[發明專利]一種梅花形混凝土管樁

在審

• 申請號: 201810095261.4
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108221963A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 楊松;吳文兵;梁榮柱;方宇翔;康成;李稱;田乙;邢康宇;姚趙田;張凱順
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: E02D5/30
• 分類號: E02D5/30;E02D7/06
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 曹雄;金慧君

本發明提供一種梅花形混凝土管樁，包括樁身和焊接于樁身上下兩端的金屬板，樁身包括鋼筋籠和填充鋼筋籠的混凝土，樁身的橫截面包括中空的內圓和梅花形的輪廓，輪廓由N個凸弧和N個凹弧相互間隔組成，相鄰的凸弧和凹弧流線型連接，鋼筋籠包括N對主筋和N個鋼筋網片，還包括若干箍筋，每對主筋位于對應的凹弧的對稱線上，每個鋼筋網片位于對應的凸弧的對稱線上，若干箍筋上下設置且相互平行，每一箍筋與N對主筋和N個鋼筋網片相互焊接固定，每一鋼筋網片包括兩根豎筋和位于兩根豎筋之間用于連接兩根豎筋的若干短筋，兩根豎筋位于凸弧的對稱線上且與主筋相互平行并與主筋一起沿上下方向貫穿樁身上的混凝土而與金屬板焊接，N為大于3的自然數。

技術領域

本發明涉及建筑技術領域，尤其涉及一種梅花形混凝土管樁及其施工方法。

背景技術

隨著建筑、交通及海洋基礎等工程的快速發展，樁基工程被廣泛應用于工程實踐中。由于樁基工程的應用越來越多，越來越多的學者開始研究如何提高樁基的承載力、如何充分的利用樁體的材料。經過調研發現，在提高樁基性能的的方法中，增加樁長或樁徑可以提高樁基承載性能，但是僅僅靠增加樁身材料來提高樁基的承載力，這種做法既不經濟又增大施工難度，因此尋求實現高承載力、低造價，單位材料利用率高且地基的穩定性可以明顯增加的新型樁基，成為巖土工程界廣泛關注的熱點和難點問題之一，管樁是最近比較流行的新型樁型，具有樁基承載力高，材料利用率大的特點，已在許多工程實踐中得到了運用，備受好評。

根據樁基理論可知，管樁側面積與樁身橫截面的周長大小有關，而管樁的承載力與樁周圍土體和樁身側面接觸面積有關，在其它條件都相同的情況下，樁周圍土體和樁身側面接觸面積越大，管樁的承載力越高。經過調研，目前市場上混凝土管樁的外部橫截面主要為圓形、方形或其他非流線型截面，圓形管樁的比表面積相對較小，材料利用率相對較低，沒有充分發揮管樁材料的性能，方形管樁或其他非流線型的管樁橫截面雖然比表面積相對較大，但是在它們橫截面的轉角處容易產生應力集中，使用時長期的應力集中容易縮短管樁的使用壽命。因此，為了提高了樁基的承載力又延長了樁基的使用壽命，尋求一種不但比表面積大而且為流線型的管樁橫截面顯得尤為重要。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施例提供了一種承載能力強、使用壽命長、比表面積大的梅花形混凝土管樁及其施工方法。

本發明的實施例提供一種梅花形混凝土管樁，包括樁身和焊接于所述樁身上下兩端的金屬板，所述樁身空心，包括鋼筋籠和填充所述鋼筋籠的混凝土，所述樁身的橫截面包括中空的內圓和梅花形的輪廓，所述輪廓由N個凸弧和N 個凹弧相互間隔組成，相鄰的所述凸弧和所述凹弧流線型連接，所述鋼筋籠包括與所述N個凹弧一一對應的N對主筋和與N個所述凸弧一一對應的N個鋼筋網片，還包括若干箍筋，每對所述主筋位于與之對應的所述凹弧的對稱線上，每個所述鋼筋網片位于與之對應的所述凸弧的對稱線上，若干所述箍筋上下設置且相互平行，每一所述箍筋與N對所述主筋和N個所述鋼筋網片相互焊接固定，每一所述鋼筋網片包括兩根豎筋和位于所述兩根豎筋之間用于連接所述兩根豎筋的若干短筋，所述兩根豎筋位于所述凸弧的對稱線上且與所述主筋相互平行并與所述主筋一起沿上下方向貫穿所述樁身上的所述混凝土而與二所述金屬板焊接，N為大于3的自然數。

進一步地，任意二所述短筋相互平行，且所述短筋與對應的所述豎筋相互焊接固定。

進一步地，在所述樁身的任一橫截面上具有一個大平分圓和一個小平分圓，與N個所述凸弧均相切的圓為外接圓，與N個所述凹弧均相切的圓為內切圓，所述大平分圓的半徑等于所述外接圓和所述內切圓的半徑之和的一半，所述小平分圓的半徑等于所述內切圓與所述內圓的半徑之和的一半，所述箍筋在所述橫截面上的投影與所述小平分圓重合，每對所述主筋包括兩根主筋，所述兩主筋焊接于所述箍筋的內外兩側且均位于與之對應的所述凹弧的對稱線上，所述鋼筋網片中的一所述豎筋位于所述凸弧的對稱線與所述大平分圓的交點處，另一所述豎筋位于該對稱線與所述小平分圓的交點處且與所述箍筋的外側焊接。

進一步地，所述內切圓的半徑等于所述外接圓和所述內圓的半徑之和的一半。