CN110284492A - 一种加强形h形与u形组合的钢板桩结构及打桩装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢板桩技术领域，具体涉及一种加强形H形与U形组合的钢板桩结构及打桩装置，该钢板桩包括：U形钢板桩(1)和H形钢(2)；U形钢板桩(1)包括：第三侧翼缘(3)、第四侧翼缘(4)和第二腹板(5)；第三侧翼缘(3)、第四侧翼缘(4)平行；H形钢(2)包括：第一侧翼缘(8)、第二侧翼缘(9)和第一腹板(10)；H形钢的第一侧翼缘(8)的外壁和第二侧翼缘(9)的外壁分别对应地与U形钢板桩的第三侧翼缘(3)的内壁和第四侧翼缘(4)的内壁平行贴合的方式嵌入U形钢板桩(1)内；U形钢板桩的第三侧翼缘(3)和第四侧翼缘(4)分别向外延伸对应地形成正向钢板桩J形锁口(6)和反向钢板桩J形锁口(7)；第一腹板(10)与第二腹板(5)平行。
Description
技术领域
本发明属于钢板桩技术领域，特别涉及一种加强形H形与U形组合的钢板桩结构及打桩装置。
背景技术
目前，钢板桩广泛应用于建筑基础施工中，常被广泛应用于码头、货场、护岸、防波堤、导流堤、防渗墙、挡水墙等永久性钢板桩结构领域，以及挖掘挡土墙、土沙崩溃防止板、临时护岸、围堰工程等临时性结构领域。钢板桩具有高强度、轻形、防水性能好、耐久性强等优点，而且便于快速施工，互换性良好，可重复使用20次以上，使用寿命可长达50年等等。
但是，由于打桩过程砂岩等土层阻力大、连接锁口处的阻力大于钢板桩周围的阻力、钢板桩铰接锁口导致在下插和锤击作用下扭转等原因引起传统U形钢钢板桩打桩过程出现倾斜问题，其中，在打桩过程中，钢板桩倾斜的三种情况：第一种，砂岩等土层阻力大；第二种逐支打桩时，被打桩连接锁口处的阻力大于钢板桩周围的阻力，因为锁口处被已经打好的桩锁住，但其余部位是相对自由的，因此容易倾斜；第三种钢板桩铰接锁口导致在下插和锤击作用下扭转，是说锁口连接不是刚性连接，容易松口甚至脱扣，因此会扭转。在后续施工过程中，由于砂土横向推力导致钢板桩受力变形而脱扣、转角处渗漏、涌沙等施工事故。
发明内容
本发明的目的在于，为解决现有的钢板桩存在的上述缺陷，本发明提出了一种加强形H形与U形组合的钢板桩结构及打桩装置，解决了现有技术在打桩过程中钢板桩倾斜、钢板桩受力变形而脱扣、转角处渗漏、涌沙等技术问题，本发明的加强形H形与U形组合的钢板桩结构通过在U形钢板桩内嵌H形钢的方式起到加强支护的作用，适用于施工难度大、环境复杂的情况，尤其适用于钢板桩支护结构的转角处。
为了实现上述目的，本发明提出了一种加强形H形与U形组合的钢板桩结构，该钢板桩包括：U形钢板桩和H形钢；U形钢板桩包括：第三侧翼缘、第四侧翼缘和第二腹板；H形钢包括：第一侧翼缘、第二侧翼缘和第一腹板；第三侧翼缘、第四侧翼缘平行；H形钢的第一侧翼缘的外壁和第二侧翼缘的外壁分别对应地与U形钢板桩的第三侧翼缘的内壁和第四侧翼缘的内壁平行贴合的方式嵌入U形钢板桩内；U形钢板桩的第三侧翼缘和第四侧翼缘分别向外延伸对应地形成正向钢板桩J形锁口和反向钢板桩J形锁口；第一腹板与第二腹板平行。
作为上述技术方案的改进之一，所述H形钢板桩的第一侧翼缘的外壁和U形钢板桩的第三侧翼缘的内壁之间相隔1-3mm，用于保留一定的装配间隙，供焊接或冷弯使用；
H形钢板桩的第二侧翼缘的外壁和U形钢板桩的第四侧翼缘的内壁之间相隔1-3mm，用于保留一定的装配间隙，供焊接或冷弯使用。
作为上述技术方案的改进之一，所述加强形H形与U形组合的钢板桩结构为多个，且所述加强形H形与U形组合的钢板桩结构之间采用正向钢板桩J形锁口和反向钢板桩J形锁口交替锁扣连接。
作为上述技术方案的改进之一，所述第一侧翼缘的纵向高速和第二侧翼缘的纵向高度均不超过对应的第三侧翼缘的纵向高度和第四侧翼缘的纵向高度。
作为上述技术方案的改进之一，U形钢板桩的第二腹板与H形钢的第一腹板采用焊接或者螺栓连接的方式固定；U形钢板桩的第三侧翼缘和第四侧翼缘分别对应地与H形钢的第一侧翼缘和第二侧翼缘采用焊接或螺栓连接的方式固定，防止施工过程U形钢板桩与H形钢脱离，毕竟有1-3mm的安装缝隙，或者其中一个受力时、二者不为一体而脱离。
