蜂巢型钢板桩及其加工与施工方法技术

本发明专利技术涉及岩土及地质工程领域，且公开了蜂巢型钢板桩，包括桩身、设置在桩身上的加劲肋以及通过卡槽连接桩身上的桩帽，桩身下端部五分之一范围内为光滑面a，加劲肋设于靠桩身上部三分之一处，桩帽内部开设有圆孔，圆孔孔径为100mm，该蜂巢型钢板桩及其加工与施工方法，桩体特有的六边形单元对称组合结构增加了钢板桩的整体竖向和水平刚度，能够有效地控制桩体本身竖向变形及侧向挠曲变形。桩体本身竖向变形及侧向挠曲变形。桩体本身竖向变形及侧向挠曲变形。

【技术实现步骤摘要】
蜂巢型钢板桩及其加工与施工方法


[0001]本专利技术涉及岩土及地质工程领域，具体为蜂巢型钢板桩及其加工与施工方法。

技术介绍

[0002]在软弱土、砂土地区的高速公路及铁路桥涵过渡段，桥台桩基础受到上部桥梁涵洞等上部结构荷载影响，桥台与路基之间的差异沉降直接影响高速铁路及公路车辆的平稳安全运营，因此在对路线车辆运行平稳要求较高的高速公路及铁路软土地区，控制深厚软土地基的工后沉降至关重要，也决定了高速公路及铁路工程水平和效果。对于桥涵过渡段差异沉降过大的原因，一是桥台墩台桩基础整体沉降量控制的比较好，二是软弱地基桥背及路基段自身沉降量过大，导致桥台与台背路基出现较大的差异沉降，形成错台，致使行车时发生桥头跳车，影响行车安全、降低车速、影响运营费用和加速桥梁及路面的病害。因此需要一种薄截面钢板桩加固路基，能够快速在软土地基中施工并充分发挥土体与桩体之间的侧阻力和端阻力，有效提高台背路基及地基承载力，减小整体沉降量，同时减小桩体施工对周围土体产生的挤压影响，有效控制桥涵过渡段差异沉降。
[0003]在基坑开挖施工中，除去大型混凝土桩体外，对可回收式施工方法，有采用拉森钢板桩支护方法，其插入施工较为便捷，其整体刚度及稳定性较差，抗弯能力差，在地面超载及水压影响下，会产生较大挠曲和变形，在打入深度较小时，需要辅助围檩及内支撑来降低侧向位移，施工工序多且耗费成本和时间。一旦出现局部失稳，很难快速控制。因此需要研究一种具有较大整体刚度的新型钢板桩，充分发挥其侧向抗弯刚度大、竖向及水平承载力高的优点，为基坑提供较大的水平承载力和控制基坑位移。在建筑基坑失稳应急抢险中，可在有限作业空间快速打入钢板桩，可利用新型钢板桩提供侧向抗弯承载力，弥补和解决拉森型钢板桩侧向抗弯曲能力较差以及来不及施加内支撑和打锚杆的工程问题。新型钢板桩具有整体竖向及侧向抗弯刚度大
[0004]软弱土、砂土分布较多较厚的区域，需要重型机械快速进场施工，但地基过于软弱导致机械进入困难，严重影响施工工期，为此我们提出了蜂巢型钢板桩及其加工与施工方法。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了蜂巢型钢板桩及其加工与施工方法，解决了上述的问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现上述所述目的，本专利技术提供如下技术方案：蜂巢型钢板桩，包括桩身、设置在桩身上的加劲肋以及通过卡槽连接桩身上的桩帽，桩身下端部五分之一范围内为光滑面a，加劲肋设于靠桩身上部三分之一处，桩帽内部开设有圆孔，圆孔孔径为100mm。
[0009]优选的，所述桩身由三个正六边形组成的蜂巢对称结构组成，每个正六边形组成
的蜂巢对称结构包括等边星型腹板与等边外缘板，等边星型腹板设置在等边外缘板的端部，各边之间的夹角均为120
°
。
[0010]优选的，所述加劲肋2呈倒三棱锥型且其贴合外缘板凹角，加劲肋底边宽度d4为钢板外缘板边长d1的0.5倍，加劲肋的棱锥高度为外缘板边长d1的0.8
‑
1倍，加劲肋的棱锥面e为光滑面，加劲肋的同竖向夹角为14
°‑
16
°
。
[0011]蜂巢型钢板桩的加工方法，包括以下步骤：
[0012]第一步：将桩身加工为三个正六边形组成的蜂巢对称结构；
[0013]第二步：在桩身下部位置进行光滑处理得到光滑面；
[0014]第三步：将倒三棱锥加劲肋贴合焊接在外缘板的凹角边；
[0015]第四步：将加劲肋进行光滑处理得到光滑面；
[0016]第五步：桩帽下部通过外卡槽板和内卡槽板与桩身顶部连接；
[0017]第六步：对桩帽加工粗糙面；
[0018]第七步：对桩帽加工三个等直径圆孔。
[0019]蜂巢型钢板桩的施工方法，包括以下步骤：
