适用于深水以及珊瑚礁地质的钢管复合桩基础制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于深水以及珊瑚礁地质的钢管复合桩基础，包括承台以及支承所述承台的桩基，所述桩基包括钢筋混凝土桩体以及围护在所述钢筋混凝土桩体外部的钢护筒；其中，所述钢护筒和所述钢筋混凝土桩体的上端嵌入至所述承台；其中，所述钢护筒的嵌入至所述承台的部分包括环形钢圈以及均匀环设在所述环形钢圈上的钢板条，所述钢板条与所述钢筋混凝土桩体的横截面的夹角为90‑110°，且相邻两根钢板条的间距为钢板条宽度的0.8‑1.2倍。本实用新型专利技术增加了桩基承载能力，特别是可以增加桩基的水平承载力，可减小桩基础钢筋笼的钢筋用量，大大降低了基础施工风险和造价。

【技术实现步骤摘要】
适用于深水以及珊瑚礁地质的钢管复合桩基础
本技术涉及桥梁设计领域。更具体地说，本技术涉及一种适合深水、珊瑚礁地质条件的钢管复合桩基础。
技术介绍
在国家“一带一路”战略背景下，连岛桥梁工程将成为海上丝绸之路沿线国家带动经济发展的重要契机。然而在这类国家和地区修建桥梁，将面临国内桥梁建设所未曾面对过的难题。外海岛礁建桥环境普遍存在以下特点，深水(大于50m)、长周期涌浪(大于14s)、珊瑚礁地质几个主要的特点，给桥梁基础设计提出了难题。深水意味着基础在水中的自由高度大，对基础的刚度和强度要求更高。同样的水流条件下，深水将增加作用在基础上的水流力，因此基础需有强大的抵抗水平荷载能力。珊瑚礁是发育于热带海洋环境中由生物作用和地质作用共同形成的地质体，是一种特殊的岩土介质类型，有着独特的工程环境特性和工程地质性质。珊瑚礁地质呈现出准礁灰岩、礁灰岩均具有密度低、孔隙大、结构性强、脆性大、强度各向异性显著的特点。目前尚无在珊瑚礁地质条件下使用桩基础的桥梁工程先例，尤其是深水、珊瑚礁地质条件，如采用钢管桩，珊瑚礁地质条件下侧摩阻力小，难以满足承载力要求。如采用钻孔灌注桩基础，则水中部分桩基的自重大大增加了对基础的承载要求，效率很低。同时，由于水深大，基础所需承受的水平荷载非常大，因此桩基水平承载要求高。
技术实现思路
本技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本技术还有一个目的是提供一种水平承载力更高的适应于深水、珊瑚礁地质条件的钢管复合桩基础的结构形式。为了实现根据本技术的这些目的和其它优点，提供了一种适用于深水以及珊瑚礁地质的钢管复合桩基础，包括承台以及支承所述承台的桩基，所述桩基包括钢筋混凝土桩体以及围护在所述钢筋混凝土桩体外部的钢护筒；其中，所述钢护筒和所述钢筋混凝土桩体的上端嵌入至所述承台；其中，所述钢护筒的嵌入至所述承台的部分包括环形钢圈以及均匀环设在所述环形钢圈上的钢板条，所述钢板条与所述钢筋混凝土桩体的横截面的夹角为90-110°，且相邻两根钢板条的间距为钢板条宽度的0.8-1.2倍。优选地，所述钢护筒和所述钢筋混凝土桩体嵌入所述承台的长度为所述承台高度的0.4-0.6倍。优选地，所述钢护筒自下而上的占总长度0.05-0.3的范围的厚度为所述钢护筒的其余部位的厚度的1.5-2倍。优选地，所述钢护筒的底部设置切角。优选地，所述切角的断面满足：e3＝t×(e1+e2)；并且t∈(0.8-1.5)；其中，所述e1为所述钢护筒的其余部位的厚度，e2为所述钢护筒自下而上的占总长度0.05-0.3的范围的厚度与e1的差值，e3为所述切角的断面高度，t为参数。本技术至少包括以下有益效果：钢护筒参与桩基的受力，增加了桩基承载能力，可减小桩基础钢筋笼的钢筋用量，大大降低了基础施工风险和造价，同时钢护筒作为桩基的外部结构一方面保护了混凝土受海水腐蚀，以腐蚀自身的方式保证了混凝土免受海水腐蚀的影响。本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术所述钢护筒的结构示意图；图3为本技术中所述钢护筒嵌入承台部分的结构示意图；图4为本技术中倾角的示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。本技术提供一种适用于深水以及珊瑚礁地质的钢管复合桩基础，包括承台以及支承所述承台的桩基，所述桩基包括钢筋混凝土桩体以及围护在所述钢筋混凝土桩体外部的钢护筒；其中，所述钢护筒和所述钢筋混凝土桩体的上端嵌入至所述承台；其中，所述钢护筒的嵌入至所述承台的部分包括环形钢圈以及均匀环设在所述环形钢圈上的钢板条，所述钢板条与所述钢筋混凝土桩体的横截面的夹角为90-110°，且相邻两根钢板条的间距为钢板条宽度的0.8-1.2倍。