專利名稱：一種端部螺紋x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X形變截面預(yù)制管樁及其施工方法，屬于建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
樁基主要通過樁側(cè)的摩阻力和樁端阻力來承擔(dān)上部建筑物荷載。樁周土因自身固結(jié)、浸水濕陷、場地填土、地面堆載、樁頂荷載、地下水位下降等原因產(chǎn)生的沉降大于樁體沉降時，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，減少了樁的承載力，還可能引起較大的沉降。負(fù)摩阻力的產(chǎn)生有以下不利影響降低樁基承載力、使樁基礎(chǔ)沉降增加、減小樁身 強(qiáng)度的安全儲備、嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致基礎(chǔ)破壞、上部結(jié)構(gòu)物不均勻沉降等一系列的工程事故。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)問題是提供一種能同時有效地降低負(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X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)問題所采取的技術(shù)方案為提供一種端部螺紋X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、小截面段和頂部螺紋段，大截面段和小截面段表面有螺紋，橫截面為X形，頂部螺紋段橫截面為圓形；第二節(jié)管節(jié)為倒圓錐臺形，錐臺中心有通孔，通孔下段設(shè)有內(nèi)螺紋段，錐臺表面光滑設(shè)有標(biāo)尺線，錐臺橫截面為圓環(huán)形；通過第一節(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)的連接成完整的預(yù)制管樁。本發(fā)明還提供所述的一種端部螺紋X形變截面預(yù)制管樁的施工方法，包括以下步驟
(1)平整場地并將打樁機(jī)就位；
(2)起吊所述的端部螺紋X形變截面預(yù)預(yù)制管樁的第一節(jié)管節(jié)先拴好吊樁用的鋼絲繩和索具，然后將索具捆在第一節(jié)管節(jié)上端吊環(huán)附近，啟動機(jī)器起吊第一節(jié)管節(jié)，使樁尖垂直對準(zhǔn)樁位中心，位置準(zhǔn)確后緩緩放下插入土中，再在第一節(jié)管節(jié)頂部扣好樁帽或樁箍，除去索具；
(3)穩(wěn)管樁第一節(jié)管節(jié)樁尖插入樁位后，先用較小的落距冷錘I 2次，使第一節(jié)管節(jié)入土至能保持垂直穩(wěn)定的深度；
(4)貫入第一節(jié)管節(jié)用重錘打擊第一節(jié)管節(jié)，一般預(yù)定貫入至頂部露在地面近Im的高度；
(5)接樁將第二節(jié)管節(jié)起吊至第一節(jié)管節(jié)上方，使其中心與第一節(jié)管節(jié)的中心上下完全對齊后，用管卡工具旋轉(zhuǎn)第二節(jié)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；(6)貫入第二節(jié)管節(jié)用重錘打擊第二節(jié)管節(jié)，至全部貫入地下；
(7)送管樁至設(shè)計標(biāo)高按設(shè)計要求送管樁，送管樁的中心線應(yīng)與管樁身中心線吻合一致時進(jìn)行，若管樁頂不平，則用麻袋或厚紙墊平，送樁留下的樁孔應(yīng)立即回填密實(shí)；
(8)檢查驗(yàn)收檢查無誤后，移動打樁機(jī)到新樁位，完成端部螺紋X形變截面預(yù)制管樁施工。本發(fā)明的端部螺紋X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)
I)由于本發(fā)明管樁的第一節(jié)管節(jié)的大、小截面段的橫截面為X形，有較大的比表面積，可明顯地提高樁側(cè)正摩阻力，本發(fā)明的樁身第二節(jié)管節(jié)呈倒圓錐臺形，可有效降低負(fù)摩阻力的影響。2)本發(fā)明的管樁由于第一節(jié)管節(jié)的樁尖、小截面段的橫截面都比大截面段的橫截面段小，即第一節(jié)管節(jié)的小截面段與大截面段相比為有凹進(jìn)的設(shè)計，當(dāng)?shù)谝还?jié)管節(jié)樁身完全貫入土中后，第一節(jié)管節(jié)的小截面段的凹進(jìn)的空間必會被樁周土充填，可顯著增大管樁的承載力，并且小截面段的設(shè)計，更有助于第一節(jié)管節(jié)被貫入土中。