[发明专利]凹凸方形预制混凝土节段桩

说明书

技术领域

本发明涉及软土地基桥梁的修建技术领域，尤其涉及一种凹凸方形预制混凝土节段桩。

背景技术

目前软土地基桥梁的桩基通常采用等直径的预制桩或钻孔灌注桩形式，截面形式一般采用方形或者管形。

受施工设备及地质条件等限制，一般混凝土预制桩的尺寸均较小(直径600毫米以下)。一般采用锤击或者振动沉桩工艺，其存在的主要问题是：

1)混凝土预制桩的直径较小，单桩承载力较低，因此所需桩的根数较多。但当桩的根数较多时，桩侧土壤在压桩时被挤，容易导致已施工的桩产生横向位移或变位，影响施工。

2)振动沉桩工艺受限于施工设备的局限，一般仅适用于小型建筑的桩基础。桩的横断面积比较小，长度也较短(一般30米以下)，达不到桥梁桩基的承载能力要求。

3)随着城市环保要求的不断提高，锤击等打入桩施工由于噪音、振动等负面影响已经不适于在城区内采用。

另一方面，钻孔灌注桩的尺寸一般较大(直径600毫米以上)，然而采用钻孔和现场浇筑水下混凝土的施工工艺又会带来以下问题：

1)需要现场浇筑混凝土，施工速度慢，一般一根桩的施工周期需要2～3天，且施工质量无法有效控制。

2)钻孔灌注桩施工工艺存在施工时产生的泥浆会对环境造成污染等问题，不符合环保要求。

3)在软土地基环境施工时，稍有不慎桩孔护壁容易塌孔造成事故。

4)水下浇筑混凝土的强度一般不高，基本上只能达到C30。

综上所述，对于在软土地基上如何实现大直径的桥梁桩基，目前没有很好的解决办法。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种单桩承载力高的凹凸方形预制混凝土节段桩。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种单桩承载力高的凹凸方形预制混凝土节段桩。

为实现上述目的，本发明提供了一种凹凸方形预制混凝土节段桩，包括多个桩基节段，各所述桩基节段之间依次固定连接；所述桩基节段为内腔贯通的中空结构；在所述桩基节段的内腔中设置有取土通道及导向结构，所述内腔兼做所述取土通道；所述导向结构包括支臂及用于穿设导向杆的导向孔，所述桩基节段的侧壁上还开设有多个用于喷气或喷水的通孔，所述桩基节段的横截面为凹凸方形。

较佳地，所述桩基节段的前端面还设置有钢结构桩靴。

较佳地，所述支臂为钢结构件，与所述桩基节段固定连接。

较佳地，所述桩基节段在靠近前端及后端的位置分别设置有所述导向结构。

较佳地，各所述桩基节段之间的固定连接为预应力连接。

本发明的有益效果：

本发明的凹凸方形预制混凝土节段桩，由于上述凹凸形的结构设计，增加了接触面积。尤其是，横截面整体上位方形结构，与横截面圆形(如齿轮形)相比，在相同外径的情况下，凹凸方形大大增加了接触面积，竖向单桩承载力比等直径桩基的单桩承载力提高20％～50％，桩基的水平抗剪切力有明显提高，桩的总沉降量大大减小，实现了软土地基桩基施工的预制化、低噪音施工，大大减少了桩基根数，避免对桩周土的干扰。本发明同时还解决了软土地基上预制桩直径小、单桩承载力不足根数弥补和钻孔灌注桩施工速度慢、施工质量无法有效控制、施工时产生环境污染等问题。

本发明提出的凹凸方形预制混凝土节段桩，可满足在软土地基上直径达到3米左右、长度达到50～60米的桩基要求。

由于采用了上述结构设计，本发明的凹凸方形预制混凝土节段桩可实现施工现场以外的工厂化预制，并且在其施工中，具有如下优点：

1)采用桩基分段预制、现场拼接的方式，加快施工速度、桩基质量容易保证。

2)采用振动沉桩，实现低噪音。

3)采用大直径预制桩，提供更高的桩基承载力。

4)下沉过程中采取桩内取土、气(水)幕辅助下沉的方式，减少阻力，降低了设备的功率要求。

5)采用导向技术，实现精确沉桩。

6)导向杆可回收，循环利用，低碳环保。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的凹凸方形预制混凝土节段桩一具体实施例中桩基节段的俯视结构示意图。

图2是图1中A-A部剖视结构示意图。

图3是本发明的凹凸方形预制混凝土节段桩一具体实施例中首段桩基节段的局部剖视结构示意图。