本發(fā)明涉及建筑基礎(chǔ)工程技術(shù)，具體涉及減小負(fù)摩阻力的履帶鋼管樁技術(shù)。

背景技術(shù)：

近年來國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化速度加快，城市人口數(shù)量不斷增加，現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施已不能滿足人們的生產(chǎn)和生活需求，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，數(shù)量不斷增多，城市用地緊張已成為大中城市面臨的重大挑戰(zhàn)，高層及超高層建筑物在大中城市大量涌現(xiàn)。樁基礎(chǔ)作為高層、超高層建筑物的一種基礎(chǔ)形式，因其承載力高，可有效減小上層建筑物不均勻沉降而被工程界所接受，大量應(yīng)用于工程實(shí)踐中。然而樁基礎(chǔ)在濕陷性黃土地區(qū)和軟土地區(qū)等實(shí)際應(yīng)用中樁身承載能力變?nèi)?，上層建筑物不均勻沉降，?jīng)研究發(fā)現(xiàn)是由于樁周土體沉降產(chǎn)生的負(fù)摩阻力引起的，為了解決這一問題，現(xiàn)有樁基礎(chǔ)在濕陷性黃土地區(qū)和軟土地區(qū)往往采用樁身涂層和套管的方法來減小周圍土體沉降對(duì)樁身產(chǎn)生的負(fù)摩阻力，但樁身涂層法所用的材料屬于有害的化學(xué)成分，這會(huì)對(duì)周圍的土體及水質(zhì)造成污染；另外，涂層法和套管法等現(xiàn)存減小負(fù)摩阻力的方法中只側(cè)重于如何減小負(fù)摩阻力而忽略了樁身在荷載作用下時(shí)土體給樁體的正摩阻力，樁基礎(chǔ)承載能力降低。

綜上所述，現(xiàn)有減小負(fù)摩阻力的方法僅強(qiáng)調(diào)有效減小負(fù)摩阻力，而忽略了其對(duì)樁土間正摩阻力的影響，減小了樁體的承載能力。因此，一種減小樁土負(fù)摩阻力的同時(shí)增加樁土正摩阻力新型樁基結(jié)構(gòu)是建筑基礎(chǔ)工程技術(shù)領(lǐng)域的迫切需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種減小負(fù)摩阻力的履帶鋼管樁及施工方法。

本發(fā)明是一種減小負(fù)摩阻力的履帶鋼管樁及施工方法，包括樁體1、齒輪軸2、T型鋼梁3和鋼性履帶4；圓形鋼管5內(nèi)澆筑混凝土構(gòu)成樁體1；齒輪軸2中間帶有單向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪6，兩端帶有單向轉(zhuǎn)動(dòng)滑輪7；T型鋼梁3腹板環(huán)向等間距焊接于樁體1外側(cè)，齒輪軸2對(duì)稱焊接于T型鋼梁3腹板兩側(cè)，并沿腹板縱向等間距布置；鋼性履帶4由履帶板8和履帶銷9組成，履帶板8兩端帶孔，通過履帶銷9連接形成鋼性履帶4，鋼性履帶4嚙合于齒輪軸2上的單向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪6，并與齒輪軸2上兩端的單向轉(zhuǎn)動(dòng)滑輪7貼合，履帶銷9閉合鋼性履帶4形成履帶鋼管樁。

本發(fā)明的一種減小負(fù)摩阻力的履帶鋼管樁的施工方法，其步驟為：

（1）根據(jù)工程實(shí)際情況，確定樁體1中性點(diǎn)的位置，圓形鋼管5的直徑和

壁厚，T型鋼梁3的數(shù)目及規(guī)格，預(yù)制齒輪軸2及鋼性履帶4；

（2）在圓形鋼管5內(nèi)側(cè)澆筑混凝土，外側(cè)中性點(diǎn)以上環(huán)向等間距焊接T型鋼梁3，將預(yù)制好的齒輪軸2對(duì)稱焊接于T型鋼梁3腹板兩側(cè)，并沿腹板縱向等間距布置；

（3）預(yù)制好的鋼性履帶4嚙合于齒輪軸2的單向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪6上，并與齒輪軸2上兩端的單向轉(zhuǎn)動(dòng)滑輪7貼合，通過履帶銷9閉合鋼性履帶4構(gòu)成履帶鋼管樁；

（4）平整場(chǎng)地，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定樁位并打孔；

（5）啟動(dòng)振動(dòng)打樁機(jī)的振動(dòng)錘向下振動(dòng)，使履帶鋼管樁沉入地基土中；

（6）重復(fù)上述步驟（5）直至完成所有樁體施工。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的主要特點(diǎn)是在鋼管樁外側(cè)中性點(diǎn)以上設(shè)置單向轉(zhuǎn)動(dòng)鋼性履帶，使樁體在減少樁土間負(fù)摩阻力的同時(shí)增加了樁土間正摩阻力，具體表現(xiàn)在：（1）土體沉降與樁身要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生負(fù)摩阻力時(shí)，土體帶動(dòng)鋼性履帶和單向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪繞齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，減少土體沉降引起的負(fù)摩阻力；（2）上部荷載作用于樁體，樁身與土體要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，單向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪處于非轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，鋼性履帶與周圍土體產(chǎn)生正摩擦力，不僅未減少樁體中性點(diǎn)以上的正摩擦力，而且由于樁身截面變大，增加了樁體的正摩阻力。

