有翼预制桩及其施工方法与流程

1.本发明涉及土木工程施工技术领域，特别涉及一种有翼预制桩及其施工方法。


背景技术：

2.水上工程桩基由于承受水流作用，因此，其水平承载力需求比较高。目前提高桩基水平承载力的方法主要有：扩大桩径、提高桩身强度以及提高地基承载力。
3.为了提高桩基水平承载力，相关技术中提供了一种海上风电单桩复合带翼新型筒形基础及其施工方法。所述海上风电单桩复合带翼新型筒形基础，包括带有翼板的筒型基础和单桩；所述带有翼板的筒型基础包括筒裙、顶盖、护筒和翼板，所述筒裙上端连接顶盖，顶盖中心处形成一圆孔，圆孔上部设置与顶盖连接的护筒，所述筒裙外壁辐呈射状等间距设置翼板；所述单桩于所述顶盖的圆孔处贯穿设置于所述带有翼板的筒型基础的中心处，所述单桩与所述护筒之间通过高强灌浆材料连接固定。
4.虽然上述方案能够提高桩基水平承载力，但是其结构复杂，而且施工工序繁琐。特别是单桩与护筒之间需要通过高强灌浆材料进行连接，涉及水下作业，施工难度大，且成本较高。
5.因此，如何在提高桩基水平承载力的同时，使得施工工序简单、成本降低，日益成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种有翼预制桩及其施工方法，以解决现有技术中存在的桩基水平承载力较低、施工工序繁琐以及成本较高等其中的一个或多个问题。
7.为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种有翼预制桩，包括有翼段和无翼段；所述有翼段包括第一桩体和至少一个翼板，所述翼板连接在所述第一桩体的外侧面，且所述翼板的延伸方向不垂直于所述第一桩体的延伸方向；所述无翼段包括第二桩体，所述第二桩体的一端与所述第一桩体的一端固定连接。
8.可选的，所述第一桩体包括钢管混凝土桩或钢管桩，且所述翼板的材质为钢板。
9.可选的，所述翼板焊接在所述第一桩体的外侧面，且多个所述翼板均匀分布。
10.可选的，所述翼板与所述第一桩体的焊接方向平行于所述第一桩体的延伸方向。
11.可选的，沿所述第一桩体的延伸方向，所述第一桩体的两端均超出所述翼板的对应的两端一预设长度。
12.可选的，所述预设长度的取值范围为50厘米-100厘米。
13.可选的，所述第二桩体包括钢管混凝土桩、钢管桩或混凝土桩。
14.可选的，所述第一桩体与所述第二桩体焊接或螺栓连接。
15.为达到上述目的，本发明还提供了一种有翼预制桩的施工方法，所述有翼预制桩为上述任一项所述的有翼预制桩，所述施工方法，包括：分别获得有翼段和无翼段；沉放所述无翼段；固定连接所述有翼段与所述无翼段，得到所述有翼预制桩；将所述有翼预制桩沉
至设计标高。
16.为达到上述目的，本发明还提供了一种有翼预制桩的施工方法，所述施工方法包括：获得上述任一项所述的有翼预制桩；将所述有翼预制桩沉至设计标高。
17.与现有技术相比，本发明提供的有翼预制桩及其施工方法具有以下有益效果：
18.本发明提供的有翼预制桩，包括有翼段和无翼段；所述有翼段包括第一桩体和至少一个翼板，所述翼板连接在所述第一桩体的外侧面，且所述翼板的延伸方向不垂直于所述第一桩体的延伸方向；所述无翼段包括第二桩体，所述第二桩体的一端与所述第一桩体的一端固定连接。由此，本发明提供的有翼预制桩的所述有翼段包括第一桩体和至少一个翼板，所述翼板连接在所述第一桩体的外侧面，且所述翼板的延伸方向不垂直于所述第一桩体的延伸方向，翼板的设置使得所述有翼预制桩与周围土体的接触面积增加，从而能够带动更多土体参与抵抗桩基承受的水平荷载，进而能够大幅度提高桩基水平承载力；进一步，通过设置无翼段，所述无翼段包括第二桩体，所述第二桩体的一端与所述第一桩体的一端固定连接，无翼段不用增设翼板，能够减少材料消耗，从而能够降低工程造价。
