CN114108676B - 一种复合钢管桩与承台的连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种复合钢管桩与承台的连接结构，涉及建筑施工的技术领域，其包括：钢管，所述钢管底部滑动设有冲击头，所述冲击头用于锤进软土层内，所述钢管外壁滑动设有导向板，所述导向板用于放置在软土层表面；承台，所述承台浇筑形成于钢管顶部，所述承台底部成型于软土层表面。定位导向板进而确定桩位，先将冲击头锤击入软土层，后锤击钢管并引导钢管与导向板滑动配合，继续先锤击冲击头后锤击钢管，分段将钢管锤击至设计底标高，之后在钢管内部浇筑混凝土进而形成钢管桩，在钢管桩顶部浇筑形成承台。本申请具有减少钢管锤击偏位、改善钢管桩轴向受力，进而改善钢管桩与承台之间连接性能和稳定性能的效果。

Description

一种复合钢管桩与承台的连接结构

技术领域

本发明涉及建筑施工的技术领域，尤其是涉及一种复合钢管桩与承台的连接结构。

背景技术

钢管桩具有围水、围土、围砂等作用，在软土地区，深层土承载力不如表层土承载力，且地下水位不易降低或排干，为减少基坑长时间暴露或扰动和方便施工，宜采取钢管桩与承台施工工艺进行施工作业。

目前，钢管桩与承台的施工工艺如下：

S1，钢管进场，锤击设备就位，桩位放样，锤击钢管；

S2，钢管内部取土，冲洗钢管内壁，下方钢筋笼；

S3，浇筑混凝土，混凝土终凝后形成钢管桩；

S4，施工承台，钢管桩锚入承台底部内。

针对上述相关技术，发明人认为：在S1步骤中，锤击时容易造成偏位，承台成型后，钢管桩偏心受力，最终导致钢管桩与承台之间的连接性能和稳定性不佳。

发明内容

为了提高钢管桩与承台之间的连接性能和稳定性能，本申请提供一种复合钢管桩与承台的连接结构。

一种复合钢管桩与承台的连接结构，其包括：钢管，所述钢管底部滑动设有冲击头，所述冲击头用于锤进软土层内，所述钢管外壁滑动设有导向板，所述导向板用于放置在软土层表面；

承台，所述承台浇筑形成于钢管顶部，所述承台底部成型于软土层表面。

通过采用上述技术方案，定位导向板进而确定桩位，将钢管与冲击头进行滑动组装。锤击设备就位，先将冲击头锤击入软土层，后锤击钢管并引导钢管与导向板滑动配合。重复先锤击冲击头后锤击钢管的操作，直至将钢管锤击至设计底标高，之后在钢管内部浇筑混凝土并形成钢管桩，在钢管桩顶部浇筑形成承台。本方案利用锤击设备的自由下垂，钢管与冲击头滑动配合，进而对钢管桩限位导向，减少钢管锤击下沉偏位，改善钢管桩轴向受力，并最终使得本方案具有提高钢管桩与承台之间连接性能和稳定性能的优点，同时本方案具有去除钢管内取土这一步骤、减少锤击设备与软土层接触、减少钢管内壁被软土层污染的优点。

可选的，所述钢管包括本体和设置本体内壁的安装翻边，所述冲击头开设有升降槽，所述升降槽内滑动设有导向杆，所述导向杆远离升降槽穿过安装翻边，且所述导向杆螺纹穿设有螺栓件，所述导向杆通过螺栓件与安装翻边固定。

通过采用上述技术方案，导向杆可以对冲击头进行导向限位，减弱冲击头被锤击时的偏位，进而减弱影响钢管的锤击偏位，最终改善钢管桩浇筑成型质量。

可选的，所述导向杆为竖向筋，所述导向杆周壁固定设有箍筋，所述箍筋自上而下分布于钢管内。

通过采用上述技术方案，组装导向杆时，将将箍筋与导向杆焊接固定在一起，减少后续将钢筋笼掉放置钢管内的步骤，并加快钢管桩的成型。

可选的，所述升降槽内底壁设有弹簧件，所述弹簧始终低于安装翻边。

通过采用上述技术方案，当冲击头被锤击设备锤击下沉时，钢管相对冲击头轴向发生位移，后当钢管被锤击设备锤击下沉时，下沉的钢管压缩弹簧件的自由端，进而使得弹簧件可以对下沉的钢管进行缓冲，减弱钢管与冲击头相碰撞，提高钢管桩与冲击头的稳定性。

