CN106480875B - 用于构建管廊侧壁的矩形混凝土桩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于构建管廊侧壁的矩形混凝土桩，包括横截面呈矩形的桩身(1)，其特征在于：所述桩身(1)的前端面中部位置处设有一块与桩身(1)固定在一起的前部钢板(2)。因前部钢板为钢制，可在前部钢板上固定类似钢棒的部件，钢棒可采用焊接或其它方式与前部钢板固定，外露的钢棒便于在混凝土桩中部之间搭建管廊底板内部的钢筋骨架结构，以构建出管廊的底板；同时浇筑完成后，连续墙与底板之间还通过外露的钢棒连接在一起，墙与管廊的底板之间连接性更牢靠；采用该桩制成的连续墙不仅可作为管廊施工时的基坑围护之用，同时兼做管廊的墙壁使用，无需额外建造管廊两侧的墙壁。

Description

用于构建管廊侧壁的矩形混凝土桩

技术领域

本发明属于市政地下工程技术领域，具体涉及一种用于构建管廊侧壁的矩形混凝土桩，矩形混凝土桩可以是实心桩，也可以是离心桩。

背景技术

我国城市市政公用事业分属不同的单位建设和管理，由于建设时间先后不同，并没有对城市地下空间进行统一规划和综合利用。地下管网建设多采用传统直埋的市政管网工程建设方式，各种市政管线多是按各自的系统直接埋设在土层中，检修不便，容易损坏，保障供应能力经常受到干扰。由于各种管线的埋设深度不一，容易造成冲突，城市道路经常受到破坏。路面反复开挖造成道路阻断、交通阻塞、路面补丁摞补丁。随着城市发展，地下管线日趋繁复，甚至盘根错节，形成“地下面条问题”。地铁施工也因为管线搬迁或临时移位而增加建设成本甚至引发居民不满。管网设施增加或者维修，市政建设的工地也比比皆是，诸如煤气改天然气、铺设通信光缆、埋设电缆送电、供水管网抢修、煤气管道抢修等。很多城市路面也像拉链一样不断地挖开、填埋。据不完全统计全国每年因施工而引发的管网事故所造成的直接经济损失达50亿元，间接经济损失达400亿元之多。

地下综合管廊亦称“共同沟”，把电力、通讯、燃气、供水、排水、热力等各种管线集于一体，在城市道路的地下空间建造一个集约化的隧道。地下综合管廊，使空间利用更充分、紧凑、经济，也便于检修，更不会因检修旧管、敷排新管而不断开挖路面。2014年国务院办公厅发布《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》(国办发〔2014〕27号)，明确提出稳步推进城市地下综合管廊建设，在36个大中城市开展地下综合管廊试点工程。不同形式的地下综合管廊，其断面形式、容纳管线种类、造价、维修及管理均有所不同。目前北京、深圳、杭州、宁波等城市已经建成或正建设部分地下综合管廊。

现有地下综合管廊主要采用两种方式：第一种为现浇式管廊，先在待开挖基坑的两侧打设基坑围护，再开挖基坑土方，最后在基坑内的两侧进行现场浇筑混凝土形成管廊，最后回填土壤将管廊覆盖。基坑围护一般采用刚板桩或钻孔灌注桩连接形成，但因其强度及防水性能较差，且缺乏合适的用以与管廊底板、顶壁较好固定的连接点，不可能作为管廊侧壁的一部分，整个管廊主体必须全部在围护好的基坑内另行现场浇筑(钢筋扎制、模板支立、混凝土浇灌与保养等)，因此，这种现场浇筑式管廊存在施工周期长、工程造价费用高、不便于先进施工技术的应用等缺点。第二种是整体预制式方涵地下管廊，其存在体积和重量大，带来制造装备要求高、起吊困难、运输量大，运输费用高等缺点，且容易发生管廊局部沉降和漏水现象。还有一种是采用地下连续墙作为基坑围护，这种地下连续墙虽然理论上可以作为管廊的侧壁，但实际施工过程中，缺乏合适的用以与管廊底板、顶壁较好固定的连接点和受力点，因此不方便在相邻两连续墙之间进行浇注形成管廊的顶部和底部，另外还需要考虑连续墙与管廊顶部和底部之间的连接是否牢靠等技术问题，所以实践中从没有采用将作为基坑围护的地下连续墙直接作为管廊侧壁的工程先例。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种用于构建管廊侧壁的矩形桩，便于在矩形桩的前端面上设置连接构件，以方便在左右相邻两采用该桩制成的连续墙之间搭建管廊的底板，同时保证连续墙与管廊底板之间的连接牢靠。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种用于构建管廊侧壁的矩形混凝土桩，包括横截面呈矩形的桩身，其特征在于：所述桩身的前端面中部位置处设有一块与桩身固定在一起的前部钢板。