[0020]第一步：打桩前进行现场表层垃圾清理、场地平整、定位放线；
[0021]第二步：对桩身进行防锈和防腐层的涂装；
[0022]第三步：将蜂巢型钢板桩进行桩身划线，以方便沉桩贯入观测及施工控制；
[0023]第四步：利用沉桩振动器将蜂巢型钢板桩顶部进行抓握夹持测试，确保吊装及振动顺利实施；
[0024]第五步：按照既定放点位置分区段振动沉入蜂巢型钢板；
[0025]第六步：由履带式振动打桩机进行沉桩贯入施工，每一个区段沉桩四根，控制施工桩间距，桩基之间呈正方形等间距分布，中心间距为2.0
‑
3.0m；
[0026]第七步：连接桩帽，在桩帽上方铺设钢板，使钢板桩多组整体连接。
[0027](三)有益效果
[0028]与现有技术相比，本专利技术提供了蜂巢型钢板桩及其加工与施工方法，具备以下有益效果：
[0029]1、该蜂巢型钢板桩及其加工与施工方法，桩体特有的六边形单元对称组合结构增加了钢板桩的整体竖向和水平刚度，能够有效地控制桩体本身竖向变形及侧向挠曲变形。
[0030]2、该蜂巢型钢板桩及其加工与施工方法，蜂巢桩多边形组合结构，有更多的桩土接触面积，具有更好的侧向摩阻力贡献，可提高桩体竖向及水平承载力。
[0031]3、该蜂巢型钢板桩及其加工与施工方法，加劲肋布置在桩身易发生侧向挠曲位置，加劲肋结构形式及布置位置能提高桩身抗弯及抗剪切能力，使桩周土应力分布相对均匀，控制桩体不均匀受力，使桩体产生较小竖向及水平位移。
[0032]4、该蜂巢型钢板桩及其加工与施工方法，在公路铁路桥涵结构过渡段设置蜂巢型钢板桩，提高了桥涵台背路基的承载力，可有效控制桥头/台及涵洞过渡段差异沉降；
[0033]5、该蜂巢型钢板桩及其加工与施工方法，软弱土、砂土场地可使用液压振动沉桩机打入钢板桩，连接桩帽后于上方铺设钢板，可使重型施工机械快速进场，达到高效率、低成本施工目的。
[0034]6、该蜂巢型钢板桩及其加工与施工方法，在基坑开挖施工中，可预先打入蜂巢型
钢板桩，以其整体刚度大、挤土效应小、竖向及水平承载力高优点，控制基坑侧向变形及土压力分布，保证基坑开挖稳定。
[0035]7、该蜂巢型钢板桩及其加工与施工方法，在建筑基坑失稳应急抢险中，可在有限作业空间快速打入钢板桩，依托其对称型结构及整体刚度较大的特点，重点提供侧向抗弯承载力及控制基坑变形，弥补和解决拉森型钢板桩侧向抗弯曲能力较差以及来不及进行内支撑和打锚杆的工程问题。
附图说明
[0036]图1为本专利技术结构示意图；
[0037]图2为本专利技术中桩身的横截面图；
[0038]图3为本专利技术中不含桩帽的桩身截面结构示意图；
[0039]图4为本专利技术中桩帽结构示意图；
[0040]图5为本专利技术中桩身域桩帽连接示意图；
[0041]图6为本专利技术中桩身与桩帽连接螺母和螺杆示意图；
[0042]图7为本专利技术中桩身与桩帽连接示意图；
[0043]图8为本专利技术中桩帽上方铺设钢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.蜂巢型钢板桩，其特征在于，包括桩身(1)、设置在桩身(1)上的加劲肋(2)以及通过卡槽连接桩身(1)上的桩帽(3)，桩身(1)下端部五分之一范围内为光滑面a，加劲肋(2)设于靠桩身(1)上部三分之一处，加劲肋(2)呈倒三棱锥型贴合外缘板凹角，桩帽(3)内部开设有圆孔(4)，圆孔(4)孔径为100mm。2.根据权利要求1所述的蜂巢型钢板桩，其特征在于：所述桩身(1)由三个正六边形组成的蜂巢对称结构组成，每个正六边形组成的蜂巢对称结构包括等边星型腹板(5)与等边外缘板(6)，等边星型腹板(5)设置在等边外缘板(6)的端部，各边之间的夹角均为120
°
。3.根据权利要求1所述的蜂巢型钢板桩，其特征在于：所述加劲肋(2)呈倒三棱锥型且其贴合外缘板(6)凹角，加劲肋(2)底边宽度d4为钢板外缘板(6)边长d1的0.5倍，加劲肋(2)的棱锥高度为外缘板(6)边长d1的0.8
‑
1倍，加劲肋(2)的棱锥面e为光滑面，加劲肋(2)的同竖向夹角为14
°‑
16
°
。4.蜂巢型钢板桩...

【专利技术属性】
技术研发人员：付强，顾美湘，袁杰，吴杨，夏敬潮，李亚东，张效禹，林逸峰，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：