CN113774899A - 一种钢管桩结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢管桩结构，其包括钢管桩和牛腿；所述钢管桩侧壁上设置有连通钢管桩管腔内外的过孔；所述牛腿可自管腔内滑动伸出地插装在所述过孔内。本发明结构简单，使用方便，在钢管桩布设到位后，利用执行件自钢管桩的管腔内顶推牛腿末端，迫使牛腿自过孔伸出钢管桩，进而形成连接钢管桩与基础的牛腿结构，且便于施工，破坏性较小，成本低。

Description

一种钢管桩结构

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，尤其是涉及一种钢管桩结构。

背景技术

目前，现有加固改造施工工程中，由于地基软弱或荷载增加，原先基础无法满足要求，需要对地基加固处理。

特别在狭小空间作业中，采用桩支撑的方式特别常见。传统做法是开挖基础，然后在基础上或外侧静压桩基础，待桩完成后，通过基础上增设牛腿或增加锚固钢筋连接。这种做法需要开挖基础，对于室内已装修完成，破坏性大，施工周期长，成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢管桩结构，以解决现有技术中存在的至少一个上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种钢管桩结构，包括：钢管桩和牛腿；

所述钢管桩侧壁上设置有连通钢管桩管腔内外的过孔；

所述牛腿可自管腔内滑动伸出地插装在所述过孔内。

本发明结构简单，使用方便，在钢管桩布设到位后，利用执行件自钢管桩的管腔内顶推牛腿末端，迫使牛腿自过孔伸出钢管桩，进而形成连接钢管桩与基础的牛腿结构，且便于施工，破坏性较小，成本低。

进一步地，包括牛腿组件，牛腿组件包括两个以上在管腔周向上间隔布设的所述牛腿；所述牛腿组件可沿轴向滑动地插装在所述钢管桩的管腔内。

进一步地，在同一牛腿组件内，两个以上的牛腿后端相互铰连接；所述牛腿的前端自管腔内向管腔外插入所述过孔；

或者，所述牛腿组件还包括连接座，牛腿的后端铰连接在所述连接座上。

进一步地，在所述钢管桩的管腔内间隔设置有多个所述牛腿组件，相邻牛腿组件之间通过中间连杆连接。

进一步地，还包括扭簧，所述扭簧套装在牛腿后端的铰接轴上，扭簧工作状态下趋向于迫使所述牛腿在径向上向外张开。

通过设置扭簧便于牛腿组件快速安装到位，即将牛腿组件自钢管桩的一端插入管腔内，当牛腿移动到设定过孔位置时，扭簧可迫使牛腿前端自动插入过孔内。当在轴向上设置多个牛腿组件时，安装过程可以提前将过孔堵上，当所有牛腿组件移动到对应过孔附近时，将堵塞物移除，通过上下同步移动牛腿组件，可以实现多个牛腿组件上所有的牛腿同时插入对应的过孔内。

进一步地，在所述钢管桩布设到地基设定深度前，在钢管桩的径向上，所述牛腿退缩在所述过孔内。即，牛腿的前端不伸出过孔，从而便于钢管桩顺利插入地基。

进一步地，在同一所述牛腿组件内，若干个牛腿在周向上均匀布设。

进一步地，在所述管腔内以及最下端的所述牛腿组件的底部设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧两端与最下端的所述牛腿组件以及所述钢管桩连接，压缩弹簧被压缩后趋向于迫使所述牛腿组件向上移动，进而防止牛腿伸出所述过孔。

在钢管桩在插入地基设定位置前，压缩弹簧靠自身弹力可以防止牛腿组件向下移动，即可使得所有牛腿退缩在过孔内。当钢管桩布设到位后，通过传力压杆等执行件自上向下压迫所有牛腿组件克服压缩弹簧的弹力向下移动，牛腿则逐渐伸出过孔形成桩体的牛腿支撑结构。

进一步地，还包括支撑板，所述支撑板布设在所述管腔内并与管腔内壁固定连接，所述压缩弹簧底部顶靠在支撑板上。

进一步地，所述支撑板通过连接筋条与所述管腔内壁临时固定连接，当利用执行件自上向下压迫所有牛腿组件克服压缩弹簧的弹力向下移动，压缩弹簧被压缩到极限位置以及牛腿前端伸出过孔到设定伸出距离时，连接筋条断裂，支撑板与管腔内壁脱离(优选地支撑板掉落至所述管腔底部或脱离所述钢管桩)，压缩弹簧被释放而全部展开，而不再趋向于迫使所述牛腿组件向上移动。

