CN114263169B

CN114263169B - 一种钢管桩

Info

Publication number: CN114263169B
Application number: CN202210035428.4A
Authority: CN
Inventors: 王天奇; 郑云; 刘帅; 陈煊; 赵松涛; 逯鹏; 李贺贺; 杜富强
Original assignee: Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group
Current assignee: Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group
Priority date: 2021-11-12
Filing date: 2021-11-12
Publication date: 2023-06-20
Anticipated expiration: 2041-11-12
Also published as: CN113775092A; CN114263169A; CN113775092B

Abstract

本发明提供了一种钢管桩，其包括空心钢管和可旋转加劲肋组件；所述可旋转加劲肋组件包括：支撑件和肋板；所述支撑件为弧形板，肋板固定在支撑件的外侧面上；所述空心钢管的管壁上设置有预开孔；所述可旋转加劲肋组件可摆转地插装在所述空心钢管内；利用外力迫使所述可旋转加劲肋组件转动，所述肋板自所述预开孔伸出所述空心钢管，支撑件的外侧面贴靠在所述空心钢管的内壁上。本申请通过在钢管桩内设置可旋转加劲肋组件，在钢管桩插入到设定钻孔后，利用杆件或者加注水泥的重力迫使可旋转加劲肋组件摆转，肋板自空心钢管内经预开孔伸出，形成一种加强肋板，从而增加钢管桩的支撑能力。其具有施工方便，破坏性小等特点。

Description

一种钢管桩

技术领域

本发明涉及建筑构造技术领域，同时还涉及土层或岩石层的钻进，在减小对周围建筑和地面破坏的情况下实施构建桩体，尤其是涉及一种钢管桩。

背景技术

目前，大部分建筑的建造方式仍以现场浇筑为主，现浇整体楼盖因其整体性好，抗震性能强得到广泛使用。但其现场作业多，自重大，工序复杂，工期长，且现场需大量支模。装配式建筑比例和规模化程度较低，不符合发展绿色建筑的有关要求。装配式钢结构建筑具有绿色环保、施工速度快、工业化程度高的独特优势，极大促进了建筑产业转型升级。

现有的装配式楼盖多采用钢筋桁架楼承板，压型钢板组合楼板或叠合板。使用组合结构发挥了钢与混凝土的优势，具有良好的受力性能和一定的经济效益，但同样存在现浇楼板具有作业量大、施工时间长和楼盖高等缺点。

以及，在土层为沙土层，以及岩石层较深的地质条件下，建筑桩体必须打入很深，需要较大的土石工程量，对周围的建筑和地面影响较大，效率也较低，成本较大。

发明内容

本发明为在先申请号为2021113368295、名称为“一种王字形钢梁支撑预制板装配式组合楼盖及其建筑物”的分案申请，本案的目的在于提供一种钢管桩，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，本发明提供的一种王字形钢梁支撑预制板装配式组合楼盖，包括：王字形钢梁和预制楼板；

所述王字形钢梁包括上翼缘、中部翼缘、下翼缘和腹板；

所述中部翼缘比上翼缘宽；

所述预制楼板的端部搭接在所述中部翼缘上；所述上翼缘顶面和预制楼板上表面齐平。

进一步地，所述中部翼缘比所述上翼缘宽40~120mm。

进一步地，所述中部翼缘比所述下翼缘宽。

更为优选地，所述上翼缘、中部翼缘和下翼缘的宽度依次增加。即所述王字形钢梁的三个翼缘自上向下呈阶梯状依次变宽。

呈阶梯状依次变宽的王字形钢梁更便于多层预制式楼盖的搭接，建造时，可依次将不同的预制楼板或预制板状结构搭接在下翼缘和中部翼缘上，两个层结构之间填充混凝土或布设管线，或者形成一个夹层结构提高隔热保温性能。

