预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖，其包括，环形端板，其下连接一段底端封闭的钢管；至少两块可向外活动的支腿钢板，其一端通过螺栓活动连接于环形端板上端面的左右两侧；环形隔板，通过螺栓连接于支腿钢板上端面；至少两块可向外活动的支腿钢板，通过螺栓活动连接于环形隔板上端面的两侧；扩张器，设于底端封闭的钢管内，其底部外径小于环形端板、环形隔板的中心通孔；扩张器上连接一钢缆绳。在沉入预制混凝土管桩之前，将钢桩尖与管桩连接，钢缆绳穿过环形端板、环形隔板和支腿钢板之间缝隙，以及管桩内孔引至管桩顶端；在沉入管桩至要求深度后，提升钢缆绳，钢缆绳牵动扩张器向上顶推各支腿钢板，使各支腿钢板向管桩外侧扩张并插入外侧土层内。
1.预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖，其特征是，包括，
环形端板，其下端面对应中心通孔处连接一段底端封闭的钢管；
至少两块可向外活动的支腿钢板，其一端分别通过螺栓活动连接于所述的环形端板的上端面的左右两侧；
至少两块可向外活动的支腿钢板，分别通过上述螺栓活动连接于上述环形隔板上端面的两侧；
扩张器，锥形体，设置于环形端板下的底端封闭的钢管内，其底部外径小于环形端板、环形隔板的中心通孔；扩张器上连接一钢缆绳。
2.预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖，其特征是，包括，
环形端板，其下端面对应中心通孔处连接一段底端封闭的钢管；
至少两块可向外转动的支腿钢板，其一端分别通过螺栓活动连接于所述的环形端板的上端面的左右两侧；
至少两块可向外转动的支腿钢板，分别通过上述螺栓活动连接于上述环形隔板上端面的两侧；
扩张器，锥形体，设置于环形端板下的底端封闭的钢管内，其底部外径小于环形端板、环形隔板的中心通孔；扩张器上连接一钢缆绳。
3.如权利要求2所述的预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖，其特征是，所述的环形端板、环形隔板的内外轮廓尺寸与预制混凝土管桩钢端板的内外轮廓尺寸相同，其轮廓是同心圆环，或外方内圆的环形。
4.如权利要求2所述的预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖，其特征是，位于环形隔板一侧的各支腿钢板在向外扩张之前的总体外轮廓尺寸与预制混凝土管桩钢端板的外轮廓尺寸相同。
5.如权利要求2所述的预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖，其特征是，所述的支腿钢板向管桩外侧转动扩张时插入土层的一侧边缘为锐角形状。
6.如权利要求2所述的预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖，其特征是，所述的扩张器的高度大于其直径。
7.预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖，其特征是，包括，
环形端板，其下端面对应中心通孔处连接一段钢管；环形端板上两两对称、呈十字状分布开有4只通孔及相应的螺栓；
至少两块可向外平移的支腿钢板，呈矩形，在其垂直于长边的中心轴处各开设有一个可供螺栓穿过作为约束其向外平移的定位销键的槽孔；
环形隔板，上开有4只对应环形端板通孔的通孔，通过上述螺栓连接于上述支腿钢板上端面；
至少两块可向外平移的支腿钢板，呈矩形，在其垂直于长边的中心轴处各开设有一个可供螺栓穿过作为约束其向外平移的定位销键的槽孔；分别通过上述螺栓和相应螺母连接于上述环形隔板上端面的左右两侧；
扩张器，锥形体，设置于环形端板下的钢管内，其底部外径小于环形端板、环形隔板的中心通孔；扩张器上连接一钢缆绳。
8.如权利要求7所述的预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖，其特征是，所述的环形端板、环形隔板的内外轮廓尺寸与预制混凝土管桩钢端板的内外轮廓尺寸相同。
9.如权利要求7所述的预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖，其特征是，位于环形隔板一侧的各支腿钢板在向外扩张之前的总体外轮廓尺寸与预制混凝土管桩钢端板的外轮廓尺寸相同。
10.如权利要求7所述的预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖，其特征是，所述的支腿钢板向管桩外侧转动扩张时插入土层的一侧边缘为锐角形状。
