CN104594343A - 一种装配式桩及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式桩，包括在下管桩，所述在下管桩内设有在下管桩钢筋笼，在所述在下管桩上端设有上端板，在所述在下管桩的上端装配有顶部管桩，在所述顶部管桩的下端设有压装在所述上端板上的下端板，所述下端板与所述上端板连接，所述顶部管桩内设置顶部管桩钢筋笼，在所述顶部管桩的钢筋笼上每隔200～400mm设置一道井字形复合箍筋，在所述顶部管桩内设有后浇混凝土灌芯。本发明还公开了上述装配式桩的施工方法。本发明将上下两节预制管桩装配在一起，并通过在顶部管桩内浇筑后浇混凝土灌芯的方式，将管桩和钻孔灌注桩的优势融合在一起。本发明具有接桩简便、快捷、造价低、施工快、质量易保证、承载力高的特点。

Description

一种装配式桩及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程、工民建及海洋港口工程等建筑施工技术领域，特别是一种装配式桩及其施工方法，可用于各类结构工程的承力桩及软弱土支护桩。

背景技术

预应力钢筋混凝土管桩系工厂化生产、材料性能得到最大发挥的管桩。它的制造工艺简单，适应面广，经济效益高，在软土地基中被广泛应用，但由于生产、施工工艺上的制约，桩的壁厚受到一定程度的限制，因此管桩水平承载力较小，横向抗弯力矩小，在承受水平荷载的多高层建筑物桩基中适用性较差。另一方面，钻孔灌注桩水平承载力高，但易产生缩颈、桩身砼质量难以保证等问题，且工序复杂，施工中产生的泥浆污染环境。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种装配式桩及其施工方法，该装配式桩能够将管桩和钻孔灌注桩的优势有机地融合在一起。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是：一种装配式桩，包括在下管桩，所述在下管桩内设有在下管桩钢筋笼，在所述在下管桩上端设有上端板，其特征在于，在所述在下管桩的上端装配有顶部管桩，在所述顶部管桩的下端设有压装在所述上端板上的下端板，所述下端板与所述上端板连接，所述顶部管桩内设置顶部管桩钢筋笼，在所述顶部管桩的钢筋笼上每隔200～400mm设置一道井字形复合箍筋，在所述顶部管桩内设有后浇混凝土灌芯。在下管桩与顶部管桩均可在普通管桩生产设备上生产。

所述下端板设有上翻的下裙板和下端板环状凸起，所述下裙板固嵌在所述顶部管桩的外侧，所述下裙板内部设有锚固于顶部管桩的栓钉Ⅰ，所述上端板设有下翻的上裙板和上端板环状凸起，所述上裙板固嵌在所述在下管桩的外侧，所述上裙板内部设有锚固于在下管桩的栓钉Ⅱ；连接环板抱紧在所述在下管桩和所述顶部管桩的外表面上，所述连接环板设有与上端板环状凸起和下端板环状凸起卡紧的凹槽，所述连接环板包括通过销轴铰接的两瓣弧形单片，每瓣所述弧形单片的启闭端与所述下裙板和所述上裙板各通过一装配螺栓连接，所述装配螺栓的中心线与所述装配式桩的径向一致。

所述顶部管桩是部分预应力管桩或零预应力管桩，是否加设预应力根据顶部管桩长径比及吊装要求确定。所述顶部管桩的钢筋笼的纵向钢筋采用预应力钢棒和带肋高强钢筋混合配筋或全部为带肋高强钢筋，纵向钢筋伸出桩端长度≥10d，d为带肋高强钢筋直径，同时为满足承台内钢筋锚固长度，可继续加焊一定长度的带肋高强钢筋；所述顶部管桩钢筋笼的箍筋采用螺旋箍筋；所述在下管桩采用预应力管桩，所述在下管桩的钢筋笼的纵向钢筋采用预应力钢棒形成，按普通管桩加设预应力。

所述下端板和所述上端板焊接连接、钢筋自锁连接或采用连接环板连接。

所述顶部管桩的长度不小于五倍桩身直径且穿过软土层厚度以下不小于三倍桩身直径长度。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是：上述装配式桩的施工方法，按以下步骤进行：

一)顶部管桩和在下管桩均采用工厂预制，在顶部管桩的工厂预制过程中，在顶部管桩钢筋笼上每隔200～400mm设置一道井字形复合箍筋；

二)将顶部管桩和在下管桩运输至施工现场；

三)在顶部管桩腔内后浇混凝土灌芯，形成叠合混凝土实心桩；

四)在桩位采用长螺旋设备成孔后，将在下管桩沉入桩孔，待在下管桩的上端沉至距地面0.8～1.2m时，固定在下管桩；

五)将叠合混凝土实心的顶部管桩装配在在下管桩的上端，进行接桩施工；

六)继续沉桩至设计标高；

七)对桩侧进行压力注浆加固。

所述步骤三)，采用C40-C50混凝土浇筑混凝土灌芯，每次浇筑高度不超过5m。

本发明具有的优点和积极效果是：将上下两节预制管桩装配在一起，并通过在顶部管桩内浇筑后浇混凝土灌芯的方式，将管桩和钻孔灌注桩的优势融合在一起，后浇混凝土灌芯提高了装配式桩的水平承载力，采用全部或部分带肋高强钢筋，避免高强钢棒的延性差、握裹力弱的缺点，相较于灌注桩造价更低，施工更方便，质量容易保证，且施工中无泥浆处理，属于绿色环保施工。采用连接环板连接的方式接桩，能够省去现场的焊接工作，减少现场施工量。本发明具有接桩简便、快捷、造价低、施工快、质量易保证、承载力高的特点。

