一种新型树根形结构桩及方法(结构与作业方法)

1、说 明 书一种新型树根形结构桩及方法技术领域本发明是涉及一种混凝土桩及施工工艺，具体地说是涉及一种新型的树根状桩及施工工艺。背景技术桩是一种古老的工艺，在古代的房屋、桥梁的建筑等方面都发挥了重要的作用。早在7000一8000年前的新石器时代，人们为了防止猛兽侵犯，曾在湖泊和沼泽地里栽木桩筑平台来修建居住点。随着时代的发展，在现代的土木水利土程中，桩依然显示了强大的生命力，其类型也是多种多样。根据桩身材料的不同可以划分分：木桩、混凝土搅拌桩、钢管桩、钢板桩、钢筋混凝土桩（预制、现浇，普通钢筋混凝土、预应力混凝土；方形、圆形、管状）等；根据用途可以划分为：抗压桩（常见）、抗拔桩、抗滑桩、支护（围护

2、）桩、止水桩；根据施工工艺可以划分为：非挤十类的有人下挖孔桩、冲（钻）孔灌注桩等，挤十类的有沉管灌注桩（静压、振动、锤击）、预制桩（普通钢筋混凝土、预应力混凝土；方形、圆形、管状）、钢桩等。目前，在建筑土程，桥梁土程、市政上程、水利上程等上程建设中，所涉及的建筑物都在向高层、大跨度、重型化方向发展，因此对对桩的承载力和摩阻力提出了很高的要求。在现阶段一般是采取加人桩的截面和长度或增加桩的数量来提高桩基础的荷载，但是这样显著提高了桩的成本，增加了工程的造价，尤其是在复杂的地基如软土地基上，由于桩的承载力和摩阴力不足给设计和施下带来的难度屡见不鲜。发明内容本发明的目的是克服了现有技术中的桩承载力不

3、高、抗拔和抗滑能力不强等不足，提出了一种承载力高、摩阻力人、稳定性好的新型树根形结构桩及其施工工艺，可广泛应用与土木水利工程中。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：一种新型树根形结构桩，它包括空心柱，在空心柱的下端设有顶盖，空心柱的下端设有底座，空心柱的侧壁设有与空心桩内部相通的伸缩节，空心柱内装有膨胀剂。空心柱截面为圆柱形或正方形。伸缩节设有四根，它们平均分布在圆柱形空心柱下部的圆周上或正方形空心柱的四周侧壁上。带伸缩节的空心桩在混凝十柱的长度方向下设有两个。新型树根形结构桩的施工工艺，其特征是其施工步骤为：（1）首先确定桩的位置，然后在预定的桩位采用钻孔方法钻入设计深度的土

4、孔；（2）钻孔完毕后，向洞孔底部放入空心柱，然后使空心柱内的膨胀剂反应膨胀；（3）在膨胀剂的膨胀作用下，伸缩节开始向外延伸，插入土体后形成类似于树根的形状；（4）打开盖顶，向空心柱内灌注混凝上填充料；（5）继续向空心柱内灌注混凝十填充料，当达到一定高度时，在混凝十填充料未固给的时候，再在土孔中放置一根空心柱，振捣，使空心柱与下部混凝土填充料充分粘结，然后用膨胀剂使新放入的空心柱伸缩节伸出；（6）继续向空心柱中灌注混凝土填充料，直到施工结束。所述膨胀剂为气体膨胀剂或无声膨胀剂。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本类型的桩，结构设计合理、应用范围广，可以在不改变桩长度和截面而积的前提下，明显地增

5、大桩基与周围土层之问的接触面积，因此增加了桩的承载力、摩阻力和稳定性。此外，桩的抗拔和抗滑性能均有了显著的提高。附图说明图1是本发明一种整桩的整体结构示意图。图2是本发明空心柱的结构示意图。图3是图1沿AA线的断而放大图。图4是图2沿BB线的断面放大图。附图中，1、空心柱；2、伸缩节；3、膨胀剂；4、顶盖；5、卡座；6、底座；7、填充料；8、桩周土。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：如图14所示，本发明树根状的主体结构为空心柱1，空心柱1是一个四周开有孔洞中下部用钢板隔开的刚性柱，由钢板或钢筋混凝土板组成。在空心杜1的下端设有顶盖4，空心柱上的下端设有底座6，空心

