一种软地基预制桩提高端面承载力的桩靴结构的制作方法

1.本技术涉及建筑工程技术领域，尤其是涉及一种软地基预制桩提高端面承载力的桩靴结构。


背景技术：

2.预应力混凝土管桩以其桩身质量可靠、经济实用、适应性强、环保、方便施工、施工工期短、造价较低等优点，广泛应用于工业与民用建筑、铁路、港口码头、水利、桥梁等工程项目中。
3.桩靴是属于预应力混凝土管桩的桩尖的一种形式，其主要用途是预应力混凝土管桩基础施工，固定在施工管桩的最底端，在管桩下沉施工时安装在管桩头上，对管桩起引导和封堵作用。
4.为了使管桩更容易打入进地基中，桩靴会设置成锥形的，但是当管桩打入进土质较为松软的地基中，由于桩靴的锥形面的导向作用，使其不能对管桩起到较好的支撑，使得管桩顶端在受到地面建筑结构持续重力下压时，管桩在地基中容易自然沉降，从而影响到地基的结构稳定性。


技术实现要素：

5.为了减少管桩自然沉降的可能性，提高地基结构的稳定性，本技术提供一种软地基预制桩提高端面承载力的桩靴结构。
6.本技术提供的一种软地基预制桩提高端面承载力的桩靴结构采用如下的技术方案：
7.一种软地基预制桩提高端面承载力的桩靴结构，包括管桩本体，管桩本体的一端转动连接有支撑杆，支撑杆与管桩本体的转动轴线垂直于管桩本体的长度方向，管桩本体与支撑杆之间设置有用于将支撑杆与管桩本体限制在平行状态的锁定组件，所述支撑杆远离管桩本体的一端设置有用于使支撑杆绕支撑杆与管桩本体转动轴线转动的导向件。
8.通过采用上述技术方案，在将管桩本体连同支撑杆一同插入进地基时，当管桩本体部分长度打入进地基后，工作人员便可解除锁定组件对支撑杆与管桩本体的锁定，然后继续向地基中打入管桩本体，此时随着管桩本体向地基运动，支撑杆将会在导向件的作用下绕支撑杆与管桩本体的转动轴线转动，直至支撑杆与管桩本体垂直，在支撑杆的横向支撑下，增加了管桩本体底端与地基的承载面积，减少了管桩自然沉降的可能性，提高了地基结构的稳定性。
9.可选的，所述支撑杆设置有两个且每个支撑杆端部均设有导向件，两个支撑杆均与管桩本体转动连接，且两个支撑杆在各自导向件的引导下向相反的方向转动。
10.通过采用上述技术方案，将支撑杆布置为两个，且两个支撑杆向相反的方向运动，不仅增加了支撑杆对管桩本体的承载力，而且两个支撑杆对管桩本体的支撑作用更加均衡，减少了管桩本体在打入地基内发生偏斜的可能性。
11.可选的，所述导向件为矩形块状，两个导向件上各开设有一倒角，当支撑杆与管桩本体平行时，两个倒角朝向相反且两个倒角均倾斜向下并朝向远离支撑杆的方向，并且两个倒角均与支撑杆和管桩本体的转动轴线相互平行。
12.通过采用上述技术方案，当解除锁定组件对两个支撑杆的限位时，继续对管桩本体下压，地基土壤对两个倒角的反向作用力，即可使支撑杆转动，直至两个支撑杆完成对管桩本体的支撑，结构简单，操作便捷，提高了支撑杆对管桩本体的支撑效率。
13.可选的，所述导向件的倒角向导向件的背面延伸至导向件背离支撑杆的一端呈一条直线。
14.通过采用上述技术方案，倒角向导向件端部的延伸，可以增加倒角的斜面面积，不仅使导向件的引导作用更佳，而且也使得管桩本体更易插入进地基中；
15.可选的，所述导向件上位于导向件远离支撑杆一端直线的两个端点处各开设有一圆角。
16.通过采用上述技术方案，圆角的开设，减少了土壤在两个导向件倒角之间积存的可能性，且进一步的提高了管桩本体向地基插入的效率。
17.可选的，所述锁定组件包括固定在每个导向件上的各一个管体锁鞘，当两个支撑杆的长度方向均与管桩本体平行时，两个管体锁鞘的空心相互连通并与支撑杆的长度方向相互平行，两个管体锁鞘内共同插设有一杆体解锁键，杆体解锁键顶端连接有一解锁拉杆，两个支撑杆之间以及管桩本体上共同设有供解锁拉杆顶端穿出的通孔，且通孔的截面尺寸不小于杆体解锁键的截面尺寸。
