專(zhuān)利名稱(chēng)：一種端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁及其施工方法，所述的變截面是指預(yù)制管樁的長(zhǎng)軸方向變截面，屬于建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，越來(lái)越多的高層建筑物都面臨在軟土地基上修建的難題。樁基礎(chǔ)因其主要通過(guò)樁側(cè)的摩阻力和樁端阻力來(lái)承擔(dān)上部建筑物荷載，加之本身又具有較大的整體性和剛度，能夠承受很大的豎向荷載，這使得它能很好地滿(mǎn)足高層建筑物的承載力要求和沉降要求，而成為軟土地區(qū)高層建筑物的主要基礎(chǔ)形式。隨著樁基礎(chǔ)的不斷推廣應(yīng)用，研究者們發(fā)現(xiàn)樁周土因自身固結(jié)、浸水濕陷、場(chǎng)地填土、地面堆載、樁頂荷載、地下水位下降等原因會(huì)使其產(chǎn)生的沉降大于樁體沉降，這時(shí)樁側(cè)將產(chǎn)生負(fù)摩阻力，這種 摩阻力構(gòu)成了承壓樁荷載的一部分，減少了樁的承載能力、降低了樁身強(qiáng)度的安全儲(chǔ)備，并可能引起樁體較大的沉降隨之帶動(dòng)上部結(jié)構(gòu)物不均勻下沉，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致基礎(chǔ)破壞。因此，研發(fā)一種經(jīng)濟(jì)、有效的削減負(fù)摩阻力的新型樁基，顯得尤為迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能同時(shí)有效地降低負(fù)摩阻力和提高樁側(cè)正摩阻力，且更經(jīng)濟(jì)的端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁及其施工方法。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為提供一種端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁，包括第一節(jié)管節(jié)和第二節(jié)管節(jié)，所述的第一節(jié)管節(jié)從下到上設(shè)有樁尖、大截面段、帶肋段和頂部螺紋段，大截面段為錐臺(tái)形，表面有螺紋，帶肋段的橫截面為五星形且大小相等，帶肋段的表面有帶肋；頂部螺紋段橫截面為圓形；第二節(jié)管節(jié)為倒圓錐臺(tái)形，錐臺(tái)有中心通孔，中心通孔的下段設(shè)有內(nèi)螺紋段，錐臺(tái)表面光滑設(shè)有標(biāo)尺線(xiàn)，錐臺(tái)橫截面為圓環(huán)形；通過(guò)第一節(jié)管節(jié)的頂部螺紋段旋入第二節(jié)管節(jié)的內(nèi)螺紋段將兩管節(jié)連接成完整的預(yù)制管樁。本發(fā)明還提供應(yīng)用所述的一種端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁的施工方法，包括以下步驟
(1)平整場(chǎng)地并將壓樁機(jī)就位；
(2)起吊所述的端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁先用起重機(jī)將第一節(jié)管節(jié)起吊至壓粧箱中；
(3)壓入第一節(jié)管節(jié)用壓樁液壓缸將樁壓入地下；
(4)接樁預(yù)定壓入第一節(jié)管節(jié)至頂部露在地面近Im的高度時(shí)進(jìn)行接樁，起吊第二節(jié)管節(jié)，并調(diào)整上下兩管節(jié)的中心完全對(duì)齊，用管卡工具旋轉(zhuǎn)第二管節(jié)就位，使第一節(jié)管節(jié)與第二節(jié)管節(jié)連接成完整的預(yù)制管樁；
(5)壓入第二節(jié)管節(jié)用壓樁液壓缸將第二節(jié)管節(jié)壓入地下；
(6)檢查驗(yàn)收檢查無(wú)誤后，移動(dòng)壓樁機(jī)到新樁位，完成端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁施工。本發(fā)明的端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁及其施工方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
O由于本發(fā)明管樁的第一節(jié)管節(jié)的帶肋段橫截面為五星形，改變了傳統(tǒng)樁基礎(chǔ)斷面的構(gòu)造形狀，較大地提高了比表面積，明顯提高了樁側(cè)正摩阻力，本發(fā)明的管樁第二管節(jié)呈倒圓錐臺(tái)形，可有效降低負(fù)摩阻力的影響。2)本發(fā)明的管樁與等截面預(yù)制五星形鋼筋混凝土樁相比，由于管樁樁身整體呈錐形，在采用同樣的沉管方式下，本發(fā)明的管樁處理深度更深。3)本發(fā)明的管樁與錐形擴(kuò)底樁相比，大截面段表面設(shè)置的螺紋改變了樁與土體之間相互作用的模式，樁與土界面構(gòu)成了機(jī)械型咬合，進(jìn)一步增強(qiáng)樁基礎(chǔ)的穩(wěn)固性能、抗沉性能及抗拉拔性能，有效地提高了樁側(cè)正摩阻力，本發(fā)明的管樁可以替換錐形擴(kuò)底樁擴(kuò)底操作，施工更簡(jiǎn)單。 