本實用新型屬于施工方法領域，具體涉及一種外加套箍填砂石料預制樁。

背景技術：

樁基工程作為工程建設中的一項重要環(huán)節(jié)，對整個工程的質(zhì)量與經(jīng)濟效益都有著舉足輕重的影響。在樁基工程中，預制樁具有施工速度快，單樁承載能力高，成樁質(zhì)量有保證，經(jīng)濟效益優(yōu)良等優(yōu)點，在實際工程中獲得了較為廣泛的應用。

但是預制樁在實際工程施工過程中也存在著一些問題。對于軟土地基，特別是飽和軟黏土地基，由于缺乏豎向排水機制或者打設的排水板深度遠不及樁長，預制樁與樁周土工后差異沉降過大，會引起樁側(cè)負摩阻力。樁側(cè)負摩阻力會引起樁基單樁承載能力的變化以及上部結(jié)構(gòu)的不均勻沉降，嚴重時會對上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。故而，在預制樁的設計和施工過程中需要對樁基的工后沉降進行分析和控制。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術中由于地基土固結(jié)緩慢引起樁基工后差異沉降的問題，并提供一種外加套箍填砂石料預制樁。

考慮到軟土地區(qū)預制樁與樁周土工后存在差異沉降，其結(jié)果引起的樁身側(cè)摩阻力增加可能會對上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴重的后果，需要對樁周土的快速固結(jié)進行考慮以減小其工后沉降。而本實用新型解決具體技術問題采用的技術方案是：

外加套箍填砂石料預制樁，包括預制樁樁身、擴徑套箍及樁底擴大樁尖；所述的擴徑套箍呈空心環(huán)狀，其外徑大于樁身外徑；樁身上間隔套設有若干個擴徑套箍形成節(jié)狀樁；所述的樁底擴大樁尖固定于樁身底部且最大外徑不小于樁身擴徑套箍外徑；所述的預制樁樁身外圍一定范圍內(nèi)填充有砂石料，砂石料層的最小直徑不小于擴徑套箍外徑。

作為優(yōu)選，所述的擴徑套箍內(nèi)側(cè)空心截面的形狀與樁身橫截面相匹配，使擴徑套箍貼合固定于樁身上，擴徑套箍與預制樁樁身間設置有空隙通道，作為豎向排水通道。

作為優(yōu)選，所述的擴徑套箍通過固定件可拆卸式固定于預制樁樁身上。

作為優(yōu)選，所述的擴徑套箍在樁身的固定位置可上下調(diào)整。

作為優(yōu)選，所述的樁底擴大樁尖與預制樁樁身的連接處呈塞入式或套箍式。

本實用新型的有益效果如下：

1.預制樁樁身的外側(cè)間隔固定了多個水平的擴徑套箍，同時，其樁身外側(cè)還環(huán)繞了一層直徑大于擴徑套箍的具有孔隙的砂石料層，形成了一條能夠用于排水的通道，打樁或壓樁過程中產(chǎn)生的超靜孔隙水可以通過該通道得以較快消散，土體固結(jié)過程加速，施工完成后工后沉降得到有效地控制。

2.砂石料相較地基土更大的土體內(nèi)摩擦角提供了樁基更大的樁側(cè)摩阻力，可以提高樁基承載力；同時，樁底擴大樁尖有利于在打樁或壓樁過程中形成一條直徑大于擴徑套箍外徑的通道，用于填充砂石料。而且樁身進入土層相應位置后，還可以提高樁端阻力。

3.外加套箍包括樁身擴徑套箍及樁端擴大樁尖制作設備簡單，無需單獨定制模具，同時其在樁身固定位置可調(diào)節(jié)，能夠適應多種設計及工況，具有良好的工程適應性；

4.護桶及套箍模具均可循環(huán)使用，具有一定的經(jīng)濟效益；

5.試驗結(jié)果已經(jīng)明確本實用新型的樁身間隔擴徑樁其承載力大于外徑與擴徑段相同的預制樁。可見借助樁身間隔擴徑，可以在不損失承載力與安全性的前提下，減少制造成本，具有良好的經(jīng)濟效益；

附圖說明

圖1為本實用新型的一種外加套箍預制樁填砂石施工方法斷面示意圖。

圖2為圖1中所示的外加套箍與預制樁樁身連接俯視圖。

圖3為本實用新型的另一種外加套箍預制樁填砂石施工方法斷面示意圖。

圖4為圖3中所示的外加套箍與預制樁樁身連接俯視圖。

圖中：預制管樁樁身1、預制方樁樁身2、擴徑套箍3、排水通道4、樁底擴大樁尖(塞入式)5、樁底擴大樁尖(套箍式)6、護桶7、砂石填料8、待處理地基土9、螺栓連接件10。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施步驟對本實用新型進一步說明。本實用新型中各具體實施例中的技術特征在沒有沖突的情況下，均可進行相互組合，不構(gòu)成限制。

如圖1所示，為一個實施例中外加套箍填砂石料預制樁結(jié)構(gòu)縱剖面示意圖。該預制樁結(jié)構(gòu)埋設于待處理地基土9中，用于支承上部構(gòu)筑物或其他結(jié)構(gòu)。預制樁結(jié)構(gòu)包括預制管樁樁身1、擴徑套箍3及樁底擴大樁尖。預制管樁樁身1橫截面呈中空圓環(huán)狀，可在場外進行預制后在施工現(xiàn)場進行后續(xù)組裝，也可以直接在場外預制、組裝完成后運至施工現(xiàn)場。樁身上需要組裝的部件包括擴徑套箍3及樁底擴大樁尖兩部分。擴徑套箍3為一個呈空心環(huán)狀的箍體，用于環(huán)繞固定在樁身外側(cè)，因此其外徑需大于樁身外徑，而其內(nèi)側(cè)空心部分最好與樁身的輪廓相匹配。本實施例中，樁身呈圓柱形，因此，擴徑套箍3的內(nèi)側(cè)也為直徑略大于樁身外徑的圓形。擴徑套箍3最好可拆卸式固定在樁身上。如本實施例中，可將擴徑套箍3一分為二，中間用螺栓連接件10進行連接，以便于安裝，且擴徑套箍3在樁身的固定位置可上下調(diào)整。樁身上可每隔一定距離套設一個擴徑套箍3，若干個擴徑套箍3將預制樁形成一種節(jié)狀樁形式。

