基本信息
- 项目名称：
- 机械扩大的桩尖与两次扩大头管桩的施工方法
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 机械扩大的桩尖与两次扩大头管桩的施工方法，先对桩尖进行机械旋转扩大；再在机械旋转扩大的桩端下部使用高压旋喷注浆技术，形成预制管桩底端两次扩大头，从而较大幅度地提高预制管桩单桩承载力。
- 详细介绍：
- 机械扩大的桩尖与两次扩大头管桩的施工方法，先对桩尖进行机械旋转扩大；再在机械旋转扩大的桩端下部使用高压旋喷注浆技术，形成预制管桩底端两次扩大头，从而较大幅度地提高预制管桩单桩承载力。 创新点：①机械旋转扩大的桩尖，“一伞三卡一推管”的设计：撑伞原理、三个具有特别功能的卡子、一个多用推张钢管；②在普通高压旋喷注浆技术中，增加机械扩大的桩尖，较大幅度提高预制管桩单桩承载力。 技术关键：①桩尖能够张开；②施工成本尽可能低；③施工流程简单易行，缩短工期。 主要技术指标：使用机械旋转扩大的桩尖，形成的扩大头，能够扩大管桩桩端面积300%；利用两次扩大头管桩的施工方法，进行预制管桩基础施工，与普通高压旋喷管桩相比，单位长度承载力提高140%,单位承载力费用降低37%；与普通预制管桩相比，由于减小桩长，大大缩短了工期。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 发明目的及思路：通常，预制管桩只作为摩擦型桩基础。不少已有的施工方法（如专利CN2756760Y、200820120832等），提出了预制管桩高压注浆、高压旋喷等扩大头技术，但效果不太明显。 先对桩尖进行机械旋转扩大，提高桩端面积；再在扩大了的桩端下部使用高压旋喷注浆技术，形成具有固定形状的固结体。如此形成预制管桩底端两次扩大头，从而较大幅度地提高预制管桩单桩承载力。 创新点：①机械旋转扩大的桩尖， “一伞三卡一推管” 设计——撑伞原理、三个具有特别功能的卡子、一个多用推张钢管；②在普通高压旋喷注浆技术中，增加能形成一次扩大头的桩尖，较大幅度提高预制管桩单桩承载力。 技术关键：①桩尖能够张开；②施工成本尽可能低；③施工流程简单易行。 主要技术指标：使用机械旋转扩大的桩尖，形成的扩大头，是由钢板钢杆包围混凝土所构成的钢板-混凝土组合结构，能够扩大管桩桩端面积，通常扩大300%。 利用两次扩大头管桩的施工方法，进行预制管桩基础施工，两次扩大头管桩与普通高压旋喷管桩相比：单位长度承载力提高140%,单位承载力费用降低37%。 与普通预制管桩相比，由于减小桩长，大大缩短了工期。
科学性、先进性
- 1.桩端扩大。使用机械旋转扩大的桩尖，形成的扩大头，是由钢板钢杆包围混凝土所构成的钢板-混凝土组合结构，能够扩大管桩桩端面积，通常扩大300%。 2.承载力提高。利用两次扩大头管桩的施工方法，进行预制管桩基础施工，两次扩大头管桩与普通高压旋喷管桩相比：单位长度承载力提高140%,单位承载力费用降低37%。 3.缩短工期。与普通预制管桩相比，由于减小桩长，大大缩短了工期。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年12月，南华大学，第四届南华大学“挑战杯”课外学术科技作品竞赛，获科技发明制作A类三等奖。
作品所处阶段
- 实验室阶段（已完成包含细部构造的设计图，三维效果图，展示视频，承载力计算与技术指标等）
技术转让方式
- 待定（与项目第一作者商定为准）
作品可展示的形式
- 图纸，磁盘，图片，录像等
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明及适用范围 （1）两次扩大头管桩，适用于中砂以下地质条件，对于粗砂及以上的地层不适宜；需要加强地质勘查； （2）两次扩大头管桩，不宜设计过长，通常桩长应在30m以内，以发挥其端承作用； （3）进行桩尖旋转推扩时，应保持平稳速度，保证一次操作到位；并关注监测的压力、扭矩、位移情况等； （4）一次扩大头混凝土浇筑完毕，需等混凝土达到一定强度，才可进行高压旋喷注浆施工；亦不可太晚，导致混凝土完全硬化，无法穿透。 推广前景说明 （1）桩端扩大。使用机械旋转扩大的桩尖，形成的扩大头，是由钢板钢杆包围混凝土所构成的钢板-混凝土组合结构，能够扩大管桩桩端面积，通常扩大300%。 （2）承载力提高。利用两次扩大头管桩的施工方法，进行预制管桩基础施工，两次扩大头管桩与普通高压旋喷管桩相比：单位长度承载力提高140%,单位承载力费用降低37%。 （3）缩短工期。与普通预制管桩相比，由于减小桩长，大大缩短了工期。
同类课题研究水平概述
- 预制管桩研究应用现状 摘 要：总结了国内外预制管桩的发展现状，分析了预制管桩扩大径技术的进步与不足，提出了两次扩大头管桩的施工方法，展望了两次扩大头管桩的施工方法的应用前景。 关键词：预制管桩；扩大头；两次扩大头管桩 1． 引言 （略） 2． 国内外预制管桩基础发展现状 2.1 国外预制管桩基础发展现状 1934年，日本开始制造离心混凝土管桩。1962年又开发出预应力混凝土管桩(PC)。目前，日本的主要混凝土管桩形式有RC管桩、PC管桩、PHC管桩、SC钢管混凝土桩、AG竹节管桩[1]和AHS—ST大根柱管桩等。 2.2 国内预制管桩基础发展现状 迄今为止，我国是全球生产应用预应力混凝土管桩最多的国家。我国生产预应力混凝土管桩的规格型号，也是全球最多的。 3． 预制管桩扩大径技术 3.1 竹节管桩AG 日本发明了竹节高强度预应力混凝土管桩AG（见图2）[1]（略）。 3.2 桩底后注浆预应力管桩 桩底后注浆预应力管桩(CN2756760Y) [7]（略）。 3.3 高压旋喷扩大头预应力管桩 高喷技术主要是借助高压射流，通过冲击切割和强烈扰动，使浆液在射流作用范围内扩散、充填周围土层，并与土石粒掺混搅合，硬化后形成固结体，从而改变原地层结构和组成，达到提高承载力或防渗的目的。 高压旋喷扩大头预应力管桩(200820120832) [8]（略）。 3.4 一种底部有混凝土扩大头的组合式空心桩 一种底部有混凝土扩大头的组合式空心桩（200420056435）[9]（略）。 3.5 钢管扩大头桩及其制造方法 钢管扩大头桩及其及制造方法（200410026687）[10]（略）。 4． 研发两次扩大头管桩的意义及应用前景 基于改善管桩端部承载力和充分发挥桩身能力，并且改善现有注浆技术受管桩桩底面积限制的目标——先对桩尖进行扩大，提高桩端面积；再在扩大了的桩端下部使用高压旋喷注浆技术，形成具有固定形状的固结体，如此经历两次扩大头施工，形成预制管桩底端两次扩大头（其有效端面积比普通注浆管桩提高数倍），从而可以较大幅度地提高预制管桩单桩承载力。 参考文献（略）
