CN204570676U - 一种凸形齿管桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种凸形齿管桩，特点是包括从上到下同轴依次连接的上部圆柱形桩体、倒圆台形桩体﹑下部圆柱形桩体和桩尖，下部圆柱形桩体沿桩长方向均布有若干个向外延伸的齿牙，纵向相邻的两个齿牙之间的距离等于或略大于下部圆柱形桩体直径的两倍，齿牙在下部圆柱形桩体的横截面上的分布个数为3-5个，该齿牙为半椭球形齿牙或圆锥形齿牙或棱台形齿牙，优点是不仅能提高土体对桩的支撑能力，而且增大桩体与土体的接触面积，提高了桩的抗侧移能力，同时制作方便﹑施工简单。

Description

一种凸形齿管桩

技术领域

本实用新型涉及一种管桩，尤其是涉及一种凸形齿管桩。

背景技术

超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete，简称UHPC），也称作活性粉末混凝土(RPC，Reactive Powder Concrete)。由于其制备﹑施工工艺的不同，其力学性能和变形性能均明显优于普通混凝土和高强混凝土。UHPC是具有超高强度﹑高韧性﹑高耐久性﹑高抗裂性﹑收缩徐变小和体积稳定性良好的新型水泥基复合材料，特别适用于对结构有高强﹑轻质﹑抗裂﹑良好耐久性要求的工程领域。

桩按施工方法可分为预制桩﹑灌注桩和人工挖孔桩。预制混凝土桩﹑钢桩﹑木桩是在现场或工厂制作，然后以锤击﹑振动打入﹑静压或旋入等方式设置就位。预制桩工厂生产，成本大大降低；配筋率很小，大大节约钢材；空心桩很环保；直径小比表面积大；单方混凝土的承载力很大；施工简单，技术难度低。预制桩不管是锤击式还是静压式，都存在挤土效应。且预制桩水平承载力不是很高，故桩间距一般都不小于4倍桩径（D）。适用地质条件为穿越一般粘性土、中密以下的砂类土、粉土，持力层进入密实的砂土、硬粘土。对稍密、密实的中间夹层或碎石土难以穿越，且不能穿越冻涨性质明显土层。对地质条件有一定要求。钻孔灌注桩在一定程度上能够满足施工需要，但其施工难度较大。如需多台钻孔机及大量不同口径钢套管，对桩径有很大的限制，钢筋笼的制作更为麻烦，而且极易变形﹑变位，在灌注混凝土过程中，难以掌控。人工挖孔桩桩径一般都在800-2000mm左右的大直径灌注桩，单桩承载力很高，是一种非挤土桩。可适用于持力层在地下水位以上的各种地层，成桩质量比较容易控制和保证。相比预制桩与灌注桩，人工挖孔桩具有以下优点：(1) 基础成本低廉，相对于大开挖采用柱下独立基础，采用人工挖孔桩具有较为明显的成本优势；(2)施工简便，它对施工设备要求较低，主要使用人工操作，施工过程中不受桩的形状﹑尺寸的影响，可实现机械无法实现的操作；(3) 一柱一桩，单个或多个工程基础可同时开工，互不影响，施工操作起来具有可同时全面铺开、施工速度快等优点；(4)受力明确，桩端持力层易于控制，基础沉降小；(5)施工时无噪音，场地污染小。然而，随着社会的发展，人力成本越来越高，对于主要依靠人力进行施工的人工挖孔桩来说施工成本会进一步提高，经济性不好。因此，需要设计一种承载力高，摩擦力大的桩，在工程施工的过程中，通过减少桩的数量，来减少人力成本，降低造价。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种承载力高，摩擦力大的凸形齿管桩。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种凸形齿管桩，包括从上到下同轴依次连接的上部圆柱形桩体、倒圆台形桩体﹑下部圆柱形桩体和桩尖，所述的下部圆柱形桩体沿桩长方向均布有若干个向外延伸的齿牙。