18.通过采用上述技术方案，当需要解除对两个支撑杆的限定时，工作人员只需向上拉动解锁拉杆，直至杆体解锁键完全从管桩本体顶端出来，即可解除杆体解锁键对两个管体锁鞘的固定，从而解除对两个支撑杆的锁定，整体结构简单，操作便捷，提高了工作人员整体的工作效率。
19.可选的，位于下方的所述管体锁鞘的底部设置有一锁键防碰帽，所述杆体解锁键的底端插设在锁键防碰帽内。
20.通过采用上述技术方案，锁键防碰帽的布置，减少了杆体解锁键在地基土壤的反作用力下与管体锁鞘相互分离的可能性，提高了管桩本体向下插入进地基的操作稳定性。
21.可选的，所述锁键防碰帽背离杆体解锁键的一端呈尖锥状。
22.通过采用上述技术方案，锁键防碰帽尖锥状的设置，减小了土壤对锁键防碰帽的阻力，进而减少了对管桩本体向下插入进地基的影响。
23.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
24.1.减少了管桩自然沉降的可能性，通过将管桩本体连同支撑杆一同插入进地基，当管桩本体部分长度打入进地基后，工作人员便可解除锁定组件对支撑杆与管桩本体的锁定，然后继续向地基中打入管桩本体，此时随着管桩本体向地基运动，支撑杆将会在导向件的作用下绕支撑杆与管桩本体的转动轴线转动，直至支撑杆与管桩本体垂直，在支撑杆的横向支撑下，增加了管桩本体底端与地基的承载面积，提高了地基结构的稳定性；
25.2.减少了管桩本体在打入地基内发生偏斜的可能性，通过将支撑杆布置为两个，且两个支撑杆向相反的方向运动，不仅增加了支撑杆对管桩本体的承载力，而且两个支撑杆对管桩本体的支撑作用更加均衡；
26.3.提高了管桩本体向下插入进地基的操作稳定性，通过锁键防碰帽的布置，且锁键防碰帽端部为尖锥状，减少了杆体解锁键在地基土壤的反作用力下与管体锁鞘相互分离的可能性，而且减小了土壤对锁键防碰帽的阻力，降低了对管桩本体向下插入进地基的影响。
附图说明
27.图1是本技术实施例桩靴结构的收缩结构示意图；
28.图2是本技术实施例桩靴结构的展开结构示意图；
29.图3是体现连接组件的结构示意图；
30.图4是体现锁定组件的结构示意图。
31.附图标记说明：1、管桩本体；2、支撑杆；3、连接组件；31、连接板；32、连接轴；33、转动轴；4、导向件；41、第一块体；42、第二块体；43、倒角；44、圆角；5、锁定组件；51、管体锁鞘；52、杆体解锁键；53、解锁拉杆；54、横杆；6、通孔；7、锁键防碰帽。
具体实施方式
32.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
33.本技术实施例公开一种软地基预制桩提高端面承载力的桩靴结构。参照图1和图2，桩靴结构包括管桩本体1，管桩本体1的截面为正方形，且本技术实施例管桩本体1的截面不仅限于正方形，还可以为圆形、长方形等形状，管桩本体1的底端设置有两个支撑杆2，两个支撑杆2与管桩本体1之间设置有连接组件3以用于支撑杆2一端与管桩本体1端部转动连接，每个支撑杆2远离管桩本体1的一端各设置有一用于使支撑杆2绕支撑杆2与管桩本体1转动轴33线转动的导向件4，支撑杆2可绕支撑杆2与管桩本体1转动轴33线转动至与管桩本体1垂直的状态，且管桩本体1与两个支撑杆2之间还设置有用于将支撑杆2与管桩本体1限制在平行状态的锁定组件5。
34.当需要将管桩插入地基时，工作人员首先将导向件4朝向地面并使管桩本体1竖直，然后向管桩本体1背离导向件4的一端施加外力，至管桩本体1部分长度打入地基中，之后工作人员解除锁定组件5对两个支撑杆2与管桩本体1的锁定，然后工作人员继续向管桩本体1顶端施加外力，此时随着管桩本体1向地基运动，两个支撑杆2将会在各自导向件4的作用下绕支撑杆2与管桩本体1的转动轴33线转动，直至支撑杆2与管桩本体1相互垂直，且管桩本体1运动至地基内所需要的深度，在两个支撑杆2的横向支撑下，增加了管桩本体1底端与地基的承载面积，从而减少了管桩自然沉降的可能性，提高了地基结构的稳定性。