进一步地，所述上翼缘、中部翼缘和下翼缘的宽度呈等差数列依次增加。

进一步地，所述等差数列的差值为40~120mm。

进一步地，所述预制楼板在工厂预制，由混凝土、双层钢筋和箍筋组成。

进一步地，所述预制楼板上用于与所述中部翼缘搭接的端部包括台阶部，台阶部插入所述中部翼缘和所述上翼缘中间U型槽，台阶部上方设置有用于接纳所述上翼缘的沉台。

进一步地，还包括抗剪钢筋；所述台阶部在所述腹板一侧的外侧端面上设置有卡槽；抗剪钢筋的一端伸入所述卡槽内。

进一步地，所述腹板上设置有用于所述抗剪钢筋穿过的过孔。

进一步地，多个所述抗剪钢筋在卡槽内间隔布设。

进一步地，所述卡槽横截面为V型或U型。

进一步地，所述台阶部的高度为40~100mm。

进一步地，所述沉台内设置有自所述预制楼板内部伸出的钢筋连接部；相邻两个预制楼板的钢筋连接部在对接处通过搭接钢筋连接。

进一步地，所述腹板上设置有用于所述搭接钢筋穿过的通孔。

进一步地，所述王字形钢梁和预制楼板之间的缝隙灌注有拼缝混凝土，例如UHPC或ECC混凝土。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的一种王字形钢梁支撑预制板装配式组合楼盖，将预制楼板置于王字形钢梁两侧的中部翼缘上表面，钢梁上翼缘和预制楼板上表面同高，减小了楼盖的总体高度，从而可以降低建筑楼层高度；另一方面，采用预制楼板避免了现场模板、钢筋绑扎和混凝土浇筑等大量工作，具有施工速度快，工业化程度高和节能环保的优点。

另外，本发明还公开了一种采用上述王字形钢梁支撑预制板装配式组合楼盖的建筑物，其包括：用于建筑物支撑的钢管桩；

所述钢管桩包括：空心钢管和可旋转加劲肋组件；

所述可旋转加劲肋组件包括：支撑件和肋板；所述支撑件为弧形板，肋板固定在支撑件的外侧面上；

所述空心钢管的管壁上设置有预开孔；

所述可旋转加劲肋组件可摆转地插装在所述空心钢管内；

利用外力迫使所述可旋转加劲肋组件转动，所述肋板自所述预开孔伸出所述空心钢管，支撑件的外侧面贴靠在所述空心钢管的内壁上。

钢管桩施工较为简单，具有效率高、成本地等优点，但通常适用于地质条件好的土层或岩石层。而当用于沙土层较厚的地质时，则存在支撑力不足的缺陷。

而本申请通过在钢管桩内设置可旋转加劲肋组件，在钢管桩插入到设定钻孔后，利用杆件或者加注水泥的重力迫使可旋转加劲肋组件摆转，肋板自空心钢管内经预开孔伸出，形成一种加强肋板，从而增加钢管桩的支撑能力。其具有施工方便，破坏性小等特点。

进一步地，还包括基础承台，所述空心钢管顶部抵靠在基础承台的底部；所述基础承台用于承托建筑物基础。

进一步地，所述空心钢管的管壁上沿空心钢管轴向间隔开设多个所述预开孔。

进一步地，至少在利用外力迫使所述可旋转加劲肋组件转动前，所述可旋转加劲肋组件布设在所述预开孔的上方；所述可旋转加劲肋组件自上向下摆转。

其中，所述支撑件的弧形板形状需满足可在空心钢管内自上向下摆转的条件。

进一步地，所述肋板呈月牙形状，垂直焊接在所述支撑件的外侧面上。

进一步地，所述支撑件包括枢接端和摆转端，所述枢接端设置有与所述空心钢管内壁枢接的枢接轴。

进一步地，所述空心钢管内壁上以及在所述预开孔上方设置有卡钩，卡钩开口向上，所述可旋转加劲肋组件自上向下摆转时，所述支撑件的枢接轴卡入所述卡钩内，从而形成一个枢接结构。

进一步地，在垂直于所述肋板的方向上，所述枢接轴可滑动地设置在所述支撑件上，所述支撑件与所述枢接轴之间设置有复位弹簧；复位弹簧处于被压缩状态，趋向于迫使枢接轴向远离所述摆转端方向移动。

进一步地，所述可旋转加劲肋组件被预装在所述空心钢管内的底部；所述卡钩布设在所述枢接轴的移动路径上。

进一步地，所述支撑件顶部与钢筋或绳子一端连接，钢筋或绳子另一端自所述空心钢管顶部开口伸出。

当需要使用肋板补强时，可以通过钢筋或绳子将所述可旋转加劲肋组件拉起到设定位置，支撑件上的所述枢接轴在遇到卡钩背部时，自动退回，从而使得支撑件越过卡钩滑到卡钩上方。利用杆件或水泥自重迫使支撑件向下移动，枢接轴滑入卡钩的卡槽内，形成枢接结构。

