1.本发明涉及土木工程钻孔灌注桩结构技术领域，更具体地说，涉及一种气囊式钻孔灌注空心桩结构及其施工方法。
背景技术：
2.钻孔灌注桩为港口、桥梁、风电等工程领域常用的基础结构，其功能在于将上部结构的水平及竖向荷载传递到深层地基土中，具有传力机理可靠、施工简单、可适用多种地质条件等优点。
3.传统灌注桩施工主要工艺流程包括钻土成孔、下放钢筋笼、浇筑混凝土等步骤，桩基浇筑完成后均为实心桩，因此桩基自身混凝土用量高、桩基自重大，特别是大直径钻孔灌注桩桩基自重往往成为主导荷载。
技术实现要素：
4.本发明要解决的技术问题在于，提供一种大幅消减桩身内部混凝土，达到降低桩基自重、减少桩身混凝土用量、节约桩基工程造价气囊式钻孔灌注空心桩结构及其施工方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种气囊式钻孔灌注空心桩结构，包括钻孔灌注桩混凝土，所述包括钻孔灌注桩混凝土内设置有钻孔灌注桩受力主筋，其特征在于，所述钻孔灌注桩混凝土内设置有由气囊充气后形成的空心体，所述钻孔灌注桩受力主筋内侧设置有气囊固定支架，所述气囊设置在所述气囊固定支架上，所述气囊与气囊发生控制器或充气气源连接。
6.按上述方案，所述气囊固定支架采用钢结构或hpde(高密度聚乙烯)材质。
7.按上述方案，所述气囊为橡胶材质。
8.本发明还提供一种气囊式钻孔灌注空心桩结构的施工方法，包括如下步骤：
9.s1、首先进行钻孔成孔：钻孔采用人力挖孔，或机械成孔；
10.s2、然后清理孔底，下放钢筋笼；
11.s3、再根据地质条件及工程情况设计空心桩的空心位置、空心长度，并根据选用的气囊特性，设计所述气囊的安放位置；
12.s4、将所述气囊、气囊发生控制器的导线或充气源的管道固定于气囊固定支架的侧面，并下放至桩孔；
13.s5、下放钻孔灌注桩混凝土浇筑导管至桩底，浇筑首仓混凝土封底；
14.s6、继续浇筑混凝土淹没首个气囊，淹没高度不小于二倍的桩基直径；
15.s7、提起混凝土浇筑导管，并保证管口具有足够的淹没深度，并保证管口高于首个气囊；
16.s8、启动所述气囊发生控制器或充气气源，使得所述气囊充气，并排开混凝土形成空腔；
17.s9、重复s6～s7，直至完成整个桩基浇筑。
18.实施本发明的气囊式钻孔灌注空心桩结构，具有以下有益效果：
19.本发明的气囊式钻孔灌注空心桩结构，通过在钻孔灌注桩桩身内设置空腔，在对钻孔桩灌注桩桩身水平承载力降低有限、同时不降低钻孔灌注桩竖向承载力的前提下，能够大幅消减桩身内部混凝土用量，达到降低桩基自重、减少桩身混凝土用量、节约桩基工程造价的目的。
附图说明
20.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
21.图1是本发明气囊式钻孔灌注空心桩结构的结构示意图；
22.图2是本发明气囊式钻孔灌注空心桩结构的安装结构示意图。
具体实施方式
23.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
24.如图1-2所示，本发明的气囊式钻孔灌注空心桩结构包括钻孔灌注桩混凝土8，包括钻孔灌注桩混凝土8内设置有钻孔灌注桩受力主筋5，钻孔灌注桩混凝土8内设置有由气囊1充气后形成的空心体7，钻孔灌注桩受力主筋5内侧设置有气囊固定支架2，气囊固定支架2采用钢结构，或hpde材质。气囊1设置在气囊固定支架2，气囊1为橡胶材质。气囊1通过由与气囊固定支架2连接的气囊发生控制器或充气气源充气6形成空心体1。
25.本发明的优选实施例中主要由钻孔灌注桩混凝土8、钻孔灌注桩受力主筋5、气囊充气后形成的空心体7等几个部分组成。钻孔灌注桩受力主筋5位于钻孔灌注桩外壁4的内测，气囊充气后形成的空心体7，由设置于气囊固定支架2上的气囊1在气囊发生控制器或充气气源6的控制或充气下，通过气囊发生控制导线或充气管道3引发气囊充气，排开尚未初凝的钻孔灌注桩混凝土8形成，。