在一个实施例中，所述钢护筒和所述钢筋混凝土桩体嵌入所述承台的长度为所述承台高度的0.4-0.6倍。在一个实施例中，所述钢护筒自下而上的占总长度0.05-0.3的范围的厚度为所述钢护筒的其余部位的厚度的1.5-2倍。在一个实施例中，所述钢护筒的底部设置切角。在一个实施例中，所述切角的断面满足：e3＝t×(e1+e2)；并且t∈(0.8-1.5)；其中，所述e1为所述钢护筒的其余部位的厚度，e2为所述钢护筒自下而上的占总长度0.05-0.3的范围的厚度与e1的差值，e3为所述切角的断面高度，t为参数。实施例1一种适应于深水、珊瑚礁地质条件的钢管复合桩基础的结构形式，如图1所示，其组成包括三个部分：钢护筒1、承台2以及钢筋混凝土桩体3，其特点为钢护筒1参与桩基水平承载，竖向承载钢护筒和钻孔灌注桩部分共同承担，最主要的还是钢护筒内的混凝土桩来承担。为确保钢护筒1与钢筋砼部分协同受力，位于外部的钢护筒1和钢筋混凝土桩体3的上端深入到承台2，其深入长度为a，a的值大小一般为承台2高度的一半，以确保上端嵌固。钢护筒1的长度比钢筋混凝土的长度要小，钢护筒1的深入岩面内部的长度b按照两点来确定，一是钢护筒1在桩基的施工阶段可以自稳并满足施工期临时荷载作用，如钻机、吊车等临时荷载的作用等，二是钢护筒1参与桩基的受力，深入长度要满足一定的要求，钢护筒1的入岩深度需超过桩基嵌固点，嵌固点深度需根据地层参数及相关规范要求确定。钢筋混凝土段的长度要根据桩基的受力情况来确定长度。钢护筒1的结构如图2所示，钢护筒1的底部d长度的区域内需要加强，即钢护筒1的厚度增加，以满足钢护筒1在施打的过程中可以顺利进入岩层内部为宜，同时在钢护筒1的底部，需要设置切角如图4所示，以利于钢护筒1进入岩层。d的取值大小与钢护筒1的厚度呈一定关系：e3＝t×(e1+e2)；并且t∈(0.8-1.5)；其中，所述e1为所述钢护筒的其余部位的厚度，e2为所述钢护筒自下而上的占总长度0.05-0.3的范围的厚度与e1的差值，e3为所述切角的断面高度，t为参数。进入承台2内部的钢护筒1结构形式如图2和图3所示，上部结构的钢护筒1需要切割成钢板条101形式。其中承台2内部钢筋与深入承台2内的钢板条101位置相互冲突时可以根据实际设计的情况，改变钢板条101的位置，以适应承台2内通长钢筋布置的需要，如剩余钢板条101受力不足以满足受力要求，可通过在板条外贴钢筋的方式补足，以满足钢护筒1与承台2的结合共同受力的需要。钢护筒1深入承台2部分分为两个部分，a1和a2部分。a1部分是未作处理的钢护筒1桩基，主要是连接形式上的过渡作用，同时也是考虑到承台2施工是需要施工封底混凝土，在封底混凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于深水以及珊瑚礁地质的钢管复合桩基础，其特征在于，包括承台以及支承所述承台的桩基，所述桩基包括钢筋混凝土桩体以及围护在所述钢筋混凝土桩体外部的钢护筒；其中，所述钢护筒和所述钢筋混凝土桩体的上端嵌入至所述承台；其中，所述钢护筒的嵌入至所述承台的部分包括环形钢圈以及均匀环设在所述环形钢圈上的钢板条，所述钢板条与所述钢筋混凝土桩体的横截面的夹角为90‑110°，且相邻两根钢板条的间距为钢板条宽度的0.8‑1.2倍。

【技术特征摘要】
1.一种适用于深水以及珊瑚礁地质的钢管复合桩基础，其特征在于，包括承台以及支承所述承台的桩基，所述桩基包括钢筋混凝土桩体以及围护在所述钢筋混凝土桩体外部的钢护筒；其中，所述钢护筒和所述钢筋混凝土桩体的上端嵌入至所述承台；其中，所述钢护筒的嵌入至所述承台的部分包括环形钢圈以及均匀环设在所述环形钢圈上的钢板条，所述钢板条与所述钢筋混凝土桩体的横截面的夹角为90-110°，且相邻两根钢板条的间距为钢板条宽度的0.8-1.2倍。2.如权利要求1所述的钢管复合桩基础，其特征在于，所述钢护筒和所述钢筋混凝土桩体嵌入所述承台的长度为所述承...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鸿，张永涛，何超然，秦宗平，林树奎，游新鹏，程多云，郗永磊，唐衡，曹志，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42