CN105200988B - 一种减小负摩阻力作用的组合phc管桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减小负摩阻力作用的组合PHC管桩，包括上、下两段PHC管桩，所述的两段PHC管桩之间设有伸缩部，所述的伸缩部包括伸缩部顶板、伸缩部底板以及位于伸缩部顶板和伸缩部底板之间的液压千斤顶；所述的伸缩部顶板的下底面焊接有挂钩，所述的伸缩部底板的顶面焊接有小滑轮，所述的伸缩部内设有钢绞线，所述的钢绞线一端系在伸缩部顶板下底面的挂钩上，另一端向下绕过伸缩部底板上的两个小滑轮，向上穿过伸缩部顶板的细孔，再经过PHC管桩内部与PHC管桩顶部的桩内支架相连接；所述的PHC管桩顶部设有位移传递装置。本发明利用液压千斤顶主动沉降上段的PHC管桩，可以有效的减小甚至消除桩身负摩阻力。

Description

一种减小负摩阻力作用的组合PHC管桩

技术领域

本发明涉及一种能够增强工程桩桩身侧摩阻力的管桩，具体说来，涉及一种能够减小负摩阻力作用的组合PHC管桩。

背景技术

目前，在国内外涉及负摩阻力的桩基工程中，大多采用桩身涂层和周围布置隔离桩的方法来减小负摩阻力对工程桩的影响。然而，桩身涂层的方法会对周围水质产生不良影响，在工程中使用谨慎；隔离桩的方法不能够完全消除负摩阻力的影响，并且加大了施工工程量、延长了工期。PHC管桩是预应力高强混凝土管桩，是采用先张预应力离心成型工艺，并经过10个大气压、180℃左右的蒸汽养护，制成一种空心圆筒型混凝土预制构件，标准节长为10m。其具有强度高、地质条件适应性强、施工快捷和造价便宜等优点，因此广为各种桩基工程中使用。然而由于PHC管桩在预应力下处于受压状态，当受到桩身负摩阻力时，桩身所承受的压力会进一步增大，这会大大降低桩基的竖向承载力。本发明所提及的方法，用可伸缩装置连接PHC管桩，在周围土压作用后，将上部PHC管桩主动下沉，使相同深度处桩的位移大于或等于土的位移，由此消除负摩阻力、产生正的摩阻力并提高桩的竖向承载能力。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够减小甚至消除负摩阻力并转化为正摩阻力的组合PHC管桩。

本发明的技术方案为：一种减小负摩阻力作用的组合PHC管桩，其特征是，包括上、下两段PHC管桩，所述的两段PHC管桩之间设有伸缩部，所述的伸缩部包括伸缩部顶板、伸缩部底板以及位于伸缩部顶板和伸缩部底板之间的液压千斤顶；

所述的伸缩部顶板的下底面焊接有挂钩，所述的伸缩部底板的顶面焊接有小滑轮，且所述的挂钩、小滑轮与伸缩部顶板的细孔位于同一平面，所述的伸缩部内设有钢绞线，所述的钢绞线一端系在伸缩部顶板下底面的挂钩上，另一端向下绕过伸缩部底板上的两个小滑轮，向上穿过伸缩部顶板的细孔，再经过PHC管桩内部与PHC管桩顶部的桩内支架相连接；

所述的伸缩部四周设置有隔离板，所述隔离板通过焊接与伸缩部底板连接；

所述的PHC管桩顶部设有位移传递装置，所述的位移传递装置包括角墩、弹簧支座、轻质梁和上横梁，所述角墩上设有弹簧支座，轻质梁放在弹簧支座上并与钢绞线连接，所述轻质梁上部设有上横梁，位移计固定在上横梁上且触针与轻质梁相接。

前述的一种减小负摩阻力作用的组合PHC管桩，其特征是，所述的伸缩部底板和伸缩部顶板分别通过螺栓与下、上段PHC管桩桩端法兰连接。

前述的一种减小负摩阻力作用的组合PHC管桩，其特征是，所述的伸缩部顶板中心留有孔洞，孔径小于PHC管桩的内径，注浆管沿着PHC管桩插入所述伸缩部顶板中心留有的孔洞内。