基于上述加强形H形与U形组合的钢板桩结构，本发明还提供了一种打桩装置，其包括：加强形H形与U形组合的钢板桩结构、转向钢板桩结构和转角钢板桩结构；加强形H形与U形组合的钢板桩结构位于转向钢板桩结构和转角钢板桩结构之间，且三者之间采用各自的正向钢板桩J形锁口和反向钢板桩J形锁口交替正向、反向锁扣连接。
作为上述技术方案的改进之一，所述转向钢板桩结构为转向U形钢板桩，其开口方向与加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩的开口方向相反，并通过各自的正向钢板桩J形锁口和反向钢板桩J形锁口交替正向、反向锁扣连接；
或者所述转向钢板桩结构为第一加强形钢板桩结构，其开口方向与加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩的开口方向相反，并通过各自的正向钢板桩J形锁口和反向钢板桩J形锁口交替正向、反向锁扣连接。
作为上述技术方案的改进之一，所述转角钢板桩结构为转角U形钢板桩，其开口方向与加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩的开口方向呈垂直关系；转角钢板桩结构位于加强形H形与U形组合的钢板桩结构之上，并通过转角U形钢板桩的转角正向钢板桩J形锁口和转角反向钢板桩J形锁口分别对应地与加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩的反向钢板桩J形锁口和正向钢板桩J形锁口交替正向、反向锁扣连接。
作为上述技术方案的改进之一，所述转角钢板桩结构的转角正向钢板桩J形锁口和转角反向钢板桩J形锁口大于加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩的正向J形锁口和反向钢板桩J形锁口，用于与加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩的正向J形锁口和反向钢板桩J形锁口交替正向、反向锁扣连接。
作为上述技术方案的改进之一，所述转角钢板桩结构与加强形H形与U形组合的钢板桩结构之间的夹角为80-110度。
本发明相比于现有技术的有益效果在于：
本发明加强形H形与U形组合的钢板桩结构通过在U形钢板桩内嵌H形钢的方式起到加强支护的作用，适用于施工难度大、环境复杂的情况，尤其适用于钢板桩支护结构的转角处。本发明的加强形H形与U形组合的钢板桩结构可以正向、反向交替锁扣，也可以通过转角专用钢板桩实现转角处的强化，解决打桩过程中钢板桩倾斜、钢板桩受力变形而脱扣、转角处渗漏、涌沙等技术问题。
附图说明
图1是本发明的一种加强形H形与U形组合的钢板桩结构的结构示意图；
图2是本发明的一种加强形H形与U形组合的钢板桩结构与转向钢板桩结构交替锁扣连接的一个实施例的结构示意图；
图3是本发明的一种加强形H形与U形组合的钢板桩结构、转向钢板桩结构、转角钢板桩结构交替锁扣连接的一个实施例的结构示意图。
附图标记：
1、U形钢板桩 2、H形钢
3、第三侧翼缘 4、第四侧翼缘
5、第二腹板 6、正向钢板桩J形锁口
7、反向钢板桩J形锁口 8、第一侧翼缘
9、第二侧翼缘 10、第一腹板
11、第一加强形钢板桩结构 12、转向U形钢板桩
13、转角U形钢板桩 14、转角正向钢板桩J形锁口
15、转角反向钢板桩J形锁口
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明提出了一种加强形H形与U形组合的钢板桩结构，该钢板桩结构能够加强钢板桩的整体刚度，本发明的该钢板桩结构的U形钢板桩的第三侧翼缘3和第四侧翼缘4平行，H形钢的第一侧翼缘8和第二侧翼缘9分别对应地与U形钢钢板桩的第三侧翼缘3和第四侧翼缘4平行贴合的方式嵌入U形钢板桩1内，H形钢的两侧翼缘与U形钢板桩的两侧翼缘相距1～3mm，钢板桩结构转向处H形钢的两个侧翼缘的高度小于U形钢板桩的两个侧翼缘的高度，采用专用转向U形钢板桩。
该钢板桩包括：U形钢板桩1和H形钢2；U形钢板桩1包括：第三侧翼缘3、第四侧翼缘4和第二腹板5；第三侧翼缘3、第四侧翼缘4平行，便于H形钢嵌入U形钢板桩内；H形钢2包括：第一侧翼缘8、第二侧翼缘9和第一腹板10；H形钢的第一侧翼缘8的外壁和第二侧翼缘9的外壁分别对应地与U形钢板桩的第三侧翼缘3的内壁和第四侧翼缘4的内壁平行贴合的方式嵌入U形钢板桩1内；U形钢板桩的第三侧翼缘3和第四侧翼缘4分别向外延伸对应地形成正向钢板桩J形锁口6和反向钢板桩J形锁口7；第一腹板10与第二腹板9平行。
