锁口钢管桩及其形成的钢围堰的制作方法

本实用新型属于建筑领域，具体地说，涉及锁口钢管桩及其形成的钢围堰。

背景技术：

钢围堰是水陆域条件下下部构造及基础施工中最关键的部分，它作为主墩圆形基坑围护结构，检索发现现有施工工艺中主墩施工采用锁口钢围堰进行基坑围护，采用钢管桩嵌入到土壤中，嵌入过程中穿过卵石层并入软岩层，但是钢管桩嵌入到土壤过程中，由于基岩埋深面起伏大，施工过程中钢管桩偏位、倾斜度难以得到有效保证；另外结合现场及地质分析，在高摩阻力圆砾层施工时，会出现沉桩速度慢或无明显下沉现象，进而导致桩口处容易出现震裂或断桩，影响整个工程的建设时间。

有鉴于此，有必要对现有技术中予以改进，以解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的不足，克服现有技术钢管桩沉桩过程容易偏位的问题，本实用新型提出锁口钢管桩及其形成的钢围堰，在现有单一钢管桩上分别设置有无缝钢管以及工字钢，以便于钢管桩的施工以及装配，将改进后的多个钢管桩相互之间装配形成钢围堰，该钢围堰的施工工艺与原施工方法相比，施工工效提高了1倍。

为实现上述目的，本实用新型提供了锁口钢管桩，包括：钢管桩本体，所述钢管桩本体的外表面设置有无缝钢管以及工字钢，所述无缝钢管和所述工字钢的中轴线位于同一平面上；

所述无缝钢管朝向远离所述钢管桩本体的方向自上而下设置装配缝，所述工字钢整体垂直于所述钢管桩本体，所述工字钢的支撑部固定连接于所述钢管桩本体上，所述工字钢的连接部的直径（即工字钢的腹板厚度）小于等于所述装配缝的缝隙大小。

在本实用新型的一个优选实施例中，位于所述钢管桩本体下部的无缝钢管被切割形成第一引导部，所述第一引导部占整个无缝高管长度的1/10-1/7。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述第一引导部的引导面与所述钢管桩本体呈45°夹角。

在本实用新型的一个优选实施例中，位于所述钢管桩本体下部的工字钢被切割形成第二引导部，所述第二引导部包括部分连接部形成的卡入部，以及部分支撑部朝着所述支撑部中心点方向切削形成的贯入部，所述贯入部的顶点为所述卡入部的起点。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述钢管桩卡入土壤过程中，所述卡入部在对土壤施加挤压力构成第一挤压面，所述贯入部在纵向方向对土壤施加垂直力构成第二挤压面，所述第一挤压面垂直于所述第二挤压面。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述第二引导部占整个工字钢长度的1/10-1/7。

钢围堰，包括上述若干根锁口钢管桩，相邻所述锁口钢管桩通过锁口插装连接，所述锁口包括由所述无缝钢管构成的阴口，以及由工字钢构成的阳口构成，所述工字钢的连接板自上而下插装进入所述无缝钢管的装配缝中。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述锁口插装连接后，所述工字钢的连接部与所述装配缝的缝隙处采用焊接工艺进行填缝处理。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述阴口由直径159mm无缝钢管加工而成，阳口由22a工字钢加工而成。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述钢围堰为圆型钢围堰，所述圆型钢围堰一部分位于水中，一部分位于陆地上，所述圆型钢围堰的直径40米，顶标高+36m，底标高+10m。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型在现有单一钢管桩上分别设置有无缝钢管以及工字钢，并对无缝钢管以及工字钢的具体结构进行了相应改进（增加了高压水管、V型切口以及45°夹角等改进），以便于钢管桩的施工以及装配。将改进后的多个钢管桩相互之间装配形成钢围堰，该钢围堰的施工工艺与原施工方法相比，施工工效提高了1倍。