附图说明

图1为本发明装配式桩的整体结构示意图；

图2为本发明装配式桩连接部分剖面图；

图3-1为本发明装配式桩弧形单片的立面图；

图3-2为图3-1的A-A剖视图；

图3-3为图3-1的B-B剖视图；

图4为图2的俯视图；

图5为本发明装配式桩的顶部管桩的钢筋笼立面图；

图6为图5的俯视图；

图7为本发明装配式桩的施工方法步骤七)的施工结构图。

图中：1为顶部管桩；11为下端板；111为下裙板；112为下端板环状凸起；113为栓钉Ⅰ；2为在下管桩；21为上端板；22为预应力钢棒；211为上裙板；212为上端板环状凸起；213为栓钉Ⅱ；3为连接环板；31为装配螺栓；32为螺栓孔；33为销轴；34为连接环板凹槽；4为顶部管桩的钢筋笼；41为顶部管桩纵向钢筋；42为顶部管桩螺旋箍筋；43为井字形复合箍筋；44为加焊钢筋；5为后浇混凝土灌芯；6为桩侧土；7为注浆加固结构。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅附图，一种装配式桩，包括在下管桩2，所述在下管桩2内设有在下管桩钢筋笼，在所述在下管桩2的上端设有上端板21，在所述在下管桩2的上端装配有顶部管桩1，在所述顶部管桩1的下端设有压装在所述上端板21上的下端板11，所述下端板11与所述上端板21连接，所述顶部管桩1内设置顶部管桩钢筋笼4，在所述顶部管桩的钢筋笼4上每隔200～400mm设置一道井字形复合箍筋43，在所述顶部管桩1内设有后浇混凝土灌芯5。在下管桩2与顶部管桩1均可在普通管桩生产设备上生产。

在本实施例中，所述顶部管桩1与所述在下管桩2通过连接环板3进行螺栓连接。具体结构为：所述下端板11设有上翻的下裙板111和下端板环状凸起112，所述下裙板111固嵌在所述顶部管桩1的外侧，所述下裙板内部设有锚固于顶部管桩1的栓钉113；所述上端板21设有下翻的上裙板211和上端板环状凸起212，所述上裙板211固嵌在所述在下管桩2的外侧，所述上裙板内部设有锚固于在下管桩2的栓钉213；连接环板3抱紧在所述在下管桩2和所述顶部管桩1的外表面上，所述连接环板设有与上端板环状凸起212和下端板环状凸起112卡紧的凹槽34，所述连接环板3包括通过销轴33铰接的两瓣弧形单片，每瓣所述弧形单片的启闭端与所述下裙板111和所述上裙板211各通过一装配螺栓31连接，所述装配螺栓31中心线与所述装配式桩的径向一致。所述连接环板3上的螺栓孔32为沉孔，使装配螺栓31可进入沉孔内一部分，以保护装配螺栓31并减小沉桩时连接环板3处的阻力。

所述顶部管桩1与所述在下管桩2也可以通过直接焊接连接，焊接工艺与管桩接桩工艺相同，现行的接桩方式，已有成熟工艺，可参考《预应力混凝土管桩》(10G409)国家图集。在两桩端板连接处分三次满焊。所述下端板和所述上端板也可以采用已有的钢筋自锁式连接。

上述顶部管桩1采用工厂预制，下端有下端板11，纵向钢筋41伸出桩端。上述顶部管桩1的长度根据计算确定，以保证在下管桩2满足承载力要求为前提，并满足不小于五倍桩身直径或穿过软土层厚度以下不小于三倍桩身直径长度的构造要求。所述顶部管桩钢筋笼4参照灌注桩配筋，纵向钢筋41可采用预应力钢棒和带肋高强钢筋的混合配筋或全部为带肋高强钢筋，是否加设预应力根据顶部管桩长径比及吊装要求确定，纵向钢筋伸出桩端长度≥10d，d为带肋高强钢筋直径，同时为满足承台内钢筋锚固长度，可继续加焊一定长度的带肋高强钢筋44。箍筋42采用螺旋箍筋。上述在下管桩钢筋笼的纵向钢筋采用预应力钢棒22形成，按普通管桩加设预应力。

