[实用新型]一种应用于季节性冻土区削减冻胀力的X形变截面桩

说明书

本实用新型公开了一种应用于季节性冻土区削减冻胀力的X形变截面桩，包括预制桩和钢桩，所述预制桩为贯穿有钢筋的圆柱形钢筋混凝土桩身，其底部为锥形；所述钢桩为底部带有桩帽柱体，钢筋与桩帽对接构成的一个变截面的桩体；所述钢桩包含一个横截面呈X形截面桩，所述X形截面桩为沿一个圆柱体的纵向对称切去四个半圆弧形结构后构成的钢桩，X形截面的半圆弧弧度不大于90°。该桩基具有不降低桩基承载力，能够削减冻胀力，抑制冻胀力的发挥，减小冻胀引起的上拔荷载的特征，并且同时为预防与防治冻结区土体由于冻胀作用引起的桩基工程问题提供技术支持。

技术领域

本实用新型涉及一种应用于季节性冻土区削减冻胀力的变截面异形桩，目的是提供的变截面异形桩桩基具有桩身质量好、承载力强等性能，且能够应用于季节性冻土地区削减冻胀力、减少冻胀引起的负摩阻力、降低桩身上拔荷载等特点。

背景技术

目前，已有的研究及工程应用中，异形桩作为一种节省材料的新桩型，不仅能最大程度地发挥地基土和桩本身的潜在能力，而且还可以节省原材料降低工程造价，异形桩不仅承受横向荷载的性能优于同体积的方形、圆形桩，而且其表面比方形、圆形大，其竖向承载力也较方形、圆形桩高，适应了桩基发展的需求。

在季节性冻土地区使用桩基时，穿越冻土区的桩周土体由于受到冻结作用发生位移而对桩产生冻胀力，在冻土区域较厚时相当于对桩身施加了较大的上拔力，而且上拔力与冻土区桩土接触面积成正比，对桩基的安全状态影响较大。

此外，同截面积的方形、圆形、或异形截面桩的表面均较大，存在冻胀力充分发挥的潜在条件，在季节性冻土区需要利用新桩型对冻土地区冻胀力引起桩上拔等工程问题的防治提供技术支持。

实用新型内容

鉴于上述，本实用新型的目的在于提供一种应用于季节性冻土区削减冻胀力的变截面异形桩。该桩基具有不降低桩基承载力，能够削减冻胀力，抑制冻胀力的发挥，减小冻胀引起的上拔荷载的特征，并且同时为预防与防治冻结区土体由于冻胀作用引起的桩基工程问题提供技术支持。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的。

一种应用于季节性冻土区削减冻胀力的X形变截面桩，包括预制桩和钢桩，所述预制桩为贯穿有钢筋的圆柱形钢筋混凝土桩身，其底部为锥形；所述钢桩为底部带有桩帽柱体，钢筋与桩帽对接构成的一个变截面的桩体；所述钢桩包含一个横截面呈X形截面桩，所述X形截面桩为沿一个圆柱体的纵向对称切去四个半圆弧形结构后构成的钢桩，X形截面的半圆弧弧度不大于90°。

进一步，所述钢桩的X形截面桩为等径面或变径面。

进一步，所述变截面异形结构为X形截面桩切去半圆弧部分的外缘呈内凹曲线；内凹曲线弧度不超过120°。

进一步，所述内凹曲线沿X形截面桩纵向对称分布或不对称分布。

进一步，所述内凹曲线沿X形截面桩纵向可位于桩身的一个或多个部位。

进一步，所述X形截面桩与预制桩通过焊接、螺纹连接或法兰连接。

进一步，所述桩体埋设于季节性冻土层内，且钢桩埋设于季节性冻土层下的预留层中，预制桩埋设于预留层下的埋置土层内。

进一步，钢桩穿过预留层深度至少为季节性冻土层厚度的1/3，且不少于1.0m；钢桩穿过季节性冻土层时在预埋层厚度不得超过季节性冻土层厚度的1/2。

本实用新型通过在冻土冻结区减小冻胀力在竖直方向的分量；横截面为截面X形，减小桩土接触面积，从而削减冻胀力。

本实用新型的优点是：

1.采用在预制桩上的钢桩制作X形截面桩，且设计其横截面等径设计，通过控制横截面的半圆弧弧度不大于90°，用以减小桩与桩周土体的接触面积，达到减小冻胀力的目的。