附图说明

图1为本实用新型的第一种状态下的结构示意图。

图2为本实用新型的第二种状态下的结构示意图。

图3为本实用新型的横向截面图。

图4为本实用新型的纵向截面图。

图5为本实用新型的钢围堰的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

实施例1：

请参图1和图2所示，图1为本实用新型的锁口钢管桩的结构示意图，在本实施方式中，锁口钢管桩100，包括：钢管桩本体110，钢管桩本体110的外表面设置有无缝钢管210以及工字钢220，无缝钢管和工字钢的中轴线位于同一平面上；无缝钢管朝向远离钢管桩本体的方向自上而下设置装配缝2101，工字钢220整体垂直于钢管桩本体110，工字钢支撑部固定连接于钢管桩本体上，工字钢的连接部的直径小于等于装配缝的缝隙大小；紧邻所述工字钢或无缝钢管的一侧还设置有高压水管300。

在本方案中，为了保护高压水管300，还设置有保护钢板400，在进行锁口钢管桩100的装配过程中，保护钢板400用于遮住高压水管300的出水端310，防止装配过程中土壤堵塞出水端310。

参照图3和图4所示，进一步地，位于钢管桩本体下部的无缝钢管210被切割形成第一引导部2102，第一引导部2102占整个无缝高管长度的1/10-1/7，即本方案中第一引导部2102主要集中于下部，这样进行装配能够辅助进行操作，便于卡入土壤中。

上述第一引导部2102形成的引导面与钢管桩本体呈45°夹角，该夹角的设置便于切土下沉。

进一步地，本方案中的工字钢220包括固定连接于钢管桩本体110上的支撑部2201，工字钢的连接部2202以及卡入无缝钢管210的内腔中的插入部2203。

另外位于钢管桩本体110下部的工字钢220被切割形成第二引导部2201，第二引导部2201包括部分连接部（该连接部为工字钢的连接部，即工字钢的腹板）形成的卡入部2201a，以及部分支撑部朝着支撑部中心点方向切削形成的贯入部2201b，贯入部的顶点为卡入部的起点。第二引导部占整个工字钢长度的1/10-1/7。

结合第一引导2201和第二引导部2201来看，钢管桩卡入土壤过程中，卡入部在对土壤施加挤压力构成第一挤压面，贯入部在纵向方向对土壤施加垂直力构成第二挤压面，第一挤压面垂直于第二挤压面。

锁口钢管桩采用内侧和外侧各焊接一根高压水管，底部水管头弯90度，保证水管不堵塞、保证桩周环向冲刷。

高压水管顶口位置比水域施工的水位高1m，底部与锁口钢管桩通长，焊接时底部0.5m范围内满焊，其余部分每隔50cm焊接10cm；

上述高压水管底部设置保护钢板400，保护钢板400由两块3cm*15cm*12mm和一块15cm*15cm*12mm的钢板组成。

具体地，锁口钢管桩的加工：锁口钢管桩的制作包括阴阳口的焊接和桩的接长。锁口钢管桩采用I22a作为阳口，Φ159mm×10mm小钢管作为阴口，阳口和阴口轴线成180º。锁口钢管桩加工时对精度要求高，可先采用点焊确定锁口位置，再实施双面满焊，焊缝厚度不小于10mm。为加强锁口的强度，在锁口两侧每隔一米焊接一道加强钢板，板厚1cm，桩顶40cm焊接一道加强钢板（图示暂未表示）

钢管桩锁口焊接加工完成后，用两根2～3m的短桩对两侧锁口作通过试验，以2～3人能拉动通过为宜。锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲等缺陷，采用冷弯，热敲（温度不超过800～1000℃），焊补、铆补等方法加以整修。

钢管桩接长时，需在桩端开一个坡口，焊接时，先对焊，再焊接加固板，并在桩端制作吊桩孔。

水域锁口钢管桩的施工：

装卸钢管桩采用两点吊，并注意保护锁口，防止锁口变形。钢管桩堆放在平坦坚固的场地上（场地进行压实处理），分层堆放，每层堆放数量不超过3层，各层间垫枕木，垫木间距为3-4米，且上、下层垫木应在同一垂直线。