矩形混凝土桩包括板桩、长方形桩和方桩，桩身的前端面中部，是指桩身的前端面的位于桩身两个端部之间的某一部分，并非是指桩身的二分之一处的正中心部分，当然，从实际工程需要来看，前部钢板通常是位于桩身长度的二分之一处至四分之一处之间的某一合适位置。在桩身的前端面中部设置所述前部钢板，就可以在前部钢板上焊接各种连接件，或事先对前部钢板进行符合工程需要的各种设计，预设各种用于连接的构件，从而能在桩身上获得便捷、牢靠的底板连接处，以牢靠、便捷的连接、搭建管廊的底板，不必为寻找与管廊底板连接的连接位而去破坏桩身及地下连续墙的自身结构，有效解决了地下连续墙构成的管廊其侧壁与底板难以连接或连接不牢靠的问题，同时，管廊底板通过前部钢板搭建在桩身上，相当于给底板事先打入了一个桩基基础，从而从根本上避免了管廊沉降而发生的管廊局部塌陷、变形、错位、开裂、渗水等安全隐患，更为重要的是还可避免内部为空腔的管廊及管廊底板因为地下水的浮力而上浮。采用该桩制成的连续墙不仅可作为管廊施工时的基坑围护之用，同时兼做管廊的墙壁使用，无需额外建造管廊两侧的墙壁。因此，采用该桩可直接用于构建管廊的侧壁墙体，从而建造桩墙合一的管廊。为将前部钢板与桩身结合牢靠，会在前部钢板的背面预先焊接用以伸入桩身内的锚固棒，因矩形桩的规则结构，使得锚固棒能伸入桩身较深位置，基本可以伸至桩身的后端面，使得其前部钢板很方便且牢靠的安装在桩身上。如果混凝土桩为H型桩或其他异形桩，因为其桩身不规则，前部钢板背面的锚固棒不能做的很长，如很长会穿透翼缘或桩身较薄位置，故前部钢板不能方便且牢靠安装在H型桩或其他异形桩的桩身上，不能满足施工时的力学性能要求

进一步改进，位于所述前部钢板处的桩身内设有一根或多根第一预埋管，前部钢板上设有供第一预埋管的开口显露出来的第一孔洞。第一预埋管的设置便于在桩身处形成供钢棒插设的孔道，作为连接件的钢棒可方便的插设于预埋管内，从而管廊的底板可通过插设固定在预埋管内的钢棒稳定、牢靠的搭建在桩身上。因第一预埋管可以固定在前部钢板上，前部钢板作为嵌件预先置于模具内，在浇筑桩身时，预埋管的存在使得桩身相应位置形成贯穿桩身前端面的孔道，无需直接在桩身上额外钻孔，利于批量化生产；另外，预埋管的孔道与钢棒的接触面积增加，也使得钢棒能更牢靠与桩身固定在一起。如果前部钢板上没有设置第一预埋管，为了获得桩身上的连接件，钢棒等锚固筋须直接焊接在钢制的前部钢板，为保证连接强度，钢制的前部钢板必须很厚，这就耗材，增加成本。如果锚筋直接穿设在桩身侧壁上，会破坏桩体自身的结构，影响管廊质量和安全；采用本结构后，以上缺陷均可避免。前部钢板上设有供第一预埋管的开口显露出来的第一孔洞，使得预埋管的孔道可以与桩身外界导通而不至于被桩套箍包覆封闭，便于钢棒等连接件方便的插设于预埋管内。

进一步改进，上述桩身的后端面中部位置处设有一块与桩身固定在一起的后部钢板，后部钢板上设有供第一预埋管的开口显露出来的第一孔洞。这样，作为连接件的钢棒可以贯通桩身的前后端面，进一步增强钢棒与桩身结合的牢固性，从而使得管廊底板的搭建更加稳定牢靠。同时，因桩身的前端面与后端面的结构一致，故对矩形桩的安装位置限制更少，利于打桩施工。

