CN110700251A - 一种螺旋桩及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的一种螺旋桩及其施工方法，在本发明的一种螺旋桩中，由于在螺旋桩的桩柱上部设有横向抗力装置，所述横向抗力装置包括可相对桩柱转动的第一套管，第一套管的外侧设有多个朝外延伸的加强筋板，各加强筋板绕第一套管的轴线均匀布置，这样，当螺旋桩承受横向的负载时，加强筋板能够较为均匀地承受横向负载，从而能够对横向负载具有较好的抵抗性能。由此可见，本发明的一种螺旋桩抵抗横向载荷的性能较好，而且结构简单，施工方便。

Description

一种螺旋桩及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种螺旋桩及其施工方法，特别是涉及一种土建施工用的螺旋桩及其施工方法。

背景技术

螺旋桩应用于工程实践已经超过了200多年，由于其安装方便、成本低廉、可循环使用、清理费用低等广泛的应用于房屋建筑、桥梁、挡土墙、市政、光伏等新建及改造加固项目中。

螺旋桩由于其底部螺旋叶片的作用，具有良好的抵抗轴向拉力和压力荷载的性能，但是由于其桩柱一般尺寸较小，其抵抗横向荷载的能力很弱。现在常规的做法是采用倾向螺旋桩来抵抗横向荷载，但此种方法仅适用于横向荷载方向恒定的情况，如挡土墙；对于承受风载、地震荷载等横向荷载方向无法确定的，则无法采用倾斜螺旋桩来抵抗横向荷载。现有技术中的螺旋桩的横向抗力能力很弱，在具有横向载荷的场合往往无法适用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种螺旋桩及其施工方法，抵抗横向载荷的性能较好。

为实现上述目的，本发明提供一种螺旋桩，采用如下技术方案：一种螺旋桩，包括桩柱，桩柱的下部设有多段螺旋板片，各螺旋板片的旋向一致，桩柱的上部设有横向抗力装置，所述横向抗力装置包括可相对桩柱转动的第一套管，第一套管的外侧设有多个朝外延伸的加强筋板，各加强筋板绕第一套管的轴线均匀布置。

优选地，所述第一套管的外侧还同轴地设有第二套管，各加强筋板的内侧边连接在第一套管的外侧面上，各加强筋板的外侧边连接在第二套管的内侧面上。

优选地，各加强筋板自内向外沿第一套管的直径方向延伸。

优选地，所述第一套管的外侧设有四个朝外延伸的加强筋板，相邻的两个加强筋板之间的夹角为90度。

优选地，所述桩柱上设有上挡环和下挡环，上挡环位于第一套管的上侧，下挡环位于第一套管的下侧。

优选地，所述桩柱的上端设有连接头，连接头上设有连接孔。

与本发明的一种螺旋桩的技术方案相应地，本发明还提供一种螺旋桩的施工方法，采用如下技术方案：一种螺旋桩的施工方法，用于上述技术方案或其任一优选的技术方案所述的螺旋桩的施工，包括如下作业步骤：

1)将桩柱的下端插入土层中并旋转螺旋桩以使桩柱向下旋入土层中；

2)将横向抗力装置向下压入或埋入土层中。

优选地，所述横向抗力装置的第一套管与桩柱可拆卸连接；在实施上述步骤1)时，将横向抗力装置从桩柱上拆下；在桩柱钻入土层中的设定深度之后，再进行所述步骤2)，在步骤2)中，采用振动锤或静压锤向下压所述横向抗力装置。

优选地，所述横向抗力装置的第一套管与桩柱可拆卸连接；在实施上述步骤1)时，将横向抗力装置从桩柱上拆下；在桩柱钻入土层中的设定深度之后，再进行所述步骤2)，在步骤2)中，在桩柱上部周围挖坑，将横向抗力装置安装在坑中而使所述第一套管套在桩柱的上端，然后在将坑填平。

