專利名稱：一種鋼管樁的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種結構工程中使用的摩擦樁，尤其涉及一種鋼管樁。
技術背景
摩擦樁是結構工程中樁基礎類型中的一種，主要應用于建筑工程、橋梁工程、港口 工程等。目前采用的摩擦樁主要有鋼筋混凝土鉆(挖)孔灌注樁、鋼筋混凝土預制實心樁、 鋼管樁、PHC(預應力高強混凝土)管樁、PC(預應力混凝土)管樁等。其中鋼管樁是一種相 對來說造價較高的摩擦樁結構。
通常的鋼管樁為圓形薄壁斷面。由于圓形的鋼管樁，其樁周表面積由樁長和樁徑 確定，在不改變樁長和樁徑的條件下，樁周表面積是唯一確定的。
在一般的鋼管樁制作過程中，一般不設置加勁板。有的工程中在鋼管樁底部或內(nèi) 部增加了加勁肋來提高管樁的剛度，同時也提高了承載力。但是由于加勁肋設在圓形斷面 的內(nèi)部，在沉樁時由于斷面內(nèi)部面積較小，會產(chǎn)生擠土效應，對沉樁施工帶來了困難。也有 的工程中在鋼管樁外部設置了活動的翼板，如201010233284.0號中國專利申請?zhí)岢龅耐?翻式翼板空心鋼管樁，在空心管樁的外側壁上設置多個凹槽，凹槽內(nèi)設置可以打開外翻翼 板，外翻翼板與空心管樁內(nèi)的穿銷拉桿連接。當空心管樁深入地下一定程度時，控制外翻翼 板打開。這樣的結構雖然可以增大鋼管樁的外部接觸面積，增大鋼管樁的摩擦力，但其結構 復雜，且外翻翼板與鋼管樁連接部的結構強度不高，可靠性降低，成本提高。
因此，本領域的技術人員致力于開發(fā)一種結構簡單，成本較低，能提高單樁承載力 的鋼管樁。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種結構簡單， 成本較低，能提高單樁承載力的鋼管樁。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鋼管樁，所述鋼管樁壁的外側表面沿軸向焊 接有多道加勁鋼板；所述加勁鋼板沿所述鋼管樁壁的外側周邊等間距設置。
進一步地，所述加勁鋼板總面積約為所述鋼管樁壁的外側表面面積的5% 10%。
在本發(fā)明的較佳實施方式中，所述加勁鋼板在靠近所述樁尖一側倒角，以減少加 勁鋼板2端部的應力集中現(xiàn)象。進一步地，所述加勁鋼板的另一側也倒角。
在本發(fā)明的另一較佳實施方式中，所述加勁鋼板為3道。
進一步地，所述加勁鋼板的長度根據(jù)所需提高的極限承載力計算確定，但不得大 于所述鋼管樁長度的1/3。進一步地，所述加勁鋼板寬度根據(jù)計算確定，但不得大于10倍的 所述加勁板厚度。
在本發(fā)明的另一較佳實施方式中，還包括樁尖加固環(huán)，所述樁尖加固環(huán)與所述鋼 管樁焊接；所述加勁鋼板與所述鋼管樁的樁尖端部的距離略大于所述樁尖加固環(huán)的寬度。
進一步地，所述鋼管樁還包括樁頂加固環(huán)，所述樁頂加固環(huán)與所述鋼管樁焊接。
在本發(fā)明的另一較佳實施方式中，所述鋼管樁內(nèi)澆筑有填芯混凝土，構成復合鋼管樁。
本發(fā)明的鋼管樁在不增加樁長和樁直徑的條件下提高了單樁承載力，同時不影響 鋼管樁的制作和沉樁，材料增加量也極為有限。本發(fā)明的鋼管樁，根據(jù)加勁肋的數(shù)量和面 積，其極限承載力可提高5% -10%，而相應的材料增加僅為5% -8%。在工程設計條件受 限制時，是一種有效的技術解決方案。
以下將結合附圖對本發(fā)明的構思、具體結構及產(chǎn)生的技術效果作進一步說明，以 充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖1是本發(fā)明的一個較佳實施例的結構示意圖2是圖1所示實施例的A-A向剖視圖3是圖1所示實施例的B-B向剖視圖。
具體實施方式
樁端持力層的選擇是樁基工程中一項重要的控制因素，當設計單樁承載力、樁端 持力層和沉樁條件這三者存在矛盾時，就需要尋找一種技術措施來平衡這三者矛盾，在滿 足樁端持力層和沉樁條件的前提下來達到設計預期的單樁承載力要求。
摩擦樁的單樁承載力主要靠樁側摩阻力來提供，這就有兩個決定因素，一個是單 位面積摩阻強度，二是摩阻面積。單位面積摩阻強度是由地質(zhì)條件確定的，一般是無法改 變；而樁側面積通過某種措施可予以提高。根據(jù)鋼管樁的材料特點，要提高其樁周表面積， 可以在其樁側表面增加豎向焊接鋼板，這樣增加了樁周表面積。
在設計中在距離樁底部一定距離處的位置，在一定范圍內(nèi)，對樁外側等間距設置 數(shù)道外加勁肋，有效地提高了單樁承載力。豎向加勁肋焊接鋼板的數(shù)量、長度和寬度是根據(jù) 所需提高的極限承載力綜合確定。其確定的原則為鋼板數(shù)量的選擇和安裝位置應考慮能 避讓鋼管樁堆放時支承點以及吊裝點的位置，一般為2 4根，過密會影響制作和運輸；鋼 板長度需考慮避讓沉樁設備的抱樁卡箍在鋼管樁上的位置，一般不宜超過1/3樁長；鋼板 寬度需考慮鋼板的局部受力性能和局部穩(wěn)定性，不得大于10倍的鋼板厚度。當?shù)刭|(zhì)條件或 工程設計受限制時，(即樁長和樁徑都無法改變時)，而承載力尚有一定缺口時，通過這種 措施，可以有效提高承載力同時滿足工程需要。