前述的一种减小负摩阻力作用的组合PHC管桩，其特征是，所述的液压千斤顶与油压管连接，所述的油压管穿过PHC管桩内部与油压泵连接，所述的油压管上设有油压管阀门。

前述的一种减小负摩阻力作用的组合PHC管桩，其特征是，所述的隔离板布满了小孔，孔径外小内宽。

前述的一种减小负摩阻力作用的组合PHC管桩，其特征是，所述的隔离板底面焊接在伸缩部底板边缘处，顶面距伸缩部顶板留有距离。

前述的一种减小负摩阻力作用的组合PHC管桩，其特征是，所述的上、下两段PHC管桩沉降完成后通过注浆固化连接。

本发明所达到的有益效果：

1.在桩基工程中，在桩基上部结构施工前，等桩周土体沉降基本完成后，利用千斤顶主动沉降上段的PHC管桩，可以有效的减小甚至消除桩身负摩阻力；

2.位移传递装置放置在桩上，钢绞线与具有弹性支座的轻质梁连接，千斤顶收缩时钢绞线放松，轻质梁上移，在梁的上方设置位移计，可用来控制桩主动沉降的距离且位移计将沉降距离放大2倍；

3.上段PHC管桩主动沉降完成后，在伸缩部注入混凝土，混凝土会充满伸缩部并通过隔离板上分布的孔渗入周围土体，固结完成后能够有效提高桩段侧摩阻力；

4.本发明的组装可在预制场内完成，对工程的工期影响小；

5.伸缩部位置可调整，设置于摩阻力中性点附近位置时，可以最大限度的降低负摩阻力；6.液压千斤顶油缸和活塞都较粗，能够承担上下桩端施加的压力；

7.隔离板上端距伸缩部顶板底面留有少许距离，能够满足液压千斤顶收缩的行程；且混凝土可隔离板上小孔渗入桩周土壤，有效增强桩身侧摩阻力。

附图说明

图1是本发明打桩时的正视图；

图2是本发明主动沉降时的正视图；

图3是本发明灌浆时的正视图；

图4是伸缩部的侧视图；

图5是伸缩部底板图；

图6是伸缩部顶板图；

图7是位移传递装置图。

图中附图标记的含义：

1-PHC管桩、2-法兰、3-伸缩部、301-伸缩部顶板、302-伸缩部底板、303-液压千斤顶、304-油压管、305-油压管阀门、4-挂钩、5-小滑轮、6-螺栓、7-隔离板、8-钢绞线、9-桩内支架、10-位移传递装置、1001-角墩、1002-弹簧支座、1003-轻质梁、1004-上横梁、11-位移计、12-注浆管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明涉及的一种减小负摩阻力作用的PHC管桩，包括PHC管桩1、法兰2、伸缩部3、挂钩4、小滑轮5、钢绞线8、隔离板7、螺栓6、桩内支架9、位移传递装置10、位移计11和注浆管12。

如图1、2、3所示，伸缩部顶板301和伸缩部底板302分别通过螺栓6和上、下段PHC管桩桩端法兰连接，且伸缩部顶板301内孔径小于PHC管桩1的内径；挂钩4焊接在伸缩部顶板301下底面，小滑轮5焊接在伸缩部底板302的上顶面。钢绞线8一端系在挂钩上，另一端绕过伸缩部底板302上的两个小滑轮5向上穿过伸缩部顶板301上细孔和PHC管桩1内部到达桩顶。隔离板7上布满直径内大外小的孔洞，隔离板7由两个半圆形板焊接而成。注浆管12沿着PHC管桩1插入伸缩部顶板301的中心处孔洞。在打桩时，钢绞线8和油压管304以及注浆管12固定在桩内支架9上；在主动沉降时，将钢绞线8与位移传递装置10连接起来，并将油压管304与油压泵连接；在灌浆时，拆除位移传递装置10，从注浆管12灌注混凝土。

