一种三角梅花形混凝土管桩制造技术

本实用新型专利技术涉及一种三角梅花形混凝土管桩，包括桩身、桩顶、桩底和桩尖，桩身连接桩顶和桩底，且桩尖和桩底连接从而形成一个整体的混凝土管桩，桩身的外横截面包括三凸翼和三凹翼，三凸翼和三凹翼交错排列，且相邻的凸翼和凹翼流线型连接，桩身中部设有通孔，桩身由钢筋笼和混凝土浇筑制成，钢筋笼由螺旋箍筋、三对主筋和三加固板组成，桩身凹弧段上设有三对主筋，桩身凸弧段上设有三个加固板，三对主筋和三块加固板内侧与螺旋箍筋对应焊接来连接构成整体的钢筋笼，桩顶和桩底均为与桩身横截面形状且尺寸大小相同的金属板，管桩的外截面三角梅花形不但可增加桩与土的接触面积，且可以增加桩侧摩阻力，可实现较大的对抗扭要求。

【技术实现步骤摘要】
一种三角梅花形混凝土管桩
本技术涉及建筑领域中基桩形状和构造的改进，具体涉及一种三角梅花形混凝土管桩及其制作方法。
技术介绍
预制混凝土管桩是一种在工厂制成的用沉桩设备将桩打入土中的桩型，因为其具有制作方便，承载力大的优点近年来在许多工程上得到了广泛的运用，根据所运用的地层条件不同，管桩既可用作端承桩，又可用作摩擦桩。端承桩是指桩的下部有相当一段长度位于坚硬岩层中的桩，对于穿过均匀软土层嵌入硬质基岩中的嵌岩桩，由于桩底基岩强度很高，桩底位移很小，桩身位移也不大，此时，桩周土体发挥极限侧阻所需相对位移尚未达到，桩侧阻力无法充分发挥，而硬质基岩所需极限位移能够达到，使桩端阻力得到充分发挥，这种嵌岩桩称为端承桩。由于当管桩作为端承桩时，桩的承载主要依靠桩底部分嵌入岩中产生承载力，此时，桩底部需要更牢固，且还需有对抗扭要求比较大的承受水平力。摩擦桩是指运用于岩层埋置很深的地基，在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩侧阻力承受的桩，对于摩擦桩来说，桩的承载力主要取决于桩与土的接触面积，桩与土的接触面积越大，桩侧摩阻力越大，因此摩擦桩的承载力也越大。管桩运用于基岩埋藏较浅且基岩风化严重、强风化岩层较厚、其上还有一层全风化岩层和风化残积土的地质条件，管桩基础的持力层选在较厚的强风化或全风化、坚硬的粘性土层、密实的碎石土层中。管桩运用到方方面面，包括公路、港口、桥梁、码头、工业与民用建筑等的基础建设当中，因此管桩主要受到来自外部荷载的沿管桩方向的轴向作用(竖向力)、来自风荷载、波浪荷载、以及地震荷载等水平横向作用以及来自轴向或者水平向受到的偏心力所引起的偏心弯矩，这样难免会出现应力集中的情形，容易造成桩身材料的变形，同时导致管桩的耐久性变差，因此需要一种既能防止应力集中，又能提高桩的抗扭稳定性，还能提高桩的承载力的管桩来解决上述问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的公开了一种三角梅花形混凝土管桩，可实现较大的对抗扭要求，保证底部更加的牢固。第一方面：本技术的公开了一种三角梅花形混凝土管桩，包括桩身、桩顶、桩底和桩尖，所述桩身连接桩顶和桩底，所述桩顶置于桩身一端，所述桩底和桩尖连接置于桩身的另外一端，所述桩身的外横截面包括三凸翼和三凹翼，三所述凸翼均为边缘平滑且大小相同的凸弧，三所述凹翼均为边缘平滑且大小相同的凹弧，三所述凸翼和三所述凹翼交错排列，且相邻的凸翼和凹翼流线型连接，桩身中部设有一贯通的圆形通孔，所述桩身由钢筋笼和混凝土浇筑制成；所述钢筋笼由螺旋箍筋、三对主筋和三加固板组成，所述桩身凹弧段上等角度地设有三对所述主筋，所述桩身凸弧段上等角度地设有三个贯通桩身的加固板，三对凹弧段的所述主筋和三块凸弧段的所述加固板内侧与所述螺旋箍筋对应焊接来连接构成整体的钢筋笼，所述钢筋笼中螺旋箍筋在两端的间距小于在中间的间距，有利于管桩两端的加固；所述桩身三角梅花形外壁的内切圆和外切圆中间位置设为大平分圆，内切圆与通孔内壁的内圆中间位置设为小平分圆，所述螺旋箍筋位置与小平分圆位置重合，所述内切圆与三角梅花形