本發明屬于基礎工程技術領域，具體涉及一種上部擴大型水泥土復合管樁。

背景技術：

隨著建筑行業的發展，建筑規模日益增大，地基的附加荷載越來越大，對于部分高層、超高層建筑，天然地基和復合地基已不能滿足地基承載力要求，這種條件下，樁基礎是普遍采用的一種基礎形式。對于部分地區樁基礎上部及下部土層工程性質較好，中部土層較為軟弱時，樁基礎一般采用加大樁長穿透軟弱層或增大樁徑提高側阻力來保證樁基承載力，樁型一般采用鉆孔灌注樁或靜壓、錘擊預制樁等。鉆孔灌注樁施工工序為：

（1）機械設備及材料進入施工現場；

（2）樁位測量放樣；

（3）埋設護筒；

（4）鉆機就位并成孔；

（5）清孔，吊裝鋼筋籠；

（6）安裝導管，灌注混凝土；

（7）拆除護筒，鑿除樁頭；

（8）樁體檢測。

上述工藝雖然已有普遍使用，但在較厚軟弱土層中使用仍存在以下問題：

1）在上部土層較好，下部土層。樁基尺寸設計時需要扣除負摩阻力的影響，樁徑、樁長相應增加，造成大量浪費；

2）灌注樁施工對混凝土灌注過程有較高要求，灌注過程應保證連續，否則易出現斷樁現象。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種上、下部擴大型水泥土復合管樁。

基于上述目的，本發明采取如下技術方案：

一種上、下部擴大形水泥土復合管樁，包括預制混凝土管樁，所述預制混凝土管樁內設置中心孔，中心孔內填充第一水泥土樁，預制混凝土管樁外設置第二水泥土樁，所述第二水泥土樁包括上、中、下三段，第二水泥土樁的上段和下段的樁徑均大于中段的樁徑，且第二水泥土樁的中段與上段、下段之間分別設置第一變直徑段和第二變直徑段。

所述預制混凝土管樁包括上段和下段，預制混凝土管樁上段的樁徑大于預制混凝土管樁下段，預制混凝土管樁的上、下段之間設置第三變直徑段，預制混凝土管樁上段的高度與第二水泥土樁上段的高度相等，第三變直徑段的高度與第一變直徑段的高度相等，預制混凝土管樁的底部與第二水泥土樁的底部持平。

所述預制混凝土管樁的側壁均勻分布筋體，筋體的外周設置箍筋。

所述筋體的走向與預制混凝土管樁側壁的走向一致。

所述第一水泥土樁和第二水泥土樁為水泥土攪拌樁或水泥土灌注樁。

所述第二水泥土樁的上段和下段的樁徑相等。

第一變直徑段、第二變直徑段和第三變直徑段與預制混凝土管樁的軸線的夾角不大于12°。

所述第二水泥土樁的樁徑大于預制混凝土管樁的外徑至少20mm。

所述第二水泥土樁上段位于較硬土層，中段位于較軟土層、下段位于較硬土層。

所述較硬土層為中密-密實狀態的砂層、硬塑-堅硬狀態的黏性土、密實狀態的粉土中的一種或兩種以上的混合；所述較軟土層為軟塑-流塑狀的黏性土。

與現有技術相比，本發明的技術效果為：

1）與同高度等混凝土用量的單一直徑的樁體相比，本發明的樁基承載力更高，可在保證滿足設計承載力要求的前提下，實現樁長較短，同時樁基側阻的發揮能力更高，尤其適于上部土層明顯優于下部土層的地質條件；

2）樁整體呈現頂部及底部樁徑大、中部樁徑小的結構形式，可使上部和下部土層側阻力得到有效發揮；

3）樁體采用變直徑段結構形式，使復合基樁上部與下部之間形成錐形自然過渡，有利于上部荷載向下傳遞、增加下部樁承載力的發揮，同時也節省灌注樁材料；

4）施工簡便、節省材料，采用的預應力混凝土樁為預制構件，可縮短現場工時，其與現澆混凝土灌注樁相比強度更高，且內配有預應力鋼棒，不容易發生開裂破壞現象；預制樁插入后無需取出，施工方便且效果好；在相同抗彎承載力下節省較多混凝土和鋼筋。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明中預制混凝土管樁結構示意圖；

圖3為本發明中預制混凝土管樁橫截面示意圖；

圖4為實施例中施工步驟（2）的結構示意圖；

圖5為實施例中施工步驟（3）的結構示意圖；

圖6為實施例中施工步驟（4）的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1、圖2和圖3所述的一種上、下部擴大形水泥土復合管樁，包括預制混凝土管樁1，所述預制混凝土管樁內設置中心孔11，中心孔11內填充第一水泥土樁2，預制混凝土管樁1外設置第二水泥土樁3，第一水泥土樁2和第二水泥土樁3為水泥土灌注樁。所述預制混凝土管樁1、第一水泥土樁2和第二水泥土樁3同軸設置。所述第二水泥土樁3的樁徑大于預制混凝土管樁1的外徑至少20mm。所述第二水泥土樁3包括上、中、下三段，所述第二水泥土樁上段31位于硬塑-堅硬狀態的黏性土4(較硬土層)，中段32位于軟塑-流塑狀的黏性土5(較軟土層)、下段33位于中密-密實狀態的砂層6(較硬土層)。所述第二水泥土樁3的上段31和下段33的樁徑相等，且大于中段32的樁徑，上段31和下段33的樁徑為820mm，中段32的樁徑為620mm，第二水泥土樁3的中段32與上段31、下段33之間分別設置第一變直徑段34和第二變直徑段35。

所述預制混凝土管樁1包括上段12和下段13，預制混凝土管樁1上段12的樁徑大于預制混凝土管樁下段13，預制混凝土管樁1上段12直徑800mm，下段13直徑600mm，內徑400mm，預制混凝土管樁1的上、下段之間設置第三變直徑段14，預制混凝土管樁1上段12的高度與第二水泥土樁3上段的高度相等，第三變直徑段14的高度與第一變直徑段34的高度相等，預制混凝土管樁1的底部與第二水泥土樁3的底部持平。所述預制混凝土管樁1的側壁均勻分布筋體15，筋體15的走向與預制混凝土管樁1側壁的走向一致，筋體15的外周設置箍筋16。所述筋體15為預應力鋼棒或預應力鋼棒與非預應力鋼筋的混合配筋。

第一變直徑段34、第二變直徑段35和第三變直徑段14與預制混凝土管樁1的軸線的夾角不大于12°。

其施工方法，包括以下步驟：

（1）樁位測量放樣；

（2）鉆機鉆進形成上下部擴大段的引孔，如圖4所示；

（3）在孔中灌注預拌水泥土，如圖5所示；

（4）將預制混凝土管樁1插入水泥土樁中；如圖6所示。