用於構建管廊側壁的矩形混凝土樁的製作方法

2023-08-07 03:19:21

本實用新型屬於市政地下工程技術領域，具體涉及一種用於構建管廊側壁的矩形混凝土樁，矩形混凝土樁可以是實心樁，也可以是離心樁。

背景技術：

我國城市市政公用事業分屬不同的單位建設和管理，由於建設時間先後不同，並沒有對城市地下空間進行統一規劃和綜合利用。地下管網建設多採用傳統直埋的市政管網工程建設方式，各種市政管線多是按各自的系統直接埋設在土層中，檢修不便，容易損壞，保障供應能力經常受到幹擾。由於各種管線的埋設深度不一，容易造成衝突，城市道路經常受到破壞。路面反覆開挖造成道路阻斷、交通阻塞、路面補丁摞補丁。隨著城市發展，地下管線日趨繁複，甚至盤根錯節，形成「地下麵條問題」。地鐵施工也因為管線搬遷或臨時移位而增加建設成本甚至引發居民不滿。管網設施增加或者維修，市政建設的工地也比比皆是，諸如煤氣改天然氣、鋪設通信光纜、埋設電纜送電、供水管網搶修、煤氣管道搶修等。很多城市路面也像拉鏈一樣不斷地挖開、填埋。據不完全統計全國每年因施工而引發的管網事故所造成的直接經濟損失達50億元，間接經濟損失達400億元之多。

地下綜合管廊亦稱「共同溝」，把電力、通訊、燃氣、供水、排水、熱力等各種管線集於一體，在城市道路的地下空間建造一個集約化的隧道。地下綜合管廊，使空間利用更充分、緊湊、經濟，也便於檢修，更不會因檢修舊管、敷排新管而不斷開挖路面。2014年國務院辦公廳發布《關於加強城市地下管線建設管理的指導意見》(國辦發〔2014〕27號)，明確提出穩步推進城市地下綜合管廊建設，在36個大中城市開展地下綜合管廊試點工程。不同形式的地下綜合管廊，其斷面形式、容納管線種類、造價、維修及管理均有所不同。目前北京、深圳、杭州、寧波等城市已經建成或正建設部分地下綜合管廊。

現有地下綜合管廊主要採用兩種方式：第一種為現澆式管廊，先在待開挖基坑的兩側打設基坑圍護，再開挖基坑土方，最後在基坑內的兩側進行現場澆築混凝土形成管廊，最後回填土壤將管廊覆蓋。基坑圍護一般採用剛板樁或鑽孔灌注樁連接形成，但因其強度及防水性能較差，且缺乏合適的用以與管廊底板、頂壁較好固定的連接點，不可能作為管廊側壁的一部分，整個管廊主體必須全部在圍護好的基坑內另行現場澆築(鋼筋扎制、模板支立、混凝土澆灌與保養等)，因此，這種現場澆築式管廊存在施工周期長、工程造價費用高、不便於先進施工技術的應用等缺點。第二種是整體預製式方涵地下管廊， 其存在體積和重量大，帶來製造裝備要求高、起吊困難、運輸量大，運輸費用高等缺點，且容易發生管廊局部沉降和漏水現象。還有一種是採用地下連續牆作為基坑圍護，這種地下連續牆雖然理論上可以作為管廊的側壁，但實際施工過程中，缺乏合適的用以與管廊底板、頂壁較好固定的連接點和受力點，因此不方便在相鄰兩連續牆之間進行澆注形成管廊的頂部和底部，另外還需要考慮連續牆與管廊頂部和底部之間的連接是否牢靠等技術問題，所以實踐中從沒有採用將作為基坑圍護的地下連續牆直接作為管廊側壁的工程先例。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的第一個技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種用於構建管廊側壁的矩形樁，便於在矩形樁的前端面上設置連接構件，以方便在左右相鄰兩採用該樁製成的連續牆之間搭建管廊的底板，同時保證連續牆與管廊底板之間的連接牢靠。

本實用新型解決上述第一個技術問題所採用的技術方案為：一種用於構建管廊側壁的矩形混凝土樁，包括橫截面呈矩形的樁身，其特徵在於：所述樁身的前端面中部位置處設有一塊與樁身固定在一起的前部鋼板。