外壁依次切于三个内切点，三个内切点与通孔中心处形成三个短轴，三个所述短轴与小平分圆交于三个内切小平分圆交点，所述外切圆与三角梅花形外壁依次切于三个外切点，三个外切点与通孔中心形成三个长轴，三个所述长轴与大平分圆交于三个大平分圆交点，三个所述长轴与小平分圆交于三个外切小平分圆交点，三对所述主筋位于内切小平分圆交点处的螺旋箍筋内外两侧，三所述加固板一侧位于外切小平分圆交点处的螺旋箍筋外侧，另一侧位于大平分圆交点处的桩身凸弧段内；所述桩顶和桩底均为与所述桩身横截面形状且尺寸大小相同的金属板，两个所述金属板上均设有与钢筋笼横截面布置相同的孔，所述桩尖与桩底连接安装在桩身底部，用于封闭桩身和挤土。进一步地，所述加固板为钢板或钢筋网片。进一步地，所述钢筋网片由两根长度规格相同的竖筋间隔分布，两所述竖筋间间隔分布若干短筋，三对凹弧段的所述主筋和三块凸弧段的所述钢筋网片内侧与所述螺旋箍筋对应焊接来连接构成整体的钢筋笼。进一步地，所述金属板的三个凹弧方向上等角度间隔设有三对与三对主筋位置对应的主筋孔，金属板的三个凸弧方向上等角度间隔设有与钢板位置对应的钢板孔。进一步地，所述金属板的三个凹弧方向上等角度间隔设有三对与主筋位置对应的主筋孔，金属板的三个凸弧方向上等角度间隔设有三对与钢筋网片上竖筋位置对应的竖筋孔。进一步地，所述桩尖为闭口桩尖，闭口桩尖由桩尖顶部和桩尖头部组成，桩尖顶部的横截面形状为圆环，桩尖顶部圆环的外径与所述通孔内壁圆半径相同，桩尖头部为锥形，且所述桩尖头部设有三条加固条，三条加固条等角度分布在桩尖头部的三个凸弧方向上。进一步地，所述桩尖为开口桩尖，开口桩尖一部分为包围并连接桩身底部的桩尖包围部分，所述桩尖包围部分由三块相同的凹弧形钢板和凸弧形钢板焊接而成，桩尖包围部分的内壁与桩身外壁形状尺寸相同，另一部分桩尖挤土部分，桩尖挤土部分为六块大小相同的挤土板，所述挤土板外部设有便于挤土的棱角，六块所述挤土板均匀安装在桩尖包围部分中凹弧形钢板和凸弧形钢板的弧顶外侧。第二方面：本技术公开了一种三角梅花形混凝土管桩的制作方法，该方法具有以下步骤：1)根据桩身界面的形状及尺寸制作模具，模具的高度为桩身高度和两块金属板的高度之和；2)将三对主筋等角度地分布在桩身的三个凹弧段，在桩身的三个凸弧段上设置一块贯通桩身的钢板，三对凹弧段的所述主筋和螺旋箍筋焊接，三块凸弧段的钢板内侧与螺旋箍筋对应焊接，来连接构成桩身整体的钢筋笼；3)根据桩身横截面形状尺寸制作金属板，在金属板上三个凹弧方向上等角度间隔设有三对与六主筋位置对应的主筋孔，金属板的凸弧方向上还设有与钢板位置对应的钢板孔，将步骤2中的制作的钢筋笼底部插入金属板预留的孔洞内，然后在金属板的外部进行焊接，得到带底座的制作完整的钢筋笼；4)将步骤3中的带金属板底座的钢筋笼按照对应的方向垂直竖直放入模具中，将离心处理后的混凝土通过上部的桩身横截面孔进行浇筑，并在浇筑时顶部预留金属板高度的位置用于金属板的焊接，边浇筑边搅拌，浇筑完成后进行主筋的张拉，张拉完成后进行离心，等待混凝土离心成型后拆模，得到成型的钢筋混凝土桩；5)将步骤4中制成的钢筋混凝土桩进行蒸汽养护，随后在钢筋混凝土桩的顶部焊接金属板，得到整体的桩身；6)将桩尖与桩身底部穿插安装，并在连接处进行焊接固定，得到整体的三角梅花形混凝土管桩。进一步地，两个所述金属板的厚度相同。进一步地，所述桩尖为开口桩尖或闭口桩尖。本技术提供的技术方案带来的有益效果是：1、三角梅花形的截面整体作为一个三角形，抗扭性比较强，且桩底部更加的牢固，桩底部分嵌入岩中可接受的承载力也较大；2、三角梅花横截面的桩身为流线型，不容易产生应力集中，增加了桩身的耐久性；3、凸弧方向上布置的钢板，一方面增加了配筋的面积，提高了混凝土的抗剪性能，另一方面，混凝土主要受压力，钢板受拉力，混凝土和钢筋的搭配既提高了钢筋混凝土的抗拉性能，又提高了钢筋凝土的抗压性能，使钢筋混凝土的受力比较均匀，并且三个凸弧方向上钢板的布置连通整个桩身，与桩顶桩底焊接为一个整体，提高了桩的整体性，还提高了管桩的抗弯性能。