CN115012395B - 管桩组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管桩组件，涉及桩基技术领域。该管桩组件包括管桩和叶齿结构；叶齿结构包括固定叶齿和可变叶齿，固定叶齿和可变叶齿依次固定于管桩的外壁，并使叶齿结构形成为连续的板状结构；可变叶齿包括层叠设置且铰接于同一转轴上的多个页板，相邻两个页板之间设有变形件；变形件具有第一状态和第二状态，在第一状态下，变形件收缩以使其两侧的页板相互贴合；在第二状态下，变形件伸展并驱动其两侧的页板相互远离，以使其两侧的页板呈夹角设置。本发明提供的管桩组件通过叶齿结构中的固定叶齿和可变叶齿中的呈夹角设置的页板，可以有效增加管桩与其周围土体之间的接触面积，进而可以增加摩擦力，提升管桩的承载力。

Description

管桩组件

技术领域

本发明涉及桩基技术领域，尤其是涉及一种管桩组件。

背景技术

管桩是一种呈空心筒体状的混凝土制桩基，现有的管桩的侧壁通常为光滑面，当该管桩应用于软弱土层中时，管桩极易因自重而自动沉降，从而导致承载力不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管桩组件，以缓解现有技术中存在的管桩的侧壁通常为光滑面，当其应用于软弱土层中时，极易因自重而自动沉降，从而导致承载力不足的技术问题。

第一方面，本发明提供一种管桩组件，包括管桩和叶齿结构；

所述叶齿结构包括固定叶齿和可变叶齿，所述固定叶齿和所述可变叶齿依次固定于所述管桩的外壁，并使所述叶齿结构形成为连续的板状结构；

所述可变叶齿包括层叠设置且铰接于同一转轴上的多个页板，相邻两个页板之间设有变形件；

所述变形件具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述变形件收缩以使其两侧的页板相互贴合；在所述第二状态下，所述变形件伸展并驱动其两侧的页板相互远离，以使其两侧的页板呈夹角设置。

在可选的实施方式中，所述变形件为柔性材料制成的囊体，所述囊体设有注浆口；

所述管桩的内壁和外壁之间设有与所述注浆口相连通的注浆通孔。

在可选的实施方式中，所述变形件的材质为橡胶。

在可选的实施方式中，所述注浆通孔内安装有防回流件，所述防回流件用于在通过所述注浆通孔和所述注浆口向所述囊体内注入浆液的过程中，防止所述注浆通孔内的浆液回流至所述管桩内。

在可选的实施方式中，所述防回流件为导管，所述导管包括靠近所述管桩内壁的注浆端和远离所述管桩内壁的出浆端，所述导管的直径从所述注浆端至所述出浆端递减，且所述导管的注浆端的直径等于所述注浆通孔的直径。

在可选的实施方式中，所述防回流件的材质为橡胶。

在可选的实施方式中，所述可变叶齿的远离所述转轴的一侧设有所述固定叶齿，在所述第二状态下，所述变形件的底部与该固定叶齿抵接。

在可选的实施方式中，所述固定叶齿和所述可变叶齿均为多个，且多个所述固定叶齿和多个所述可变叶齿交错分布。

在可选的实施方式中，所述管桩包括顶端和底端，所述管桩的侧壁上靠近其底端的位置固定有所述固定叶齿，该固定叶齿为导向叶齿；

所述导向叶齿的靠近所述管桩底端的侧边为倾斜边，所述倾斜边与所述管桩的侧壁呈锐角设置。

在可选的实施方式中，所述叶齿结构为多个，多个所述叶齿结构沿所述管桩的周向间隔分布。

本发明提供的管桩组件包括管桩和叶齿结构；叶齿结构包括固定叶齿和可变叶齿，固定叶齿和可变叶齿依次固定于管桩的外壁，并使叶齿结构形成为连续的板状结构；可变叶齿包括层叠设置且铰接于同一转轴上的多个页板，相邻两个页板之间设有变形件；变形件具有第一状态和第二状态，在第一状态下，变形件收缩以使其两侧的页板相互贴合；在第二状态下，变形件伸展并驱动其两侧的页板相互远离，以使其两侧的页板呈夹角设置。在施工过程中，将该管桩组件打入土体中之前，先使得变形件处于第一状态，此时变形件收缩，其两侧的页板相互贴合，整体叶齿结构呈连续的板状结构，不会对管桩组件进入土体中的过程造成阻碍。将该管桩组件打入土体中后，再驱动变形件进入第二状态，此时变形件伸展并驱动其两侧的页板相互远离，使得变形件两侧的页板呈夹角设置。呈夹角设置的页板不仅可以进一步的有效增加可变叶齿与土体之间的接触面积，还可以将可变叶齿处的抗剪力通过变形件或其周侧土体传递至固定叶齿，继而通过固定叶齿再将抗剪力传递给管桩，相较于在管桩桩身仅设置固定叶齿，可变叶齿可以有效提升叶齿结构的抗剪强度，防止叶齿结构与管桩之间剪力过大而直接断裂。

