專利名稱：梅花形管樁及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基樁技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用做建筑物基礎(chǔ)的梅花形管樁。本發(fā)明還涉及該種管樁的加工方法。
背景技術(shù)：
對于一幢高樓的建設，其結(jié)構(gòu)安全在很大程度上取決于基礎(chǔ)設計，而基礎(chǔ)設計則是依據(jù)地質(zhì)勘察參數(shù)，按照設計規(guī)范進行的。在土質(zhì)不良地區(qū)修建各種建筑物特別是高層建筑物、重型廠房和具有特殊要求的構(gòu)筑物時，基樁技術(shù)已經(jīng)成為廣泛采用的一種基礎(chǔ)形式?；鶚都夹g(shù)主要是采用靜力壓樁機等機械設備，將多根預制的管樁按照設計布局打入地層中用作建筑物基礎(chǔ)的技術(shù)。其中，現(xiàn)有技術(shù)中的預制砼管樁的承載力主要由兩部分組成。一部分是樁側(cè)土層間形成的摩擦力，也稱為樁側(cè)摩擦力。另一部分是樁頭座臥在地層中的持力層上形成的樁端承載力。樁側(cè)摩擦力的大小主要與土質(zhì)的含水率有關(guān)，當?shù)叵滤蛔兓^大時，側(cè)摩擦系數(shù)會有較大的變動從而直接影響到樁側(cè)摩擦力的大小。而樁端承載力的大小主要與樁頭是否按照要求進入持力層有關(guān)，當樁頭進入地質(zhì)條件良好的持力層時，樁端承載力基本穩(wěn)定， 當樁頭位于持力層之上或之下的不良地質(zhì)層中時，樁端承載力極不穩(wěn)定。因此，在建筑物的基礎(chǔ)設計中，一般都竭力避開不穩(wěn)定的不良地質(zhì)層。比較理想的基礎(chǔ)設計，是使管樁在地基中有一定的深度，以獲得設計要求的樁側(cè)摩擦力，還必須使樁頭進入持力層，以獲得設計要求的樁端承載力。但在實際施工中，建筑物的選址首先考慮的是地面因素而非地下因素。因此，建筑物很可能會選在一些地層結(jié)構(gòu)復雜的基礎(chǔ)上?，F(xiàn)有技術(shù)中，為達到設計的樁側(cè)摩擦力，一般對管樁的設計深度有一定要求，即管樁必須打入地表下一定深度以使管樁側(cè)面與土層之間產(chǎn)生足夠的側(cè)摩擦力。同時，為獲得設計要求的樁端承載力，管樁還必須打在優(yōu)良地質(zhì)條件的持力層上。但問題在于，地表下的地層結(jié)構(gòu)十分復雜，很多情況下，位于地表下設計深度處的地質(zhì)層并不適合做持力層。常見的圓管樁，由于具有圓柱形的外表面，其優(yōu)點在于樁側(cè)摩擦系數(shù)高，樁側(cè)摩擦力大。但其缺點是，抗剪切能力差。并且，圓樁的端面積小，樁端承載力小。常見的方管樁，由于具有正方體的外表面，其優(yōu)點在于抗剪切能力好。并且，在相同直徑的情況下，方樁的端面積大，樁端承載力大。但其缺點是，樁側(cè)摩擦系數(shù)小，方樁的樁側(cè)摩擦主要集中在四角處，因此整體的樁側(cè)摩擦力小。這種情況下，現(xiàn)有的基樁技術(shù)必須采用附加技術(shù)手段，對地表下的不良地質(zhì)層做一技術(shù)處理來滿足成為持力層的要求，或增加基樁的數(shù)量，否則就無法同時滿足承載力和抗剪切的設計要求。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員一直致力于改進現(xiàn)有的管樁，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種樁側(cè)摩擦力大、樁端支撐力大、抗剪切性能并且制造容易、結(jié)構(gòu)簡單的梅花形管樁。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種梅花形管樁，至少包括樁體；所述樁體的橫截面為梅花形。較佳地，所述樁體為預制砼件，其內(nèi)部具有鋼筋籠。