进一步地，多个所述可旋转加劲肋组件被预装在所述空心钢管内的底部；相邻两个所述可旋转加劲肋组件的支撑件之间通过软索连接，软索的长度与所述预开孔间隔相同。

优选地，可旋转加劲肋组件被预装在所述空心钢管内的底部时，所述肋板整体上与所述空心钢管的轴向平行。

进一步地，所述空心钢管内壁上以及在所述预开孔相对一侧设置有第一导向槽，第一导向槽沿所述空心钢管的轴向设置，所述摆转端设置有与所述第一导向槽滑动导向配合的导向块。

进一步地，所述支撑件的枢接端设置有叉型头，叉型头上设置有U型槽，U型槽的两侧壁设置有滑槽，所述枢接轴两端可滑动地插装在滑槽内。

其中，复位弹簧可布设在滑槽内，两端分别与枢接轴和支撑件连接。

进一步地，所述空心钢管内壁上以及在所述预开孔一侧设置有第二导向槽，第二导向槽和第一导向槽相对设置，所述叉型头可滑动地插装在第二导向槽内，以及卡钩沿钢管径向向内凸出地布设在第二导向槽内。

本发明的钢管桩结构，结构精巧，且更加灵活，可根据地质条件随时增加加劲肋，或增减加劲肋数量。施工时对周围地面以及建筑破坏性小。

以及可旋转加劲肋组件被预装在所述空心钢管内的底部，预开孔可作为浇筑孔，向空心钢管周围注入加强水泥，随后通过钢索将可旋转加劲肋组件提至设置位置，利用外力迫使支撑件转动，肋板伸出预开孔插入钢管周围的水泥中，从而与周围地质形成一体结构，大大增加了支撑力。

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提供的王字形钢梁支撑预制板装配式组合楼盖的结构示意图；

图2为图1所示的王字形钢梁的结构示意图；

图3为图1所示的王字形钢梁的侧视图。

图4为本发明实施例2提供的建筑物钢管桩结构示意图；

图5为本发明实施例2中可旋转加劲肋组件的结构示意图；

图6为本发明实施例2中空心钢管的结构示意图；

图7为本发明实施例2提供的钢管桩的剖视图；

图8为本发明实施例2中相邻两个可旋转加劲肋组件的连接结构示意图。

附图标记：

1-预制楼板；1-1-台阶部；1-2-卡槽；1-3-沉台；2-王字形钢梁；2-1-上翼缘；2-3-中部翼缘；2-3-下翼缘；2-4-腹板；2-5-过孔；2-6-通孔；3-拼缝混凝土；5-栓钉；6-抗剪钢筋；7-搭接钢筋；8-钢筋连接部；

100-钢管桩；110-空心钢管；111-预开孔；112-第一导向槽；113-第二导向槽；114-卡钩；120-可旋转加劲肋组件；121-肋板；122-支撑件；123-枢接轴；125-绳子；126-软索。

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。

如图1-2所示，本实施例提供的一种王字形钢梁支撑预制板装配式组合楼盖，包括：王字形钢梁2和预制楼板1。所述王字形钢梁2包括上翼缘2-1、中部翼缘2-3、下翼缘2-3和腹板2-4；所述中部翼缘2-3比上翼缘2-1宽；所述预制楼板1的端部搭接在所述中部翼缘2-3上；所述上翼缘2-1顶面和预制楼板1上表面齐平。其中，所述中部翼缘2-3相对于所述上翼缘2-1的宽度差根据预制楼板1在搭接部位的强度需要设置。一般情况下，所述中部翼缘2-3比所述上翼缘2-1宽40~120mm。中部翼缘2-3的宽度根据支撑强度或适配的连接结构需要设定，其中，所述下翼缘2-3和上翼缘2-1优选地等宽设置，从而提高部件的通用化和可替换性，进而可提高生产时的效率。

在特定应用场景下，上翼缘2-1、中部翼缘2-3和下翼缘2-3的宽度依次增加。即所述王字形钢梁2的三个翼缘自上向下呈阶梯状依次变宽。例如，所述上翼缘2-1、中部翼缘2-3和下翼缘2-3的宽度呈等差数列依次增加。所述等差数列的差值为40~120mm。呈阶梯状依次变宽的王字形钢梁2更便于多层预制式楼盖的搭接，建造时，可依次将不同的预制楼板1或预制板状结构搭接在下翼缘2-3和中部翼缘2-3上，两个层结构之间填充混凝土或布设管线，或者形成一个夹层结构提高隔热保温性能。

其中，所述预制楼板1在工厂预制，由混凝土、双层钢筋和箍筋组成。

如图1所示，所述预制楼板1上用于与所述中部翼缘2-3搭接的端部包括台阶部1-1，台阶部1-1插入所述中部翼缘2-3和所述上翼缘2-1中间U型槽，台阶部1-1上方设置有用于接纳所述上翼缘2-1的沉台1-3。