11.如权利要求7所述的预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖，其特征是，所述的扩张器的高度大于其直径。
12.如权利要求1、或2、或7所述的预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖的沉桩施工方法，其包括如下步骤：
1)在沉入预制混凝土管桩之前，将钢桩尖与管桩最底端的钢端板连接，将扩张器置于环形端板之下的底端封闭的钢管内，系连扩张器的钢缆绳穿过环形端板、环形隔板和各支腿钢板之间的缝隙，以及管桩内孔引至管桩顶端；
2)在沉入预制混凝土管桩至要求深度之后提升钢缆绳，钢缆绳牵动扩张器向上顶推钢桩尖中各支腿钢板，同时也将各支腿钢板向外顶推，使各支腿钢板向管桩外侧扩张并插入外侧土层内。
预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖及沉桩施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及岩土工程，尤其涉及预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖及沉桩施工方法。
背景技术
[0002] 软土地基中通常使用预制混凝土管桩，提高土层承载能力。如中国专利号CN200610052169.71公开的“后注浆自引孔PHC管桩尖防锈帽施工装置及其施工工艺”，其涉及一种后注浆自引孔PHC管桩尖防锈帽施工装置，与由水箱、多级离心泵、高压输水管、夹桩器、送桩器、PHC空腔管桩、高压输气管和空气压缩机组成的带冲水冲气引孔的静力液压压桩机相联接；高压注浆泵通过高压注浆管和三通管与高压输水管连接，在三通管与多级离心泵及三通管与高压注浆泵之间装有单向阀门。一种后注浆自引孔PHC管桩尖防锈帽施工工艺：当PHC空腔管桩被静压送至持力层，停止冲水冲气后，开动高压注浆泵，通过高压注浆管、三通管和高压输水管向桩尖泵送一定量的水泥浆，将钢制桩尖里外填满，桩尖的表面形成由水泥浆包裹的防锈帽，把桩尖与土层隔离，达到防锈以及加固地基、提高桩基承载力的效果。
[0003] 还有如中国专利号CN200410040718.X，涉及一种高强度空心增效桩尖，其特征在于整个桩尖沿中心纵轴线有一个通孔，且呈中空对称状，外侧剖面呈上大下小的锥形结构，桩尖上部为一水平端头板，其上均匀分布有主筋锚孔，主筋穿过端头板上的主筋锚孔与锥尖端的环形钢质刃口相连，各主筋之间由螺旋箍筋螺旋緾绕相接。桩尖上部的横截面形状为正方形、长方形、六边形、八边形、圆形、多边形或不规则几何形状；桩尖中部的通孔横截面形状呈正多边形或者圆形；锥尖端的环形钢质刃口为闭合状高强度钢质刃口；桩尖中部均匀布有数根主筋，且用螺旋箍筋螺旋緾绕相连；端头板与环形钢质刃口间锥体状钢板内侧焊接有数根相互交叉的加强筋。
[0004] 但上述技术均无法运用于预制混凝土桩连接节点的构造。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖及沉桩施工方法，预制混凝土管桩的可扩张式钢桩尖提高持力土层对桩尖的承载效果。
[0006] 为达到上述目的，本发明的技术方案是，
[0007] 预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖，其包括，环形端板，其下端面对应中心通孔处连接一段底端封闭的钢管；至少两块可向外活动的支腿钢板，分别通过螺栓活动连接于所述的环形端板的上端面的左右两侧；环形隔板，通过4个螺栓连接于上述支腿钢板上端面；至少两块可向外活动的支腿钢板，分别通过螺栓活动连接于上述环形隔板上端面的左右两侧；扩张器，锥形体，设置于环形端板下的底端封闭的钢管内，其底部外径小于环形端板、环形隔板的中心通孔；扩张器上连接一钢缆绳。
[0008] 进一步，本发明的又一个预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖，其包括，环形端板，其下端面对应中心通孔处连接一段底端封闭的钢管；至少两块可向外转动的支腿钢板，其一端分别通过螺栓活动连接于所述的环形端板的上端面的左右两侧；环形隔板，通过4个螺栓连接于上述支腿钢板上端面；至少两块可向外转动的支腿钢板，其一端分别通过螺栓活动接于上述环形隔板上端面的左右两侧；扩张器，锥形体，设置于环形端板下的底端封闭的钢管内，其底部外径大于环形端板、环形隔板的中心通孔；扩张器上连接一钢缆绳。
[0009] 又，所述的环形端板、环形隔板的内外轮廓尺寸与预制混凝土管桩钢端板的内外轮廓尺寸相同，其轮廓是同心圆环，或外方内圆的环形。