如图4所示，挂钩4、小滑轮5和上顶板的细孔处于同一平面上。

如图5所示，液压千斤顶303布置在伸缩部底板302一组对称直径的四个端点靠近处，且液压千斤顶303油缸较粗，螺栓6则在液压千斤顶303的间隙分布排列。

如图6所示，液压千斤顶303和伸缩部顶板301的接触位置同伸缩部底板302，伸缩部顶板301中心有较大孔洞，孔径小于PHC管桩1内径，而且旁侧有细孔。

如图7所示，位移传递装置10底端放置在桩顶，角墩1001上设有弹簧支座1002，轻质梁1003放在弹簧支座1002上并与钢绞线8连接，位移计11固定在上横梁1004上且触针与轻质梁1003相接；当液压千斤顶303收缩时，上段桩下沉，钢绞线8松弛，轻质梁1003上移，位移计11触针收缩，测出读数的一半记为液压千斤顶303行程。

通过PHC管桩1端的法兰，伸缩部顶板301和伸缩部底板302能够紧密与上下桩段连接在一起；液压千斤顶303沉降完毕后，通过注浆管12向伸缩部3注入混凝土，并通过隔离板7孔洞渗入周围土壤，能够有效提高桩的承载能力。

该PHC组合管桩的安装过程是：预制位移传递装置10和安装位移计11；在伸缩部顶板301和伸缩部底板302分别焊接挂钩4和小滑轮5；在预制场连接伸缩部3和上下两端PHC管桩桩段；油压管阀门305打开，液压千斤顶303闭合；油压管304、钢绞线8、注浆管12固定在桩内支架9上，开始打桩；打桩完毕，埋置位移传递装置10，连接钢绞线8，连接油压泵，顶开液压千斤顶303，记录液压千斤顶303行程，关闭油压管阀门305，移开油压泵；待桩周土体沉降稳定，打开油压管阀门305，记录液压千斤顶303行程，令液压千斤顶303闭合；然后灌装伸缩段顶部混凝土，待顶部混凝土初凝，再灌注伸缩段混凝土；混凝土凝固后可进行桩顶结构施工。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种减小负摩阻力作用的组合PHC管桩，其特征是，包括上、下两段PHC管桩，所述的两段PHC管桩之间设有伸缩部，所述的伸缩部包括伸缩部顶板、伸缩部底板以及位于伸缩部顶板和伸缩部底板之间的液压千斤顶；

所述的伸缩部顶板的下底面焊接有挂钩，所述的伸缩部底板的顶面焊接有小滑轮，且所述的挂钩、小滑轮与伸缩部顶板的细孔位于同一平面，所述的伸缩部内设有钢绞线，所述的钢绞线一端系在伸缩部顶板下底面的挂钩上，另一端向下绕过伸缩部底板上的两个小滑轮，向上穿过伸缩部顶板的细孔，再经过PHC管桩内部与PHC管桩顶部的桩内支架相连接；

所述的伸缩部四周设置有隔离板，所述隔离板通过焊接与伸缩部底板连接；

所述的PHC管桩顶部设有位移传递装置，所述的位移传递装置包括角墩、弹簧支座、轻质梁和上横梁，所述角墩上设有弹簧支座，轻质梁放在弹簧支座上并与钢绞线连接，所述轻质梁上部设有上横梁，位移计固定在上横梁上且触针与轻质梁相接。

2.根据权利要求1所述的一种减小负摩阻力作用的组合PHC管桩，其特征是，所述的伸缩部底板和伸缩部顶板分别通过螺栓与下、上段PHC管桩桩端法兰连接。

3.根据权利要求1所述的一种减小负摩阻力作用的组合PHC管桩，其特征是，所述的伸缩部顶板中心留有孔洞，孔径小于PHC管桩的内径，注浆管沿着PHC管桩插入所述伸缩部顶板中心留有的孔洞内。

4.根据权利要求1所述的一种减小负摩阻力作用的组合PHC管桩，其特征是，所述的液压千斤顶与油压管连接，所述的油压管穿过PHC管桩内部与油压泵连接，所述的油压管上设有油压管阀门。

5.根据权利要求1所述的一种减小负摩阻力作用的组合PHC管桩，其特征是，所述的隔离板布满了小孔，孔径外小内宽。

6.根据权利要求1所述的一种减小负摩阻力作用的组合PHC管桩，其特征是，所述的隔离板底面焊接在伸缩部底板边缘处，顶面距伸缩部顶板留有距离。

7.根据权利要求1所述的一种减小负摩阻力作用的组合PHC管桩，其特征是，所述的上、下两段PHC管桩沉降完成后通过注浆固化连接。