3)本發(fā)明的管樁與等截面預(yù)制X形鋼筋混凝土樁相比，由于樁身為變截面，在采用同樣的沉管樁方式下，本管樁處理深度更深。4)本發(fā)明的管樁與錐形擴(kuò)底樁相比，第一節(jié)管節(jié)的大截面段、小截面段的表面采用螺紋設(shè)置，可有效地提高樁側(cè)正摩阻力，采用本管樁可替換錐形擴(kuò)底樁，施工更簡單。本發(fā)明的管樁能同時發(fā)揮預(yù)制擴(kuò)底錐形樁、X形樁及半螺紋樁的優(yōu)點(diǎn)，并彌補(bǔ)所述形樁各自的不足。5)本發(fā)明提出的管樁施工方法工藝簡單，可操作性強(qiáng)，施工效率高，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)摩阻力對樁基的影響。6)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X形變截面預(yù)制管樁的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明提供的第一節(jié)管節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為第一節(jié)管節(jié)的大、小截面段橫截面示意圖。圖4為本發(fā)明的第二節(jié)管節(jié)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為將本發(fā)明的第一節(jié)管節(jié)放置于打樁機(jī)的重錘下方的狀態(tài)示意圖。圖6為本發(fā)明提供的施工過程示意圖。上述圖中I-樁尖、2-大截面段、3-小截面段、4-頂部螺紋段、5-第一節(jié)管節(jié)、6-第二節(jié)管節(jié)、7-標(biāo)尺線、8-內(nèi)螺紋、9-通孔、10-樁帽、11-重錘、12-打樁機(jī)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例I :本發(fā)明提供的一種端部螺紋X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)5和第二節(jié)管節(jié)6，所述的第一節(jié)管節(jié)5從下到上設(shè)有樁尖I、大截面段2、小截面段3和頂部螺紋段4，如圖2。大截面段2和小截面段3表面有螺紋，橫截面都為X形，如圖3。第一節(jié)管節(jié)的頂部螺紋段4的橫截面為圓形。第二節(jié)管節(jié)6為倒圓錐臺形，如圖4，錐臺中心有通孔9，通孔下段設(shè)有內(nèi)螺紋段8，錐臺表面光滑，在錐臺的側(cè)面設(shè)置有用于觀測沉樁深度的標(biāo)尺線7，采用紅色油漆在管樁的側(cè)面標(biāo)出一列標(biāo)尺，精度為100_，標(biāo)尺線7方便在施工中觀測、記錄；錐臺的橫截面為圓環(huán)形。通過第一節(jié)管節(jié)的頂部螺紋段4旋入第二節(jié)管節(jié)的內(nèi)螺紋段8，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X形變截面預(yù)制管樁的施工方法，包括以下施工步驟
(1)平整場地并將打樁機(jī)12就位，如圖5所示；
(2)起吊本發(fā)明的端部螺紋X形變截面預(yù)預(yù)制管樁的第一節(jié)管節(jié)5:先拴好吊樁用的鋼 絲繩和索具，然后將索具捆在第一節(jié)管節(jié)5上端吊環(huán)附近，啟動機(jī)器起吊第一節(jié)管節(jié)，使樁尖I垂直對準(zhǔn)樁位中心，位置準(zhǔn)確后緩緩放下插入土中，再在第一節(jié)管節(jié)頂部扣好樁帽10或樁箍，即可除去索具；
(3)穩(wěn)管樁第一節(jié)管節(jié)的樁尖I插入樁位后，先用較小的落距冷錘I 2次，使第一節(jié)管節(jié)5入土至能保持垂直穩(wěn)定的深度，第一節(jié)管節(jié)樁身插入時垂直度偏差不得超過O. 5%。如圖6中施工步驟a所示；
(4)貫入第一節(jié)管節(jié)，如圖6中施工步驟b所示，用重錘11打擊第一節(jié)管節(jié)5，一般預(yù)定貫入至頂部露在地面近Im的高度；
(5)接樁如圖6中施工步驟c所示；進(jìn)行接樁時，將第二節(jié)管節(jié)6起吊至第一節(jié)管節(jié)5上方，使第二節(jié)管節(jié)6的中心與第一節(jié)管節(jié)5的中心上下完全對齊后，用管卡工具旋轉(zhuǎn)第二節(jié)管節(jié)就位，使第一節(jié)管節(jié)5與第二節(jié)管節(jié)6連接成完整的預(yù)制管樁；
(6)貫入第二節(jié)管節(jié)如圖6中施工步驟d所示；貫入方法與步驟(4)相同；