6、柱1的侧壁设有与空心桩1内部相通的伸缩节2，伸缩节2由一系列粗细不一的管子组成，在设置卡箍，使伸缩节2只能向前伸且伸后再也无法回缩。开始时，伸缩节3未伸展，基本位于空心柱1内部。空心柱1内装有膨胀剂3，膨胀剂的用量根据桩径的不同选择合适的用量。根据需要，空心柱1截面可以采用圆柱形、正方形或菱形等。伸缩节2设置=到四根，它们平均分布在圆柱形空心柱1下部的圆周卜或正方形空心柱1的四周侧壁上。并且为了保证柱体的整体结构强度，司一以为带伸缩节2的空心桩1在混凝土柱的长度方向上设置两个或两个以上。上述树根形状的具体施工步聚如下：（1）首先经过计算，确定桩的位置，然后在预定的桩位采用适当的钻孔方法钻入设计

7、深度的土孔，例如采用用螺旋钻头、冲击钻头等钻孔方法。（2）钻孔完毕后，向洞孔底部放入空心柱，然后根据空心柱内膨胀剂的具体要求取选其点火方式使空心柱内的膨胀剂反应膨胀。膨胀剂为可以是气体膨胀剂或无声膨胀剂。（3）在膨胀剂的膨胀作用下，伸缩节开始向外延伸，插入土体后形成类似于树根的形状。（4）打开盖顶，向空心柱内灌汗混凝土填充料，了亩伸缩节具有更高的的强席、完整地与周围土体粘结。填充料可以选用混凝土，也可以选用水泥浆、水泥土、或者其他在桩基石出中采用的填充材料。（5）继续向空心柱内灌注混凝土填允料，当达到一定高度时（根据实际情况可选25m），在混凝土填充料未固结的时候，再在土孔中放置一根空心柱，振

8、捣，使空心柱与下部混凝土填充料充分粘结，然后用膨胀剂使新放入的空心柱伸缩节伸出。（6）继续向空心柱中灌注混凝土填充料，直到施工结束。上述仅本发明较佳可行的实施例而已，非因此局限本发明保护范围，依照上述实施例所作各种变形或套用均在此技术方案保护范围之内。说 明 书 附 图图1图2图3图42说 明 书 摘 要本发明公开了一种新型树根形结构桩及其施工流程，在空心柱（1）的下端设有顶盖（4），空心柱（1）的下端设有底座（6），空心柱（1）的侧壁设有与空心桩（1）内部相通的伸缩节（2），空心柱（1）内装有膨胀剂。树根形结构桩的施工工艺是：在施工过程中伸缩节像树根一样向外延伸，外伸缩节伸展完毕后，通过灌注

9、混凝土等填充材料，使桩具有一更高的强度、完整地与周围土体粘结。本发明结构设计合理、应用范围广，可以在不改变桩长度和截面面积的前提下，明显地增大桩基与周围土层之间的接触面积，因此增加了桩的承载力、摩阻力和稳定性。此外，桩的抗拔和抗滑性能均有了显著的提高。1摘 要 附 图权 利 要 求 书1.一种新型树根形结构桩，它包括空心柱（1）、伸缩节（2）、膨胀剂（3）、顶盖（4）、卡座（5）、底座（6）、填充料（7）、桩周土（8），其特征是，所述空心柱（1）在其的下端设有顶盖（4）、底座（6）；所述空心柱（1）的侧壁设有与空心桩（1）内部相通的伸缩节（2）；所述空心柱（1）内装有膨胀剂。2.根据权利要求1