实施例2：

参照图5所示，钢围堰，包括上述实施例1描述的若干根锁口钢管桩100，相邻锁口钢管桩100通过锁口200插装连接，锁口包括由无缝钢管210构成的阴口，以及由工字钢220构成的阳口构成，工字钢的连接板自上而下插装进入无缝钢管的装配缝2101中。锁口插装连接后，工字钢的连接部与装配缝的缝隙处采用焊接工艺进行填缝处理。为了进一步为了增大整个钢围堰的强度，在钢围堰的内部设置多个相互交叉的加强杆500。

上述阴口由直径159mm无缝钢管加工而成，阳口由22a工字钢加工而成。

进一步地，钢围堰为圆型钢围堰，圆型钢围堰一部分位于水中，一部分位于陆地上，圆型钢围堰的直径40米，顶标高+36m，底标高+10m。

由于钢围堰有若干根锁口钢管桩施工而成，锁口钢管桩施工：

1、打桩机械

水域选择100t起重船搭配APE200-6型液压震动锤作为打桩机械。

2、锁口钢管桩施工

钢管桩施工顺序：从一侧顺弧向逐根施工，直至水域锁口钢管桩全部打完。

打桩前，在桩身内外侧和锁口处涂抹黄油混合物油膏（重量配合比为：黄油：沥青：干锯末：干粘土=2：2：2：1），以减少插打时的摩阻力，并加强防渗性能。先用起重船将钢管桩吊至桩位处进行插桩，测量人员配合定位，插桩时锁口要对准，插入后在桩顶固定振动锤，加以锤击。

打桩时有两个环节至关重要：

一是第一根桩的插打，第一根、第二根管必须保证位置准确且竖直；打完二根桩之后在桩的外侧各焊接一根50cm长的14a工字钢平焊，将1根长6米的25a工字钢平放置上面，并进行焊接固定，靠工字钢悬臂外侧打设一根ф609工字钢进行限位。打设第3、4、5根桩时，测量桩的外臂至25a工字钢的距离以进行定位。

二是封口桩的处理。由于围堰较大，钢管桩之间的间距误差也较大，因此封口钢管需要特别处理。打到封口位置时，测好封口之间的距离，加长或缩短公扣的长度，以此来调节钢管桩之间的距离，若距离过大，可再特别加工一两根钢管，使锁口能成功完成。

锁口钢管桩围堰为Φ40m圆形结构，采用Φ1000mm×10mm的钢管桩，桩顶标高36m，桩底标高10m，钢管桩长26m。共100根锁口钢管桩，施工水位按33m计，则水域钢管桩59根，陆域锁口钢管桩共41根。

采用APE200-6型液压震动锤，在起重船吊起液压震动锤前，在震动锤上增加了4根长1.5m的φ28mm钢丝绳与钢管桩吊环进行卡扣固定，岸侧80T履带吊配合起重船吊起锁口钢管桩，提升了施工速度，确保了施工的安全。

起重船通过船上自带的卷扬机收放缆绳来控制船舶的位置，移动起重船使锁口桩插入φ800的定位钢管桩内，固定好后，移动震动锤使锁口钢管桩套入震动锤夹口内，夹紧后拔出，进行钢管桩的震动下沉。锁口钢管桩震动下沉过程中，同时辅以高压水管进行高压射水，大大的减少了沉桩的摩阻力，测量人员全过程测量监控，通过施工桩位与定位桩的距离，确保钢管桩的平面位置和桩身垂直度。本施工工艺与原施工方法相比，施工工效提高了1倍。

本工程锁口钢管桩施工采用液压震动锤施工辅以高压射水工艺后，取得了明显的工期、经济效益。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。