进一步地，在所述管腔内以及最上端的所述牛腿组件上方可滑动地设置有顶板，所述顶板通过中间连接件与最上端的所述牛腿组件连接，执行件通过顶板顶推所述牛腿组件向下移动；

和/或，在所述管腔内以及最下端的所述牛腿组件下方可滑动地设置有底板，所述底板通过中间连接件与最下端的所述牛腿组件连接，所述压缩弹簧顶部顶靠在底板上。

进一步地，所述管腔内沿钢管桩的轴向设置有导向槽，所述底板和/或所述顶板上设置有与所述导向槽配合的导向键。

更为优选地，所述底板和/或所述顶板上设置有用于在轴向上限定所述牛腿组件位置的限位结构。

优选地，所述限位结构包括用于限定所述牛腿在伸出所述过孔前处于准备状态的上限位结构；以及包括用于限定所述牛腿在伸出所述过孔后保持工作状态的下限位结构。

进一步地，所述限位结构包括：限位销和限位孔；优选地，所述管腔内设置有上限位孔和下限位孔；所述限位销可沿径向伸缩地设置在所述底板或顶板上安装孔内；所述限位孔设置在所述限位销的行进路径上，安装孔内设置有弹簧，弹簧趋向于迫使所述限位销伸出所述安装孔并伸入所述限位孔内。

进一步地，所述牛腿组件包括2-6个牛腿。

进一步地，所述过孔的中心轴线与所述钢管桩中心轴线呈30-85°的夹角，以便于顺利引导所述牛腿前端插入过孔。

进一步地，在包含所述钢管桩中心轴线的投影面上，过孔投影的上方顶点和下方低点之间间距大于牛腿直径，以便于牛腿伸出到位后可与所述钢管桩垂直或牛腿可水平设置。

优选地，所述牛腿伸出后设置在建筑基础底部。

本发明牛腿弹出装置位于微型钢桩桩内部，应用于基础底端与基础相连接及桩周边注浆半径扩大。注浆施工前，通过执行件驱动压缩内藏于管径内的牛腿向外伸出，生成一个径向扩大处，配合外侧钻机的不断转进，可有效搅送周围土体。后期高压施工中能有效形成较为完整的水泥土固结体，且外伸的牛腿伸入周围混凝土固结体内加强了钢管桩与混凝土固结体的连接，有效提高端承力，提高桩承载力。基础底部的伸出牛腿可有效承托基础，有效传力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的钢管桩结构的结构示意图；

图2为图1所示的钢管桩的结构示意图；

图3为图1所示的牛腿组件的结构示意图；

图4为图3所示的牛腿组件的横向剖视图；

图5为牛腿组件被顶推向下移动到设定位置后的状态图；

图6为本发明实施例2提供的钢管桩结构的结构示意图；

图7为图6中A处局部放大示图；

图8为图7中B处局部放大示图；

图9为支撑板脱落瞬间的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。

实施例1

如图1-5所示，本实施例提供的一种钢管桩结构，包括：钢管桩10和牛腿21；

所述钢管桩10侧壁上设置有连通钢管桩10管腔11内外的过孔12；

所述牛腿21可自管腔11内滑动伸出地插装在所述过孔12内。

本发明结构简单，使用方便，在钢管桩10布设到位后，利用执行件30自钢管桩10的管腔11内顶推牛腿21末端，迫使牛腿21自过孔12伸出钢管桩10，进而形成连接钢管桩10与基础的牛腿21结构，且便于施工，破坏性较小，成本低。

更为优选地，本实施例包括牛腿组件20，牛腿组件20包括两个以上在管腔11周向上间隔布设的所述牛腿21；所述牛腿组件20可沿轴向滑动地插装在所述钢管桩10的管腔11内。

参照图3和4所示，在同一牛腿组件20内，两个以上的牛腿21后端相互铰连接；所述牛腿21的前端自管腔11内向管腔11外插入所述过孔12；或者，所述牛腿组件20还包括连接座，牛腿21的后端铰连接在所述连接座上。