与现有技术相比，本发明提供的管桩组件通过叶齿结构中的固定叶齿和可变叶齿中的呈夹角设置的页板，可以有效增加管桩与其周围土体之间的接触面积，进而可以增加摩擦力，提升管桩的承载力。并且，可变叶齿还可以有效提升叶齿结构的抗剪强度，防止叶齿结构与管桩之间剪力过大而直接断裂。

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为本发明实施例提供的管桩组件的俯视图；

图2为本发明实施例提供的管桩组件的剖视图；

图3为本发明实施例提供的管桩组件的侧视图；

图4为图2中的A部放大示意图。

图标：1-管桩；10-注浆通孔；2-叶齿结构；20-固定叶齿；21-可变叶齿；210-转轴；211-页板；212-囊体；3-导管；30-注浆端；31-出浆端；4-导向叶齿；40-倾斜边。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例：

如图1-图3所示，本实施例提供的管桩组件包括管桩1和叶齿结构2；叶齿结构2包括固定叶齿20和可变叶齿21，固定叶齿20和可变叶齿21依次固定于管桩1的外壁，并使叶齿结构2形成为连续的板状结构；可变叶齿21包括层叠设置且铰接于同一转轴210上的多个页板211，相邻两个页板211之间设有变形件；变形件具有第一状态和第二状态，在第一状态下，变形件收缩以使其两侧的页板211相互贴合；在第二状态下，变形件伸展并驱动其两侧的页板211相互远离，以使其两侧的页板211呈夹角设置。

在施工过程中，将该管桩组件打入土体中之前，如图1所示，先使得变形件处于第一状态，此时变形件收缩，其两侧的页板211相互贴合，整体叶齿结构2呈连续的板状结构，不会对管桩组件进入土体中的过程造成阻碍。

将该管桩组件打入土体中后，如图3所示，再驱动变形件进入第二状态，此时变形件伸展并驱动其两侧的页板211相互远离，使得变形件两侧的页板211呈夹角设置。呈夹角设置的页板211不仅可以进一步的有效增加可变叶齿21与土体之间的接触面积，还可以将可变叶齿21处的抗剪力通过变形件或其周侧土体传递至固定叶齿20，继而通过固定叶齿20再将抗剪力传递给管桩1，相较于在管桩1桩身仅设置固定叶齿20，可变叶齿21可以有效提升叶齿结构2的抗剪强度，防止叶齿结构2与管桩1之间剪力过大而直接断裂。

其中，变形件两侧的页板211之间的夹角可以背对土体表层，此时呈夹角设置的页板211还可以在管桩组件具有下沉趋势时有效阻碍管桩组件下沉，从而有效提升该管桩组件的承载力。

与现有技术相比，本实施例提供的管桩组件通过叶齿结构2中的固定叶齿20和可变叶齿21中的呈夹角设置的页板211，可以有效增加管桩1与其周围土体之间的接触面积，进而可以增加摩擦力，提升管桩1的承载力。并且，可变叶齿21还可以有效提升叶齿结构2的抗剪强度，防止叶齿结构2与管桩1之间剪力过大而直接断裂。

其中，用于驱动变形件进入第二状态时，可以利用外部驱动装置实现。外部驱动装置如拉线，此时变形件可以采用弹簧等弹性件。在变形件处于第一状态时，拉线捆绑于变形件两侧的页板211上，使得变形件两侧的页板211压缩变形件后相互贴合，此时变形件被压缩而蓄能。当需要使得变形件进入第二状态时，可以切断拉线，从而使得变形件两侧的页板211之间的变形件释能而自动伸长，继而驱动其两侧页板211相互远离而呈夹角设置。

需要说明的是，变形件两侧的页板211呈夹角设置时，该夹角不限于锐角、直角或钝角，其具体角度由变形件的变形量决定。

由于变形件为弹性件时，变形件需通过其周侧土体而将管桩组件与土体间的剪切力传递至固定叶齿20，此时变形件对叶齿结构2的抗剪强度提升效果有限，因而本实施例优选变形件为柔性材料制成的囊体212，囊体212设有注浆口；管桩1的内壁和外壁之间设有与注浆口相连通的注浆通孔10。

其中，囊体212内可以被填充有固体物料，为便于使得囊体212可以由第一状态进入第二状态，本实施例优选囊体212用于容纳水泥浆等能够随时间延长而凝固的浆液，浆液可以在囊体212内凝固成型成固体。

