專利名稱：一種鋼管樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種結(jié)構(gòu)工程中使用的摩擦樁，尤其涉及一種鋼管樁。
背景技術(shù)：
摩擦樁是結(jié)構(gòu)工程中樁基礎(chǔ)類型中的一種，主要應(yīng)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(yù)制實(shí)心樁、 鋼管樁、PHC(預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土)管樁、PC(預(yù)應(yīng)力混凝土)管樁等。其中鋼管樁是一種相 對(duì)來(lái)說(shuō)造價(jià)較高的摩擦樁結(jié)構(gòu)。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(zhǎng)和樁徑 確定，在不改變樁長(zhǎng)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(guò)程中，一般不設(shè)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(lái)提高管樁的剛度，同時(shí)也提高了承載力。但是由于加勁肋設(shè)在圓形斷面 的內(nèi)部，在沉樁時(shí)由于斷面內(nèi)部面積較小，會(huì)產(chǎn)生擠土效應(yīng)，對(duì)沉樁施工帶來(lái)了困難。也有 的工程中在鋼管樁外部設(shè)置了活動(dòng)的翼板，如201010233284.0號(hào)中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)岢龅耐?翻式翼板空心鋼管樁，在空心管樁的外側(cè)壁上設(shè)置多個(gè)凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)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(dāng)空心管樁深入地下一定程度時(shí)，控制外翻翼 板打開。這樣的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu) 復(fù)雜，且外翻翼板與鋼管樁連接部的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不高，可靠性降低，成本提高。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，能提高單樁承載力 的鋼管樁。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，成本較低，能提高單樁承載力的鋼管樁。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種鋼管樁，所述鋼管樁壁的外側(cè)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(cè)周邊等間距設(shè)置。進(jìn)一步地，所述加勁鋼板總面積約為所述鋼管樁壁的外側(cè)表面面積的5% 10%。在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式中，所述加勁鋼板在靠近所述樁尖一側(cè)倒角，以減 少加勁鋼板2端部的應(yīng)力集中現(xiàn)象。進(jìn)一步地，所述加勁鋼板的另一側(cè)也倒角。在本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施方式中，所述加勁鋼板為3道。進(jìn)一步地，所述加勁鋼板的長(zhǎng)度根據(jù)所需提高的極限承載力計(jì)算確定，但不得大 于所述鋼管樁長(zhǎng)度的1/3。進(jìn)一步地，所述加勁鋼板寬度根據(jù)計(jì)算確定，但不得大于10倍的 所述加勁板厚度。在本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)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(jìn)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。在本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施方式中，所述鋼管樁內(nèi)澆筑有填芯混凝土，構(gòu)成復(fù) 合鋼管樁。本實(shí)用新型的鋼管樁在不增加樁長(zhǎng)和樁直徑的條件下提高了單樁承載力，同時(shí)不 影響鋼管樁的制作和沉樁，材料增加量也極為有限。本實(shí)用新型的鋼管樁，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(yīng)的材料增加僅為5% -8%。在工程設(shè)計(jì) 條件受限制時(shí)，是一種有效的技術(shù)解決方案。以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō) 明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。

圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示實(shí)施例的A-A向剖視圖；圖3是圖1所示實(shí)施例的B-B向剖視圖。
具體實(shí)施方式