[0010] 进一步，位于环形隔板一侧的各支腿钢板在向外扩张之前的外轮廓尺寸与预制混凝土管桩钢端板的外轮廓尺寸相同。
[0011] 所述的支腿钢板向管桩外侧转动扩张时插入土层的一侧边缘为锐角形状。
[0012] 所述的扩张器的高度大于其直径。
[0013] 本发明的再一个预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖，其包括，环形端板，其下端面对应中心通孔处连接一段底端封闭的钢管；环形端板上两两对称、呈十字状分布开有4只通孔及相应的螺栓；至少两块可向外平移的支腿钢板，呈矩形，在其垂直于长边的中心轴处各开设有一个可供螺栓穿过作为约束其向外平移的定位销键的槽孔；环形隔板，上开有4只对应环形端板通孔的通孔，通过上述螺栓连接于上述支腿钢板上端面；至少两块可向外平移的支腿钢板，呈矩形，在其垂直于长边的中心轴处各开设有一个可供螺栓穿过作为约束其向外平移的定位销键的槽孔；分别通过上述螺栓和相应的螺母连接于上述环形隔板上端面的左右两侧；扩张器，锥形体，设置于环形端板下的底端封闭的钢管内，其底部外径小于环形端板、环形隔板的中心通孔；扩张器上连接一钢缆绳。
[0014] 所述的环形端板、环形隔板的内外轮廓尺寸与预制混凝土管桩钢端板的内外轮廓尺寸相同。
[0015] 位于环形隔板一侧的各支腿钢板在向外扩张之前的外轮廓尺寸与预制混凝土管桩钢端板的外轮廓尺寸相同。
[0016] 所述的支腿钢板向管桩外侧转动扩张时插入土层的一侧边缘为锐角形状。
[0017] 所述的扩张器的高度大于其直径。
[0018] 再有，本发明预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖的沉桩施工方法，其包括如下步骤：
[0019] 1)在沉入预制混凝土管桩之前，将钢桩尖4根螺栓与管桩最底端的钢端板相对应的内螺纹连接，将扩张器置于环形端板之下的钢管内，系连扩张器的钢缆绳穿过环形端板、环形隔板和各支腿钢板之间的缝隙，以及管桩内孔引至管桩顶端；
[0020] 2)在沉入预制混凝土管桩至要求深度之后提升钢缆绳，钢缆绳牵动扩张器向上顶推钢桩尖中各支腿钢板，同时也将各支腿钢板向外顶推，使各支腿钢板向管桩外侧扩张并插入外侧土层内。
[0021] 本发明的有益效果
[0022] 1)圆锥体扩张器、缆绳和提升装置构造简单，在沉入预制混凝土管桩之后提升缆绳和圆锥体扩张器顶推支腿钢板组合，使其向管桩外侧扩张并插入外侧土层内。
[0023] 2)预制混凝土管桩的扩张型钢桩尖可以显著提高土层对桩的承载效果，达到节省桩材、降低成本的目的。
[0024] 3)可以推广应用于目前常用的预制混凝土管桩和预制钢管混凝土管桩，只需在桩的最底端的钢端板处用螺栓连接本发明扩张型钢桩尖。
[0025] 4)可以利用目前常用的预制混凝土管桩沉桩机具和工艺进行沉桩施工。
附图说明
[0026] 图1为本发明预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖第一实施例的结构示意图；
[0027] 图2为本发明预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖第一实施例的结构分解示意图；
[0028] 图3为本发明预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖第一实施例的扩张前的示意图；
[0029] 图4为本发明预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖第一实施例的扩张后的示意图；
[0030] 图5为本发明预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖第一实施例与管桩连接的示意图；
[0031] 图6为本发明预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖第二实施例的结构示意图；
[0032] 图7为本发明预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖第二实施例的结构分解示意图；
[0033] 图8为本发明预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖第二实施例的扩张前的示意图；
[0034] 图9为本发明预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖第二实施例的扩张后的示意图；