較佳地，所述樁體的兩端分別固定連接有連接頭結(jié)構(gòu)。較佳地，所述連接頭結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)件。較佳地，所述連接頭結(jié)構(gòu)上開設有鋼筋安裝孔和拉緊螺孔。較佳地，所述鋼筋安裝孔、所述拉緊螺孔均為軸對稱設置。較佳地，所述樁體為六個半圓弧組成的梅花形。較佳地，所述樁體內(nèi)設置有圓柱孔。本發(fā)明的梅花形管樁由于半圓弧的梅花形結(jié)構(gòu)設計，改善了管樁的外表面形狀， 增大了外表面的摩擦系數(shù)，提高了管樁的樁側(cè)摩擦力。同時，本發(fā)明還由于半圓弧的梅花形結(jié)構(gòu)設計，增大了管樁的端面積，提高了管樁的樁端承載力。因此，本發(fā)明的梅花形管樁兼有圓樁和方樁的優(yōu)點，同時又克服了圓樁和方樁各自固有的缺點，具有更高的抗壓摩擦力、 更高的抗剪性能以及更高的抗拔能力，具有顯著的進步和有益效果。本發(fā)明還提供了一種梅花形管樁的加工方法，包括步驟一，扎鋼筋籠，并將扎好的所述鋼筋籠放入梅花形管樁模具中；步驟二，在所述梅花形管樁模具的兩端分別設置連接頭結(jié)構(gòu)，并利用所述連接頭結(jié)構(gòu)張拉所述鋼筋籠中的軸向筋；步驟三，向所述梅花形管樁模具中澆筑混凝土，合模形成一中間制品；步驟四，高速旋轉(zhuǎn)步驟三獲得的所述中間制品， 利用離心力密實所述梅花形管樁模具中的混凝土，并在軸心部位形成圓柱孔，形成半成品； 步驟五，利用高溫蒸汽蒸步驟四獲得的半成品，然后開模冷卻，獲得所述梅花形管樁。較佳地，所述步驟二中，利用所述連接頭結(jié)構(gòu)對張拉后的所述軸向筋施加一定的預應力。本發(fā)明的加工方法，工藝簡單，效率高，只要更換不同模具即可適應各種形狀的管樁的生產(chǎn)要求，加工獲得的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖1是本發(fā)明的梅花形管樁一具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明的梅花形管樁1的實施例中，包括樁體11，樁體11為六個半圓弧組成的梅花形的預制砼件，內(nèi)部設置有鋼筋籠(圖中未示出)。樁體11每一邊的外表面上設置有半圓弧12，因此在外表面上共設置了六個半圓弧12，增大了管樁的樁側(cè)摩擦力。本發(fā)明還由于設置了上述半圓弧12，增大了管樁的樁端承載力。
進一步地，在樁體11的兩端分別固定連接有連接頭結(jié)構(gòu)13。連接頭結(jié)構(gòu)13為鋼結(jié)構(gòu)件，其上間隔地開設有四個鋼筋安裝孔132和四個拉緊螺孔131。鋼筋安裝孔132的形狀為具有大小頭的腰形孔，以便于鋼筋籠上的鋼筋端頭插入并掛住連接頭結(jié)構(gòu)13。拉緊螺孔131為螺紋孔，以與外配的拉緊螺栓配合，通過張拉連接頭結(jié)構(gòu)13拉緊鋼筋籠。為受力均勻，鋼筋安裝孔132、拉緊螺孔131間隔設置，并均為軸對稱設置。在不同的具體實施例中，根據(jù)管樁的口徑不同，鋼筋安裝孔132、拉緊螺孔131的數(shù)量可以為四個、六個、八個、十個、十二個甚至更多。梅花形管樁1的中心具有一圓柱孔10，以減輕梅花形管樁1的重量，也降低了成本。由于設置了多個半圓弧12，增加了樁體11的外表面的摩擦系數(shù)，本發(fā)明的梅花形管樁1的側(cè)面受力情況得到改善。同時，多個半圓弧12還增大了梅花形管樁1的端面積， 提高了樁端承載力。與現(xiàn)有的方形管樁或圓形管樁相比，在同等口徑的條件下，在管樁打入同樣地質(zhì)條件、同樣深度的情況下，本發(fā)明的梅花形管樁具有更好的支撐效率，具有抗壓摩擦力大、 抗剪性能好、抗拔能力強等有益效果。本發(fā)明還提供了一種梅花形管樁的加工方法，包括步驟一，扎鋼筋籠，并將扎好的鋼筋籠放入梅花形管樁模具中。步驟二，在梅花形管樁模具的兩端分別設置連接頭結(jié)構(gòu)，并利用連接頭結(jié)構(gòu)張拉鋼筋籠中的軸向筋。