[发明专利]一种端部螺纹X形变截面预制管桩及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种端部螺纹X形变截面预制管桩及其施工方法，属于建筑桩基础技术领域。

背景技术

桩基主要通过桩侧的摩阻力和桩端阻力来承担上部建筑物荷载。桩周土因自身固结、浸水湿陷、场地填土、地面堆载、桩顶荷载、地下水位下降等原因产生的沉降大于桩体沉降时，桩侧将产生负摩阻力。这种摩阻力构成了承压桩荷载的一部分，减少了桩的承载力，还可能引起较大的沉降。

负摩阻力的产生有以下不利影响：降低桩基承载力、使桩基础沉降增加、减小桩身强度的安全储备、严重时甚至会导致基础破坏、上部结构物不均匀沉降等一系列的工程事故。因此，研发一种经济、有效的削减负摩阻力的新型桩基，显得尤为迫切。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能同时有效地降低负摩阻力和提高桩侧正摩阻力，且更经济的端部螺纹X形变截面预制管桩及其施工方法。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：提供一种端部螺纹X形变截面预制管桩，包括第一节管节和第二节管节，所述的第一节管节从下到上设有桩尖、大截面段、小截面段和顶部螺纹段，大截面段和小截面段表面有螺纹，横截面为X形，顶部螺纹段横截面为圆形；第二节管节为倒圆锥台形，锥台中心有通孔，通孔下段设有内螺纹段，锥台表面光滑设有标尺线，锥台横截面为圆环形；通过第一节管节的顶部螺纹段旋入第二节管节的内螺纹段将两管节的连接成完整的预制管桩。

本发明还提供所述的一种端部螺纹X形变截面预制管桩的施工方法，包括以下步骤：

（1）平整场地并将打桩机就位；

（2）起吊所述的端部螺纹X形变截面预预制管桩的第一节管节：先拴好吊桩用的钢丝绳和索具，然后将索具捆在第一节管节上端吊环附近，启动机器起吊第一节管节，使桩尖垂直对准桩位中心，位置准确后缓缓放下插入土中，再在第一节管节顶部扣好桩帽或桩箍，除去索具；

（3）稳管桩：第一节管节桩尖插入桩位后，先用较小的落距冷锤1～2次，使第一节管节入土至能保持垂直稳定的深度；

（4）贯入第一节管节: 用重锤打击第一节管节，一般预定贯入至顶部露在地面近lm的高度； 

（5）接桩：将第二节管节起吊至第一节管节上方，使其中心与第一节管节的中心上下完全对齐后，用管卡工具旋转第二节管节就位，使第一节管节与第二节管节连接成完整的预制管桩；

（6）贯入第二节管节：用重锤打击第二节管节，至全部贯入地下；

（7）送管桩至设计标高：按设计要求送管桩，送管桩的中心线应与管桩身中心线吻合一致时进行，若管桩顶不平，则用麻袋或厚纸垫平，送桩留下的桩孔应立即回填密实；

（8）检查验收：检查无误后，移动打桩机到新桩位，完成端部螺纹X形变截面预制管桩施工。 

本发明的端部螺纹X形变截面预制管桩及其施工方法与现有技术相比具有如下优点： 

1）由于本发明管桩的第一节管节的大、小截面段的横截面为X形，有较大的比表面积，可明显地提高桩侧正摩阻力，本发明的桩身第二节管节呈倒圆锥台形，可有效降低负摩阻力的影响。

2）本发明的管桩由于第一节管节的桩尖、小截面段的横截面都比大截面段的横截面段小，即第一节管节的小截面段与大截面段相比为有凹进的设计，当第一节管节桩身完全贯入土中后，第一节管节的小截面段的凹进的空间必会被桩周土充填，可显著增大管桩的承载力，并且小截面段的设计，更有助于第一节管节被贯入土中。

3）本发明的管桩与等截面预制X形钢筋混凝土桩相比，由于桩身为变截面，在采用同样的沉管桩方式下，本管桩处理深度更深。

4）本发明的管桩与锥形扩底桩相比，第一节管节的大截面段、小截面段的表面采用螺纹设置，可有效地提高桩侧正摩阻力，采用本管桩可替换锥形扩底桩，施工更简单。本发明的管桩能同时发挥预制扩底锥形桩、X形桩及半螺纹桩的优点，并弥补所述形桩各自的不足。

5）本发明提出的管桩施工方法工艺简单，可操作性强，施工效率高，并能更大程度地提高了单位材料强度利用率，及消除了负摩阻力对桩基的影响。

6）本发明的管桩及其施工方法可广泛运用于软土地区大型桩基础建设，经济效益显著，应用前景广阔。

附图说明

图1为本发明的端部螺纹X形变截面预制管桩的结构示意图。

图2为本发明提供的第一节管节的结构示意图。

图3为第一节管节的大、小截面段横截面示意图。

图4为本发明的第二节管节的剖面结构示意图。