优选地，所述桩柱上设有上挡环，上挡环位于第一套管的上侧，在所述步骤1)中，将桩柱向下旋入土层中时，所述横向抗力装置保持不转动；在所述步骤2)中，桩柱向下旋入土层中而使上挡环将横向抗力装置压入土层中。

如上所述，本发明涉及的一种螺旋桩及其施工方法，具有以下有益效果：在本发明的一种螺旋桩中，由于在螺旋桩的桩柱上部设有横向抗力装置，所述横向抗力装置包括可相对桩柱转动的第一套管，第一套管的外侧设有多个朝外延伸的加强筋板，各加强筋板绕第一套管的轴线均匀布置，这样，当螺旋桩承受横向的负载时，加强筋板能够较为均匀地承受横向负载，从而能够对横向负载具有较好的抵抗性能。由此可见，本发明的一种螺旋桩抵抗横向载荷的性能较好，而且结构简单，施工方便。本发明的一种螺旋桩的施工方法也具有上述有益效果，此处不再赘述。

附图说明

图1显示为本发明的螺旋桩的第一种实施方式的立体结构示意图；

图2显示为图1中的螺旋桩插入到土层中的示意图；

图3显示为横向抗力装置与桩柱之间连接的剖面结构示意图；

图4显示为本发明的螺旋桩的第二种实施方式的立体结构示意图；

图5显示为图4中的螺旋桩插入到土层中的示意图。

元件标号说明

1 桩柱

2 螺旋板片

3 横向抗力装置

4 第一套管

5 加强筋板

6 第二套管

7 上挡环

8 下挡环

9 连接头

10 连接孔

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图5所示，本发明提供一种螺旋桩，包括桩柱1，桩柱1的下部设有多段螺旋板片2，各螺旋板片2的旋向一致，桩柱1的上部设有横向抗力装置3，所述横向抗力装置3包括可相对桩柱1转动的第一套管4，第一套管4的外侧设有多个朝外延伸的加强筋板5，各加强筋板5绕第一套管4的轴线均匀布置。在本发明的一种螺旋桩中，由于在螺旋桩的桩柱1上部设有横向抗力装置3，所述横向抗力装置3包括可相对桩柱1转动的第一套管4，第一套管4的外侧设有多个朝外延伸的加强筋板5，各加强筋板5绕第一套管4的轴线均匀布置，这样，当螺旋桩承受横向的负载时，加强筋板5能够较为均匀地承受横向负载，从而能够对横向负载具有较好的抵抗性能。由此可见，本发明的一种螺旋桩抵抗横向载荷的性能较好，而且结构简单，施工方便。

由于螺旋桩所承受的横向抗力通常由靠近表层的土壤提供，下层土壤能够产生的水平抗力及其有限；因此横向抗力装置3设置在桩柱1的上部位置。

以下结合本发明的一种螺旋桩的具体实施方式对本发明的一种螺旋桩的技术方案作以说明。

第一种实施方式：

如图1至图3所示，桩柱1的上端套有第一套管4，第一套管4与桩柱1之间具有间隙，且第一套管4能够相对桩柱1转动，桩柱1为由钢管制成的圆柱体结构，在第一套管4的外侧设置有多个矩形的加强筋板5，加强筋板5的内侧边焊接在第一套管4的外侧壁上，各加强筋板5自内向外沿第一套管4的直径方向延伸。在螺旋桩插入到土层中后，横向抗力装置3也埋入土层中，土层的横向负载作用在横向抗力装置3的加强筋板5上，从而被加强筋板5分散，因此，土层的横向负载只有很小一部分能够作用在桩柱1上，这样，螺旋桩抵抗横向负载的性能就得以提高。由于各加强筋板5朝向不同的方向，因此，各加强筋板5能够抵抗来自不同方向的横向负载。在本发明的具体实施方式中，虽然桩柱1采用了圆柱形结构，但实际上，桩柱1也可以采用其他的环形横截面结构或者其他的横截面结构。如图1至图3所示，由于桩柱1上设置了螺旋板片2，所以，在施工过程中，通过旋转桩柱1，螺旋板片2就能对土层产生反作用力而使桩柱1向下钻入土层中。此外，由于螺旋板片2的横截面积较大，螺旋板片2的上下两侧面均被土层挤压，所以桩柱1能够承受较大的轴向载荷。图1和图2中所示的桩柱1上设置了两个螺旋板片2，当然还可以在桩柱1上设置更多数量的螺旋板片2，螺旋板片2可以是连续的或者不连续的，各螺旋板片2的旋向和螺旋角均一致。如图1所示，作为一种优选的实施方式，所述第一套管4的外侧设有四个朝外延伸的加强筋板5，相邻的两个加强筋板5之间的夹角为90度。总之，各加强筋板5要尽量均匀地绕第一套管4的轴线分布。当然，也可以在第一套管4的外侧设置更多数量的加强筋板5。