樁端持力層的選擇是樁基工程中一項(xiàng)重要的控制因素，當(dāng)設(shè)計(jì)單樁承載力、樁端 持力層和沉樁條件這三者存在矛盾時(shí)，就需要尋找一種技術(shù)措施來(lái)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(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期的單樁承載力要求。摩擦樁的單樁承載力主要靠樁側(cè)摩阻力來(lái)提供，這就有兩個(gè)決定因素，一個(gè)是單 位面積摩阻強(qiáng)度，二是摩阻面積。單位面積摩阻強(qiáng)度是由地質(zhì)條件確定的，一般是無(wú)法改 變；而樁側(cè)面積通過(guò)某種措施可予以提高。根據(jù)鋼管樁的材料特點(diǎn)，要提高其樁周表面積， 可以在其樁側(cè)表面增加豎向焊接鋼板，這樣增加了樁周表面積。在設(shè)計(jì)中在距離樁底部一定距離處的位置，在一定范圍內(nèi)，對(duì)樁外側(cè)等間距設(shè)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(zhǎng)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(yīng)考慮能 避讓鋼管樁堆放時(shí)支承點(diǎn)以及吊裝點(diǎn)的位置，一般為2 4根，過(guò)密會(huì)影響制作和運(yùn)輸；鋼 板長(zhǎng)度需考慮避讓沉樁設(shè)備的抱樁卡箍在鋼管樁上的位置，一般不宜超過(guò)1/3樁長(zhǎng)；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(dāng)?shù)刭|(zhì)條件或 工程設(shè)計(jì)受限制時(shí)，(即樁長(zhǎng)和樁徑都無(wú)法改變時(shí))，而承載力尚有一定缺口時(shí)，通過(guò)這種 措施，可以有效提高承載力同時(shí)滿足工程需要。如圖1所示，鋼管樁1外側(cè)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(cè)周邊等間距設(shè)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(gè)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(cè)表面面積的5% 10%。加勁鋼板總面積=長(zhǎng)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(gè)寬度太大，則增大了樁尖時(shí)壓入地下的阻力，降低沉樁效率；如果這個(gè)寬度太小，加 勁鋼板2提供的樁側(cè)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(dāng)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(yīng)力集中現(xiàn)象，加勁鋼板2在兩端應(yīng)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(yīng)考慮能避讓鋼管樁堆放時(shí)支承點(diǎn)以及吊裝點(diǎn)的位置，過(guò)密會(huì)影響制作和運(yùn)輸。所述加勁鋼板的長(zhǎng)度根據(jù)所需提高的極限承載力計(jì)算綜合確定。這個(gè)長(zhǎng)度需考慮 避讓沉樁設(shè)備的抱樁卡箍在鋼管樁上的位置，一般不宜超過(guò)1/3樁長(zhǎng)。為了提高鋼管樁1的強(qiáng)度，在樁尖位置焊接一個(gè)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(gè)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(gòu)成實(shí)心或空心的復(fù)合鋼管樁。在具體實(shí)施例中，鋼管樁長(zhǎng)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(shè)置了三塊長(zhǎng)20m，寬0. 2m,厚20mm的鋼板，沿周邊等間距共設(shè)置三 道，鋼板焊接在鋼管樁壁的外側(cè)。該方案可以在不增加樁長(zhǎng)和樁直徑的條件下提高單樁承 載力，同時(shí)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(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無(wú) 需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中 技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可 以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種鋼管樁，其特征在于所述鋼管樁壁的外側(cè)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(cè)周邊等間距設(shè)置。
2.如權(quán)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(cè)表 面面積的5% 10%。
3.如權(quán)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(cè)倒角。
4.如權(quán)利要求3所述的鋼管樁，其中所述加勁鋼板的另一側(cè)也倒角。
5.如權(quán)利要求1所述的鋼管樁，其中所述加勁鋼板為3道。
6.如權(quán)利要求1所述的鋼管樁，其中所述加勁鋼板的長(zhǎng)度小于等于所述鋼管樁長(zhǎng)度的1/3。
7.如權(quán)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(quán)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(quán)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(quán)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。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種鋼管樁，所述鋼管樁壁的外側(cè)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(cè)周邊等間距設(shè)置。本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低的鋼管樁，在不增加樁長(zhǎng)和樁直徑的條件下提高了單樁承載力，同時(shí)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(hào)E02D5/28GK201933487SQ20102069346
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者彭俊, 朱敏 申請(qǐng)人:上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究院