如圖1所示，鋼管樁1外側表面沿軸向焊接有3道加勁鋼板2 ；加勁鋼板2沿鋼管 樁壁的外側周邊等間距設置。加勁鋼板2與鋼管樁的壓入地下的樁尖端部的距離略大于鋼 管樁的直徑，這個距離一般只須考慮避讓樁尖加固環(huán)即可。
加勁鋼板總面積約為鋼管樁壁的外側表面面積的5% 10%。
加勁鋼板總面積=長度X寬度X道數(shù)
加勁鋼板2大致沿鋼管樁徑向相外延伸，延伸量(即加勁鋼板2的寬度)根據(jù)上 述原則確定，但不得大于10倍的所述加勁板厚度，否則加勁板局部剛度不能滿足要求。如 果這個寬度太大，則增大了樁尖時壓入地下的阻力，降低沉樁效率；如果這個寬度太小，加勁鋼板2提供的樁側摩阻力就不夠，樁承載力不能得到有效提高。一般地，加勁鋼板2的厚 度與鋼管樁壁厚接近。當然，為了提高剛度，加勁鋼板2也可以選用較厚的材料制作。
為了減少加勁鋼板2兩端的應力集中現(xiàn)象，加勁鋼板2在兩端應做成倒角。
加勁鋼板2不一定是3道，可以更多或更少，一般為2 4道，其數(shù)量的選擇和安 裝位置應考慮能避讓鋼管樁堆放時支承點以及吊裝點的位置，過密會影響制作和運輸。
所述加勁鋼板的長度根據(jù)所需提高的極限承載力計算綜合確定。這個長度需考慮 避讓沉樁設備的抱樁卡箍在鋼管樁上的位置，一般不宜超過1/3樁長。
為了提高鋼管樁1的強度，在樁尖位置焊接一個樁尖加固環(huán)3，增大樁尖附近鋼管 樁壁厚。還可以在樁頂位置焊接一個樁頂加固環(huán)4，增大樁頂附近鋼管樁壁厚。
鋼管樁內(nèi)還可以澆筑填芯混凝土，構成實心或空心的復合鋼管樁。
在具體實施例中，鋼管樁長度為60m，直徑0. 9m。鋼管樁壁厚20mm。在鋼管樁距離 底部(樁尖)Im的位置設置了三塊長20m，寬0. 2m,厚20mm的鋼板，沿周邊等間距共設置三 道，鋼板焊接在鋼管樁壁的外側。該方案可以在不增加樁長和樁直徑的條件下提高單樁承 載力，同時不影響鋼管樁的制作和沉樁，其極限承載力可提高5% _10%，材料增加量也極 為有限，僅為5% -8%。
以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術無需創(chuàng) 造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員 依本發(fā)明的構思在現(xiàn)有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術 方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種鋼管樁，其特征在于所述鋼管樁壁的外側表面沿軸向焊接有多道加勁鋼板； 所述加勁鋼板沿所述鋼管樁壁的外側周邊等間距設置。
2.如權利要求1所述的鋼管樁，其中所述加勁鋼板總面積約為所述鋼管樁壁的外側表 面面積的5% 10%。
3.如權利要求1所述的鋼管樁，其中所述加勁鋼板在靠近所述樁尖一側倒角。
4.如權利要求3所述的鋼管樁，其中所述加勁鋼板的另一側也倒角。
5.如權利要求1所述的鋼管樁，其中所述加勁鋼板為3道。
6.如權利要求1所述的鋼管樁，其中所述加勁鋼板的長度小于等于所述鋼管樁長度的1/3。
7.如權利要求2所述的鋼管樁，其中所述加勁鋼板的寬度小于等于所述加勁鋼板厚度 的10倍。
8.如權利要求1所述的鋼管樁，其中所述鋼管樁還包括樁尖加固環(huán)，所述樁尖加固環(huán) 與所述鋼管樁焊接；所述加勁鋼板與所述鋼管樁的樁尖端部的距離略大于所述樁尖加固環(huán) 的寬度。
9.如權利要求1所述的鋼管樁，其中所述鋼管樁還包括樁頂加固環(huán)，所述樁頂加固環(huán) 與所述鋼管樁焊接。
10.如權利要求1所述的鋼管樁，其中所述鋼管樁內(nèi)澆筑有填芯混凝土。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼管樁，所述鋼管樁壁的外側表面沿軸向焊接有多道加勁鋼板；所述加勁鋼板沿所述鋼管樁壁的外側周邊等間距設置。本發(fā)明提供了一種結構簡單，成本較低的鋼管樁，在不增加樁長和樁直徑的條件下提高了單樁承載力，同時不影響鋼管樁的制作和沉樁，材料增加量也極為有限。
文檔編號E02D5/48GK102031776SQ20101061464
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權日2010年12月30日
發(fā)明者彭俊, 朱敏 申請人:上海市城市建設設計研究院