在所述钢管桩10布设到地基设定深度前，在钢管桩10的径向上，所述牛腿21退缩在所述过孔12内。即，牛腿21的前端不伸出过孔12，从而便于钢管桩10顺利插入地基。在同一所述牛腿组件20内，若干个牛腿21在周向上均匀布设。例如本实施例中两个牛腿21之间夹角180度设置。

更为优选地，牛腿组件20还包括扭簧，所述扭簧套装在牛腿21后端的铰接轴上，扭簧工作状态下趋向于迫使所述牛腿21在径向上向外张开。

通过设置扭簧便于牛腿组件20快速安装到位，即将牛腿组件20自钢管桩10的一端插入管腔11内，当牛腿21移动到设定过孔12位置时，扭簧可迫使牛腿21前端自动插入过孔12内。当在轴向上设置多个牛腿组件20时，安装过程可以提前将过孔12堵上，当所有牛腿组件20移动到对应过孔12附近时，将堵塞物移除，通过上下同步移动牛腿组件20，可以实现多个牛腿组件20上所有的牛腿21同时插入对应的过孔12内。

以及牛腿21上设置有限位卡档22，当牛腿21转动过程，限位卡档22触碰到执行件30，则牛腿组件20展开，牛腿21伸出过孔至设定位置。

牛腿组件20优选地包括2-6个牛腿21。所述过孔12的中心轴线与所述钢管桩10中心轴线呈30-85°的夹角，以便于顺利引导所述牛腿21前端插入过孔12。在包含所述钢管桩10中心轴线的投影面上，过孔12投影的上方顶点和下方低点之间间距大于牛腿21直径，以便于牛腿21伸出到位后可与所述钢管桩10垂直或牛腿21可水平设置。

优选地，所述牛腿21伸出后设置在建筑基础底部。本发明牛腿21弹出装置位于微型钢桩桩内部，应用于基础底端与基础相连接及桩周边注浆半径扩大。注浆施工前，通过执行件30驱动压缩内藏于管径内的牛腿21向外伸出，生成一个径向扩大处，配合外侧钻机的不断转进，可有效搅送周围土体。后期高压施工中能有效形成较为完整的水泥土固结体，且外伸的牛腿21伸入周围混凝土固结体内加强了钢管桩10与混凝土固结体的连接，有效提高端承力，提高桩承载力。基础底部的伸出牛腿21可有效承托基础，有效传力。

钢管桩10配合注浆施工，可形成外侧包围混凝土内部刚性加芯的复合桩基。这种桩基比单纯的钢管桩10外径扩大100％～200％，并且通过微型桩牛腿21装置可实现基础直接传力给微型钢管桩10，钢桩也直接受力，不会形成钢桩与基础通过交界处破坏。

实施例2

本实施例与实施例1结构基本相同，不同之处在于：

本实施例中，在所述钢管桩10的管腔11内间隔设置有1个或多个牛腿组件20；在设置多个牛腿组件20时，如图6所示，相邻牛腿组件20之间通过中间连杆52连接。

在所述管腔11内以及最下端的所述牛腿组件20的底部设置有压缩弹簧60，所述压缩弹簧60两端与最下端的所述牛腿组件20以及所述钢管桩10连接，压缩弹簧60被压缩后趋向于迫使所述牛腿组件20向上移动，进而防止牛腿21伸出所述过孔12。

在钢管桩10在插入地基设定位置前，压缩弹簧60靠自身弹力可以防止牛腿组件20向下移动，即可使得所有牛腿21退缩在过孔12内。当钢管桩10布设到位后，通过传力压杆等执行件30自上向下压迫所有牛腿组件20克服压缩弹簧60的弹力向下移动，牛腿21则逐渐伸出过孔12形成桩体的牛腿21支撑结构。

以及还包括支撑板40，所述支撑板40布设在所述管腔11内并与管腔11内壁固定连接，所述压缩弹簧60底部顶靠在支撑板40上。

在上述技术方案基础上更为优选地，如图7和9所示，所述支撑板40通过连接筋条41与所述管腔11内壁临时固定连接，当利用执行件30自上向下压迫所有牛腿组件20克服压缩弹簧60的弹力向下移动，压缩弹簧60被压缩到极限位置以及牛腿21前端伸出过孔12到设定伸出距离时，连接筋条41断裂，支撑板40与管腔11内壁脱离(优选地支撑板40掉落至所述管腔11底部或脱离所述钢管桩10)，压缩弹簧60被释放而全部展开，而不再趋向于迫使所述牛腿组件20向上移动。

