一种管桩模组及其开口型桩尖的制作方法

本实用新型涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种开口型桩尖，本实用新型还涉及一种具有该开口型桩尖的管桩模组。

背景技术：

预应力高强度混凝土管桩简称PHC管桩，广泛应用在工业与民用建筑、桥梁、港口码头和水利工程等，在工程建设中发挥越来越大的作用。PHC管桩通常和桩尖配合使用，以便于将PHC管桩顺利打入土层。配合常规开口型桩尖使用的PHC管桩，在沉桩过程中，单桩承台入持力层过深，由于桩尖设计不合理，桩尖容易受损，进而导致桩端阻力过大，容易造成锤击能量的过大超过桩身轴心受压承载能力设计值施工，对沉桩质量有极大危害。采用标准桩尖的PHC管桩在设计极限值边缘进行沉桩，稍有不慎桩身质量会受到较大威胁，沉桩质量和沉桩效率不高。如何改善开口型桩尖的结构，降低沉桩时桩端阻力、提高沉桩质量成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种开口型桩尖，该开口型桩尖可以降低桩端阻力，提高沉桩质量和沉桩效率。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述开口型桩尖的管桩模组，保证桩身完成，沉桩质量好。

为实现上述目的，本实用新型提供一种开口型桩尖，包括圆筒状的桩尖本体和设于所述桩尖本体外周的筋板；所述桩尖本体包括自下而上依次设置的用以钻土承压的桩尖头部、桩尖筒体和用以与PHC管桩连接的桩尖尾部；所述筋板沿所述桩尖尾部至所述桩尖头部方向延伸，所述桩尖头部厚度大于所述桩尖筒体的厚度。

优选地，所述桩尖本体为一体设置的等壁厚圆筒状结构，所述桩尖头部焊接有用以增加所述桩尖头部厚度的环形钢筋。

优选地，所述环形钢筋焊接于所述桩尖头部的内周。

优选地，所述环形钢筋的直径为20～30mm。

优选地，所述筋板两端分别与所述桩尖头部、所述桩尖尾部平齐，所述筋板与所述桩尖本体等长。

优选地，所述筋板的宽度沿所述桩尖尾部至所述桩尖头部方向递减。

优选地，所述筋板数目为6个，且6个所述筋板等间距焊接于所述桩尖本体外周。

本实用新型还提供一种管桩模组，包括PHC管桩和上述任一项所述的开口型桩尖，所述PHC管桩通过所述桩尖尾部与所述开口型桩尖焊接为一体。

相对于上述背景技术，本实用新型针对开口型桩尖结构设计不合理，桩尖容易受损进而导致桩端阻力增大，沉桩质量下降的问题，特别涉及一种开口型桩尖，涉及加强筋板增加桩尖本体的强度，通过增大桩尖头部的厚度，提高桩尖头部强度和刚度，改善桩尖切土排土能力，在增大桩端头部截面积的情况下反而减小了桩端阻力，具有预料不到的有益效果；经沉桩实验表明，采用本实用新型所提供的开口型桩尖与PHC管桩配合沉桩，沉桩锤击次数降低，贯入度增加，沉桩效率提高；有效避免了沉桩过程桩身在设计极限值附近施工，保证了PHC管桩桩体的完整性，改善了沉桩质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的开口型桩尖的剖视图；

图2为本实用新型所提供的开口型桩尖的俯视图；

图3为图2开口型桩尖的环形钢筋示意图；

图4为包括本实用新型提供的开口型桩尖的管桩模组。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图4，图1为本实用新型所提供的开口型桩尖的剖视图；图2为本实用新型所提供的开口型桩尖的俯视图；图3为图2开口型桩尖的环形钢筋示意图；图4为包括本实用新型提供的开口型桩尖的管桩模组。

本实用新型所提供开口型桩尖包括圆筒状桩尖本体1和设于圆筒状桩尖本体1外周的筋板2；桩尖本体1具体包括如图1所示的自下而上的桩尖头部11、桩尖筒体12和桩尖尾部13；桩尖头部11用于进行切土排土，桩尖尾部13用以和PHC管桩4连接，管桩筒体贯穿连通桩尖头部11和桩尖尾部13，形成桩尖本体1。

桩尖头部11增厚使桩尖头部11的厚度大于桩尖筒体12的厚度。厚度大于桩尖筒体12的桩尖头部11，显著增加了桩尖头部11刚度进而提高的切土和排土能力，有效防止了桩尖头部11卷口封堵。通常来讲，桩尖头部11增厚，增大了与土的接触面积，桩端阻力应当增加；通过沉桩实验却表明，采用本实用新型提供的开口型桩尖，沉桩锤击次数反而减少，每次锤击贯入度增加，这表明桩尖头部11增厚反而减小了桩端阻力，取得了预料不到的效果，且沉桩锤击次数减少。且采用本实用新型提供开口型桩尖，由于桩端阻力降低，使更多的桩身锤击应力可以通过桩身灌入实现消耗，压应力的降低直接减小桩体的疲劳和锤击应力对桩体的破坏，提高了沉桩质量。

