CN102031776A

CN102031776A - 一种钢管桩

Info

Publication number: CN102031776A
Application number: CN 201010614645
Authority: CN
Inventors: 彭俊; 朱敏
Original assignee: Shanghai Urban Construction Design Research Institute Co ltd
Current assignee: Shanghai Urban Construction Design Research Institute Co ltd
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-04-27

Abstract

本发明公开了一种钢管桩，所述钢管桩壁的外侧表面沿轴向焊接有多道加劲钢板；所述加劲钢板沿所述钢管桩壁的外侧周边等间距设置。本发明提供了一种结构简单，成本较低的钢管桩，在不增加桩长和桩直径的条件下提高了单桩承载力，同时不影响钢管桩的制作和沉桩，材料增加量也极为有限。

Description

一种钢管桩

技术领域

本发明涉及一种结构工程中使用的摩擦桩，尤其涉及一种钢管桩。

背景技术

摩擦桩是结构工程中桩基础类型中的一种，主要应用于建筑工程、桥梁工程、港口工程等。目前采用的摩擦桩主要有钢筋混凝土钻(挖)孔灌注桩、钢筋混凝土预制实心桩、钢管桩、PHC(预应力高强混凝土)管桩、PC(预应力混凝土)管桩等。其中钢管桩是一种相对来说造价较高的摩擦桩结构。

通常的钢管桩为圆形薄壁断面。由于圆形的钢管桩，其桩周表面积由桩长和桩径确定，在不改变桩长和桩径的条件下，桩周表面积是唯一确定的。

在一般的钢管桩制作过程中，一般不设置加劲板。有的工程中在钢管桩底部或内部增加了加劲肋来提高管桩的刚度，同时也提高了承载力。但是由于加劲肋设在圆形断面的内部，在沉桩时由于断面内部面积较小，会产生挤土效应，对沉桩施工带来了困难。也有的工程中在钢管桩外部设置了活动的翼板，如201010233284.0号中国专利申请提出的外翻式翼板空心钢管桩，在空心管桩的外侧壁上设置多个凹槽，凹槽内设置可以打开外翻翼板，外翻翼板与空心管桩内的穿销拉杆连接。当空心管桩深入地下一定程度时，控制外翻翼板打开。这样的结构虽然可以增大钢管桩的外部接触面积，增大钢管桩的摩擦力，但其结构复杂，且外翻翼板与钢管桩连接部的结构强度不高，可靠性降低，成本提高。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种结构简单，成本较低，能提高单桩承载力的钢管桩。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，成本较低，能提高单桩承载力的钢管桩。

为实现上述目的，本发明提供了一种钢管桩，所述钢管桩壁的外侧表面沿轴向焊接有多道加劲钢板；所述加劲钢板沿所述钢管桩壁的外侧周边等间距设置。

进一步地，所述加劲钢板总面积约为所述钢管桩壁的外侧表面面积的5％～10％。

在本发明的较佳实施方式中，所述加劲钢板在靠近所述桩尖一侧倒角，以减少加劲钢板2端部的应力集中现象。进一步地，所述加劲钢板的另一侧也倒角。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述加劲钢板为3道。

进一步地，所述加劲钢板的长度根据所需提高的极限承载力计算确定，但不得大于所述钢管桩长度的1/3。进一步地，所述加劲钢板宽度根据计算确定，但不得大于10倍的所述加劲板厚度。

在本发明的另一较佳实施方式中，还包括桩尖加固环，所述桩尖加固环与所述钢管桩焊接；所述加劲钢板与所述钢管桩的桩尖端部的距离略大于所述桩尖加固环的宽度。

进一步地，所述钢管桩还包括桩顶加固环，所述桩顶加固环与所述钢管桩焊接。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述钢管桩内浇筑有填芯混凝土，构成复合钢管桩。

本发明的钢管桩在不增加桩长和桩直径的条件下提高了单桩承载力，同时不影响钢管桩的制作和沉桩，材料增加量也极为有限。本发明的钢管桩，根据加劲肋的数量和面积，其极限承载力可提高5％-10％，而相应的材料增加仅为5％-8％。在工程设计条件受限制时，是一种有效的技术解决方案。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例的A-A向剖视图；

图3是图1所示实施例的B-B向剖视图。

具体实施方式

桩端持力层的选择是桩基工程中一项重要的控制因素，当设计单桩承载力、桩端持力层和沉桩条件这三者存在矛盾时，就需要寻找一种技术措施来平衡这三者矛盾，在满足桩端持力层和沉桩条件的前提下来达到设计预期的单桩承载力要求。

摩擦桩的单桩承载力主要靠桩侧摩阻力来提供，这就有两个决定因素，一个是单位面积摩阻强度，二是摩阻面积。单位面积摩阻强度是由地质条件确定的，一般是无法改变；而桩侧面积通过某种措施可予以提高。根据钢管桩的材料特点，要提高其桩周表面积，可以在其桩侧表面增加竖向焊接钢板，这样增加了桩周表面积。

