[实用新型]混凝土沉管灌注桩

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及混凝土沉管灌注桩。

【背景技术】

混凝土沉管灌注桩与其它方式相比，由于造价低，施工方便，得到了广泛的应用。目前采用的都是φ377～φ500的圆形截面沉管灌注桩。

圆形截面沉管灌注桩的周长与面积比值为4.0/d，该比值偏小，要达到一定的承载力要求，就需要灌注较多量的混凝土，成本相对较高。一定面积上的承载力相对较小。

【发明内容】

本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种混凝土沉管灌注桩，能够提高承载力，降低成本。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种混凝土沉管灌注桩，包括桩体，所述桩体的横截面为三角形形状，三角形的三个角的角度分别为α1、α2、α3。

作为优选，α1＝α2＝α3。

作为优选，还包括三个角桩，所述角桩为弧形，三个角桩的弧形角度分别为β1、β2、β3，桩体的三个角分别插入三个角桩的弧形开口内。

作为优选，α1+β1＝360°，α2+β2＝360°，α3+β3＝360°，所述桩体的顶点与角桩的圆心重合。

作为优选，所述三角形的边长为500mm，弧形的直径为76mm。

本实用新型的有益效果：本实用新型将原来圆形截面的桩体改进为三角形桩体，并在三角形桩体的角部再设置弧形的角桩。面积相等的三角形桩体与圆截面桩体，周长与截面积的比值，圆形为4.0/d，三角形为5.1/d，相比增加28.6％。对于三角形的边长为500mm，弧形的直径为76mm的桩而言，有效折算周长与面积的比值为5.5/d，相比增加38％。对于桩侧承载力占70％以上的磨擦桩而言，单桩承载力可提高20％以上。采用本实用新型大大提高了混凝土沉管灌注桩的承载力，并大幅降低了材料成本。

本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1为本实用新型中混凝土沉管灌注桩的一实施例的结构示意图；

图2为φ426mm圆形截面混凝土沉管灌注桩的单柱竖向静载试验曲线图；

图3为△500mm三角形截面混凝土沉管灌注桩的单柱竖向静载试验曲线图。

【具体实施方式】

如图1所示，混凝土沉管灌注桩，包括桩体(1)，所述桩体(1)的横截面为三角形形状，三角形的三个角的角度分别为α1、α2、α3。作为优选，α1＝α2＝α3。还包括三个角桩(2)，所述角桩(2)为弧形，三个角桩(2)的弧形角度分别为β1、β2、β3，桩体(1)的三个角分别插入三个角桩(2)的弧形开口内。α1+β1＝360°，α2+β2＝360°，α3+β3＝360°，所述桩体(1)的顶点与角桩(2)的圆心重合。所述三角形的边长为500mm，弧形的直径为76mm。

施工过程为：采用横截面为三角形形状的桩体，三角形三个角的角度分别为α1、α2、α3，在桩体内灌注混凝土后沉降，最后拔出桩体形成混凝土桩。

截面设计：桩身考虑施工时桩不易引起偏移和各向刚度的均衡性等，截面采用正三角形。桩尖按原圆截面依三角形相应调整为三角形截面，并满足冲切构造等要求。

竖向承截力设计：

桩侧第i层土的极限桩侧阻力标准值与其它截面没有多大区别，参照下式计算：Qsk＝u∑q_sikLi，式中q_sik表示桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；Li表示桩穿越第i层土的厚度；u表示桩身周长。

总极限端阻力垂直向标准值参照下式计算：Qpk＝cosγ∫sPids，假设竖向土体变形达△_○到时，土体阻力达到q_pk，当桩的竖向变形△_○时，而斜面上的变形仅为△_○Sinγ，由于土体为“弹塑体”，当竖向变形继续增大时，Pi随之增大，实用上为计算方便，考虑当△Slinγ增大使斜向变形达到△_○时，斜面上Pi均达到q_pk，则Qpk＝cosγ∫sqids＝cosγ∫q_pkds＝q_pk·A_P。

单桩竖向极限承载力比标准值：Quk＝u∑q_sikLi+q_pk·A_P。

截面刚度：竖向荷载传递及水平力作用下均与截面的惯性矩有关，故三角形截面与相同面积的圆截面惯性矩进行对比分析。