35.参照图3，连接组件3包括三个相互平行并间隔布置的连接板31，管桩本体1的端部开设有三个相互平行并间隔布置的插槽，且位于最外侧的两个插槽与管桩本体1的外表面相互连通，三个连接板31的一端分别插设在三个插槽内，且三个连接板31和管桩本体1端部共同穿过并固定有多个连接轴32，连接轴32垂直于连接板31布置，连接轴32的两端分别与最外侧的两个连接板31的相背两侧平齐，两个支撑杆2朝向管桩本体1的一端分别夹设在三个连接板31形成的两个夹缝之间，且三个连接板31远离管桩本体1的一侧与两个支撑杆2之间共同穿设有一转动轴33，转动轴33垂直于连接板31布置且与三个连接板31固定，而两个支撑杆2则与转动轴33转动连接。
36.参照图3，导向件4包括固定在支撑杆2远离管桩本体1一端的第一块体41和第二块体42，第一块体41和第二块体42与支撑杆2一体成型，在每个支撑杆2的第一块体41和第二块体42上共同开设有一倒角43，当支撑杆2与管桩本体1平行时，两个支撑杆2上的第一块体41和第二块体42的倒角43相对布置且两个倒角43均倾斜向下并朝向远离支撑杆2的方向，并且两个倒角43均与支撑杆2和管桩本体1的转动轴33线相互平行；当解除锁定组件5对支撑杆2的限位并继续对管桩本体1下压时，两个支撑杆2及其上的第一块体41和第二块体42将会在土壤对两个倒角43的反推作用下，绕转动轴33转动，直至两个支撑杆2位于同一直线上且支撑杆2与管桩本体1相互垂直，最终实现增加管桩本体1端面承载力的目的。
37.为了使管桩本体1更易打入进地基中，将倒角43上下两个边沿分别延伸至支撑杆2和第一块体41与第二块体42背离支撑杆2的一端，且第一块体41与第二块体42背离支撑杆2的一端呈一条直线，以此增加斜面面积保持其更佳的引导作用，而且也使得管桩本体1更易插入进地基中；另外在第一块体41与第二块体42上位于导向件4远离支撑杆2一端直线的两个端点处还各开设有一圆角44，不仅减少了土壤在两个导向件4之间积存的可能性，而且进一步的提高了管桩本体1向地基插入的效率。
38.参照图3和图4，锁定组件5包括两个管体锁鞘51，两个管体锁鞘51分别固定在两个导向件4的倒角43上，且管体锁鞘51的空心结构长度方向与对应支撑杆2的长度方向相互平行，当两个支撑杆2均与管桩本体1平行时，两个管体锁鞘51的空心结构相互连通并同轴布置，且管体锁鞘51轴线的延伸方向与管桩本体1的中心线共线，两个管体锁鞘51空心结构内共同插设有一杆体解锁键52，杆体解锁键52顶端连接有一解锁拉杆53，解锁拉杆53和杆体解锁键52同轴布置，两个支撑杆2之间以及管桩本体1上共同开设有供解锁拉杆53顶端穿出的通孔6，通孔6的截面尺寸不小于杆体解锁键52的截面尺寸，当位于中间的连接板31以及连接轴32和转动轴33与通孔6干涉时，通孔6可开设在连接板31以及连接轴32和转动轴33上，且不能影响支撑杆2与管桩本体1的相互转动。
39.为了使工作人员更易向上拉动解锁拉杆53，在解锁拉杆53的顶端还固定有一与解锁拉杆53相互垂直的横杆54，当需要解除杆体解锁键52对两个管体锁鞘51的锁定时，工作人员只需向上拖动横杆54即可，减少了抓握解锁拉杆53顶端而易造成打滑的可能性；另外在位于下方的管体锁鞘51的底部还设置有一锁键防碰帽7，当两个管体锁鞘51被杆体解锁键52插设连接时，杆体解锁键52的底端插设在锁键防碰帽7内，锁键防碰帽7内背离杆体解锁键52的一端呈尖锥状，不仅减少了杆体解锁键52在地基土壤的反作用力下与管体锁鞘51相互分离的可能性，而且减少了对管桩本体1向下插入进地基的影响。
40.本技术实施例一种软地基预制桩提高端面承载力的桩靴结构的实施原理为：当需要将管桩插入地基时，工作人员首先将杆体解锁键52插设在两个管体锁鞘51内，然后将第一块体41和第二块体42远离支撑杆2的一端朝向地面，且管桩处于竖直状态，之后工作人员向管桩本体1背离导向件4的一端施加外力，至管桩本体1部分长度打入地基中，之后工作人员向上拖动横杆54至杆体解锁键52完全从管桩本体1顶端出来，然后工作人员继续向管桩本体1顶端施加外力，此时随着管桩本体1向地基运动，两个支撑杆2将会在对应倒角43的作用下绕支撑杆2与管桩本体1的转动轴33线转动，至支撑杆2与管桩本体1相互垂直，且管桩本体1运动至地基内所需要的深度，最终完成管桩在地基上的安设工作。
