本实用新型属于建筑桩基工程技术领域，具体涉及一种新型变截面预制钢管桩，该结构能够大幅度提高桩侧摩阻力，桩身强度比较高，可适用于地质条件比较复杂的软土地基中。
背景技术：
我国东南沿海和内陆河流湖泊流域等经济发达地区广泛分布着软土地基，具有强度低、沉降变形大、稳定性差等特点，软土地基的加固处理是城市建设、轨道交通、铁路、机场、高速公路、市政工程等土木工程建设领域面临的重大技术问题，因此，改善软土地基的强度和稳定性、减少结构基础的不均匀变形、提高地基的整体承载水平，是各类建设工程在软土地基处理中的基本要求，而在工程建设中，桩基础是常用的加固软土地基的基础形式。由于软土地基中土质的结构比较松散，土粒之间具有较大的空隙，桩与周围土层的作用较弱，桩侧摩阻力难以发挥，承载能力较低，因此，针对各类软土地基的特征，在国家自然科学基金项目（编号：41372288）的资助下，我们研制了一种新型变截面预制钢管桩来进行不良地质地基的处理，从而提高桩的承载特性，减小地基不均匀沉降。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种新型变截面预制钢管桩，能够大幅度提高桩侧摩阻力，桩身强度比较高，可适用于地质条件比较复杂的软土地基中。
本实用新型所采取的技术方案是：一种新型变截面预制钢管桩，它主要由上部桩体、溢浆孔、肋板、下部桩体、弧形翼板及桩尖组成；其特征在于，所述的上部桩体为中空的变截面桩体，竖的虚线表示管壁内表面，大截面桩身纵截面类似为工字形，小截面桩身设有4个呈对称分布的肋板，肋板侧表面为矩形且设有溢浆孔，横的虚线表示溢浆孔内表面；所述的下部桩体为中空的圆柱体，桩身外表面设有4个呈对称分布的弧形翼板，其外端面面积大于内端面，弧形翼板之间设有溢浆孔。
优选的，上部桩体为中空的变截面桩体，大截面桩身纵截面类似为工字形，小截面桩身设有4个呈对称分布的肋板，肋板侧表面设有溢浆孔。
优选的，下部桩身外表面设有4个呈对称分布的弧形翼板，其外端面面积大于内端面，弧形翼板之间设有溢浆孔。
本实用新型的施工使用方法是：一种新型变截面预制钢管桩，施工时，使用桩机将变截面预制钢管桩缓缓打入地基中设计标高，控制打入过程中桩体的垂直度不超过0.5%；在将变截面预制钢管桩打入地基设计标高后，移走桩机，将高压注浆设备与桩顶的中空部位相连接进行注浆操作，使浆液进入桩体内部，浆液充满桩体内部后从溢浆孔渗出到桩周软土地层，并填满上部桩身与周围土层之间的空隙，硬化后，上部变截面桩身和肋板与周围土层结合为一体，下部桩身和弧形翼板与周围土层结合为一体，完成施工。
本实用新型的工作原理是：一种新型变截面预制钢管桩，上部桩体大截面桩身纵截面类似为工字形，即桩身周边内凹进一部分，增加了桩与周围土层的接触面积，提高了桩侧摩阻力，抗压及抗拔性能比较好；小截面桩身表面设有4个肋板，肋板上下表面与大截面桩身连接在一起，上部的大截面桩身可通过肋板将承受的荷载传递给下部的大截面桩身，使大截面桩身大于小截面桩身的那部分共同受力，从而提高桩的抗压承载力，在小截面上设有肋板，同时也增加了桩与土体的接触面积，提高了桩侧摩阻力；下部桩身外表面设有4个弧形翼板，且外端面面积比较大，不仅加大了桩身与周围土体的接触面积，而且提高了桩侧摩阻力，桩身强度比较高，从而提高桩的承载能力；上部桩体肋板侧表面和下部桩体弧形翼板之间都设有溢浆孔，可在桩与土之间的空隙中注入浆液，形成结石体，使桩身与周围土体连接更为牢固，从而对桩周地基进行了加固，提高了桩身承载能力。