[0035] 图10为本发明第二实施例钢桩尖扩张前预制混凝土管桩的剖面图；
[0036] 图11为本发明第二实施例钢桩尖扩张后预制混凝土管桩的剖面图。
具体实施方式
[0037] 参见图1～图5，本发明的预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖第一实施例，其包括，环形端板1，其下端面对应中心通孔101处连接一段底端封闭的钢管2；2块可向外转动的支腿钢板3，其一端分别通过2个螺栓4″、4″′活动连接于所述的环形端板1的上端面的左右两侧；环形隔板5，通过4个螺栓4、4′、4″、4″′连接于上述支腿钢板3上端面；2块可向外转动的支腿钢板6，分别通过2个螺栓4、4’活动连接于上述环形隔板5上端面的左右两侧；扩张器7，锥形体，设置于环形端板1下的底端封闭的钢管2内，其底部外径小于环形端板1、环形隔板5的中心通孔；扩张器7上连接一钢缆绳8。
[0038] 又，所述的环形端板1、环形隔板5的内外轮廓尺寸与预制混凝土管桩9钢端板10的内外轮廓尺寸相同，其轮廓是同心圆环，或外方内圆的环形。
[0039] 进一步，位于环形端板1一侧的各支腿钢板3、以及位于环形隔板5一侧的各支腿钢板6在向外扩张之前的总体外轮廓尺寸与预制混凝土管桩9钢端板10的外轮廓尺寸相同。
[0040] 所述的支腿钢板3和支腿钢板6向管桩9外侧转动扩张时插入土层的一侧边缘为锐角形状。
[0041] 所述的扩张器7的高度大于其直径。
[0042] 参见图1～图4，本发明预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖的沉桩施工方法，其包括如下步骤：
[0043] 1.在沉入预制混凝土管桩9之前，通过4个螺栓4、4′、4″、4″′将钢桩尖与管桩9最底端的钢端板10相对应的内螺纹连接，将扩张器7置于环形端板1之下的钢管2内，[0044] 2.系连扩张器7的钢缆绳8穿过环形端板1、环形隔板5和各支腿钢板3、6之间的缝隙，以及管桩9内孔引至管桩9顶端；
[0045] 3.在沉入预制混凝土管桩9至要求深度之后提升钢缆绳8，钢缆绳8牵动扩张器7向上顶推钢桩尖中各支腿钢板3、6，同时也将各支腿钢板3、6向外顶推，使各支腿钢板3、
6向管桩9外侧转动扩张并插入外侧土层内。
[0046] 参见图6～图11，本发明预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖的第二实施例，其包括，环形端板14，其下端面对应中心通孔1401处连接一段底端封闭的钢管15；环形端板14上两两对称、呈十字状分布开有4只通孔1402及相应的4只螺栓16、16′、16″、16″′；2块可向外活动的支腿钢板17，呈矩形，在其平形于短边的中心轴处各开设有一个可供螺栓16、16’穿过作为约束其向外平移的定位销键的槽孔1701；环形隔板18，上开有4只对应环形端板14通孔1402的通孔1801，通过上述螺栓16、16′、16″、16″′连接于上述支腿钢板17上端面；2块可向外转动的支腿钢板19，呈矩形，在其平形于短边的中心轴处各开设有一个可供螺栓穿过作为约束其向外平移的定位销键的槽孔1901；分别通过上述螺栓16″、
16″′连接于上述环形隔板18上端面的两侧；扩张器20，锥形体，设置于环形端板14下的底端封闭的钢管15内，其底部外径小于环形端板14、环形隔板18的中心通孔；扩张器20上连接一钢缆绳21。
[0047] 所述的环形端板14、环形隔板18的内外轮廓尺寸与预制混凝土管桩9钢端板10的内外轮廓尺寸相同。
[0048] 位于环形隔板18一侧的各支腿钢板17、19在向外扩张之前的总体外轮廓尺寸与预制混凝土管桩9钢端板10的外轮廓尺寸相同。
[0049] 所述的支腿钢板17、19向管桩9外侧平动扩张时插入土层的一侧边缘为锐角形状。
[0050] 所述的扩张器20的高度大于其直径。
[0051] 本发明预制混凝土管桩用扩张型钢桩尖的沉桩施工方法，其包括如下步骤：
[0052] 1.在沉入预制混凝土管桩9之前，通过4个螺栓16、16′、16″、16″′将钢桩尖与管桩9最底端的钢端板10相对应的内螺纹连接，将扩张器20置于环形端板14之下的底端封闭的钢管15内，
[0053] 2.系连扩张器20的钢缆绳21穿过环形端板14、环形隔板18和各支腿钢板17、19之间的缝隙，以及管桩9内孔引至管桩9顶端；
[0054] 3.在沉入预制混凝土管桩9至要求深度之后提升钢缆绳21，钢缆绳21牵动扩张器20向上顶推钢桩尖中各支腿钢板17、19，同时也将各支腿钢板17、19向外顶推，使各支腿钢板17、19向管桩9外侧平移扩张并插入外侧土层内。