可选的，所述升降槽内壁环向开设有优弧圆槽，所述优弧圆槽内嵌设有止水环，所述止水环凸出优弧圆槽与钢管外壁挤压抵紧。

通过采用上述技术方案，优弧圆槽内壁可以阻挡止水环脱离优弧圆槽，而止水环则可以减少软土层颗粒和渗水进入钢管和升降槽内，改善钢管与升降槽内部的浇筑环境，并改善钢管内部和升降槽内部混凝土成型质量。

可选的，所述止水环凸出优弧圆槽的部分分别设有上斜面。

通过采用上述技术方案，当锤击设备锤击钢管下沉时，钢管外壁可以随着上斜面方便下沉，进而挤压上斜面进行挤压密封，减少渗水和软土层颗粒进入升降槽内。

可选的，所述止水环凸出优弧圆槽的部分分别设有下斜面，所述上斜面高于下斜面。

通过采用上述技术方案，当锤击设备锤击冲击头时，升降槽内壁可以方便随着下斜面下沉，进而挤压下斜面进行挤压密封，减少渗水和软土层颗粒进入升降槽内。

可选的，所述钢管外壁设有导向条，所述导向板开设有导向孔，所述导向条与导向孔滑动相连。

通过采用上述技术方案，导向条与导向孔内壁配合时，可以对钢管进行初步限位，改善后续钢管的锤击导向，并最终使得钢管桩正位下沉。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本方案利用锤击设备的自由下垂，钢管与冲击头滑动配合，进而对钢管桩限位导向，减少钢管锤击下沉偏位，改善钢管桩轴向受力，并最终使得本方案具有提高钢管桩与承台之间连接性能和稳定性能的优点，同时本方案具有去除钢管内取土这一步骤、减少锤击设备与软土层接触、减少钢管内壁被软土层污染的优点；

2.组装导向杆时，将将箍筋与导向杆焊接固定在一起，减少后续将钢筋笼掉放置钢管内的步骤，并加快钢管桩的成型；

3.下沉的钢管压缩弹簧件的自由端，进而使得弹簧件可以对下沉的钢管进行缓冲，减弱钢管与冲击头相碰撞，提高钢管桩与冲击头的稳定性；

4.优弧圆槽内壁可以阻挡止水环脱离优弧圆槽，而止水环则可以减少软土层颗粒和渗水进入钢管和升降槽内，改善钢管与升降槽内部的浇筑环境，并改善钢管内部和升降槽内部混凝土成型质量。

附图说明

图1是本申请实施例展示钢管内部的剖面结构示意图；

图2是图1中A处的放大结构示意图；

图3是本申请实施例展示止水环的结构示意图；

图4是本申请实施例展示钢管桩和承台连接时的剖面结构示意图。

附图标记说明：1、钢管；11、本体；12、安装翻边；13、导向条；2、承台；21、垫层；3、冲击头；31、升降槽；32、优弧圆槽；33、导向槽；34、锤击槽；4、导向板；41、导向孔；5、导向杆；51、箍筋；6、螺栓件；7、弹簧件；8、止水环；81、上斜面；82、下斜面；9、软土层。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请进一步详细说明。

本申请实施例公开一种复合钢管桩与承台的连接结构，参照图1、图2，其包括钢管1和冲击头3，冲击头3与钢管1底部外壁滑动配合，锤击设备自上而下穿过钢管1进而锤击冲击头3，当钢管1与冲击头3滑动位移后，锤击设备自上而下锤击钢管1，进而实现钢管1被锤击沉入软土层9内，因冲击头3与钢管1的滑动配合进而减少钢管1下沉偏位，并改善钢管1轴向受力的稳定性。

钢管1包括本体11和分别固定设置在本体11内壁顶部和底部的安装翻边12，安装翻边12与本体11一体设置。钢管1低于本身顶部的外壁固定连接有导向条13，导向条13自上而下延伸至钢管1高于本身底部的外壁。软土层9表面定位放置有导向板4，导向板4具有一定的重量，导向板4对应钢管1和导向条13开设有导向孔41，导向孔41与导向条13滑动配合。导向条13有四组，导向孔41与导向条13一一对应的同时，四组导向条13沿本体11周向均匀分布，进而实现钢管1下沉时初始正位导向。

本体11至少有两根且上下依次相抵，上下相邻的两个安装翻边12相抵。自上而下设置的所有安装翻边12穿设有导向杆5，导向杆5至少有四根，且四根导向杆5沿本体11周向均匀间隔分布。导向杆5为竖向筋，竖向筋包括若干段，任一竖向筋的两端均为螺纹头；上下相邻的竖向筋之间设有螺栓件6，螺栓件6为紧固螺母，通过螺栓件6实现竖向筋随着本体11的加长而加长。同时，导向杆5还额外配有螺栓件6，螺栓件6依次与相应的安装翻边12顶部抵紧，进而实现对导向杆5固定限位。

