[实用新型]一种带肋混凝土楔形桩

说明书

技术领域：

本实用新型属于建筑建筑桩基础领域，尤其涉及一种带肋的混凝土楔形桩。

背景技术

摩擦桩是通过桩把建筑物的荷载传布在桩周土中及桩端下的土中，桩上的荷载大部分靠桩周与土的摩擦力来支承，同时，桩端下的土也起一定的支承作用。传统的等直径桩存在单位材料强度利用率低，桩周土体对桩的支承力没有得到充分的发挥。

楔形状是桩身截面积由桩端至桩顶呈放射状变大的特殊桩型。楔形桩在垂直荷载作用下，通过桩周将荷载传递给土层，绝大部分作用力变为对土层侧压力，其作用力方向向四周扩散，扩散范围更宽。所以楔形桩具有较高承载力。楔形桩在外部荷载作用下，被挤密的桩周土体通过楔形面承受大部荷载，法向力和摩阻力的合力是主要的支承力。桩端土体支承作用甚小，可忽略不计。由于楔形桩的自身形状等因素的限制，其尺寸与一般桩相比要短的多，这样桩周受到的摩阻力就有了限制。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种特殊的楔形桩，在相同地质条件下，与同尺寸的楔形桩相比能提高其单桩承载力，与同体积的普通桩相比能大幅提高其单桩承载力，从而有效地降低工程造价。

实现上述目的的技术方案是：将桩身设计为楔形状，桩身可以是圆形、三角形、四边形、五边形等，桩身截面积由桩端至桩顶呈放射状变大；桩身每隔2米设置一突出的肋，肋的形状为三角形、矩形或梯形，在肋中设置钢筋。

本实用新型与现有的设计相比，具有显而易见的优点：通过上述设计，增加了桩身表面积，而桩身表面积是楔形桩单桩承载力的主要影响因素；肋的端面还能承担一定的竖向荷载。试验表明，在地质条件、材料消耗和施工条件相同的情况下，本设计单桩承载力提高了50％，有效的降低了工程造价。

附图说明：

图1(a)为带三角形肋楔形桩的结构示意图。图中1为楔形桩身；2为桩身及肋中钢筋；3为钢筋混凝土肋.

图1(b)为带矩形肋楔形桩的结构示意图。图中1为楔形桩身；2为桩身及肋中钢筋；3为钢筋混凝土肋。

图1(c)为带梯形肋楔形桩的结构示意图。图中1为楔形桩身；2为桩身及肋中钢筋；3为钢筋混凝土肋。

图2为本实用新型中的A-A剖面示意图。

图3(a)为本实用新型中单桩承载力随三角形肋不同角度的变化曲线。图中N代表单桩承载力，α代表三角形肋的角度。

图3(b)为三角形肋的示意图。

具体实施方式：

下面对本发明的设计和施工作进一步的阐述。

实施例1：

桩身设计为楔形状，桩身可以是圆形、三角形、四边形、五边形等，桩身突出肋的形状为三角形、矩形或梯形。肋的设计增加了桩身表面积，按照单桩承载力的计算公式：对三角形、矩形和梯形的三种工况下的单桩承载力进行计算比选。在地质条件、材料消耗和施工条件相同的情况下，通过计算可知，三角形肋的端阻力与摩阻力分别比矩形肋提高了100％和20％；梯形肋的端阻力与摩阻力分别比矩形肋提高了46％和38％。因此，设置三角形肋对整根桩承载力的提高较为显著，其次是矩形肋、矩形肋，另外从施工的角度看，设置三角形肋的楔形桩也较其他形式容易入土。

实施例2：

在肋的体积相同的情况下，将三角形肋的角度α(如附图3(b)所示)对单桩承载力的影响进行分析。α从0至变化，得到了单桩承载力的变化趋势，见附图3(a)。考虑到α太大会增加施工的难度，故选择α为比较合适。

实施例3：

本发明的桩由混凝土预制厂或现场预制，根据设计施工图制作出带肋的钢筋混凝土预制桩，其中肋的间距为沿桩身每隔2米，肋的形状和尺寸按图纸要求。该桩的施工方法主要以冲击法和振动法为主。对相同的土质和相同的桩，采用不同的施工方法，桩的单位承载力是不同的。因此，要根据地质条件准确选用合理的施工方法是非常重要的。在坚硬的粘性上中，可以采用预钻孔的方法，但孔的深度要比桩短1000mm，孔径应比桩径小110mm～200mm。