首先进行桩定位放线，挖桩孔口并埋下翼形钢护筒，然后用组合钻具钻桩孔。在钻桩孔的同时，用钻具上的挖槽轮在孔壁上切削土体，挖出一条或多条纵向槽；在钻具钻到设计有盘的位置时，停止钻进，用钻具头上的扩盘器削土扩盘，挖出承力盘空间，然后再钻进到设计深度，再用钻具头上的扩盘器扩底盘。提钻清孔，吊放预制好的翼形钢筋笼，使钢筋笼的笼翼插入桩柱孔壁上的翼槽内，最后下砼导管，灌注砼，使砼充满盘空间、柱孔、翼槽空间即成翼盘型桩。
上述施工方法中的翼槽成形，还可以用挤压的方式向桩柱外不同方向挤压成一条或多条纵向翼槽。
下面通过实施例和附图，对本发明进一步详述。
图1为翼盘型砼灌注桩桩型示意图
图2为翼盘型砼灌注桩在承力盘处的截面示意图
图3为翼型钢筋笼示意图
图4为翼盘型砼灌注桩的桩孔示意图
翼盘型砼灌注桩的桩柱1可以是圆形，也可以是非圆形。桩柱由桩柱孔12、翼型钢筋笼的笼柱10及灌注的砼组成。承力盘3可根据设计需要而有一个或一个以上，盘与盘除通过桩柱1联结以外，还通过桩翼联结并支撑。桩翼2由翼槽13、翼型钢筋笼的笼翼11和灌注的砼构成。桩翼的宽度可以根据需要设计为等于、大于或小于盘径；桩翼横切面9可是方形、半圆型、楔形、三角形、扇形等多种形状，桩翼的高度可与桩柱同高，也可短于桩柱；桩翼的数量可以根据需要有一条或一条以上。吊入翼槽和桩柱孔内的翼型钢筋笼根据所设计的桩翼条数和相互之间的位置预制，它由笼柱10和笼翼11组成，笼翼与笼柱平行，通过捆绑、焊接的方法与笼柱连结为一整体。所述笼翼可与笼柱同高，也可短于笼柱；笼翼的横切面9与上述翼槽13的形状相应，可以是直线形(或方形)、半圆形、楔形、三角形、扇形等多种形状。
本发明技术的施工采用组合式钻具，钻具须具备钻进、扩盘、开槽、反循环排渣的功能。在用组合式钻具钻进开出桩柱孔口的同时，驱动钻具上的挖槽轮切削土体，挖出(挤压)翼槽13，在钻具钻进到设计有承力盘位置时，钻具的钻进运动暂停，驱动钻具头上的扩盘器向外扩盘，挖出承力盘空间14，然后再停止扩盘，继续钻进。当钻进到底盘位置时，再驱到扩盘器扩出底盘，翼盘型砼灌注桩的桩孔即制成。在钻具钻进、挖槽、扩盘的整个过程中，钻杆不转动，所有余渣通过反循环系统同时排出，使桩孔一次成型。在底盘扩孔完成后，即可提出钻具，清理桩孔，然后吊放预制好的翼型钢筋笼。翼型钢筋笼应使凸翼11小于翼槽13、笼柱10小于桩柱孔，以便放入。在吊放好翼型钢筋笼后，再放入砼导管，灌注砼，使砼完全充满盘14、翼槽13和桩柱孔12，就完成了整个翼盘型砼灌注桩的制作。
本发明的优点是：
1、单桩承载力高：桩的承载力由多盘周围土的摩阻力、土对盘的承载力、土对桩柱表面的摩阻力、桩翼对土的摩阻力、桩翼对盘的支承力、桩对承力盘的支承力，槽盘内加筋后的支承力等多方面力组成，与普通灌注桩，砼承载桩(多分支桩)，扩底桩相比，桩的承力面积和扩展范围增大很多，因而有良好的承载力、抗水平剪切力和抗拔力，用于软基础处理、效果尤佳。
2、本发明因解决了承力盘中加筋的技术难题，提高了桩的刚性、尤其提高了承力盘与桩身结合部抗剪切，抗撕裂强度，且提高了桩的抗蠕变性，抗老化及耐候性。从而防止了断桩、断盘、倾斜等重大事故隐患，有效地克服了桩的余沉量，延长了桩的使用寿命，增强了桩的稳固性。
3、本发明系采用钻进、扩盘、开槽、反循环排渣成孔工艺一次成型，操作简便，劳动强度低，在同等荷载下与普通灌注桩、砼承载桩、扩底桩相比可以缩短桩长，降低成本，节约原材料。