矩形混凝土樁包括板樁、長方形樁和方樁，樁身的前端面中部，是指樁身的前端面的位於樁身兩個端部之間的某一部分，並非是指樁身的二分之一處的正中心部分，當然，從實際工程需要來看，前部鋼板通常是位於樁身長度的二分之一處至四分之一處之間的某一合適位置。在樁身的前端面中部設置所述前部鋼板，就可以在前部鋼板上焊接各種連接件，或事先對前部鋼板進行符合工程需要的各種設計，預設各種用於連接的構件，從而能在樁身上獲得便捷、牢靠的底板連接處，以牢靠、便捷的連接、搭建管廊的底板，不必為尋找與管廊底板連接的連接位而去破壞樁身及地下連續牆的自身結構，有效解決了地下連續牆構成的管廊其側壁與底板難以連接或連接不牢靠的問題，同時，管廊底板通過前部鋼板搭建在樁身上，相當於給底板事先打入了一個樁基基礎，從而從根本上避免了管廊沉降而發生的管廊局部塌陷、變形、錯位、開裂、滲水等安全隱患，更為重要的是還可避免內部為空腔的管廊及管廊底板因為地下水的浮力而上浮。採用該樁製成的連續牆不僅可作為管廊施工時的基坑圍護之用，同時兼做管廊的牆壁使用，無需額外建造管廊兩側的牆壁。因此，採用該樁可直接用於構建管廊的側壁牆體，從而建造樁牆合一的管廊。為將前部鋼板與樁身結合牢靠，會在前部鋼板的背面預先焊接用以伸入樁身內的錨固棒，因矩形樁的規則結構，使得錨固棒能伸入樁身較深位置，基本可以伸至樁身的後端面，使得其前部鋼板很方便且牢靠的安裝在樁身上。如果混凝土樁為H型樁或其他異形樁，因為其樁身不規則，前部鋼板背面的錨固棒不能做的很長，如很長會穿透翼緣或樁身較薄位置，故前部鋼板不能方便且牢靠安裝在H型樁或其他異形樁的樁身上，不能滿足施工時的力學性能要求。

進一步改進，位於所述前部鋼板處的樁身內設有一根或多根第一預埋管，前部鋼板上設有供第一預埋管的開口顯露出來的第一孔洞。第一預埋管的設置便於在樁身處形成供鋼棒插設的孔道，作為連接件的鋼棒可方便的插設於預埋管內，從而管廊的底板可通過插設固定在預埋管內的鋼棒穩定、牢靠的搭建在樁身上。因第一預埋管可以固定在前部鋼板上，前部鋼板作為嵌件預先置於模具內，在澆築樁身時，預埋管的存在使得樁身相應位置形成貫穿樁身前端面的孔道，無需直接在樁身上額外鑽孔，利於批量化生產；另外，預埋管的孔道與鋼棒的接觸面積增加，也使得鋼棒能更牢靠與樁身固定在一起。如果前部鋼板上沒有設置第一預埋管，為了獲得樁身上的連接件，鋼棒等錨固筋須直接焊接在鋼製的前部鋼板，為保證連接強度，鋼製的前部鋼板必須很厚，這就耗材，增加成本。如果錨筋直接穿設在樁身側壁上，會破壞樁體自身的結構，影響管廊質量和安全；採用本結構後，以上缺陷均可避免。前部鋼板上設有供第一預埋管的開口顯露出來的第一孔洞，使得預埋管的孔道可以與樁身外界導通而不至於被樁套箍包覆封閉，便於鋼棒等連接件方便的插設於預埋管內。

進一步改進，上述樁身的後端面中部位置處設有一塊與樁身固定在一起的後部鋼板，後部鋼板上設有供第一預埋管的開口顯露出來的第一孔洞。這樣，作為連接件的鋼棒可以貫通樁身的前後端面，進一步增強鋼棒與樁身結合的牢固性，從而使得管廊底板的搭建更加穩定牢靠。同時，因樁身的前端面與後端面的結構一致，故對矩形樁的安裝位置限制更少，利於打樁施工。

進一步優化，上述樁身的左右側面中部位置處各設有一塊與樁身固定在一起的側部鋼板，側部鋼板的前後邊沿分別與前部鋼板和後部鋼板連接形成中部樁套箍結構。圍繞樁身周向布置的樁套箍結構能與樁身結合更為牢靠，且至於模具中更為方便定位。

再進一步改進，上述前部鋼板上部的樁身的前端面的左右兩側邊角處固定有條形鋼板，條形鋼板沿樁身的長度方向設置。前部鋼板上部的樁身是指位於前部鋼板與樁身的頂部之間的一部分樁身。在採用混凝土樁建造連續牆和管廊時，相鄰的兩根樁之間會存在間隙，進而水分會通過間隙滲入管廊內，採用該樁製成的連續牆，可通過將相鄰的兩根樁身上的條形鋼板焊接在一起以密封間隙，達到充分防水、止水的效果，焊接在一起的條形鋼板，進一步提高樁與樁之間結合的牢靠性，當然，如果兩鋼板之間的間隙較大也可填設輔助焊接鋼板，分別與間隙左右兩塊鋼板焊接。

進一步優化，上述條形鋼板為橫截面呈L形的角鋼，角鋼的豎直壁固定在樁身的側面上，角鋼的水平壁固定在樁身的前端面上。角鋼的橫截面呈L形，故其與混凝土樁在側面和前端面兩個面接觸，與混凝土樁結合更為牢靠。

更進一步改進，上述樁身的頂部沿其周向包覆有鋼製的頂部樁套箍，位於所述頂部樁套箍處的樁身內設有一根或多根第二預埋管，頂部樁套箍的前端面上設有供第二預埋管的開口顯露出來的第二孔洞。因頂部樁套箍處的樁身內設有第二預埋管，可在頂部樁 套箍的第二預埋管內固定類似鋼棒一樣的部件，外露的鋼棒便於在混凝土樁頂部之間搭建管廊頂壁內部的鋼筋骨架結構，以構建出管廊的頂壁；同時澆築完成後，連續牆與頂壁之間還通過外露的鋼棒連接在一起，牆與管廊的頂壁之間連接性更牢靠。