在所述管腔11内以及最上端的所述牛腿组件20上方可滑动地设置有顶板51，所述顶板51通过连杆等中间连接件53与最上端的所述牛腿组件20连接，执行件30通过顶板51顶推所述牛腿组件20向下移动；在所述管腔11内以及最下端的所述牛腿组件20下方可滑动地设置有底板50，所述底板50通过连杆等中间连接件53与最下端的所述牛腿组件20连接，所述压缩弹簧60顶部顶靠在底板50上。

如图8所示，所述管腔11内沿钢管桩10的轴向设置有导向槽13，所述底板50和/或所述顶板51上设置有与所述导向槽13配合的导向键54。

更为优选地，所述底板50和/或所述顶板51上设置有用于在轴向上限定所述牛腿组件20位置的限位结构。所述限位结构包括用于限定所述牛腿21在伸出所述过孔12前处于准备状态的上限位结构；以及包括用于限定所述牛腿21在伸出所述过孔12后保持工作状态的下限位结构。参照图9所示，所述限位结构包括：限位销55和限位孔14；所述管腔11内设置有上限位孔14和下限位孔14；所述限位销55可沿径向伸缩地设置在所述底板50或顶板51上安装孔内；所述限位孔14设置在所述限位销55的行进路径上，安装孔内设置有弹簧，弹簧趋向于迫使所述限位销55伸出所述安装孔并伸入所述限位孔14内。

利用上限位结构可以临时固定牛腿组件，结合压缩弹簧可以保证牛腿在桩体安装到位前提前伸出过孔。而下限位结构可以保证牛腿伸出之后保持伸出状态，避免在外力干扰下退缩。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种钢管桩结构，其特征在于，包括：钢管桩和牛腿；

所述钢管桩侧壁上设置有连通钢管桩管腔内外的过孔；

所述牛腿可自管腔内滑动伸出地插装在所述过孔内。

2.根据权利要求1所述的钢管桩结构，其特征在于，包括牛腿组件，牛腿组件包括两个以上在管腔周向上间隔布设的所述牛腿；所述牛腿组件可沿轴向滑动地插装在所述钢管桩的管腔内。

3.根据权利要求2所述的钢管桩结构，其特征在于，在同一牛腿组件内，两个以上的牛腿后端相互铰连接；所述牛腿的前端自管腔内向管腔外插入所述过孔；

或者，所述牛腿组件还包括连接座，牛腿的后端铰连接在所述连接座上。

4.根据权利要求2所述的钢管桩结构，其特征在于，在所述钢管桩的管腔内间隔设置有多个所述牛腿组件，相邻牛腿组件之间通过中间连杆连接。

5.根据权利要求3所述的钢管桩结构，其特征在于，还包括扭簧，所述扭簧套装在牛腿后端的铰接轴上，扭簧工作状态下趋向于迫使所述牛腿在径向上向外张开。

6.根据权利要求1所述的钢管桩结构，其特征在于，在所述钢管桩布设到地基设定深度前，在钢管桩的径向上，所述牛腿退缩在所述过孔内。

7.根据权利要求2所述的钢管桩结构，其特征在于，在同一所述牛腿组件内，若干个牛腿在周向上均匀布设。

8.根据权利要求2所述的钢管桩结构，其特征在于，在所述管腔内以及最下端的所述牛腿组件的底部设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧两端与最下端的所述牛腿组件以及所述钢管桩连接，压缩弹簧被压缩后趋向于迫使所述牛腿组件向上移动，进而防止牛腿伸出所述过孔。

9.根据权利要求8所述的钢管桩结构，其特征在于，还包括支撑板，所述支撑板布设在所述管腔内并与管腔内壁固定连接，所述压缩弹簧底部顶靠在支撑板上。

10.根据权利要求9所述的钢管桩结构，其特征在于，所述支撑板通过连接筋条与所述管腔内壁临时固定连接，当利用执行件自上向下压迫所有牛腿组件克服压缩弹簧的弹力向下移动，压缩弹簧被压缩到极限位置以及牛腿前端伸出过孔到设定伸出距离时，连接筋条断裂，支撑板与管腔内壁脱离，压缩弹簧被释放而全部展开，而不再趋向于迫使所述牛腿组件向上移动。

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