所述H形钢板桩的第一侧翼缘8的外壁和U形钢板桩的第三侧翼缘3的内壁之间相隔1-3mm，用于保留一定的装配间隙，供焊接或冷弯使用；
H形钢板桩的第二侧翼缘9的外壁和U形钢板桩的第四侧翼缘4的内壁之间相隔1-3mm，用于保留一定的装配间隙，供焊接或冷弯使用。
如图2所示，所述加强形H形与U形组合的钢板桩结构为多个，且所述加强形H形与U形组合的钢板桩结构之间采用正向钢板桩J形锁口6和反向钢板桩J形锁口7交替正向、反向锁扣连接。
如图1和3所示，所述第一侧翼缘8的纵向高速和第二侧翼缘9的纵向高度均不超过对应的第三侧翼缘3的纵向高度和第四侧翼缘4的纵向高度。在其他具体实施例中，例如，在不需要转向时，仅仅是采用正向钢板桩J形锁口6和反向钢板桩J形锁口7交替正向、反向锁扣连接，此时，第一侧翼缘8的纵向高速和第二侧翼缘9的纵向高度并不涉及垂直转向的问题，因此，第一侧翼缘8的纵向高速和第二侧翼缘9的纵向高度可以小于、等于或大于第三侧翼缘3的纵向高度和第四侧翼缘4的纵向高度。
U形钢板桩的第二腹板10与H形钢的第一腹板5采用焊接或者螺栓连接的方式固定；U形钢板桩的第三侧翼缘3和第四侧翼缘4分别对应地与H形钢的第一侧翼缘8和第二侧翼缘9采用焊接或螺栓连接的方式固定，防止施工过程U形钢板桩与H形钢脱离，毕竟有1-3mm的安装缝隙，或者其中一个受力时、二者不为一体而脱离。
如图2和3所示，基于上述加强形H形与U形组合的钢板桩结构，本发明还提供了一种打桩装置，其包括：加强形H形与U形组合的钢板桩结构、转向钢板桩结构和转角钢板桩结构；加强形H形与U形组合的钢板桩结构位于转向钢板桩结构和转角钢板桩结构之间，且三者之间采用各自的正向钢板桩J形锁口和反向钢板桩J形锁口交替正向、反向锁扣连接。
如图3所示，所述转向钢板桩结构为转向U形钢板桩12，其开口方向与加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩1的开口方向相反，并通过各自的正向钢板桩J形锁口6和反向钢板桩J形锁口7交替锁扣连接；具体地，转向U形钢板桩12的反向钢板桩J形锁口与U形钢板桩1的反向钢板桩J形锁口反向锁扣连接；
或者如图2所示，所述转向钢板桩结构为第一加强形钢板桩结构11，其开口方向与加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩1的开口方向相反，并通过各自的正向钢板桩J形锁口6和反向钢板桩J形锁口7交替锁扣连接；具体地，左侧的第一加强形钢板桩结构11的反向钢板桩J形锁口与U形钢板桩1的正向钢板桩J形锁口正向锁扣连接；右侧的第一加强形钢板桩结构11的正向钢板桩J形锁口与U形钢板桩1的反向钢板桩J形锁口正向锁扣连接。
如图3所示，所述转角钢板桩结构为转角U形钢板桩13，其开口方向与加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩的开口方向呈垂直关系；转角钢板桩结构位于加强形H形与U形组合的钢板桩结构之上，并通过转角U形钢板桩的转角正向钢板桩J形锁口14和转角反向钢板桩J形锁口15分别对应地与加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩1的反向钢板桩J形锁口7和正向钢板桩J形锁口6交替锁扣连接，具体地，转角U形钢板桩13的转角正向钢板桩J形锁口14与加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩1的反向钢板桩J形锁口正向锁扣连接。
所述转角钢板桩结构的转角正向钢板桩J形锁口14和转角反向钢板桩J形锁口15大于加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩的正向J形锁口6和反向钢板桩J形锁口7，用于与加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩的正向J形锁口6和反向钢板桩J形锁口7交替锁扣连接。