19.进一步的，所述第一桩体包括钢管混凝土桩或钢管桩，且所述翼板的材质为钢板。由此，本发明提供的有翼预制桩，能够进一步提高桩基水平承载力。
20.再进一步的，所述翼板焊接在所述第一桩体的外侧面，且多个所述翼板均匀分布。由此，本发明提供的有翼预制桩，通过焊接能够提高施工效率和降低成本，通过将多个所述翼板均匀分布，能够进一步提高桩基水平承载力。
21.更进一步的，所述第二桩体包括钢管混凝土桩、钢管桩或混凝土桩。由此，本发明提供的有翼预制桩，能够更进一步地提高桩基水平承载力。
22.本发明提供的有翼预制桩的施工方法，所述有翼预制桩为上述任一项所述的有翼预制桩，所述施工方法，包括：分别获得有翼段和无翼段；沉放所述无翼段；固定连接所述有翼段与所述无翼段，得到所述有翼预制桩；将所述有翼预制桩沉至设计标高。由此，与现有技术中的施工方法(需要在筒型基础中间打入单桩，接着在筒型基础和单桩间浇灌高强混凝土材料)相比，本发明提供的有翼预制桩的施工方法，分别获得有翼段和无翼段后，先沉放无翼段，然后固定连接有翼段与无翼段，得到有翼预制桩，最后将有翼预制桩沉至设计标高(示例性地，采用锤击或振动沉桩工艺施工)，由此，能够简化施工工序，而且能够降低施工技术难度。另外，本发明提供的有翼预制桩的施工方法，与上述任一项所述的有翼预制桩属于同一发明构思，因此，本发明提供的有翼预制桩的施工方法至少具有所述有翼预制桩的所有优点，在此，不再赘述，更详细的内容请参见上文有关有翼预制桩的有益效果的相关描述。
23.本发明提供的另一种有翼预制桩的施工方法，包括：获得上述任一项所述的有翼预制桩；将所述有翼预制桩沉至设计标高。由此，本发明提供的另一种有翼预制桩的施工方法，通过预先获得有翼预制桩，再将所述有翼预制桩沉至设计标高，能够减少施工工序。另外，本发明提供的另一种有翼预制桩的施工方法，与上述任一项所述的有翼预制桩属于同一发明构思，因此，本发明提供的另一种有翼预制桩的施工方法至少具有所述有翼预制桩的所有优点，在此，不再赘述。
附图说明
24.图1为本发明实施例一提供的一种有翼预制桩的平面结构示意图；
25.图2为图1所示有翼段的俯视图；
26.图3为图1所示有翼段的立体结构示意图；
27.图4为本发明实施例二提供的一种有翼预制桩的施工方法流程图；
28.图5为本发明实施例三提供的另一种有翼预制桩的施工方法流程图；
29.图1-图4中的附图标记说明如下：
30.10-有翼段，101-第一桩体，102-翼板，20-无翼段。
具体实施方式
31.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的有翼预制桩及其施工方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在与本发明所能产生的功效及所能达成的目的相同或近似的情况下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。以及，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。
32.实施例一