如图3所示，所述桩柱1上设有上挡环7和下挡环8，上挡环7位于第一套管4的上侧，下挡环8位于第一套管4的下侧。上挡环7和下挡环8均与桩柱1固定连接，上挡环7阻止第一套管4向上移动，下挡环8阻止第一套管4向下移动，可以将上挡环7和下挡环8焊接在桩柱1上。优选地，在桩柱1的上端还设有连接头9，连接头9上设有连接孔10，连接头9与施工机械连接，施工机械带动连接头9旋转，从而使得桩柱1旋转。

第二种实施方式：

如图4和图5所示，与图1至图3所示的第一中实施方式不同的是，在本实施例中，所述第一套管4的外侧还同轴地设有第二套管6，各加强筋板5的内侧边连接在第一套管4的外侧面上，各加强筋板5的外侧边连接在第二套管6的内侧面上。这样，第一套管4、第二套管6和加强筋板5组成所述横向抗力装置3，当土层中有横向负载时，横向负载作用在第二套管6的外侧面上，由于第二套管6呈圆柱形，且第二套管6的直径比桩柱1的直径大得多，所以第二套管6能够承受来自水平方向的任意角度的横向负载，而且，第二套管6的内侧壁与加强筋板5的外侧边焊接在一起，第一套管4、加强筋板5和第二套管6组成坚固的整体结构，能够更好地抵抗土层中的横向负载。

上述第一种实施方式和第二中实施方式的不同之处仅在于是否具有第二套管6，若加强筋板5有足够的强度能够抵抗横向抗力，且自身强度满足设计要求，则可以不用第二套管6。

与本发明的一种螺旋桩的技术方案相应地，本发明还提供一种螺旋桩的施工方法，以下对本发明的一种螺旋桩的施工方法作以说明，本发明的一种螺旋桩的施工方法，用于上述技术方案或其任一优选的技术方案所述的螺旋桩的施工，包括如下作业步骤：

1)将桩柱1的下端插入土层中并旋转螺旋桩以使桩柱1向下旋入土层中；

2)将横向抗力装置3向下压入或埋入土层中。

这样，桩柱1上的螺旋板片2使得桩柱1能够承受轴向的负载，而横向抗力装置3使得装置能够承受横向负载。因此，本发明的螺旋桩既能够承受轴向负载，有能够承受横向负载，力学性能良好，而且本发明的螺旋桩的结构简单，易于制造，便于施工，施工效率较高。

作为一种优选的实施方式，所述横向抗力装置3的第一套管4与桩柱1可拆卸连接；在这种情况下，螺旋桩上不设置上挡环7和下挡环8，或者仅设置下挡环8，横向抗力装置3连同第一套管4能够从桩柱1的上端取下，在实施上述步骤1)时，将横向抗力装置3从桩柱1上拆下；在桩柱1钻入土层中的设定深度之后，再进行所述步骤2)，在步骤2)中，采用振动锤或静压锤向下压所述横向抗力装置3。

作为另一种优选的实施方式，所述横向抗力装置3的第一套管4与桩柱1可拆卸连接；在实施上述步骤1)时，将横向抗力装置3从桩柱1上拆下；在桩柱1钻入土层中的设定深度之后，再进行所述步骤2)，在步骤2)中，在桩柱1上部周围挖坑，将横向抗力装置3安装在坑中而使所述第一套管4套在桩柱1的上端，然后在将坑填平。

