[发明专利]一种土木工程用的桩柱结构

说明书

本发明公开一种土木工程用的桩柱结构，属于土木工程用桩柱技术领域，本发明的桩柱结构包括钢管，钢管上下端固接有封头板，两封头板之间的钢管四周浇筑混凝土，浇筑形状与封头板形状对应，钢管表面环绕均设置短筋，短筋与混凝土之间设有隔空室。本发明采用一体件结构，提升装置承载能力及各方面性能，防止断桩、桩柱偏移情况出现，同时提供了桩柱的施工方法减小相邻桩柱孔之间相互影响，降低桩柱施工难度。

技术领域

本发明属于土木工程用桩柱技术领域，特别是涉及一种土木工程用的桩柱结构。

背景技术

随着基础工程和道路交通工程的不断发展，基坑工程的施工已经越来越广泛，在基坑工程中，立柱桩作为一种重要的构件，通常用来承受支撑体系的竖向荷载，以增加支撑系统的稳定性。在现有技术中，立柱桩往往由打入坑底的钻孔桩与从坑底伸出的格构柱组成，格构柱的大小根据所承受竖向荷载的大小选用合理的尺寸，而钻孔桩的尺寸往往只是为了满足竖向承载力的要求，但现有技术中的立柱桩往往不是一体构成其各方面的性能不及一体件好，例如可能会出现柱桩偏移、断桩，出现上述情况还可能是因为施工方式导致的，若采用一体件桩柱进行施工可缩短施工时间，降低施工难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土木工程用的桩柱结构，采用一体件结构，提升装置承载能力及各方面性能，防止断桩、桩柱偏移情况出现，同时提供了桩柱的施工方法减小相邻桩柱孔之间相互影响，降低桩柱施工难度。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：一种土木工程用的桩柱结构，包括钢管，钢管上下端固接有封头板，两封头板之间的钢管四周浇筑混凝土，浇筑形状与封头板形状对应，钢管表面环绕设置短筋，短筋与混凝土之间设有隔空室。本发明采用在钢管两端设置封头板并按封头板的形状对钢管四周环绕浇筑混凝土的方式形成一体件结构的桩柱，在满足竖向承载力的同时，提升柱桩对外来剪切力的承受能力，并且在钢管表面设置短筋，短筋与混凝土之间设置隔空室增强桩柱对遇到地震时地层产生的水平剪切力及桩身产生振动的性能，通过上述设计形成的桩柱具备桩体延性强、抗拉应力强、水平剪切力强的特点，并且桩柱制作工艺简单，施工方便。

优选的，钢管内设柱状内腔，内腔内径为钢管直径的5/10~7/10，经上万次测试试验得出当内腔内径为钢管直径的5/10~7/10时可依旧保持较强的水平剪切力和竖向承载力，同时节省了采用实心钢管的用料，降低施工成本。

优选的，短筋由直钢筋与椭圆状的金属环长轴端焊接而成，直钢筋与钢管表面固接，隔空室的截面为多边形状，隔空室的室宽B₁为金属环短轴长度B₂的1.5-2倍。在对钢管四周进行浇筑混凝土时可选择在短筋四周放置于隔空室形状对应的金属壳体以便形成隔空室，当然形成隔空室的方式不仅限于上述一种方式，隔空室和短筋是设置是在满足桩柱水平剪切力和竖向承载力的情况下设计的，降低混凝土的用料，同时设置隔空室的室内形状配合短筋可对传递到桩柱附近的波产生减弱的作用，当地震时产生的地震波经过桩柱，短筋的直钢筋对地震波吸收并传递到椭圆状的金属环，利用金属环形状使地震波之间相互干涉减弱地震波能量并且地震波在上述结构形状的隔空室会产生反射传递到椭圆状的金属环进一步减弱地震波能量，设计隔空室的室宽B₁为金属环短轴长度B₂的1.5-2倍对波的能量消耗最优，同时隔空室和短筋的设计还具有降噪音的作用。

优选的，封头板为圆形、长方形、正方形、三角形中的任一种，根据实际施工需求选择浇筑形成的柱桩结构，封头板与钢管连接方式采用焊接，优选钨极气体保护电弧焊。

优选的，钢管设于封头板中部，封头板的面积为钢管面积的1.4-2倍，以实现将钢管四周完全浇筑混凝土。

优选的，短筋在钢管外表面呈环形阵列，两短筋之间的阵列夹角为30°或45°，提高桩柱对波的吸收与减弱效果。

一种土木工程用的桩柱结构的施工方法，其步骤如下：