進一步地，還可以利用連接頭結(jié)構(gòu)對張拉后的軸向筋施加一定的預應力，以改善管樁的抗壓性能。步驟三，向梅花形管樁模具中澆筑混凝土，合模形成一中間制品；步驟四，高速旋轉(zhuǎn)步驟三獲得的中間制品，利用離心力密實梅花形管樁模具中的混凝土，并在軸心部位形成圓柱孔，形成半成品。步驟五，利用高溫蒸汽蒸步驟四獲得的半成品，然后開模冷卻，獲得梅花形管樁。本發(fā)明的加工方法，工藝簡單，效率高，只要更換不同模具即可適應各種形狀的管樁的生產(chǎn)要求，加工獲得的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。本發(fā)明的上述各種梅花形管樁，在制造時只須根據(jù)外表面的形狀需要，設計相匹配的模具即可，具有加工工藝簡單，成本低，質(zhì)量穩(wěn)定等有益效果。綜上所述，本說明書中所述的只是本發(fā)明的幾種較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種梅花形管樁，至少包括樁體；其特征在于所述樁體的橫截面為梅花形。
2.如權(quán)利要求1所述的梅花形管樁，其特征在于所述樁體為預制砼件，其內(nèi)部具有鋼筋籠。
3.如權(quán)利要求1所述的梅花形管樁，其特征在于所述樁體的兩端分別固定連接有連接頭結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的梅花形管樁，其特征在于所述連接頭結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)件。
5.如權(quán)利要求3所述的梅花形管樁，其特征在于所述連接頭結(jié)構(gòu)上開設有鋼筋安裝孔和拉緊螺孔。
6.如權(quán)利要求4所述的梅花形管樁，其特征在于所述鋼筋安裝孔、所述拉緊螺孔均為軸對稱設置。
7.如權(quán)利要求1至6任一所述的梅花形管樁，其特征在于所述樁體為六個半圓弧組成的梅花形。
8.如權(quán)利要求1至6任一所述的梅花形管樁，其特征在于所述樁體內(nèi)設置有圓柱孔。
9.一種上述任一權(quán)利要求所述的梅花形管樁的加工方法，包括以下步驟步驟一，扎鋼筋籠，并將扎好的所述鋼筋籠放入梅花形管樁模具中；步驟二，在所述梅花形管樁模具的兩端分別設置連接頭結(jié)構(gòu)，并利用所述連接頭結(jié)構(gòu)張拉所述鋼筋籠中的軸向筋；步驟三，向所述梅花形管樁模具中澆筑混凝土，合模形成一中間制品；步驟四，高速旋轉(zhuǎn)步驟三獲得的所述中間制品，利用離心力密實所述梅花形管樁模具中的混凝土，并在軸心部位形成圓柱孔，形成半成品；步驟五，利用高溫蒸汽蒸步驟四獲得的半成品，然后開模冷卻，獲得所述梅花形管樁。
10.如權(quán)利要求9所述的加工方法，其中，所述步驟二中，利用所述連接頭結(jié)構(gòu)對張拉后的所述軸向筋施加一定的預應力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種梅花形管樁，至少包括樁體；所述樁體的橫截面為梅花形。本發(fā)明還公開了上述梅花形管樁的加工方法。本發(fā)明的梅花形管樁由于半圓弧的梅花形結(jié)構(gòu)設計，改善了管樁的外表面形狀，增大了外表面的摩擦系數(shù)，提高了管樁的樁側(cè)摩擦力。同時，本發(fā)明還由于上述半圓弧的梅花形結(jié)構(gòu)設計，增大了管樁的端面積，提高了管樁的樁端承載力。因此，本發(fā)明的梅花形管樁兼有圓樁和方樁的優(yōu)點，同時又克服了圓樁和方樁各自固有的缺點，具有更高的抗壓摩擦力、更高的抗剪性能以及更高的抗拔能力，具有顯著的進步和有益效果。
文檔編號E02D5/30GK102409665SQ201110236420
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者孔奧博, 孔詳鋒 申請人:上海奧米制藥裝備有限公司