41.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术
的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种软地基预制桩提高端面承载力的桩靴结构，其特征在于：包括管桩本体(1)，管桩本体(1)的一端转动连接有支撑杆(2)，支撑杆(2)与管桩本体(1)的转动轴(33)线垂直于管桩本体(1)的长度方向，管桩本体(1)与支撑杆(2)之间设置有用于将支撑杆(2)与管桩本体(1)限制在平行状态的锁定组件(5)，所述支撑杆(2)远离管桩本体(1)的一端设置有用于使支撑杆(2)绕支撑杆(2)与管桩本体(1)转动轴(33)线转动的导向件(4)。2.根据权利要求1所述的一种软地基预制桩提高端面承载力的桩靴结构，其特征在于：所述支撑杆(2)设置有两个且每个支撑杆(2)端部均设有导向件(4)，两个支撑杆(2)均与管桩本体(1)转动连接，且两个支撑杆(2)在各自导向件(4)的引导下向相反的方向转动。3.根据权利要求2所述的一种软地基预制桩提高端面承载力的桩靴结构，其特征在于：所述导向件(4)为矩形块状，两个导向件(4)上各开设有一倒角(43)，当支撑杆(2)与管桩本体(1)平行时，两个倒角(43)朝向相反且两个倒角(43)均倾斜向下并朝向远离支撑杆(2)的方向，并且两个倒角(43)均与支撑杆(2)和管桩本体(1)的转动轴(33)线相互平行。4.根据权利要求3所述的一种软地基预制桩提高端面承载力的桩靴结构，其特征在于：所述导向件(4)的倒角(43)向导向件(4)的背面延伸至导向件(4)背离支撑杆(2)的一端呈一条直线。5.根据权利要求4所述的一种软地基预制桩提高端面承载力的桩靴结构，其特征在于：所述导向件(4)上位于导向件(4)远离支撑杆(2)一端直线的两个端点处各开设有一圆角(44)。6.根据权利要求2所述的一种软地基预制桩提高端面承载力的桩靴结构，其特征在于：所述锁定组件(5)包括固定在每个导向件(4)上的各一个管体锁鞘(51)，当两个支撑杆(2)的长度方向均与管桩本体(1)平行时，两个管体锁鞘(51)的空心相互连通并与支撑杆(2)的长度方向相互平行，两个管体锁鞘(51)内共同插设有一杆体解锁键(52)，杆体解锁键(52)顶端连接有一解锁拉杆(53)，两个支撑杆(2)之间以及管桩本体(1)上共同设有供解锁拉杆(53)顶端穿出的通孔(6)，且通孔(6)的截面尺寸不小于杆体解锁键(52)的截面尺寸。7.根据权利要求6所述的一种软地基预制桩提高端面承载力的桩靴结构，其特征在于：位于下方的所述管体锁鞘(51)的底部设置有一锁键防碰帽(7)，所述杆体解锁键(52)的底端插设在锁键防碰帽(7)内。8.根据权利要求7所述的一种软地基预制桩提高端面承载力的桩靴结构，其特征在于：所述锁键防碰帽(7)背离杆体解锁键(52)的一端呈尖锥状。

技术总结
本申请涉及建筑工程技术领域的一种软地基预制桩提高端面承载力的桩靴结构，其包括管桩本体，管桩本体的一端转动连接有支撑杆，支撑杆与管桩本体的转动轴线垂直于管桩本体的长度方向，管桩本体与支撑杆之间设置有用于将支撑杆与管桩本体限制在平行状态的锁定组件，所述支撑杆远离管桩本体的一端设置有用于使支撑杆绕支撑杆与管桩本体转动轴线转动的导向件。本申请具有减少管桩自然沉降的可能性，提高地基结构稳定性的效果。提高地基结构稳定性的效果。提高地基结构稳定性的效果。


技术研发人员：马彦良 马德威 刘福胜 张恒铁
受保护的技术使用者：中煤地质集团有限公司
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2022/5/25