33.本实施例提供了一种有翼预制桩。具体地，请参见图1和图2，图1为本实施例提供的一种有翼预制桩的平面结构示意图；图2为图1所示有翼段10的俯视图；图3为图1所示有翼段10的立体结构示意图。从图1-图3可以看出，所述有翼预制桩，包括有翼段10和无翼段20；所述有翼段10包括第一桩体101和至少一个翼板102，所述翼板102连接在所述第一桩体101的外侧面，且所述翼板102的延伸方向不垂直于所述第一桩体101的延伸方向；所述无翼段20包括第二桩体(图中未标示)，所述第二桩体的一端与所述第一桩体101的一端固定连接。由此，通过设置有翼段10，所述有翼段10包括第一桩体101和至少一个翼板102，所述翼板102连接在所述第一桩体101的外侧面，且所述翼板102的延伸方向不垂直于所述第一桩体101的延伸方向，翼板102的设置使得所述有翼预制桩与周围土体的接触面积增加，从而能够带动更多土体参与抵抗桩基承受的水平荷载，进而能够大幅度提高桩基水平承载力；进一步，通过设置无翼段20，所述无翼段20包括第二桩体，所述第二桩体的一端与所述第一桩体101的一端固定连接，无翼段20不用增设翼板102，能够减少材料消耗，从而能够降低工程造价。
34.具体地，所述第一桩体101和所述第二桩体的形状均为空心圆柱体，所述第一桩体101的长度与所述第二桩体的长度比例为1：1。所述翼板102的形状为长方形，并设置有四个，四个所述翼板102的延伸方向均与所述第一桩体101的延伸方向平行，且四个所述翼板102均匀分布在所述第一桩体101的外侧面。
35.需要说明的是，本发明对所述第一桩体101和所述第二桩体的形状和尺寸以及所述第一桩体101和所述第二桩体的长度比例并不作过多的限定。比如说，在一些实施方式中，所述第一桩体101和所述第二桩体的形状均为实心长方体，所述第一桩体101与所述第二桩体的长度比例为2：1；再比如，在另外一些实施方式中，所述第一桩体101为实心圆柱体，所述第二桩体为空心长方体，所述第一桩体101与所述第二桩体的长度比例为1：2。
36.另外，需要说明的是，本发明对所述翼板102的数量、形状、尺寸以及分布位置并不作过多限定。在其他一些实施方式中，所述翼板102的形状也可以是梯形，并设置六个，非均匀地分布在所述第一桩体101的外侧面。
37.优选的，所述第一桩体101包括钢管混凝土桩或钢管桩，且所述翼板102的材质为钢板。由此，所述第一桩体101包括钢管混凝土桩或钢管桩，能够进一步提高桩基水平承载力；且所述翼板102的材质为钢板，使得所述翼板102具有优异的抗压性能，从而为提高桩基水平承载力奠定了基础。
38.进一步，所述翼板102焊接在所述第一桩体101的外侧面，且多个所述翼板102均匀分布。由此，通过焊接能够提高施工效率和降低成本，通过将多个所述翼板102均匀分布，能够进一步提高桩基水平承载力。
39.优选的，所述翼板102与所述第一桩体101的焊接方向平行于所述第一桩体101的延伸方向。由此，使得有翼预制桩能够更好的抵抗桩基承受的水平荷载，从而为提高桩基水平承载力奠定了良好的基础。
40.具体地，在其中一种示范性实施方式中，所述翼板102沿着所述第一桩体101的延伸方向焊接在所述第一桩体101的外侧面。由此，能够减小施工技术难度，从而能够提高施工效率。
41.需要说明的是，本发明对所述翼板102与所述第一桩体101的固定连接方式并不作过多限定。在一些实施方式中，所述翼板102与所述第一桩体101也可以通过螺栓连接。
42.另外，需要说明的是，本发明对所述翼板102的延伸方向与所述第一桩体101的延伸方向之间的夹角并不作过多限定，只需使得通过所述翼板102能够提高桩基水平承载力即可。比如说，在其他一些实施方式中，所述翼板102的延伸方向与所述第一桩体101的延伸方向之间的夹角为5度，将所述翼板102焊接在所述第一桩体101的外侧面。