柔性材料制成的囊体212内未填充有浆液等物料时，易于被其两侧页板211压扁而处于第一状态，此时囊体212两侧页板211也易于相互贴合而与固定叶齿20呈连续的板状结构。

当需要囊体212进入第二状态时，可以采用外部注浆器伸入管桩1内然后通过管桩1内外壁之间的注浆通孔10向囊体212内注浆。具体的，可以将外部注浆器的注浆管上的注浆嘴伸入管桩1的注浆通孔10内，继而启动外部注浆器，将水泥浆等浆液通过注浆通孔10和囊体212的注浆口注入囊体212内。

当囊体212内被浆液填充后，如图2所示，囊体212逐渐膨胀，体积增加，进而会驱动其两侧的页板211相互远离，直至其两侧的页板211呈夹角设置。此时囊体212内的凝固成型的浆液和囊体212两侧的页板211可以形成截面近似为三角形的结构，该截面近似为三角形的结构可以进一步的有效增加叶齿结构2与其周侧土体之间的接触面积，进而有效增加该管桩组件的承载力。

在实际应用中，囊体212的柔性材料可以选用橡胶、软塑料等能够容纳浆液的材料。由于橡胶具有良好的延展性和密封性，本实施例优选变形件的材质为橡胶。

可以看出，本实施例提供的管桩组件通过采用囊体212、注浆通孔10和外部注浆器相互配合，可以在不影响管桩组件打入土体过程的前提下，有效提升驱动变形件处于第二状态过程的便捷性和稳定性。

如图2和图4所示，注浆通孔10内安装有防回流件，防回流件用于在通过注浆通孔10和注浆口向囊体212内注入浆液的过程中，防止注浆通孔10内的浆液回流至管桩1内。

防回流件可以在向囊体212内注入浆液后，防止囊体212内的浆液回流至管桩1内，从而防止囊体212无法保持在第二状态。

在实际应用中，防回流件可以采用直径大于注浆通孔10的橡胶垫片制成，此时橡胶垫片的部分边缘固定于注浆通孔10的内壁，另一部分边缘则抵接于注浆通孔10的内壁上并与注浆通孔10的内壁之间形成开口朝向管桩1内壁的边沟，在注浆过程中，浆液可以依靠注浆压力顶开边沟处的橡胶垫片并流向囊体212的注浆口。由于上述边沟开口朝向管桩1内壁，因而流向囊体212的注浆口的浆液回流时会被抵接于注浆通孔10的内壁上的橡胶垫片阻挡而无法回流至管桩1内。

或者，如图4所示，防回流件可以为导管3，导管3包括靠近管桩1内壁的注浆端30和远离管桩1内壁的出浆端31，导管3的直径从注浆端30至出浆端31递减，且导管3的注浆端30的直径等于注浆通孔10的直径。

由于导管3的注浆端30的直径等于注浆通孔10的直径，因而导管3的注浆端30的外缘与注浆通孔10的内壁相接触，此时可以将外部注浆器的注浆嘴伸入至导管3处，通过导管3和导管3后方的注浆通孔10将浆液引导至囊体212的注浆口处，在注浆过程中，导管3不会对向囊体212内注入浆液的过程造成阻碍。

当向囊体212内停止注入浆液后，注浆通孔10内位于导管3的出浆端31一侧的浆液以及导管3的外壁和注浆通孔10内壁之间的浆液会倒流，而倒流的浆液难以保持均匀，因而导管3周侧各处浆液对导管3的推力也不均匀，由于导管3的直径从注浆端30至出浆端31递减，因而在不均匀的推力作用下，导管3易于被倒流的浆液推动而倾斜，从而有效封堵注浆通孔10，防止后续的浆液继续倒流回管桩1内。

防回流件为导管3时，其材质没有限制，本实施例优选防回流件的材质为橡胶。

如图4所示，防回流件为导管3时，为提升注浆过程的便捷性和稳定性，导管3的注浆端30可以与注浆通孔10的位于管桩1内壁的端部齐平。

如图3所示，可变叶齿21的远离转轴210的一侧设有固定叶齿20，在第二状态下，变形件的底部与该固定叶齿20抵接。

由于变形件两侧的页板211之间的夹角背对土体表层，因而可变叶齿21的远离转轴210一侧的固定叶齿20通常位于可变叶齿21下方。第二状态下，为囊体212的变形件通过其内部的凝固成型的浆液可以有效增强可变叶齿21的抗剪力，此时囊体212的底部与其下方的固定叶齿20相抵接，可以使得可变叶齿21处的抗剪力有效传递至固定叶齿20，再由固定叶齿20传递至管桩1，从而可以有效防止叶齿结构2与管桩1之间剪力过大而直接断裂。