(7)送管樁至設(shè)計標(biāo)高按設(shè)計要求送管樁，送管樁的中心線應(yīng)與管樁身中心線吻合一致時進(jìn)行送樁，若管樁頂不平，則用麻袋或厚紙墊平，送樁留下的樁孔應(yīng)立即回填密實(shí)；
(8)檢查驗(yàn)收檢查無誤后，移動打樁機(jī)12到新樁位，完成端部螺紋X形變截面預(yù)制管樁施工。本發(fā)明的管樁具有結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的管樁施工方法，施工工藝簡單可操作性強(qiáng)、貫入施工效率高。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X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、小截面段和頂部螺紋段，大截面段和小截面段表面有螺紋，橫截面為X形，頂部螺紋段橫截面為圓形；第二節(jié)管節(jié)為倒圓錐臺形，錐臺中心有通孔，通孔下段設(shè)有內(nèi)螺紋段，錐臺表面光滑設(shè)有標(biāo)尺線，錐臺橫截面為圓環(huán)形；通過第一節(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)的連接成完整的預(yù)制管樁。
2.應(yīng)用權(quán)利要求I所述的一種端部螺紋X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)平整場地并將打樁機(jī)就位； (2)起吊所述的端部螺紋X形變截面預(yù)預(yù)制管樁的第一節(jié)管節(jié)先拴好吊樁用的鋼絲繩和索具，然后將索具捆在第一節(jié)管節(jié)上端吊環(huán)附近，啟動機(jī)器起吊第一節(jié)管節(jié)，使樁尖垂直對準(zhǔn)樁位中心，位置準(zhǔn)確后緩緩放下插入土中，再在第一節(jié)管節(jié)頂部扣好樁帽或樁箍，除去索具； (3)穩(wěn)管樁第一節(jié)管節(jié)樁尖插入樁位后，先用較小的落距冷錘I 2次，使第一節(jié)管節(jié)入土至能保持垂直穩(wěn)定的深度； (4)貫入第一節(jié)管節(jié)用重錘打擊第一節(jié)管節(jié)，一般預(yù)定貫入至頂部露在地面近Im的高度； (5)接樁將第二節(jié)管節(jié)起吊至第一節(jié)管節(jié)上方，使其中心與第一節(jié)管節(jié)的中心上下完全對齊后，用管卡工具旋轉(zhuǎn)第二節(jié)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； (6)貫入第二節(jié)管節(jié)用重錘打擊第二節(jié)管節(jié)，至全部貫入地下； (7)送管樁至設(shè)計標(biāo)高按設(shè)計要求送管樁，送管樁的中心線應(yīng)與管樁身中心線吻合一致時進(jìn)行，若管樁頂不平，則用麻袋或厚紙墊平，送樁留下的樁孔應(yīng)立即回填密實(shí)； (8)檢查驗(yàn)收檢查無誤后，移動打樁機(jī)到新樁位，完成端部螺紋X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X形變截面預(yù)制管樁及其施工方法，管樁包括兩節(jié)管節(jié)，第一節(jié)管節(jié)設(shè)有的樁尖、大截面段、小截面段和頂部螺紋段，大、小截面段表面有螺紋，橫截面都為X形；第二節(jié)管節(jié)為倒圓錐臺形，錐臺中心有通孔，通孔下段設(shè)有內(nèi)螺紋段，錐臺表面光滑標(biāo)有標(biāo)尺線，錐臺橫截面為圓環(huán)形；將第一節(jié)管節(jié)頂部螺紋段旋入第二節(jié)管節(jié)內(nèi)螺紋段，使兩管節(jié)連接成完整的管樁。本發(fā)明的管樁結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，比表面積大，樁側(cè)正摩阻力高，并顯著地增大單樁的承載力。本發(fā)明還提供了所述管樁的施工方法，工藝簡單可操作性強(qiáng)、施工效率高，單位材料強(qiáng)度利用率高，本發(fā)明適用于軟土地區(qū)大型樁基礎(chǔ)建設(shè)，應(yīng)用前景廣闊，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號E02D5/72GK102900074SQ20121041148
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者李長冬, 代先堯, 雍睿, 王凱, 劉慶濤, 馬俊偉, 夏浩, 王姣, 梁德明 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)