43.优选的，沿所述第一桩体101的延伸方向，所述第一桩体101的两端均超出所述翼板102的对应的两端一预设长度。由此，通过第一桩体101的上端(图3所示方向)超出所述翼板102的上端(图3所示方向)一预设长度，能够便于施工时打桩机器对所述第一桩体101的固定；通过第一桩体101的下端(图3所示方向)超出所述翼板102的下端(图3所示方向)一预设长度，能够留有操作空间，便于施工人员将有翼段10与无翼段20固定连接。
44.进一步优选的，所述预设长度的取值范围为50厘米-100厘米。由此，能够留有足够的空间便于施工操作，从而能够提高工作效率。
45.需要说明的是，本发明对所述预设长度的取值并不作过多的限定，比如说，在其他一些实施方式中，所述第一桩体101的上端(图3所示方向)超出所述翼板102的上端的预设长度和所述第一桩体101的下端(图3所示方向)超出所述翼板102的下端的预设长度均为零，即所述第一桩体101的上端(图3所示方向)与所述翼板102的上端(图3所示方向)齐平，所述第一桩体101的下端(图3所示方向)与所述翼板102的下端(图3所示方向)齐平。
46.另外，需要说明的是，在上部结构需要时，可以使得所述第一桩体101上端(图3所示方向)超出所述翼板102的上端(图3所示方向)的预设长度为200厘米；或者在所述第一桩体101的上端(图3所示方向)固定连接(示例性地，包括但不限于焊接)其他桩体。
47.进一步，所述第二桩体包括钢管混凝土桩、钢管桩或混凝土桩。由此，能够更进一步地提高桩基水平承载力。
48.优选的，所述第一桩体101与所述第二桩体焊接或螺栓连接。由此，能够使得施工技术简单，从而能够提高工作效率。
49.实施例二
50.本实施例提供了一种有翼预制桩的施工方法，所述有翼预制桩为上述任一实施方式所述的有翼预制桩。具体地，请参见图4，图4为本实施例提供的一种有翼预制桩的施工方法流程图。从图4可以看出，所述施工方法，包括：
51.sa1：分别获得有翼段10和无翼段20；
52.sa2：沉放所述无翼段20；
53.sa3：固定连接所述有翼段10与所述无翼段20，得到所述有翼预制桩；
54.sa4：将所述有翼预制桩沉至设计标高。
55.由此，本实施例提供的有翼预制桩的施工方法，通过预先获得有翼段10和无翼段20，再沉放无翼段20，然后固定连接有翼段10与无翼段20，得到有翼预制桩，最后将有翼预制桩沉至设计标高(示例性地，采用锤击或振动沉桩工艺施工)，能够简化施工工序，而且能够降低施工技术难度。另外，本实施例提供的有翼预制桩的施工方法，与上述任一实施方式所述的有翼预制桩属于同一发明构思，因此，本实施例提供的有翼预制桩的施工方法至少具有所述有翼预制桩的所有优点，在此，不再赘述。
56.需要说明的是，本发明对获取所述有翼段10的具体方式不作限定。示例性地，在其中一些实施方式中，可以通过焊接的方式将翼板102与第一桩体101固定连接以得到有翼段10；在另外一些实施方式中，可以通过螺栓连接的方式将翼板102与第一桩体101固定连接以得到有翼段10。
57.实施例三
58.本实施例提供了另一种有翼预制桩的施工方法。具体地，请参见图5，图5为本实施例提供的另一种有翼预制桩的施工方法流程图。从图5可以看出，所述施工方法，包括：
59.sb1：获得上述任一实施方式所述的有翼预制桩；
60.sb2：将所述有翼预制桩沉至设计标高。
61.由此，本实施例提供的有翼预制桩的施工方法，通过预先获得有翼预制桩，再将所述有翼预制桩沉至设计标高，能够减少施工工序；另外，本实施例提供的有翼预制桩的施工方法，与上述任一实施方式所述的有翼预制桩属于同一发明构思，因此，本实施例提供的有翼预制桩的施工方法至少具有所述有翼预制桩的所有优点，在此，不再赘述。