四根导向杆5周壁还设有箍筋51，箍筋51为螺旋箍筋，箍筋51与四根导向杆5形成钢筋笼。箍筋51自上而下螺旋分布在钢管1内，箍筋51与任一导向杆5抵接后采用焊接加固，且箍筋51与钢管1内壁间隔设置，在后续向钢管1内填充混凝土时，钢管桩整体质量得以改善。

冲击头3顶部开设有升降槽31，升降槽31内底壁开设有导向槽33，导向槽33自上而下竖向开设，导向槽33对应导向杆5开设有四组。任一导向杆5顶端位于较高位置的钢管1上方，任一导向杆5底端位于较低位置的钢管1下方，且任一导向杆5底端始终位于导向槽33内壁并与导向槽33内壁滑动配合。升降槽31内壁与位于较低位置的钢管1外壁滑动配合，且升降槽31内顶壁始终低于导向条13底端。钢管1锤击完成后的最终状态应是，升降槽31内顶壁与导向条13底端挤压相抵。因升降槽31内壁与钢管1外周壁滑动配合，一方面钢管1外周壁对锤击下沉的冲击头3有限位导向的作用，另一方面升降槽31内周壁对轴向滑动位移的钢管1有限位导向作用，两两限位导向进而实现钢管1稳定正位下沉。

升降槽31内底壁还开设有锤击槽34，锤击槽34位于四根导向杆5之间。击槽呈倒等腰梯形状态，锤击槽34用于锤击设备锤击冲击头3用，减弱锤击设备自由下垂且与冲击头3相互作用时的偏位，提高锤击稳定性。

参照图2、图3，升降槽31内周壁环向开设有优弧圆槽32，优弧圆槽32内嵌设有止水环8，优弧圆槽32的内壁可以阻止止水环8脱离出去，对止水环8进行有效地限位。图1中显示的钢管1内部结构中，钢管1底端位于止水环8的上方，而在实际使用时，钢管1底端始终位于止水环8的下方，但随着钢管1底端位置发生变化时，钢管1底端相对止水环8发生相对位移，并实现减少渗水和软土层9颗粒进入升降槽31内，改善渗水和软土层9颗粒污染升降槽31内的浇筑环境。

止水环8凸出优弧圆槽32的部分顶部环向开设有上斜面81，止水环8凸出优弧圆槽32的部分底部环向开设有下斜面82，上斜面81自上而下且朝向止水环8的轴向方向斜向成型，下斜面82自下而上且朝向止水环8的轴向方向斜向成型。上斜面81方便钢管1自上而下的限位导向，以及在钢管1下降时挤压止水环8，进而实现减少渗水和软土层9颗粒进入升降槽31内。下斜面82方便钢管1自下而上的限位导向，以及在钢管1上升时挤压止水环8，实现密封效果，进而实现减少渗水和软土层9颗粒进入升降槽31内，并最终保障升降槽31内的浇筑环境。

升降槽31内还对应导向杆5设有四组弹簧件7，弹簧件7为压缩弹簧，弹簧件7底端依次固定连接于升降槽31内底壁，弹簧件7顶端处于自然状态时均位于钢管1底端的下方，且任一导向杆5穿设于相应的弹簧件7。当钢管1自上而下锤击下沉时，弹簧件7顶端与安装翻边12相抵，进而减弱导向条13底端与升降槽31顶部之间的碰撞，提高钢管1下沉时的稳定性。当冲击头3锤击下沉时，冲击头3与钢管1产生轴向滑动位移，弹簧件7顶端复位的过程中，改善钢管1稳定性的同时，可以改善钢管1对下沉的冲击头3影响。

参照图1、图4，向钢管1内部浇筑混凝土，待混凝土终凝后进而形成钢管桩，钢管桩位于软土层9内且顶端穿入承台2中。同时承台2与软土层9之间浇筑形成有垫层21，垫层21为素混凝土浇筑形成，垫层21阻挡软土层9与承台2接触，提高承台2质量，因钢管桩正位成型，故钢管桩与承台2之间的连接性能和稳定性得以改善。