附图说明图1是本技术一种三角梅花形混凝土管桩的立体图；图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三角梅花形混凝土管桩，包括桩身、桩顶、桩底和桩尖，所述桩身连接桩顶和桩底，所述桩顶置于桩身一端，所述桩底和桩尖连接置于桩身的另外一端，其特征在于：所述桩身的外横截面包括三凸翼和三凹翼，三所述凸翼均为边缘平滑且大小相同的凸弧，三所述凹翼均为边缘平滑且大小相同的凹弧，三所述凸翼和三所述凹翼交错排列，且相邻的凸翼和凹翼流线型连接，桩身中部设有一贯通的圆形通孔，所述桩身由钢筋笼和混凝土浇筑制成；所述钢筋笼由螺旋箍筋、三对主筋和三加固板组成，所述桩身凹弧段上等角度地设有三对所述主筋，所述桩身凸弧段上等角度地设有三个贯通桩身的加固板，三对凹弧段的所述主筋和三块凸弧段的所述加固板内侧与所述螺旋箍筋对应焊接来连接构成整体的钢筋笼；所述桩身三角梅花形外壁的内切圆和外切圆中间位置设为大平分圆，内切圆与通孔内壁的内圆中间位置设为小平分圆，所述螺旋箍筋位置与小平分圆位置重合，所述内切圆与三角梅花形外壁依次切于三个内切点，三个内切点与通孔中心处形成三个短轴，三个所述短轴与小平分圆交于三个内切小平分圆交点，所述外切圆与三角梅花形外壁依次切于三个外切点，三个外切点与通孔中心形成三个长轴，三个所述长轴与大平分圆交于三个大平分圆交点，三个所述长轴与小平分圆交于三个外切小平分圆交点，三对所述主筋位于内切小平分圆交点处的螺旋箍筋内外两侧，三所述加固板一侧位于外切小平分圆交点处的螺旋箍筋外侧，另一侧位于大平分圆交点处的桩身凸弧段内；所述桩顶和桩底均为与所述桩身横截面形状且尺寸大小相同的金属板，两个所述金属板上均设有与钢筋笼横截面布置相同的孔，所述桩尖与桩底连接安装在桩身底部，用于封闭桩身和挤土。...

【技术特征摘要】
1.一种三角梅花形混凝土管桩，包括桩身、桩顶、桩底和桩尖，所述桩身连接桩顶和桩底，所述桩顶置于桩身一端，所述桩底和桩尖连接置于桩身的另外一端，其特征在于：所述桩身的外横截面包括三凸翼和三凹翼，三所述凸翼均为边缘平滑且大小相同的凸弧，三所述凹翼均为边缘平滑且大小相同的凹弧，三所述凸翼和三所述凹翼交错排列，且相邻的凸翼和凹翼流线型连接，桩身中部设有一贯通的圆形通孔，所述桩身由钢筋笼和混凝土浇筑制成；所述钢筋笼由螺旋箍筋、三对主筋和三加固板组成，所述桩身凹弧段上等角度地设有三对所述主筋，所述桩身凸弧段上等角度地设有三个贯通桩身的加固板，三对凹弧段的所述主筋和三块凸弧段的所述加固板内侧与所述螺旋箍筋对应焊接来连接构成整体的钢筋笼；所述桩身三角梅花形外壁的内切圆和外切圆中间位置设为大平分圆，内切圆与通孔内壁的内圆中间位置设为小平分圆，所述螺旋箍筋位置与小平分圆位置重合，所述内切圆与三角梅花形外壁依次切于三个内切点，三个内切点与通孔中心处形成三个短轴，三个所述短轴与小平分圆交于三个内切小平分圆交点，所述外切圆与三角梅花形外壁依次切于三个外切点，三个外切点与通孔中心形成三个长轴，三个所述长轴与大平分圆交于三个大平分圆交点，三个所述长轴与小平分圆交于三个外切小平分圆交点，三对所述主筋位于内切小平分圆交点处的螺旋箍筋内外两侧，三所述加固板一侧位于外切小平分圆交点处的螺旋箍筋外侧，另一侧位于大平分圆交点处的桩身凸弧段内；所述桩顶和桩底均为与所述桩身横截面形状且尺寸大小相同的金属板，两个所述金属板上均设有与钢筋笼横截面布置相同的孔，所述桩尖与桩底连接安装在桩身底部，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨松，吴文兵，梁荣柱，李立辰，宗梦繁，张良，刘浩，官文杰，朱振南，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：新型
国别省市：湖北,42