4)由于本發(fā)明的管樁第一管節(jié)的帶肋段橫截面積比大截面段截面積小，但帶肋段的徑向?qū)挾鹊扔诖蠼孛娑螜M截面的寬度，當(dāng)樁身完全壓入土中后，帶肋段的帶肋之間的凹進(jìn)的部分必會(huì)被樁周土充填，這樣調(diào)整了土與樁之間的作用力分布，本發(fā)明的管樁可顯著增大樁的承載力，并且?guī)Ю叨伟歼M(jìn)的設(shè)計(jì)，更有助于螺紋段管樁被壓入土中。5)本發(fā)明的樁型能同時(shí)發(fā)揮預(yù)制擴(kuò)底錐形樁、五星形樁、半螺紋樁的優(yōu)點(diǎn)并彌補(bǔ)各自的不足提高了單位材料強(qiáng)度利用率。6)本發(fā)明的管樁具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本較低，比表面積大，樁側(cè)正摩阻力高，單樁的承載力大等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明以經(jīng)濟(jì)的手段更大程度地提高了管樁的承載力。本發(fā)明提出的管樁施工方法工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，施工效率高，管樁的穩(wěn)定性和安全性好，并能更大程度地提高了單位材料強(qiáng)度利用率，及消除了負(fù)摩阻力對(duì)樁基的影響。7)本發(fā)明的管樁及其施工方法可廣泛運(yùn)用于軟土地區(qū)大型樁基礎(chǔ)建設(shè)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，應(yīng)用前景廣闊。


圖I為本發(fā)明的端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明第一節(jié)管節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為第一節(jié)管節(jié)帶肋段橫截面示意圖。圖4為本發(fā)明的第二節(jié)管節(jié)的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖5為將本發(fā)明的第一節(jié)管節(jié)放置于壓樁機(jī)中的狀態(tài)示意圖。圖6為本發(fā)明的施工過(guò)程示意圖。上述圖中1-樁尖、2-大截面段、3-帶肋段、4-帶肋、5-頂部螺紋段、6_第一節(jié)管節(jié)、7-第二節(jié)管節(jié)、8-標(biāo)尺線(xiàn)、9-內(nèi)螺紋段、10中心通孔、11-壓樁機(jī)、12-起重機(jī)、13-壓樁箱。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例I :本發(fā)明的一種端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁，其結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括第一節(jié)管節(jié)6和第二節(jié)管節(jié)7。第一節(jié)管節(jié)6結(jié)構(gòu)如圖2，從下到上設(shè)有樁尖I、大截面段2、帶肋段3和頂部螺紋段5，大截面段2為錐臺(tái)形，表面有螺紋，帶肋段3的橫截面為五星形且大小相等，如圖3，帶肋段的表面有帶肋4 ;頂部螺紋段5橫截面為圓形。如圖4，第二節(jié)管節(jié)7為倒圓錐臺(tái)形，錐臺(tái)有中心通孔10，中心通孔的下段設(shè)有內(nèi)螺紋段9，錐臺(tái)表面光滑設(shè)有標(biāo)尺線(xiàn)8，標(biāo)尺線(xiàn)選用鮮艷顏色標(biāo)示，如采用紅色油漆在錐臺(tái)表面的側(cè)面標(biāo)出一列標(biāo)尺，精度為100_，以便在施工中觀測(cè)、記錄；錐臺(tái)橫截面為圓環(huán)形；把第一節(jié)管節(jié)6的頂部螺紋段5旋入第二節(jié)管節(jié)7的內(nèi)螺紋段9，將兩管節(jié)連接成完整的預(yù)制管樁。

實(shí)施例2 :應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例I提供的一種端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁的施工方法，包括以下施工步驟
(I)平整場(chǎng)地并將靜壓力壓樁機(jī)11就位，如圖5所示。(2)起吊預(yù)制樁用起重機(jī)12將第一節(jié)管節(jié)6起吊至壓樁箱13中，使樁尖I垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，如圖6a所示。(3)壓入第一節(jié)管節(jié)6 :用壓樁箱13的壓樁液壓缸將第一節(jié)管節(jié)6壓入地下。如圖6b所示，利用夾頭箱的楔劈增力原理，夾緊樁柱，用壓樁液壓缸將樁壓入地下，每次壓樁行程為lm，用壓樁液壓缸將第一節(jié)管節(jié)6壓至預(yù)定深度，如圖6b所示。(4)接樁如圖6c所示,一般預(yù)定壓入第一節(jié)管節(jié)6至頂部露在地面近Im的高度時(shí)進(jìn)行接樁，起吊第二節(jié)管節(jié)7，并調(diào)整上下兩管節(jié)的中心完全對(duì)齊，用管卡工具旋轉(zhuǎn)第二節(jié)管節(jié)7就位，使第一節(jié)管節(jié)6與第二節(jié)管節(jié)7連接成完整的預(yù)制管樁；