本实施例还包括抗剪钢筋6；所述台阶部1-1在所述腹板2-4一侧的外侧端面上设置有卡槽1-2；抗剪钢筋6的两端分别伸入相邻两个预制楼板1的卡槽1-2内。其中，多个所述抗剪钢筋6在卡槽1-2内等间隔均匀布设。如图2和图3所示，所述腹板2-4上设置有用于所述抗剪钢筋6穿过的过孔2-5。

本实施例中，所述卡槽1-2横截面为V型，V型卡槽的槽口宽度（高度方向上下两侧口沿的距离）与台阶部1-1相等，其中，所述台阶部1-1的高度为40~100mm。

进一步地，所述沉台1-3内设置有自所述预制楼板1内部伸出的钢筋连接部8；相邻两个预制楼板1的钢筋连接部8在对接处通过搭接钢筋7连接。所述腹板2-4上设置有用于所述搭接钢筋7穿过的通孔2-6。中部翼缘2-3上设置有多个栓钉5。

以及，所述王字形钢梁2和预制楼板1之间的缝隙灌注有拼缝混凝土3，拼缝混凝土3可以为UHPC或ECC混凝土。

本发明提供的一种王字形钢梁支撑预制板装配式组合楼盖，将预制楼板1置于王字形钢梁2两侧的中部翼缘2-3上表面，钢梁上翼缘2-1和预制楼板1上表面同高，减小了楼盖的总体高度，从而可以降低建筑楼层高度；另一方面，采用预制楼板1避免了现场模板、钢筋绑扎和混凝土浇筑等大量工作，具有施工速度快，工业化程度高和节能环保的优点。

实施例2

参照图4-8所示，本实施例公开了一种建筑物，其包括：用于建筑物支撑的钢管桩100；所述钢管桩100包括：空心钢管110和可旋转加劲肋组件120；

所述可旋转加劲肋组件120包括：支撑件122和肋板121；所述支撑件122为弧形板，肋板121固定在支撑件122的外侧面上；

所述空心钢管110的管壁上设置有预开孔111；

所述可旋转加劲肋组件120可摆转地插装在所述空心钢管110内；利用外力迫使所述可旋转加劲肋组件120转动，所述肋板121自所述预开孔111伸出所述空心钢管110，支撑件122的外侧面贴靠在所述空心钢管110的内壁上。

钢管桩100施工较为简单，具有效率高、成本地等优点，但通常适用于地质条件好的土层或岩石层。而当用于沙土层较厚的地质时，则存在支撑力不足的缺陷。

而本申请通过在钢管桩100内设置可旋转加劲肋组件120，在钢管桩100插入到设定钻孔后，利用杆件或者加注水泥的重力迫使可旋转加劲肋组件120摆转，肋板121自空心钢管110内经预开孔111伸出，形成一种加强肋板121，从而增加钢管桩100的支撑能力。其具有施工方便，破坏性小等特点。

本实施例中建筑物还包括基础承台，所述空心钢管110顶部抵靠在基础承台的底部；所述基础承台用于承托建筑物基础。

所述空心钢管110的管壁上沿空心钢管110轴向间隔开设多个所述预开孔111。其中，至少在利用外力迫使所述可旋转加劲肋组件120转动前，所述可旋转加劲肋组件120布设在所述预开孔111的上方；所述可旋转加劲肋组件120自上向下摆转。

其中，所述支撑件122的弧形板形状需满足可在空心钢管110内自上向下摆转的条件。所述肋板121呈月牙形状，垂直焊接在所述支撑件122的外侧面上。

所述支撑件122包括枢接端和摆转端，所述枢接端设置有与所述空心钢管110内壁枢接的枢接轴123。所述空心钢管110内壁上以及在所述预开孔111上方设置有卡钩114，卡钩114开口向上，所述可旋转加劲肋组件120自上向下摆转时，所述支撑件122的枢接轴123卡入所述卡钩114内，从而形成一个枢接结构。

在垂直于所述肋板121的方向上，所述枢接轴123可滑动地设置在所述支撑件122上，所述支撑件122与所述枢接轴123之间设置有复位弹簧（未示出）；复位弹簧处于被压缩状态，趋向于迫使枢接轴123向远离所述摆转端方向移动。

在上述技术方案基础上优选地，所述可旋转加劲肋组件120被预装在所述空心钢管110内的底部；所述卡钩114布设在所述枢接轴123的移动路径上。支撑件122顶部与钢筋或绳子125一端连接，钢筋或绳子125另一端自所述空心钢管110顶部开口伸出。