进一步优化，上述桩身的左右侧面中部位置处各设有一块与桩身固定在一起的侧部钢板，侧部钢板的前后边沿分别与前部钢板和后部钢板连接形成中部桩套箍结构。围绕桩身周向布置的桩套箍结构能与桩身结合更为牢靠，且至于模具中更为方便定位。

再进一步改进，上述前部钢板上部的桩身的前端面的左右两侧边角处固定有条形钢板，条形钢板沿桩身的长度方向设置。前部钢板上部的桩身是指位于前部钢板与桩身的顶部之间的一部分桩身。在采用混凝土桩建造连续墙和管廊时，相邻的两根桩之间会存在间隙，进而水分会通过间隙渗入管廊内，采用该桩制成的连续墙，可通过将相邻的两根桩身上的条形钢板焊接在一起以密封间隙，达到充分防水、止水的效果，焊接在一起的条形钢板，进一步提高桩与桩之间结合的牢靠性，当然，如果两钢板之间的间隙较大也可填设辅助焊接钢板，分别与间隙左右两块钢板焊接。

进一步优化，上述条形钢板为横截面呈L形的角钢，角钢的竖直壁固定在桩身的侧面上，角钢的水平壁固定在桩身的前端面上。角钢的横截面呈L形，故其与混凝土桩在侧面和前端面两个面接触，与混凝土桩结合更为牢靠。

更进一步改进，上述桩身的顶部沿其周向包覆有钢制的顶部桩套箍，位于所述顶部桩套箍处的桩身内设有一根或多根第二预埋管，顶部桩套箍的前端面上设有供第二预埋管的开口显露出来的第二孔洞。因顶部桩套箍处的桩身内设有第二预埋管，可在顶部桩套箍的第二预埋管内固定类似钢棒一样的部件，外露的钢棒便于在混凝土桩顶部之间搭建管廊顶壁内部的钢筋骨架结构，以构建出管廊的顶壁；同时浇筑完成后，连续墙与顶壁之间还通过外露的钢棒连接在一起，墙与管廊的顶壁之间连接性更牢靠。

同理，上述顶部桩套箍的后端面上也设有供第二预埋管的开口显露出来的第二孔洞，这样，作为连接件的钢棒可以贯通桩身的前后端面，进一步增强钢棒与桩身结合的牢固性，从而使得管廊顶壁的搭建更加稳定牢靠。同时，因桩身的前端面与后端面的结构一致，故对矩形桩的安装位置限制更少，利于打桩施工。

与现有技术相比，本发明的优点在于：桩身的前端面中部位置处设有一块与桩身固定在一起的前部钢板，因前部钢板为钢制，可在前部钢板上固定类似钢棒的部件，钢棒可采用焊接或其它方式与前部钢板固定，外露的钢棒便于在混凝土桩中部之间搭建管廊底板内部的钢筋骨架结构，以构建出管廊的底板；同时浇筑完成后，连续墙与底板之间还通过外露的钢棒连接在一起，墙与管廊的底板之间连接性更牢靠；采用该桩制成的连续墙不仅可作为管廊施工时的基坑围护之用，同时兼做管廊的墙壁使用，无需额外建造管廊两侧的墙壁；采用该桩建造管廊，施工速度快、工期短；相比传统工法造价极为低廉；开挖土方大大减少，并大大减少了对周围环境和建筑物的不良影响；采用该桩建造的管廊还具有高抗拔、抗震、抗沉降、抗地下水浮力等有益效果。

附图说明

图1为本发明实施例的正面立体结构示意图；

图2为图1的A处放大图；

图3为图1的B处放大图；

图4为本发明实施例的后视图；

图5为本发明实施例的侧视图；

图6为本发明实施例的立体分解图；

图7为本发明实施例的使用状态图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～6所示，为本发明的一个优选实施例。

一种用于构建管廊侧壁的矩形混凝土桩，包括横截面呈矩形的桩身1，桩身1可以是实心桩或离心桩，桩身1的前端面中部位置处设有一块与桩身1固定在一起的前部钢板2。桩身1的后端面中部位置处设有一块与桩身1固定在一起的后部钢板3，桩身1的左右侧面中部位置处各设有一块与桩身1固定在一起的侧部钢板4，侧部钢板4的前后边沿分别与前部钢板2和后部钢板3连接形成中部桩套箍结构。