(5)壓入第二節(jié)管節(jié)7:如圖6d所示，用壓樁液壓缸將第二節(jié)管節(jié)7壓入地下。在第二節(jié)管節(jié)7的樁身側(cè)面設(shè)置有用于觀測(cè)沉樁深度的標(biāo)尺線(xiàn)8，用紅色油漆在樁的側(cè)面標(biāo)出一列標(biāo)尺，以便在施工中觀測(cè)、記錄。壓入方法與步驟(3)相同；
(6)檢查驗(yàn)收檢查無(wú)誤后，移動(dòng)壓樁機(jī)11到新樁位，完成端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁施工。本發(fā)明的端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本較低的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的管樁施工方法，可操作性強(qiáng)、施工效率高。本發(fā)明的管樁及其施工方法可廣泛運(yùn)用于軟土地區(qū)大型樁基礎(chǔ)建設(shè)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，應(yīng)用前景廣闊。
權(quán)利要求
1.一種端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁，包括第一節(jié)管節(jié)和第二節(jié)管節(jié)，其特征在于所述的第一節(jié)管節(jié)從下到上設(shè)有樁尖、大截面段、帶肋段和頂部螺紋段，大截面段為錐臺(tái)形，表面有螺紋，帶肋段的橫截面為五星形且大小相等，帶肋段的表面有帶肋；頂部螺紋段橫截面為圓形；第二節(jié)管節(jié)為倒圓錐臺(tái)形，錐臺(tái)有中心通孔，中心通孔的下段設(shè)有內(nèi)螺紋段，錐臺(tái)表面光滑設(shè)有標(biāo)尺線(xiàn)，錐臺(tái)橫截面為圓環(huán)形；通過(guò)第一節(jié)管節(jié)的頂部螺紋段旋入第二節(jié)管節(jié)的內(nèi)螺紋段將兩管節(jié)連接成完整的預(yù)制管樁。
2.應(yīng)用權(quán)利要求I所述的一種端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁的施工方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)平整場(chǎng)地并將壓樁機(jī)就位； (2)起吊所述的端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁先用起重機(jī)將第一節(jié)管節(jié)起吊至壓粧箱中； (3)壓入第一節(jié)管節(jié)用壓樁液壓缸將樁壓入地下； (4)接樁預(yù)定壓入第一節(jié)管節(jié)至頂部露在地面近Im的高度時(shí)進(jìn)行接樁，起吊第二節(jié)管節(jié)，并調(diào)整上下兩管節(jié)的中心完全對(duì)齊，用管卡工具旋轉(zhuǎn)第二管節(jié)就位，使第一節(jié)管節(jié)與第二節(jié)管節(jié)連接成完整的預(yù)制管樁； (5)壓入第二節(jié)管節(jié)用壓樁液壓缸將第二節(jié)管節(jié)壓入地下； (6)檢查驗(yàn)收檢查無(wú)誤后，移動(dòng)壓樁機(jī)到新樁位，完成端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁施工。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種端部螺紋五星形變截面預(yù)制管樁及其施工方法，管樁包括兩管節(jié)，第一節(jié)管節(jié)設(shè)有樁尖、大截面段、帶肋段和頂部螺紋段，大截面段為錐臺(tái)形，表面有螺紋，帶肋段的橫截面為五星形且大小相等，帶肋段的表面有帶肋；頂部螺紋段橫截面為圓形；第二節(jié)管節(jié)為倒圓錐臺(tái)形，錐臺(tái)有中心通孔，中心通孔的下段設(shè)有內(nèi)螺紋段，錐臺(tái)表面有標(biāo)尺線(xiàn)，錐臺(tái)橫截面為圓環(huán)形；通過(guò)頂部螺紋段旋入內(nèi)螺紋段將兩管節(jié)的連接成完整的預(yù)制管樁。本發(fā)明的管樁具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本較低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還提供了所述管樁的施工方法，可操作性強(qiáng)、施工效率高，管樁的穩(wěn)定性和安全性好，適用于軟土地區(qū)大型樁基礎(chǔ)建設(shè)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)E02D5/52GK102888841SQ20121041151
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者代先堯, 李長(zhǎng)冬, 雍睿, 王凱, 劉慶濤, 馬俊偉, 夏浩, 王姣, 梁德明 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)