同理，上述頂部樁套箍的後端面上也設有供第二預埋管的開口顯露出來的第二孔洞，這樣，作為連接件的鋼棒可以貫通樁身的前後端面，進一步增強鋼棒與樁身結合的牢固性，從而使得管廊頂壁的搭建更加穩定牢靠。同時，因樁身的前端面與後端面的結構一致，故對矩形樁的安裝位置限制更少，利於打樁施工。

與現有技術相比，本實用新型的優點在於：樁身的前端面中部位置處設有一塊與樁身固定在一起的前部鋼板，因前部鋼板為鋼製，可在前部鋼板上固定類似鋼棒的部件，鋼棒可採用焊接或其它方式與前部鋼板固定，外露的鋼棒便於在混凝土樁中部之間搭建管廊底板內部的鋼筋骨架結構，以構建出管廊的底板；同時澆築完成後，連續牆與底板之間還通過外露的鋼棒連接在一起，牆與管廊的底板之間連接性更牢靠；採用該樁製成的連續牆不僅可作為管廊施工時的基坑圍護之用，同時兼做管廊的牆壁使用，無需額外建造管廊兩側的牆壁；採用該樁建造管廊，施工速度快、工期短；相比傳統工法造價極為低廉；開挖土方大大減少，並大大減少了對周圍環境和建築物的不良影響；採用該樁建造的管廊還具有高抗拔、抗震、抗沉降、抗地下水浮力等有益效果。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的正面立體結構示意圖；

圖2為圖1的A處放大圖；

圖3為圖1的B處放大圖；

圖4為本實用新型實施例的後視圖；

圖5為本實用新型實施例的側視圖；

圖6為本實用新型實施例的立體分解圖；

圖7為本實用新型實施例的使用狀態圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。

如圖1～6所示，為本實用新型的一個優選實施例。

一種用於構建管廊側壁的矩形混凝土樁，包括橫截面呈矩形的樁身1，樁身1可以是實心樁或離心樁，樁身1的前端面中部位置處設有一塊與樁身1固定在一起的前部鋼板2。樁身1的後端面中部位置處設有一塊與樁身1固定在一起的後部鋼板3，樁身1的左右側面中部位置處各設有一塊與樁身1固定在一起的側部鋼板4，側部鋼板4的前後邊沿分別 與前部鋼板2和後部鋼板3連接形成中部樁套箍結構。

位於所述前部鋼板2處的樁身1內設有一根或多根第一預埋管5，前部鋼板2上設有與供第一預埋管5的開口顯露出來的第一孔洞21。後部鋼板3上也設有供第一預埋管5的開口顯露出來的第二孔洞21。第一預埋管5的設置便於鋼棒9插接。第一預埋管5可以是一種帶螺紋孔的鋼製管件，鋼棒可以通過預埋管螺紋孔內的內螺紋固定在樁身上，或者第一預埋管5可以是光孔的鋼製管件，鋼棒插入預埋管後採用焊接固定。

前部鋼板2上部的樁身1的前端面的左右兩側邊角處固定有條形鋼板6，條形鋼板6沿樁身1的長度方向設置。條形鋼板6為橫截面呈L形的角鋼，角鋼的豎直壁61固定在樁身1的側面上，角鋼的水平壁62固定在樁身1的前端面上。

樁身1的頂部沿其周向包覆有鋼製的頂部樁套箍7，位於所述頂部樁套箍7處的樁身1內設有一根或多根第二預埋管8，頂部樁套箍7的前端面上設有供第二預埋管8的開口顯露出來的第二孔洞71。頂部樁套箍7的後端面上也設有供第二預埋管8的開口顯露出來的第二孔洞71。第二預埋管8的設置便於鋼棒9插接。在樁身頂部設有頂部樁套箍7的狀態下，上述條形鋼板6設於前部鋼板2與頂部樁套箍7之間的前端面的左右兩側邊角處。

如圖7所示，樁身1的中部和頂部沿其周向分別對應包覆有鋼製的中部樁套箍和頂部樁套箍，因樁套箍為鋼製，可在樁套箍上固定類似鋼棒9的部件，鋼棒9可採用焊接或插接方式與樁套箍固定，外露的鋼棒便於在混凝土樁之間搭建管廊底板和頂壁內部的鋼筋骨架結構，以構建出管廊的底板和頂壁；同時澆築完成後，連續牆與底板、頂壁之間還通過外露的鋼棒連接在一起，牆與管廊的底板、頂壁之間連接性更牢靠；採用該樁製成的連續牆不僅可作為管廊施工時的基坑圍護之用，同時兼做管廊的牆壁使用，無需額外建造管廊兩側的牆壁。

儘管以上詳細地描述了本實用新型的優選實施例，但是應該清楚地理解，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。