如图2和图3所示，固定叶齿20和可变叶齿21均为多个，且多个固定叶齿20和多个可变叶齿21交错分布。

多个可变叶齿21可以进一步的提升该管桩组件与土体之间的接触面积，进而有效提升该管桩组件的承载力。而多个固定叶齿20和多个可变叶齿21交错分布，则可以防止固定叶齿20过长以及使得可变叶齿21的分布更为均匀，从而使得可变叶齿21的抗剪提升作用达到最佳。

如图2和图3所示，管桩1包括顶端和底端，管桩1的侧壁上靠近其底端的位置固定有固定叶齿20，该固定叶齿20为导向叶齿4；导向叶齿4的靠近管桩1底端的侧边为倾斜边40，倾斜边40与管桩1的侧壁呈锐角设置。

将管桩组件打入土体中时，导向叶齿4的倾斜边40可以有效减小管桩组件贯入土体时的阻力，从而可以提升该管桩组件的施工效率。

如图1所示，叶齿结构2为多个，多个叶齿结构2沿管桩1的周向间隔分布。

多个叶齿结构2可以进一步的提升该管桩组件与土体间的接触面积，进而有效提升该管桩组件的承载力。

如图1所示，当可变叶齿处于第一状态时，本实施例的叶齿结构呈直板状，且叶齿结构沿管桩的轴向延伸。

由于叶齿结构呈直板状且叶齿结构沿管桩的轴向延伸，因而在将本实施例中的管桩组件打入土体中时，可以直接将该管桩组件沿竖向沉入土体中，此时叶齿结构不会对管桩组件的移动过程造成阻碍，可以保证管桩组件的施工效率。

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 (8)

1.一种管桩组件，其特征在于，包括管桩(1)和叶齿结构(2)；

所述叶齿结构(2)包括固定叶齿(20)和可变叶齿(21)，所述固定叶齿(20)和所述可变叶齿(21)依次固定于所述管桩(1)的外壁，并使所述叶齿结构(2)形成为连续的板状结构；

所述可变叶齿(21)包括层叠设置且铰接于同一转轴(210)上的多个页板(211)，相邻两个页板(211)之间设有变形件；

所述变形件具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述变形件收缩以使其两侧的页板(211)相互贴合；在所述第二状态下，所述变形件伸展并驱动其两侧的页板(211)相互远离，以使其两侧的页板(211)呈夹角设置；

所述变形件为柔性材料制成的囊体(212)，所述囊体(212)设有注浆口；

所述管桩(1)的内壁和外壁之间设有与所述注浆口相连通的注浆通孔(10)；

所述可变叶齿(21)的远离所述转轴(210)的一侧设有所述固定叶齿(20)，在所述第二状态下，所述变形件的底部与该固定叶齿(20)抵接。

2.根据权利要求1所述的管桩组件，其特征在于，所述变形件的材质为橡胶。

3.根据权利要求1所述的管桩组件，其特征在于，所述注浆通孔(10)内安装有防回流件，所述防回流件用于在通过所述注浆通孔(10)和所述注浆口向所述囊体(212)内注入浆液的过程中，防止所述注浆通孔(10)内的浆液回流至所述管桩(1)内。

4.根据权利要求3所述的管桩组件，其特征在于，所述防回流件为导管(3)，所述导管(3)包括靠近所述管桩(1)内壁的注浆端(30)和远离所述管桩(1)内壁的出浆端(31)，所述导管(3)的直径从所述注浆端(30)至所述出浆端(31)递减，且所述导管(3)的注浆端(30)的直径等于所述注浆通孔(10)的直径。

5.根据权利要求3或4所述的管桩组件，其特征在于，所述防回流件的材质为橡胶。

6.根据权利要求1-4任一项所述的管桩组件，其特征在于，所述固定叶齿(20)和所述可变叶齿(21)均为多个，且多个所述固定叶齿(20)和多个所述可变叶齿(21)交错分布。

7.根据权利要求6所述的管桩组件，其特征在于，所述管桩(1)包括顶端和底端，所述管桩(1)的侧壁上靠近其底端的位置固定有所述固定叶齿(20)，该固定叶齿(20)为导向叶齿(4)；

所述导向叶齿(4)的靠近所述管桩(1)底端的侧边为倾斜边(40)，所述倾斜边(40)与所述管桩(1)的侧壁呈锐角设置。

8.根据权利要求1-4任一项所述的管桩组件，其特征在于，所述叶齿结构(2)为多个，多个所述叶齿结构(2)沿所述管桩(1)的周向间隔分布。