62.需要说明的是，本发明对获取所述有翼预制桩的具体方式不作限定。示例性地，在其中一些实施方式中，可以通过焊接的方式将翼板102与第一桩体101固定连接以得到有翼段10，然后再将有翼段10和无翼段20固定连接；在另外一些实施方式中，也可以先将第一桩体101和无翼段20固定连接，然后再将翼板102与第一桩体101固定连接。不再一一赘述。
63.综上所述，本发明提供的有翼预制桩及其施工方法，具有如下优点：所述有翼预制
桩，包括有翼段和无翼段；所述有翼段包括第一桩体和至少一个翼板，所述翼板连接在所述第一桩体的外侧面，且所述翼板的延伸方向不垂直于所述第一桩体的延伸方向；所述无翼段包括第二桩体，所述第二桩体的一端与所述第一桩体的一端固定连接。由此，本发明提供的有翼预制桩的所述有翼段包括第一桩体和至少一个翼板，所述翼板连接在所述第一桩体的外侧面，且所述翼板的延伸方向不垂直于所述第一桩体的延伸方向，翼板的设置使得所述有翼预制桩与周围土体的接触面积增加，从而能够带动更多土体参与抵抗桩基承受的水平荷载，进而能够大幅度提高桩基水平承载力；进一步，通过设置无翼段，所述无翼段包括第二桩体，所述第二桩体的一端与所述第一桩体的一端固定连接，无翼段不用增设翼板，能够减少材料消耗，从而能够降低工程造价。
64.进一步的，所述第一桩体包括钢管混凝土桩或钢管桩，且所述翼板的材质为钢板。由此，本发明提供的有翼预制桩，能够进一步提高桩基水平承载力。
65.再进一步的，所述翼板焊接在所述第一桩体的外侧面，且多个所述翼板均匀分布。由此，本发明提供的有翼预制桩，通过焊接能够提高施工效率和降低成本，通过将多个所述翼板均匀分布，能够进一步提高桩基水平承载力。
66.更进一步的，所述第二桩体包括钢管混凝土桩、钢管桩或混凝土桩。由此，本发明提供的有翼预制桩，能够更进一步地提高桩基水平承载力。
67.本发明提供的有翼预制桩的施工方法，所述有翼预制桩为上述任一项所述的有翼预制桩，所述施工方法，包括：分别获得有翼段和无翼段；沉放所述无翼段；固定连接所述有翼段与所述无翼段，得到所述有翼预制桩；将所述有翼预制桩沉至设计标高。由此，与现有技术中的施工方法(需要在筒型基础中间打入单桩，接着在筒型基础和单桩间浇灌高强混凝土材料)相比，本发明提供的有翼预制桩的施工方法，分别获得有翼段和无翼段后，先沉放无翼段，然后固定连接有翼段与无翼段，得到有翼预制桩，最后将有翼预制桩沉至设计标高(示例性地，采用锤击或振动沉桩工艺施工)，由此，能够简化施工工序，而且能够降低施工技术难度。另外，本发明提供的有翼预制桩的施工方法，与上述任一项所述的有翼预制桩属于同一发明构思，因此，本发明提供的有翼预制桩的施工方法至少具有所述有翼预制桩的所有优点，在此，不再赘述，更详细的内容请参见上文有关有翼预制桩的有益效果的相关描述。
68.本发明提供的另一种有翼预制桩的施工方法，包括：获得上述任一项所述的有翼预制桩；将所述有翼预制桩沉至设计标高。由此，本发明提供的另一种有翼预制桩的施工方法，通过预先获得有翼预制桩，再将所述有翼预制桩沉至设计标高，能够减少施工工序。另外，本发明提供的另一种有翼预制桩的施工方法，与上述任一项所述的有翼预制桩属于同一发明构思，因此，本发明提供的另一种有翼预制桩的施工方法至少具有所述有翼预制桩的所有优点，在此，不再赘述。
69.最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。