纵向相邻的两个所述的齿牙之间的距离等于或略大于所述的下部圆柱形桩体直径的两倍，所述的齿牙在所述的下部圆柱形桩体的横截面上的分布个数为3-5个。这种设计使得各层的齿牙能够独立工作，使其端部承力得到充分发挥，有效提高筒桩整体承载力。

所述的齿牙为半椭球形齿牙。该半椭球形齿牙的曲线形外轮廓在抵抗土体四周的压力时，各面的受力较均匀，使得桩的整体受力平衡，可避免桩体发生失位﹑侧移等情况。

所述的齿牙为圆锥形齿牙。圆椎形齿牙的锥形齿尖能够牢固的插入土层中，能有效提高桩的抗侧移能力。

所述的齿牙为棱台形齿牙。该棱台形齿牙使得桩体与土体的接触面积较大，进而桩体与土体之间的摩擦力较大，桩的稳定性更好，桩体的整体强度能得到更好的发挥。

所述的齿牙的内侧设置有与齿牙整体形状相同的钢筋笼，所述的下部圆柱形桩体的内侧设置有圆筒形钢套筒。钢筋笼和钢套筒有利于增强齿牙的强度，提高管桩的整体强度﹑刚度和抗弯能力。

所述的圆筒形钢套筒的厚度为10-20mm。

所述的上部圆柱形桩体﹑所述的倒圆台形桩体和所述的下部圆柱形桩体沿桩长方向分别分布有螺旋箍筋，所述的螺旋箍筋的内表面圆周均匀分布有受力纵筋。

所述的上部圆柱形桩体、所述的倒圆台形桩体﹑所述的下部圆柱形桩体和所述的桩尖均采用UHPC材料浇筑而成。UHPC材料良好的抗裂性能保证内部钢筋免受腐蚀，提高凸形齿筒桩的耐久性。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型一种凸形齿管桩，包括从上到下同轴依次连接的上部圆柱形桩体、倒圆台形桩体﹑下部圆柱形桩体和桩尖，下部圆柱形桩体沿桩长方向均布有若干个向外延伸的齿牙，该凸形齿管桩采用变截面桩体，通过改变桩身的截面形状，使桩体受力更加合理，同时充分挖掘地基土层的承载潜力；倒圆台形桩体连接上部圆柱形桩体与下部圆柱形桩体，起缓冲作用；凸形齿的设计一方面增强了筒桩的整体刚度﹑强度和抗弯能力；另一方面均匀的分布在桩体的四周，使得桩的整体受力平衡，可避免桩体发生失位﹑侧移等情况。凸形齿桩采用UHPC材料制成，使得单桩承载力更高，因此可适当减少桩的用量，从而节省人力成本，降低造价，且符合节能﹑降耗﹑低碳﹑环保的设计理念，具有良好的工程应有前景。

附图说明

图1为本实用新型实施例一凸形齿管桩的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一凸形齿管桩的纵剖面结构示意图；

图3为本实用新型实施例一凸形齿管桩的横截面结构示意图；

图4为本实用新型实施例二凸形齿管桩的横截面结构示意图；

图5为本实用新型实施例三凸形齿管桩的横截面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例一

一种凸形齿管桩，如图1和图2所示，包括从上到下同轴依次连接的上部圆柱形桩体1、倒圆台形桩体2﹑下部圆柱形桩体3和桩尖4，下部圆柱形桩体3沿桩长方向均布有若干个向外延伸的齿牙5。纵向相邻的两个齿牙5之间的距离等于或略大于所述的下部圆柱形桩体3直径的两倍，齿牙5在下部圆柱形桩体3的横截面上的分布个数为4个（也可以为3个或5个）。