本实用新型的有益效果是：一种新型变截面预制钢管桩，上部桩体大截面桩身纵截面类似为工字形，且在小截面桩身设有肋板，上部变截面桩身和肋板会和周围的土层紧密结合在一起，使桩身受力与土体受力协调一致，从而增加了桩基础的稳固性能和抗压性能；上部桩体肋板侧表面和下部桩体弧形翼板之间都设有溢浆孔，可在桩与土之间的空隙中注入浆液，形成结石体，使桩身与周围土体连接更为牢固，从而对桩周地基进行了加固，提高了桩身承载能力；上部桩体溢浆孔设置在肋板侧表面，下部桩体溢浆孔设置在弧形肋板之间，打桩时溢浆孔不会和土直接接触，可有效防止溢浆孔堵塞，并增大了桩身与浆液的接触面积，工程实用性强；下部桩体外表面设有弧形翼板，由于弧形翼板水平伸部分比较短，可以较为容易地打入地基中，且弧形翼板会和周围的土层产生协同作用，能够有效改善桩周土体的物理力学性质，从而提高桩体承载能力。
附图说明
图1为本实用新型一种新型变截面预制钢管桩示意图。
图2为本实用新型上部桩体小截面桩身横截面示意图。
图3为本实用新型下部桩体横截面示意图。
附图标记：（1）上部桩体；（2）溢浆孔；（3）肋板；（4）下部桩体；（5）弧形翼板；（6）桩尖。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1所示，一种新型变截面预制钢管桩，它主要由上部桩体（1）、溢浆孔（2）、肋板（3）、下部桩体（4）、弧形翼板（5）及桩尖（6）组成；其特征在于，所述的上部桩体（1）为中空的变截面桩体，竖的虚线表示管壁内表面，大截面桩身纵截面类似为工字形，小截面桩身设有4个呈对称分布的肋板（3），肋板（3）侧表面为矩形且设有溢浆孔（2），横的虚线表示溢浆孔（2）内表面；所述的下部桩体（4）为中空的圆柱体，桩身外表面设有4个呈对称分布的弧形翼板（5），其外端面面积大于内端面，弧形翼板（5）之间设有溢浆孔（2）。
如图2所示，上部桩体（1）小截面桩身上设有呈对称分布的4个肋板（3），肋板（3）侧表面为矩形且设有溢浆孔（2）。
如图3所示，下部桩体（4）为中空的圆柱体，桩身外表面设有呈对称分布的4个弧形翼板（5），其外端面面积大于内端面，弧形翼板（5）之间设有溢浆孔（2），虚线表示溢浆孔（2）内表面。
成桩时，根据现场所需的桩长与桩径在工厂内预制出如上所述的变截面预制钢管桩，变截面预制钢管桩的各部分应为焊接连接或一体成型，使其具有足够的强度。
施工时，使用桩机将变截面预制钢管桩缓缓打入地基中设计标高，控制打入过程中桩体的垂直度不超过0.5%；在将变截面预制钢管桩打入地基设计标高后，移走桩机，将高压注浆设备与桩顶的中空部位相连接进行注浆操作，使浆液进入桩体内部，浆液充满桩体内部后从溢浆孔渗出到桩周软土地层，并填满上部桩身与周围土层之间的空隙，硬化后，上部变截面桩身和肋板与周围土层结合为一体，下部桩身和弧形翼板与周围土层结合为一体，完成施工。
作为改进，上部桩体为中空的变截面桩体，大截面桩身纵截面类似为工字形，小截面桩身设有4个呈对称分布的肋板，肋板侧表面设有溢浆孔。
作为改进，下部桩身外表面设有4个呈对称分布的弧形翼板，其外端面面积大于内端面，弧形翼板之间设有溢浆孔。