上述装配式桩的施工方法，按以下步骤进行：

一)顶部管桩1和在下管桩2均采用工厂预制，在顶部管桩1的工厂预制过程中，在顶部管桩钢筋笼4上每隔200～400mm设置一道井字形复合箍筋43；

二)将顶部管桩1和在下管桩2运输至施工现场；

三)在顶部管桩1腔内后浇混凝土灌芯5，形成叠合混凝土实心桩；

四)在桩位采用长螺旋设备成孔后，将在下管桩2沉入桩孔，待在下管桩2的上端沉至距地面0.8～1.2m时，固定在下管桩2；

五)将叠合混凝土实心的顶部管桩1装配在在下管桩2的上端，进行接桩施工。接桩可由人工配合进行，此时应保证管桩表面清洁，上下节之间的间隙用铁片垫实焊牢，上下节桩的中心线偏差不得大于10mm，节点折曲矢高不得大于1‰桩长。上下节桩的连接可采用焊接、钢筋自锁式连接或采用连接环板3连接。焊接时分三次满焊。连接环板3连接时，将连接环板固定在上下节桩连接部位，拧紧装配螺栓31，使连接环板3紧抱上下节桩连接部位。

六)继续沉桩至设计标高；

七)对桩侧进行压力注浆加固，在桩侧土6和装配式桩之间形成注浆加固结构7。

上述步骤三)，采用C40-C50混凝土浇筑混凝土灌芯5，每次浇筑高度不超过5m。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种装配式桩，包括在下管桩，所述在下管桩内设有在下管桩钢筋笼，在所述在下管桩上端设有上端板，其特征在于，在所述在下管桩的上端装配有顶部管桩，在所述顶部管桩的下端设有压装在所述上端板上的下端板，所述下端板与所述上端板连接，所述顶部管桩内设置顶部管桩钢筋笼，在所述顶部管桩的钢筋笼上每隔200～400mm设置一道井字形复合箍筋，在所述顶部管桩内设有后浇混凝土灌芯。

2.根据权利要求1所述的装配式桩，其特征在于，所述下端板设有上翻的下裙板和下端板环状凸起，所述下裙板固嵌在所述顶部管桩的外侧，所述下裙板内部设有锚固于顶部管桩的栓钉Ⅰ，所述上端板设有下翻的上裙板和上端板环状凸起，所述上裙板固嵌在所述在下管桩的外侧，所述上裙板内部设有锚固于在下管桩的栓钉Ⅱ；连接环板抱紧在所述在下管桩和所述顶部管桩的外表面上，所述连接环板设有与上端板环状凸起和下端板环状凸起卡紧的凹槽，所述连接环板包括通过销轴铰接的两瓣弧形单片，每瓣所述弧形单片的启闭端与所述下裙板和所述上裙板各通过一装配螺栓连接，所述装配螺栓的中心线与所述装配式桩的径向一致。

3.根据权利要求1所述的装配式桩，其特征在于，所述顶部管桩是部分预应力管桩或零预应力管桩，所述顶部管桩的钢筋笼的纵向钢筋采用预应力钢棒和带肋高强钢筋混合配筋或全部为带肋高强钢筋，所述顶部管桩的钢筋笼的纵向钢筋伸出桩端长度≥10d，d为带肋高强钢筋直径，所述顶部管桩的钢筋笼的箍筋采用螺旋箍筋；所述在下管桩采用预应力管桩，所述在下管桩的钢筋笼的纵向钢筋采用预应力钢棒形成。

4.根据权利要求3所述的装配式桩，其特征在于，所述顶部管桩的钢筋笼的纵向钢筋伸出桩端的上端加焊带肋高强钢筋。

5.根据权利要求1所述的装配式桩，其特征在于，所述下端板和所述上端板焊接连接、钢筋自锁连接或采用连接环板连接。

6.根据权利要求1所述的装配式桩，其特征在于，所述顶部管桩的长度不小于五倍桩身直径或穿过软土层厚度以下不小于三倍桩身直径长度。

7.一种如权利要求1所述的装配式桩的施工方法，其特征在于，按以下步骤进行：

一)顶部管桩和在下管桩均采用工厂预制，在顶部管桩的工厂预制过程中，在顶部管桩钢筋笼上每隔200～400mm设置一道井字形复合箍筋；

二)将顶部管桩和在下管桩运输至施工现场；

三)在顶部管桩腔内后浇混凝土灌芯，形成叠合混凝土实心桩；

四)在桩位采用长螺旋设备成孔后，将在下管桩沉入桩孔，待在下管桩的上端沉至距地面0.8～1.2m时，固定在下管桩；

五)将叠合混凝土实心的顶部管桩装配在在下管桩的上端，进行接桩施工；

六)继续沉桩至设计标高；

七)对桩侧进行压力注浆加固。

8.根据权利要求7所述的装配式桩的施工方法，其特征在于，所述步骤三)，采用C40-C50混凝土浇筑混凝土灌芯，每次浇筑高度不超过5m。