另外，樁身的底部固定有樁底擴大樁尖，為了使樁身和擴徑套箍3能夠順利進入土層中，為了給后續(xù)的沙石填料提供填充空間，樁底擴大樁尖的橫截面最大處的外徑不能小于擴徑套箍3的外徑。

本實用新型的目的之一是要為樁體進入地基土過程中產(chǎn)生的超靜孔隙水提供排水通道4，因此預制樁樁身外圍一定距離內(nèi)環(huán)形填充有砂石填料8。砂石填料8填充滿土體和樁身之間的環(huán)狀空間。為了滿足超靜孔隙水的排水效率，砂石料層的最小外徑不小于擴徑套箍3外徑，使套箍下方的水能夠快速通過砂石料排至上方。當然，砂石填料8層的橫截面不一定是標準的圓環(huán)狀，也可能是橢圓環(huán)或其他形狀，但其周向的最小跨徑需大于擴徑套箍3外徑，由此擴徑套箍3外側(cè)會有砂石填料8以便形成排水通道4。

另外，盡管擴徑套箍3需盡量貼合固定于樁身上，但擴徑套箍3與預制樁樁身間可以設置有空隙通道，作為豎向排水通道。如圖2所示，可以花瓣形形式沿樁身橫截面外圍環(huán)繞布設多個半圓形的通孔，使擴徑套箍3下方的水無需繞過套箍，可以直接從通孔中排出。當然，空隙通道的形狀并不一定采用圖中的形式，可根據(jù)實際需要設計。當擴徑套箍3外側(cè)的沙石填料厚度不夠時，可調(diào)整空隙通道的大小，以提高排水效率。

樁底擴大樁尖與預制管樁樁身1的連接處可采用多種形式進行加固，本實施例中為塞入式的設計。如圖中的樁底擴大樁尖(塞入式)5所示，樁底擴大樁尖頂部設置一個與樁身內(nèi)中空截面匹配的凸起，然后將其塞入預制管樁樁身1中。

當然，上述實施例存在較多的變形，比如在另一實施例中，如圖3所示，其樁底擴大樁尖可采用套箍式設計，即圖中的樁底擴大樁尖(套箍式)6。另外，如圖4所示，預制管樁樁身1也可替換成預制方樁樁身2。

另外，本實用新型還提供一種實現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)的外加套箍預制樁填砂石施工方法，包括如下步驟：

步驟1.在預制樁樁身上間隔(具體間隔可根據(jù)試驗進行確定)固定若干個空心環(huán)狀的擴徑套箍3形成節(jié)狀樁，同時在樁身底部固定最大外徑不小于樁身外徑(盡量大于擴徑套箍3外徑)的樁底擴大樁尖；

步驟2.在預制樁的待處理地基土9的目標施工位置放置直徑大于擴徑套箍外徑的護桶7，護桶7無蓋無底，僅具有柱狀側(cè)壁，便于填充沙石料；

步驟3.將經(jīng)過步驟1中組裝好的預制樁一端頂與護桶7圍成的待處理地基土9表面，然后通過機械將其打入或壓入土層。在該過程中，樁底擴大樁尖在土體中開設出一條柱狀通道，用于容納樁身。同時，在該過程中需要不斷向護桶7內(nèi)填送足量的砂石料(至少能夠充分填滿樁身與土體之間的間隙)，在擴徑套箍3的帶動下，砂石料隨樁體被帶入地基土中并填充在樁身外圍一定距離內(nèi)，形成一條樁周排水通道4。

步驟4.打樁完成后，取下護桶7以循環(huán)利用。

為了檢驗上述外加套箍填砂石料預制樁的性能，對該樁體以及外徑與擴徑套箍3相同的預制樁，在相同壁厚、樁長、配樁形式及施工方法條件下，進行了靜載荷試驗對比。試驗結(jié)果表明，采用本實用新型的節(jié)狀樁結(jié)構(gòu)其承載力相較外徑與該樁的擴徑套箍3相同的預制樁提高了10％-20％左右，承載力與更大直徑預制樁承載力相當，在不影響承載能力的同時其制造成本得到了有效降低。在該結(jié)構(gòu)下，樁身節(jié)狀突出部分以及樁端擴徑樁尖加強了樁體與樁周土體及底部支撐土層的接觸，使得樁側(cè)摩阻力以及樁端阻力都得到了一定程度的提高，樁基承載能力提升。此外，當樁身間隔擴徑樁在打入或壓入的過程中，如果在樁周填送砂石料，使得樁周土內(nèi)摩擦角增大，則樁側(cè)摩阻也會相應增大，樁基承載能力將會得到進一步提升。另外，在地基工后沉降方面，樁周砂石填料8形成的樁周排水通道4可以加快樁周土中超靜孔隙水壓力的擴散，加速地基土體固結(jié)，大大減少地基工后沉降。

以上所述的實施例只是本實用新型的一種較佳的方案，然其并非用以限制本實用新型。有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此凡采取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。