位于所述前部钢板2处的桩身1内设有一根或多根第一预埋管5，前部钢板2上设有与供第一预埋管5的开口显露出来的第一孔洞21。后部钢板3上也设有供第一预埋管5的开口显露出来的第二孔洞21。第一预埋管5的设置便于钢棒9插接。第一预埋管5可以是一种带螺纹孔的钢制管件，钢棒可以通过预埋管螺纹孔内的内螺纹固定在桩身上，或者第一预埋管5可以是光孔的钢制管件，钢棒插入预埋管后采用焊接固定。

前部钢板2上部的桩身1的前端面的左右两侧边角处固定有条形钢板6，条形钢板6沿桩身1的长度方向设置。条形钢板6为横截面呈L形的角钢，角钢的竖直壁61固定在桩身1的侧面上，角钢的水平壁62固定在桩身1的前端面上。

桩身1的顶部沿其周向包覆有钢制的顶部桩套箍7，位于所述顶部桩套箍7处的桩身1内设有一根或多根第二预埋管8，顶部桩套箍7的前端面上设有供第二预埋管8的开口显露出来的第二孔洞71。顶部桩套箍7的后端面上也设有供第二预埋管8的开口显露出来的第二孔洞71。第二预埋管8的设置便于钢棒9插接。在桩身顶部设有顶部桩套箍7的状态下，上述条形钢板6设于前部钢板2与顶部桩套箍7之间的前端面的左右两侧边角处。

如图7所示，桩身1的中部和顶部沿其周向分别对应包覆有钢制的中部桩套箍和顶部桩套箍，因桩套箍为钢制，可在桩套箍上固定类似钢棒9的部件，钢棒9可采用焊接或插接方式与桩套箍固定，外露的钢棒便于在混凝土桩之间搭建管廊底板和顶壁内部的钢筋骨架结构，以构建出管廊的底板和顶壁；同时浇筑完成后，连续墙与底板、顶壁之间还通过外露的钢棒连接在一起，墙与管廊的底板、顶壁之间连接性更牢靠；采用该桩制成的连续墙不仅可作为管廊施工时的基坑围护之用，同时兼做管廊的墙壁使用，无需额外建造管廊两侧的墙壁。

尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于构建管廊侧壁的矩形混凝土桩，包括横截面呈矩形的桩身(1)，其特征在于：所述桩身(1)的前端面中部位置处设有一块与桩身(1)固定在一起的前部钢板(2)；位于所述前部钢板(2)处的桩身(1)内设有一根或多根第一预埋管(5)，前部钢板(2)上设有供第一预埋管(5)的开口显露出来的第一孔洞(21)；所述桩身(1)的顶部沿其周向包覆有钢制的顶部桩套箍(7)。

2.根据权利要求1所述的矩形混凝土桩，其特征在于：所述桩身(1)的后端面中部位置处设有一块与桩身(1)固定在一起的后部钢板(3)，后部钢板(3)上也设有供第一预埋管(5)的开口显露出来的第一孔洞(21)。

3.根据权利要求2所述的矩形混凝土桩，其特征在于：所述桩身(1)的左右侧面中部位置处各设有一块与桩身(1)固定在一起的侧部钢板(4)，侧部钢板(4)的前后边沿分别与前部钢板(2)和后部钢板(3)连接形成桩套箍结构。

4.根据权利要求1所述的矩形混凝土桩，其特征在于：所述前部钢板(2)上部的桩身(1)的前端面的左右两侧边角处固定有条形钢板(6)，条形钢板(6)沿桩身(1)的长度方向设置。

5.根据权利要求4所述的矩形混凝土桩，其特征在于：所述条形钢板(6)为横截面呈L形的角钢，角钢的竖直壁(61)固定在桩身(1)的侧面上，角钢的水平壁(62)固定在桩身(1)的前端面上。

6.根据权利要求1所述的矩形混凝土桩，其特征在于：位于所述顶部桩套箍(7)处的桩身(1)内设有一根或多根第二预埋管(8)，顶部桩套箍(7)的前端面上设有供第二预埋管(8)的开口显露出来的第二孔洞(71)。

7.根据权利要求6所述的矩形混凝土桩，其特征在于：所述顶部桩套箍(7)的后端面上也设有供第二预埋管(8)显露出来的第二孔洞(71)。