当需要使用肋板121补强时，可以通过钢筋或绳子将所述可旋转加劲肋组件120拉起到设定位置，支撑件122上的所述枢接轴123在遇到卡钩114背部时，自动退回，从而使得支撑件122越过卡钩114滑到卡钩114上方。利用杆件或水泥自重迫使支撑件122向下移动，枢接轴123滑入卡钩114的卡槽内，形成枢接结构。

当多个所述可旋转加劲肋组件120被预装在所述空心钢管110内的底部时；相邻两个所述可旋转加劲肋组件120的支撑件122之间通过软索126连接，软索126的长度与所述预开孔111间隔相同。

优选地，可旋转加劲肋组件120被预装在所述空心钢管110内的底部时，所述肋板121整体上与所述空心钢管110的轴向平行。

在上述技术方案基础上优选地，所述空心钢管110内壁上以及在所述预开孔111相对一侧设置有第一导向槽112，第一导向槽112沿所述空心钢管110的轴向设置，所述摆转端设置有与所述第一导向槽112滑动导向配合的导向块（未示出）。

以及，所述支撑件122的枢接端设置有叉型头，叉型头上设置有U型槽，U型槽的两侧壁设置有滑槽，所述枢接轴123两端可滑动地插装在滑槽内。其中，复位弹簧可布设在滑槽内，两端分别与枢接轴123和支撑件122连接。所述空心钢管110内壁上以及在所述预开孔111一侧设置有第二导向槽113，第二导向槽113和第一导向槽112相对设置，所述叉型头可滑动地插装在第二导向槽113内，以及卡钩114沿钢管径向向内凸出地布设在第二导向槽113内。

优选地，在空心钢管110的周向上，2列预开孔111对称设置，每一列上包括多个间隔沿轴向布设的预开孔111。

本发明的钢管桩100结构，结构精巧，且更加灵活，可根据地质条件随时增加加劲肋，或增减加劲肋数量。施工时对周围地面以及建筑破坏性小。以及可旋转加劲肋组件120被预装在所述空心钢管110内的底部，预开孔111可作为浇筑孔，向空心钢管110周围注入加强水泥，随后通过钢索将可旋转加劲肋组件120提至设置位置，利用外力迫使支撑件122转动，肋板121伸出预开孔111插入钢管周围的水泥中，从而与周围地质形成一体结构，大大增加了支撑力。

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

1.一种钢管桩，其特征在于，包括：空心钢管和可旋转加劲肋组件；

所述空心钢管的管壁上设置有预开孔；

所述可旋转加劲肋组件可摆转地插装在所述空心钢管内；

利用外力迫使所述可旋转加劲肋组件转动，所述肋板自所述预开孔伸出所述空心钢管，支撑件的外侧面贴靠在所述空心钢管的内壁上;

所述支撑件包括枢接端和摆转端，所述枢接端设置有与所述空心钢管内壁枢接的枢接轴;所述空心钢管内壁上以及在所述预开孔上方设置有卡钩，卡钩开口向上;

在垂直于所述肋板的方向上，所述枢接轴可滑动地设置在所述支撑件上，所述支撑件与所述枢接轴之间设置有复位弹簧；复位弹簧处于被压缩状态，趋向于迫使枢接轴向远离所述摆转端方向移动;

所述可旋转加劲肋组件被预装在所述空心钢管内的底部；所述卡钩布设在所述枢接轴的移动路径上;支撑件顶部与钢筋或绳子一端连接，钢筋或绳子另一端自所述空心钢管顶部开口伸出;通过钢筋或绳子将所述可旋转加劲肋组件拉起到设定位置，支撑件上的所述枢接轴在遇到卡钩背部时，自动退回，从而使得支撑件越过卡钩滑到卡钩上方；利用杆件或水泥自重迫使支撑件向下移动，枢接轴滑入卡钩的卡槽内，形成枢接结构。

2.根据权利要求1所述的钢管桩，其特征在于，所述空心钢管的管壁上沿空心钢管轴向间隔开设多个所述预开孔。

3.根据权利要求1所述的钢管桩，其特征在于，所述肋板呈月牙形状，垂直焊接在所述支撑件的外侧面上。

4.根据权利要求1所述的钢管桩，其特征在于，多个所述可旋转加劲肋组件被预装在所述空心钢管内的底部；相邻两个所述可旋转加劲肋组件的支撑件之间通过软索连接，软索的长度与所述预开孔间隔相同。