在设计中在距离桩底部一定距离处的位置，在一定范围内，对桩外侧等间距设置数道外加劲肋，有效地提高了单桩承载力。竖向加劲肋焊接钢板的数量、长度和宽度是根据所需提高的极限承载力综合确定。其确定的原则为：钢板数量的选择和安装位置应考虑能避让钢管桩堆放时支承点以及吊装点的位置，一般为2～4根，过密会影响制作和运输；钢板长度需考虑避让沉桩设备的抱桩卡箍在钢管桩上的位置，一般不宜超过1/3桩长；钢板宽度需考虑钢板的局部受力性能和局部稳定性，不得大于10倍的钢板厚度。当地质条件或工程设计受限制时，(即桩长和桩径都无法改变时)，而承载力尚有一定缺口时，通过这种措施，可以有效提高承载力同时满足工程需要。

如图1所示，钢管桩1外侧表面沿轴向焊接有3道加劲钢板2；加劲钢板2沿钢管桩壁的外侧周边等间距设置。加劲钢板2与钢管桩的压入地下的桩尖端部的距离略大于钢管桩的直径，这个距离一般只须考虑避让桩尖加固环即可。

加劲钢板总面积约为钢管桩壁的外侧表面面积的5％～10％。

加劲钢板总面积＝长度×宽度×道数

加劲钢板2大致沿钢管桩径向相外延伸，延伸量(即加劲钢板2的宽度)根据上述原则确定，但不得大于10倍的所述加劲板厚度，否则加劲板局部刚度不能满足要求。如果这个宽度太大，则增大了桩尖时压入地下的阻力，降低沉桩效率；如果这个宽度太小，加劲钢板2提供的桩侧摩阻力就不够，桩承载力不能得到有效提高。一般地，加劲钢板2的厚度与钢管桩壁厚接近。当然，为了提高刚度，加劲钢板2也可以选用较厚的材料制作。

为了减少加劲钢板2两端的应力集中现象，加劲钢板2在两端应做成倒角。

加劲钢板2不一定是3道，可以更多或更少，一般为2～4道，其数量的选择和安装位置应考虑能避让钢管桩堆放时支承点以及吊装点的位置，过密会影响制作和运输。

所述加劲钢板的长度根据所需提高的极限承载力计算综合确定。这个长度需考虑避让沉桩设备的抱桩卡箍在钢管桩上的位置，一般不宜超过1/3桩长。

为了提高钢管桩1的强度，在桩尖位置焊接一个桩尖加固环3，增大桩尖附近钢管桩壁厚。还可以在桩顶位置焊接一个桩顶加固环4，增大桩顶附近钢管桩壁厚。

钢管桩内还可以浇筑填芯混凝土，构成实心或空心的复合钢管桩。

在具体实施例中，钢管桩长度为60m，直径0.9m。钢管桩壁厚20mm。在钢管桩距离底部(桩尖)1m的位置设置了三块长20m，宽0.2m，厚20mm的钢板，沿周边等间距共设置三道，钢板焊接在钢管桩壁的外侧。该方案可以在不增加桩长和桩直径的条件下提高单桩承载力，同时不影响钢管桩的制作和沉桩，其极限承载力可提高5％-10％，材料增加量也极为有限，仅为5％-8％。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种钢管桩，其特征在于：所述钢管桩壁的外侧表面沿轴向焊接有多道加劲钢板；所述加劲钢板沿所述钢管桩壁的外侧周边等间距设置。

2.如权利要求1所述的钢管桩，其中所述加劲钢板总面积约为所述钢管桩壁的外侧表面面积的5％～10％。

3.如权利要求1所述的钢管桩，其中所述加劲钢板在靠近所述桩尖一侧倒角。

4.如权利要求3所述的钢管桩，其中所述加劲钢板的另一侧也倒角。

5.如权利要求1所述的钢管桩，其中所述加劲钢板为3道。

6.如权利要求1所述的钢管桩，其中所述加劲钢板的长度小于等于所述钢管桩长度的1/3。

7.如权利要求2所述的钢管桩，其中所述加劲钢板的宽度小于等于所述加劲钢板厚度的10倍。

8.如权利要求1所述的钢管桩，其中所述钢管桩还包括桩尖加固环，所述桩尖加固环与所述钢管桩焊接；所述加劲钢板与所述钢管桩的桩尖端部的距离略大于所述桩尖加固环的宽度。

9.如权利要求1所述的钢管桩，其中所述钢管桩还包括桩顶加固环，所述桩顶加固环与所述钢管桩焊接。

10.如权利要求1所述的钢管桩，其中所述钢管桩内浇筑有填芯混凝土。