在此具体实施例中，如图3所示，齿牙5为半椭球形齿牙。齿牙5的内侧设置有与齿牙5整体形状相同的钢筋笼6，下部圆柱形桩体3的内侧设置有圆筒形钢套筒7。圆筒形钢套筒7的厚度为10-20mm。上部圆柱形桩体1与倒圆台形桩体2沿桩长方向分别分布有螺旋箍筋（图中未显示），螺旋箍筋的内表面圆周均匀分布有受力纵筋（图中未显示）。上部圆柱形桩体1、倒圆台形桩体2﹑下部圆柱形桩体3和桩尖4均采用UHPC材料浇筑而成。

 实施例二

基本同上述实施例1，如图4所示，其区别在于：齿牙5为圆锥形齿牙。

 实施例三

基本同上述实施例1，如图5所示，其区别在于：齿牙5为棱台形齿牙。该棱台形齿牙可以为三棱台，四棱台或者六棱台等。

 施工工艺

本凸形齿桩采用人工挖孔的施工方法施工，具体实施的过程如下：

（1）开挖前，准确测量、放线定出各桩孔的中心点；

（2）根据设计图纸进行人工挖孔，首先挖出上部圆柱形桩体1与倒圆台形桩体2的孔洞，孔洞的尺寸与桩的尺寸相一致；

（3）孔洞挖好后在其四周支护模板，模板支好后浇筑混凝土，当混凝土具有一定的强度（一般24小时）时拆除内模板；

（4）开挖下部圆柱形桩体3的孔洞。先从下部圆柱形桩体3的顶部挖至第二排凸形齿牙5的下部，再根据设计图纸在第一排齿牙5和第二排齿牙5所在位置处向土体内部挖出3－5列凸形齿牙5的孔洞，在孔洞的内部放置钢筋笼6。然后支护模板，模板支好后浇筑混凝土，待混凝土具有一定强度后拆除内模板；

（5）同步骤（4），每隔两排齿牙5开挖一次；

（6）开挖完成后，把预先准备好的螺旋箍筋和受力纵筋放置在挖好的桩孔中央，安置好后浇筑混凝土，混凝土渗透到每一个凸形齿牙5中，齿牙5与桩身连接成一个整体，待混凝土强度达到要求时完成施工。

上述实施例是对本实用新型的进一步说明，但本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种凸形齿管桩，其特征在于：一种凸形齿管桩，包括从上到下同轴依次连接的上部圆柱形桩体、倒圆台形桩体﹑下部圆柱形桩体和桩尖，所述的下部圆柱形桩体沿桩长方向均布有若干个向外延伸的齿牙。

2.根据权利要求1所述的一种凸形齿管桩，其特征在于：纵向相邻的两个所述的齿牙之间的距离等于或略大于所述的下部圆柱形桩体直径的两倍，所述的齿牙在所述的下部圆柱形桩体的横截面上的分布个数为3-5个。

3.根据权利要求2所述的一种凸形齿管桩，其特征在于：所述的齿牙为半椭球形齿牙。

4.根据权利要求2所述的一种凸形齿管桩，其特征在于：所述的齿牙为圆锥形齿牙。

5.根据权利要求2所的一种凸形齿管桩，其特征在于：所述的齿牙为棱台形齿牙。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种凸形齿管桩，其特征在于：所述的齿牙的内侧设置有与齿牙整体形状相同的钢筋笼，所述的下部圆柱形桩体的内侧设置有圆筒形钢套筒。

7.根据权利要求6所述的一种凸形齿管桩，其特征在于：所述的圆筒形钢套筒的厚度为10-20mm。

8.根据权利要求7所述的一种凸形齿管桩，其特征在于：所述的上部圆柱形桩体﹑所述的倒圆台形桩体和所述的下部圆柱形桩体沿桩长方向分别分布有螺旋箍筋，所述的螺旋箍筋的内表面圆周均匀分布有受力纵筋。

9.根据权利要求8所述的一种凸形齿管桩，其特征在于：所述的上部圆柱形桩体、所述的倒圆台形桩体﹑所述的下部圆柱形桩体和所述的桩尖均采用UHPC材料浇筑而成。