如图3所示，所述转角钢板桩结构与加强形H形与U形组合的钢板桩结构之间的夹角为80-110度；具体地，该转角钢板桩结构的腹板与水平方向的夹角为80-110度。在其他具体实施例中，由于施工现场很复杂，因此，转向不一定非得是直角转向，也有可以是锐角或者钝角。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种加强形H形与U形组合的钢板桩结构，其特征在于，该钢板桩包括：U形钢板桩(1)和H形钢(2)；U形钢板桩(1)包括：第三侧翼缘(3)、第四侧翼缘(4)和第二腹板(5)；第三侧翼缘(3)、第四侧翼缘(4)平行；H形钢(2)包括：第一侧翼缘(8)、第二侧翼缘(9)和第一腹板(10)；H形钢的第一侧翼缘(8)的外壁和第二侧翼缘(9)的外壁分别对应地与U形钢板桩的第三侧翼缘(3)的内壁和第四侧翼缘(4)的内壁平行贴合的方式嵌入U形钢板桩(1)内；U形钢板桩的第三侧翼缘(3)和第四侧翼缘(4)分别向外延伸对应地形成正向钢板桩J形锁口(6)和反向钢板桩J形锁口(7)；第一腹板(10)与第二腹板(5)平行。
2.根据权利要求1所述的钢板桩结构，其特征在于，所述H形钢板桩的第一侧翼缘(8)的外壁和U形钢板桩的第三侧翼缘(3)的内壁之间相隔1-3mm；
H形钢板桩的第二侧翼缘(9)的外壁和U形钢板桩的第四侧翼缘(4)的内壁之间相隔1-3mm。
3.根据权利要求1所述的钢板桩结构，其特征在于，所述加强形H形与U形组合的钢板桩结构为多个，且所述加强形H形与U形组合的钢板桩结构之间采用正向钢板桩J形锁口(6)和反向钢板桩J形锁口(7)交替正向、反向锁扣连接。
4.根据权利要求1所述的钢板桩结构，其特征在于，所述第一侧翼缘(8)的纵向高度和第二侧翼缘(9)的纵向高度均不超过对应的第三侧翼缘(3)的纵向高度和第四侧翼缘(4)的纵向高度。
5.根据权利要求1所述的钢板桩结构，其特征在于，U形钢板桩的第二腹板(5)与H形钢的第一腹板(10)采用焊接或者螺栓连接的方式固定；U形钢板桩的第三侧翼缘(3)和第四侧翼缘(4)分别对应地与H形钢的第一侧翼缘(8)和第二侧翼缘(9)采用焊接或螺栓连接的方式固定。
6.一种基于权利要求1-5中任一所述的钢板桩结构的打桩装置，其特征在于，其包括：加强形H形与U形组合的钢板桩结构、转向钢板桩结构和转角钢板桩结构；加强形H形与U形组合的钢板桩结构位于转向钢板桩结构和转角钢板桩结构之间，且三者之间采用各自的正向钢板桩J形锁口和反向钢板桩J形锁口交替正向、反向锁扣连接。
7.根据权利要求6所述的打桩装置，其特征在于，所述转向钢板桩结构为转向U形钢板桩(12)，其开口方向与加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩的开口方向相反，并通过各自的正向钢板桩J形锁口和反向钢板桩J形锁口交替正向、反向锁扣连接；
或者所述转向钢板桩结构为第一加强形钢板桩结构(11)，其开口方向与加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩的开口方向相反，并通过各自的正向钢板桩J形锁口和反向钢板桩J形锁口交替正向、反向锁扣连接。
8.根据权利要求6所述的打桩装置，其特征在于，所述转角钢板桩结构为转角U形钢板桩(13)，其开口方向与加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩的开口方向呈垂直关系；转角钢板桩结构位于加强形H形与U形组合的钢板桩结构之上，并通过转角U形钢板桩的转角正向钢板桩J形锁口(14)和转角反向钢板桩J形锁口(15)分别对应地与加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩的反向钢板桩J形锁口(7)和正向钢板桩J形锁口(6)交替正向、反向锁扣连接。
9.根据权利要求6所述的打桩装置，其特征在于，所述转角钢板桩结构的转角正向钢板桩J形锁口(14)和转角反向钢板桩J形锁口(15)大于加强形H形与U形组合的钢板桩结构的U形钢板桩的正向J形锁口(6)和反向钢板桩J形锁口(7)。
10.根据权利要求6所述的打桩装置，其特征在于，所述转角钢板桩结构与加强形H形与U形组合的钢板桩结构之间的夹角为80-110度。
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