在本实用新型的一种具体实施例中，桩尖本体1为一体设置的等壁厚圆筒状结构，用来增加桩尖本体1强度的筋板2设置于桩尖本体1的外周，筋板2的设置有效提升了桩尖本体1的抗弯强度，保证了桩尖的完整；通过桩尖本体1的底部也即桩尖头部11焊接环形钢筋3，增加桩尖头部11的厚度，如图2所示；环形钢筋3通常焊接于桩尖头部11的内周，环形钢筋3的直径不宜过大当然也不宜过小，环形钢筋3直径过大不利于桩尖头部11排土，直径过小增加桩尖强度效果不明显；环形钢筋3的结构如图3所示，通常钢筋的直径为20mm～30mm。选取直径合适的钢筋按照桩尖筒体12内径大小截取合适的长度，折成环形，并将环形钢筋3焊接在桩尖头部11的内壁并保证焊接强度。

设于桩尖本体1外周的筋板2沿桩尖尾部13向桩尖头部11延伸，筋板2的两端分别与桩尖头部11、桩尖尾部13相平齐；换句话说，筋板2和圆筒状的桩尖本体1长度相等。延伸至桩尖头部11外周的筋板2也在一定程度上提高了桩尖头部11的刚度和强度，避免桩尖在沉桩过程中发生桩尖头部11卷口封堵现象，有效降低了承桩阻力，降低了与桩尖连接的PHC管桩4的压应力，避免了锤击应力对PHC管桩4桩体的破坏，进了提高PHC管桩4桩体的完整性及沉桩质量。其中筋板2的宽度由桩尖尾部13至桩尖头部11逐渐减小，至桩尖头部11末端缩至一条直线；采用由上自下渐缩的筋板2在增减桩尖的强度的同时，保证了桩尖自下而上贯入土层或者岩层时的切土能力，便于桩尖及PHC管桩4沉桩到指定的地下深度。

本实用新型所提供的开口型桩尖设置6个用来提升开口型桩尖强度的筋板2，6个筋板2沿桩尖本体1的外周等间距的对称设置以保证开口型桩尖在沉桩过程中受力均匀。当然，筋板2的数量可根据开口型桩尖的强度需要具体设置，无论桩尖本体1的外周焊接筋板2的数量的多少，都要保证筋板2等间距的对称分布与桩尖本体1的外周上，换句话说，无论如何设置筋板2的数目都要保证开口型桩尖在沉桩过程中始终受力均衡，保证桩尖及PHC管桩4的桩体完整，提高沉桩质量。

在另外一种具体实施例中，桩尖本体1为一体式圆筒状结构，有所不同的是，桩尖本体1不是等壁厚的圆筒状结构，而是在开口型桩尖加工制造过程中，通过预先将桩尖本体1加工成桩尖头部11厚度大于桩尖筒体12厚度的结构，具体设置为桩尖头部11厚度大于桩尖筒体12厚度20mm～30mm且沿桩尖头部11向桩尖筒体12平滑过渡，桩尖筒体12和桩尖尾部13等壁厚。相对于焊接环形钢筋3增加壁厚一体设置，减少了焊接工艺且对于桩尖头部11的刚度和强度的提升更加明显。

本实用新型的开口型桩尖通过在桩尖头部11增厚和延长筋板2的长度至桩尖头部11，内外双重增强桩尖头部11的强度和刚度，显著增强了桩尖的切土和排土能力，避免桩尖头部11卷口封堵导致桩端阻力增大，在增大桩尖头部11横截面积的同时反而降低了桩端的阻力，取得了预料不到的技术效果；桩端阻力降低使得锤击贯入度增加、减少了沉桩锤击次数，提高了沉桩及施工效率；桩端阻力的减小降低了压应力对PHC管桩4桩体的损伤，保证PHC管桩4桩体的完整性，提高了PHC管桩4的承载力。

将本实用新型所提供的开口型桩尖投入工程进行沉桩施工，施工取得了预料不到的结果，全部单桩沉入达到设计标高，单桩承台桩基检测100％合格；根据高低应变检测结果：承载力符合设计要求且均达到I类桩标准，相对于常规型开口桩尖，沉桩效率和承载力均显著提高。

本实用新型提供了一种管桩模组，包括PHC管桩4和上述开口型桩尖，PHC管桩4通过端板和上述开口型桩尖的桩尖尾部13焊接为一体进行沉桩施工，有效保证了PHC管桩4桩体的完整性，提高了PHC管桩4的承载力，提高施工效率，符合施工标准。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型所提供的管桩模组及其开口型桩尖进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。