附圖說明

圖1為履帶鋼管樁示意圖；圖2為鋼性履帶示意圖；圖3為單向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪示意圖；圖4為履帶板示意圖；圖5為T型鋼梁示意圖；附圖標(biāo)記說明：樁體1、齒輪軸2、T型鋼梁3、鋼性履帶4、圓形鋼管5、單向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪6、單向轉(zhuǎn)動(dòng)滑輪7、履帶板8、履帶銷9。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明工作原理：（1）負(fù)摩阻力轉(zhuǎn)動(dòng)原理：在濕陷性黃土和軟土地區(qū)中，土體沉降會(huì)對(duì)樁身產(chǎn)生向下的滑動(dòng)摩擦力，帶動(dòng)鋼性履帶和單向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪繞齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使土體沉降對(duì)樁體產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)槭孤膸Ш蛦蜗蜣D(zhuǎn)動(dòng)齒輪繞齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力，從而達(dá)到減小甚至消除樁土間負(fù)摩阻力的目的。（2）正摩阻力鎖死原理：在承受上部結(jié)構(gòu)荷載作用時(shí)，樁體沉降會(huì)帶動(dòng)外側(cè)鋼性履帶向上運(yùn)動(dòng)，這時(shí)齒輪處于非轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，土體與鋼性履帶之間產(chǎn)生的摩擦力通過T型鋼梁傳遞給樁體，從而使樁體中性點(diǎn)以上也存在正摩阻力。

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明并非僅限于本實(shí)例。在閱讀本發(fā)明后，凡在本發(fā)明原理內(nèi)所做的等同替換、修改都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1～5所示，本發(fā)明是一種減小負(fù)摩阻力的履帶鋼管樁，包括樁體1、齒輪軸2、T型鋼梁3和鋼性履帶4；圓形鋼管5內(nèi)澆筑混凝土構(gòu)成樁體1；齒輪軸2中間帶有單向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪6，兩端帶有單向轉(zhuǎn)動(dòng)滑輪7；T型鋼梁3腹板環(huán)向等間距焊接于樁體1外側(cè)，齒輪軸2對(duì)稱焊接于T型鋼梁3腹板兩側(cè)，并沿腹板縱向等間距布置；鋼性履帶4由履帶板8和履帶銷9組成，履帶板8兩端帶孔，通過履帶銷9連接形成鋼性履帶4，鋼性履帶4嚙合于齒輪軸2上的單向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪6，并與齒輪軸2上兩端的單向轉(zhuǎn)動(dòng)滑輪7貼合，履帶銷9閉合鋼性履帶4形成履帶鋼管樁。

如圖1所示，T型鋼梁3沿樁體1環(huán)向等間距焊接8-12塊。

如圖2、3所示，單向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪6為直齒圓柱形齒輪，厚3-6cm，外徑為5-8cm，與鋼性履帶4緊密嚙合。

如圖3所示，單向轉(zhuǎn)動(dòng)滑輪7為圓形，直徑與單向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪6相同，位于齒輪軸4兩端，厚度為3-6cm。

如圖1、2、4所示，履帶板8的寬度為3-5cm，長(zhǎng)度為4-6cm，厚度為0.6-1cm，履帶板8一側(cè)設(shè)有兩個(gè)銷孔，并沿寬度方向分布兩端，另一側(cè)僅在中間位置設(shè)置一個(gè)銷孔，且銷孔與履帶銷9相配套。

如圖1～5所示，一種減小負(fù)摩阻力的履帶鋼管樁的施工方法，其步驟為：

（1）根據(jù)工程實(shí)際情況，確定樁體1中性點(diǎn)的位置，圓形鋼管5的直徑和壁厚，T型鋼梁3的數(shù)目及規(guī)格，預(yù)制齒輪軸2及鋼性履帶4；

（2）在圓形鋼管5內(nèi)側(cè)澆筑混凝土，外側(cè)中性點(diǎn)以上環(huán)向等間距焊接T型鋼梁3，將預(yù)制好的齒輪軸2對(duì)稱焊接于T型鋼梁3腹板兩側(cè)，并沿腹板縱向等間距布置；

（3）預(yù)制好的鋼性履帶4嚙合于齒輪軸2的單向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪6上，并與齒輪軸2上兩端的單向轉(zhuǎn)動(dòng)滑輪7貼合，通過履帶銷9閉合鋼性履帶4構(gòu)成履帶鋼管樁；

（4）平整場(chǎng)地，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定樁位并打孔；

（5）啟動(dòng)振動(dòng)打樁機(jī)的振動(dòng)錘向下振動(dòng)，使履帶鋼管樁沉入地基土中；

（6）重復(fù)上述步驟（5）直至完成所有樁體施工。