10、所述的新型树根形结构桩，其特征是所述空心柱（1）截面为圆柱形或正方形。3.根据权利要求1所述的新型树根形结构桩，其特征是所述伸缩节（2）设有四根，它们平均分布在圆柱形空心柱（1）下部的圆周上或正力一形空心柱（l）的四周侧壁上。4.根据权利要求1所述的新型树根形结构桩，其特征是所述带伸缩节（2）的空心桩（1）在混凝土柱的长度方向上设有两个。5. 使用根据权利要求1要求所述的新型树根形结构桩的施工工艺，其特征所述施工步骤为：（1）首先确定桩的位置，然后在预定的桩位采用钻孔方法钻入设计深度的土孔；（2）钻孔完毕后，向洞孔底部放入空心柱，然后使空心柱内的膨胀剂反应膨胀；（3）在膨胀剂的膨胀作用下，伸缩

11、节开始向外延伸，插入土体后形成类似于树根的形状；（4）打开盖顶，向空心柱内灌注混凝土填充料；（5）继续向空心杜内灌注混凝土填充料，当达到一定高度时，在混凝土填充料未固结的时候，再在土孔中放置一根空心柱，振捣，使空心柱与下部混凝土填充料充分粘结，然后用膨胀剂使新放入的空心柱伸缩节伸出；（6）继续向空心柱中灌注混凝上填充料，直到施工结束。6.根据权利要求5所述的新型树根形结构桩的施工工艺，其特征是所述膨胀剂为气体膨胀剂或无声膨胀剂。1发明专利请求书请按照“注意事项”正确填写本表各栏此框内容由国家知识产权局填写发明名称申请号（发明）分案提交日发明人申请日费减审批向外申请审批第一发明人国籍 居民身份证

12、件号码挂号号码申请人申请人(1)姓名或名称电话居民身份证件号码或组织机构代码电子邮箱国籍或注册国家（地区） 经常居所地或营业所所在地邮政编码详细地址申请人(2)姓名或名称电话居民身份证件号码或组织机构代码国籍或注册国家（地区） 经常居所地或营业所所在地邮政编码详细地址申请人(3)姓名或名称电话居民身份证件号码或组织机构代码国籍或注册国家（地区） 经常居所地或营业所所在地邮政编码详细地址联系人姓 名电话电子邮箱邮政编码详细地址 代表人为非第一署名申请人时声明 特声明第 署名申请人为代表人 专利代理机构名称机构代码代理人(1)姓 名代理人(2)姓 名执业证号执业证号电 话电 话分案申请原申请号针对

13、的分案申请号原申请日 年 月 日生物材料样品保藏单位 地址保藏日期 年月日保藏编号分类命名序列表本专利申请涉及核苷酸或氨基酸序列表遗传资源遗传资源本专利申请涉及的发明创造是依赖于遗传资源完成的要求优先权声明原受理机构 名称在先申请日在先申请号已在中国政府主办或承认的国际展览会上首次展出已在规定的学术会议或技术会议上首次发表他人未经申请人同意而泄露其内容 不丧失新颖性宽限期声明 保密请求本专利申请可能涉及国家重大利益，请求按保密申请处理已提交保密证明材料 声明本申请人对同样的发明创造在申请本发明专利的同日申请了实用新型专利 提前公布请求早日公布该专利申请 申请文件清单1请求书 份 页2说明书摘要 份 页3摘要附图 份 页4权利要求书 份 页5说明书 份 页6说明书附图 份 页 7核苷酸或氨基酸序列表 份 页8计算机可读形式的序列表 份权利要求的项数 项附加文件清单费用减缓请求书 份 共页费用减缓请求证明 份 共页实质审查请求书 份 共页实质审查参考资料 份 共页优先权转让证明 份 共页保密证明材料 份 共页专利代理委托书 份 共页 总委托书（编号_）在先申请文件副本 份 在先申请文件副本首页译文 份向外国申请专利保密审查请求书 份 共页其他证明文件（名称_）份 共页 全体申请人或专利代理机构签字或者盖章年月日国家知识产权局审核意见年月日费用减缓请求书请按照“注意事项”正确填