本申请实施例的实施原理如下：

S1，组装钢管1，将箍筋51螺旋排布在钢管1内，导向杆5滑动穿设钢管1，先使用螺栓件6限位锁紧导向杆5和安装翻边12，后将箍筋51焊接在导向杆5上；

S2，定位导向板4，将冲击头3正位锤击进入软土层9内，使得冲击头3上部位于软土层9上方；

S3，使用锤击设备吊装完成组装的钢管1，使得导向杆5与导向槽33滑动配合，且使得止水环8与钢管1外周壁挤压配合；

S4，检查导向板4、冲击头3及钢管1有无偏位，若偏位则纠偏，若正位则继续；

S5，锤击设备的锤头自由下落，锤击槽34内壁被锤头轴向锤击，冲击头3相对钢管1进而发生轴向位移；

S6，提升锤击设备的锤头，使用锤击设备的另一锤头锤击钢管1，钢管1被锤击下沉并与弹簧件7发生作用，钢管1停止下沉；

S7，重复S5和S6步骤，直至钢管1底端与设计底标高一致时，停止锤击作业；

在S7步骤中，若需加长钢管桩时，则应保障钢管1未完全没入软土层9，后使用锤击设备吊装另外的钢管1对位之前的钢管1，使用螺栓件6连接上下相邻的导向杆5后，使用钢环焊接上下对位间隔的两根钢管1，实现加长钢管1，再次使用锤击设备继续锤击作业。

在S7步骤中，完成锤击后的钢管1内部状态应是，弹簧件7处于压缩状态，导向条13与升降槽31顶壁挤压相抵，导向杆5底端可以与导向槽33内底壁相抵，或者导向杆5可以位于导向槽33内底壁的上方。

S8，向钢管1内部浇筑混凝土，待浇筑的混凝土终凝后，钢管桩、冲击头、钢筋笼及终凝的混凝土进而形成钢管桩；

S9，在软土层9表面围绕钢管桩浇筑垫层21，钢管1穿至垫层21的上方，在垫层21顶部浇筑形成承台2，导向杆5和钢管1均位于承台2内；

因减少钢管1内取土步骤，正位锤击下沉钢管1，并最终使得本申请具有改善钢管桩与承台2之间连接性能和稳定性能的优点。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种复合钢管桩与承台的连接结构，其特征在于：

其包括：钢管(1)，所述钢管(1)底部滑动设有冲击头(3)，所述冲击头(3)用于锤进软土层(9)内，所述钢管(1)外壁滑动设有导向板(4)，所述导向板(4)用于放置在软土层(9)表面；

承台(2)，所述承台(2)浇筑形成于钢管(1)顶部，所述承台(2)底部成型于软土层(9)表面；

所述钢管(1)包括本体(11)和设置本体(11)内壁的安装翻边(12)，所述冲击头(3)开设有升降槽(31)，所述升降槽(31)内滑动设有导向杆(5)，所述导向杆(5)远离升降槽(31)穿过安装翻边(12)，且所述导向杆(5)螺纹穿设有螺栓件(6)，所述导向杆(5)通过螺栓件(6)与安装翻边(12)固定；所述升降槽（31）内底壁开设有导向槽（33），所述导向槽（33）对应导向杆（5）设置，所述导向杆（5）底端位于导向槽（33）内壁并与导向槽（33）内壁滑动配合；

所述导向杆(5)为竖向筋，所述导向杆(5)周壁固定设有箍筋(51)，所述箍筋(51)自上而下分布于钢管(1)内；

所述升降槽(31)内底壁设有弹簧件(7)，所述弹簧始终低于安装翻边(12)；

所述升降槽(31)内壁环向开设有优弧圆槽(32)，所述优弧圆槽(32)内嵌设有止水环(8)，所述止水环(8)凸出优弧圆槽(32)与钢管(1)外壁挤压抵紧；升降槽（31）内底壁还开设有锤击槽（34），锤击槽（34）用于锤击设备锤击冲击头（3）用，锤击设备就位，先将冲击头（3）锤击入软土层，后锤击钢管(1)并引导钢管(1)与导向板(4)滑动配合；重复先锤击冲击头（3）后锤击钢管(1)的操作，直至将钢管(1)锤击至设计底标高，之后在钢管(1)内部浇筑混凝土并形成钢管桩，在钢管桩顶部浇筑形成承台。

2.根据权利要求1所述的一种复合钢管桩与承台的连接结构，其特征在于：所述止水环(8)凸出优弧圆槽(32)的部分分别设有上斜面(81)。

3.根据权利要求2所述的一种复合钢管桩与承台的连接结构，其特征在于：所述止水环(8)凸出优弧圆槽(32)的部分分别设有下斜面(82)，所述上斜面(81)高于下斜面(82)。

4.根据权利要求1所述的一种复合钢管桩与承台的连接结构，其特征在于：所述钢管(1)外壁设有导向条(13)，所述导向板(4)开设有导向孔(41)，所述导向条(13)与导向孔(41)滑动相连。

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