26.气囊固定支架2，可采用钢结构，也可采用hpde材质，支架具有足够的长度和强度，确保气囊1和气囊发生控制导线或充气管道3能固定于预定的位置。气囊1采用橡胶材质，气囊1具有足够的强度，除能承受充气压力外，还能排开尚未初凝的混凝土，形成空腔。
27.本发明通过在钻孔灌注桩混凝土8内设置气囊1排开混凝土形成空心体7，在对水平抗弯承载力降低及其有限，且不降低竖向承载力的前提下，能够大幅度降低桩身混凝土用量，进而降低桩基自重，不仅能减少钻孔灌注桩桩长，还能节约工程成本。
28.本发明还提供一种钻孔气囊式钻孔灌注空心桩结构的施工方法，具体步骤如下：
29.s1、钻孔成孔，钻孔可采用人工挖孔、机械成孔等；
30.s2、清理孔底，下放钢筋笼；
31.s3、根据地质条件及具体工程情况设计空心桩的空心位置、空心长度，并根据选用的气囊特性，设计气囊1安放位置；
32.s4、将气囊1、气囊发生控制导线或充气管道3固定于气囊固定支架2，并下放至桩孔；
33.s5、下放钻孔灌注桩混凝土浇筑导管至桩底，浇筑首仓混凝土封底；
34.s6、继续浇筑混凝土淹没首个气囊，淹没高度应不小于二倍的桩基直径；
35.s7、提起混凝土浇筑导管，并保证管口具有足够的淹没深度，并保证管口高于首个气囊；
36.s8、启动气囊发生控制器或充气气源6，使得气囊1充气，并排开混凝土形成空腔；
37.s9、重复(6)～(7)，直至完成整个桩基浇筑。
38.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
技术特征：
1.一种气囊式钻孔灌注空心桩结构，包括钻孔灌注桩混凝土，所述包括钻孔灌注桩混凝土内设置有钻孔灌注桩受力主筋，其特征在于，所述钻孔灌注桩混凝土内设置有由气囊充气后形成的空心体，所述钻孔灌注桩受力主筋内侧设置有气囊固定支架，所述气囊设置在所述气囊固定支架上，所述气囊与气囊发生控制器或充气气源连接。2.根据权利要求1所述的气囊式钻孔灌注空心桩结构，其特征在于，所述气囊固定支架采用钢结构或hpde材质。3.根据权利要求1所述的气囊式钻孔灌注空心桩结构，其特征在于，所述气囊为橡胶材质。4.一种权利要求1所述的气囊式钻孔灌注空心桩结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、进行钻孔成孔：钻孔采用人力挖孔，或机械成孔；s2、清理孔底，下放钢筋笼；s3、根据地质条件及工程情况设计空心桩的空心位置、空心长度，并根据选用的气囊特性，设计所述气囊的安放位置；s4、将所述气囊、气囊发生控制器的导线或充气源的管道固定于气囊固定支架的侧面，并下放至桩孔；s5、下放钻孔灌注桩混凝土浇筑导管至桩底，浇筑首仓混凝土封底；s6、继续浇筑混凝土淹没首个气囊，淹没高度不小于二倍的桩基直径；s7、提起混凝土浇筑导管，并保证管口具有足够的淹没深度，并保证管口高于首个气囊；s8、启动所述气囊发生控制器或充气气源，使得所述气囊充气，并排开混凝土形成空腔；s9、重复s6～s7，直至完成整个桩基浇筑。
技术总结
本发明涉及一种气囊式钻孔灌注空心桩结构及其施工方法，其结构包括钻孔灌注桩混凝土，所述包括钻孔灌注桩混凝土内设置有钻孔灌注桩受力主筋，其特征在于，所述钻孔灌注桩混凝土内设置有由气囊充气后形成的空心体，所述钻孔灌注桩受力主筋内侧设置有气囊固定支架，所述气囊设置在所述气囊固定支架上，所述气囊与气囊发生控制器或充气气源连接。本发明在对钻孔桩灌注桩桩身水平承载力降低有限、且不降低钻孔灌注桩竖向承载力的前提下，通过大幅消减桩身内部混凝土，达到降低桩基自重、减少桩身混凝土用量、节约桩基工程造价的目的。节约桩基工程造价的目的。节约桩基工程造价的目的。
技术研发人员：王君辉 魏灵歌
受保护的技术使用者：中交第二航务工程勘察设计院有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/1/28