如果桩柱1上设有上挡环7，上挡环7位于第一套管4的上侧，则横向抗力装置3不能从桩柱1的上端取下，则在所述步骤1)中，将桩柱1向下旋入土层中时，所述横向抗力装置3保持不转动；在所述步骤2)中，桩柱1向下旋入土层中而使上挡环7将横向抗力装置3压入土层中。

基于上述实施例的技术方案，本发明的螺旋桩既能够承受轴向负载，有能够承受横向负载，力学性能良好，而且本发明的螺旋桩的结构简单，易于制造，便于施工，施工效率较高。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种螺旋桩，其特征是，包括桩柱(1)，桩柱(1)的下部设有多段螺旋板片(2)，各螺旋板片(2)的旋向一致，桩柱(1)的上部设有横向抗力装置(3)，所述横向抗力装置(3)包括可相对桩柱(1)转动的第一套管(4)，第一套管(4)的外侧设有多个朝外延伸的加强筋板(5)，各加强筋板(5)绕第一套管(4)的轴线均匀布置。

2.根据权利要求1所述的螺旋桩，其特征在于：所述第一套管(4)的外侧还同轴地设有第二套管(6)，各加强筋板(5)的内侧边连接在第一套管(4)的外侧面上，各加强筋板(5)的外侧边连接在第二套管(6)的内侧面上。

3.根据权利要求1所述的螺旋桩，其特征在于：各加强筋板(5)自内向外沿第一套管(4)的直径方向延伸。

4.根据权利要求1所述的螺旋桩，其特征在于：所述第一套管(4)的外侧设有四个朝外延伸的加强筋板(5)，相邻的两个加强筋板(5)之间的夹角为90度。

5.根据权利要求1所述的螺旋桩，其特征在于：所述桩柱(1)上设有上挡环(7)和下挡环(8)，上挡环(7)位于第一套管(4)的上侧，下挡环(8)位于第一套管(4)的下侧。

6.根据权利要求1所述的螺旋桩，其特征在于：所述桩柱(1)的上端设有连接头(9)，连接头(9)上设有连接孔(10)。

7.一种螺旋桩的施工方法，用于权利要求1所述的螺旋桩的施工，其特征是，包括如下作业步骤：

1)将桩柱(1)的下端插入土层中并旋转螺旋桩以使桩柱(1)向下旋入土层中；

2)将横向抗力装置(3)向下压入或埋入土层中。

8.如权利要求7所述的螺旋桩的施工方法，其特征是：所述横向抗力装置(3)的第一套管(4)与桩柱(1)可拆卸连接；在实施上述步骤1)时，将横向抗力装置(3)从桩柱(1)上拆下；在桩柱(1)钻入土层中的设定深度之后，再进行所述步骤2)，在步骤2)中，采用振动锤或静压锤向下压所述横向抗力装置(3)。

9.如权利要求7所述的螺旋桩的施工方法，其特征是：所述横向抗力装置(3)的第一套管(4)与桩柱(1)可拆卸连接；在实施上述步骤1)时，将横向抗力装置(3)从桩柱(1)上拆下；在桩柱(1)钻入土层中的设定深度之后，再进行所述步骤2)，在步骤2)中，在桩柱(1)上部周围挖坑，将横向抗力装置(3)安装在坑中而使所述第一套管(4)套在桩柱(1)的上端，然后在将坑填平。

10.如权利要求7所述的螺旋桩的施工方法，其特征是：所述桩柱(1)上设有上挡环(7)，上挡环(7)位于第一套管(4)的上侧，在所述步骤1)中，将桩柱(1)向下旋入土层中时，所述横向抗力装置(3)保持不转动；在所述步骤2)中，桩柱(1)向下旋入土层中而使上挡环(7)将横向抗力装置(3)压入土层中。

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