CN102953375B - 预力基桩及其接桩方法与桩头处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种预力基桩及其接桩方法与桩头处理方法，该预力基桩包含一个中空状桩体，及至少一个强化单元，该桩体沿一中心轴线环绕界定出一容置空间，该强化单元包括一个与该中心轴线大致呈垂直地位于该容置空间内的第一金属件，该第一金属件的相反两端固设于该桩体中。利用该预力基桩中的强化单元，有效提升灌入的混凝土与该桩体间的结构强度，配合所述连接钢筋与该接桩方法及该桩头处理方法，更能使相互连接的预力基桩的结合力更为稳定，并大幅提升整体强度与可靠度，同时也使力量传递更稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种基桩与其操作方法，特别是涉及一种预力基桩及其接桩方法与桩头处理方法。
背景技术
兴建大型或高层建筑物时，如果遭遇地层强度不足或松软土层时，往往需应用置入地面下的基桩以将上层的建筑物的载重传递至土壤承载层或较坚硬的地盘，以增加建筑物结构的安全性及稳定性。
参阅图1，现有预力基桩1包括一个内埋有预力钢线12且环绕界定出一个容置空间13的桩体11。
一般而言，现有预力基桩1多是预先在工厂中制作，再以车辆载运到施工处，碍于制作模具以及载运车辆的长度限制，现有预力基桩1的长度大多在8～18米间。因此，若是所需置入预力基桩1的深度超过一根预力基桩1的长度时，就必需接合数根预力基桩1，以符合所需的深度需求。
现有预力基桩1的接桩方法是以人工电焊方式将两根预力基桩1的桩体11相互焊合。以人工电焊的方式虽然能结合所述预力基桩1，但仍有下列缺点有待改进：
1.结合力不稳定：碍于工地现场施工环境的不同，以及天候与焊接工人素质不易掌握等因素，相互焊合的所述基桩1间的结合力并不稳定。
2.可靠度低：相互焊合的预力基桩1在置入土壤后，土壤中的成份与地下水对焊合的焊道有一定的腐蚀力，势必会造成所述相互焊合的预力基桩1的可靠度降低。
3.力的传递并不理想：相互焊合的预力基桩1间是利用焊道传递力(尤其是指拉力作用的情形)，但是，焊道距离桩体11中的预力钢线12仍有一段偏心距离(视桩体11直径而定，大约有4～10厘米的距离)，在传递力时不但会产生二次弯矩，还会造成翘曲变形，影响力的传递。
4.结构强度不足：现有预力基桩1是在将钢筋100置入容置空间13后直接填入膨胀混凝土101以锚定钢筋100，但是，只以膨胀混凝土101与桩体11间的摩擦力以锚定钢筋100的锚定效果不佳，容易因受力摇晃而发生松脱现象，造成结构强度不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可提升整体强度使力传递更稳定、且可靠度高的预力基桩。
本发明的预力基桩，包含一个中空状桩体，及至少一个设置于该桩体中的强化单元。该桩体沿一条中心轴线环绕界定出一个容置空间，该强化单元包括一个与该中心轴线相垂直地位于该容置空间内的第一金属件，该第一金属件的相反两端是固设于该桩体中。
本发明所述的预力基桩，该强化单元还包括一个与该中心轴线相垂直地位于该容置空间内的第二金属件，该第二金属件的相反两端是固设于该桩体中，且该第一金属件与该第二金属件是上下交错叠置。
本发明所述的预力基桩，该桩体具有一个与该容置空间相互连通的开口端，及一个与该开口端相反且呈尖状的封闭端。
本发明所述的预力基桩，该桩体具有二个相反地与该容置空间相互连通的开口端。
本发明所述的预力基桩，该预力基桩包含数个强化单元。
本发明的另一目的在于提供一种结合力更为稳定，且可提升整体强度与可靠度，并使力传递更稳定的接桩方法。
该接桩方法包含：(A)准备至少二根预力基桩，并将数根连接钢筋置于其中一根预力基桩的桩体的容置空间中，(B)将另一根预力基桩的桩体与容置有所述连接钢筋的预力基桩的桩体相互叠合，使所述连接钢筋的两端穿置于相互叠合的桩体的容置空间中，并与所述预力基桩的强化单元的投影相互重叠，及(C)将混凝土灌入相互叠合的桩体的容置空间内，以结合所述预力基桩的强化单元及所述连接钢筋，而使所述预力基桩的桩体相连接。
本发明的再一目的在于提供一种结合力更为稳定，且可提升整体强度与可靠度，并使力传递更稳定的桩头处理方法。
该桩头处理方法包含：(A)将一根预力基桩的桩体置入土壤中，该桩体能够区分成一个容置于土壤中的固定部，及一个凸出土壤的桩头部，(B)将数根连接钢筋由该桩体的桩头部置入该桩体的容置空间中，所述连接钢筋能够区分成一个容置于该容置空间且与该强化单元的投影相互重叠的第一连接段，及一个凸出该桩头部的第二连接段，及(C)将混凝土由该桩体的桩头部灌入该桩体的容置空间中，以使所述连接钢筋的第一连接段与该强化单元相结合。
本发明的有益效果在于：利用该预力基桩中的强化单元，可有效提升灌入的混凝土与该桩体间的结构强度，配合所述连接钢筋与该接桩方法及该桩头处理方法，更能使相互连接的预力基桩的结合力更为稳定，并大幅提升整体强度与可靠度，同时也使力传递更稳定。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1是现有预力基桩及其接桩方法的剖视图；
图2是本发明的预力基桩的第一较佳实施例的剖视图；
图3是辅助说明图2的俯视图；
图4是本发明的预力基桩的第二较佳实施例的剖视图；
图5是该第二较佳实施例的另一种态样的一剖视图；
图6是本发明的预力基桩的接桩方法的流程图；
图7是本发明的预力基桩的桩头处理方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：在本发明被详细描述前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的标号来表示。
参阅图2，本发明预力基桩2的第一较佳实施例包含一个中空状桩体21，及数个间隔设置于该桩体21中的强化单元22。该桩体21是沿一中心轴线L环绕界定出一容置空间211，且该桩体21具有二个相反地与该容置空间211相互连通的开口端212。
参阅图2、3，所述强化单元22邻近所述开口端212，且每一强化单元22包括一个与该中心轴线L大致呈垂直地位于该容置空间211内的第一金属件221，及一个与该中心轴线L大致呈垂直地位于该容置空间211内的第二金属件222，该第一金属件221与该第二金属件222的相反两端是固设于该桩体21，且该第一金属件221与该第二金属件222上下交错叠置而大致呈十字型。
于本较佳实施例中，该预力基桩2包含6个强化单元22，所述强化单元22是以每三个为一组地分别邻近每一开口端212，且每两相邻的强化单元22的间距是25cm，而所述第一金属件221与所述第二金属件222是直径19mm的高拉力竹节钢筋，每一高拉力竹节钢筋的断面积为2.84cm2，降伏应力为fy＝4,200kg/cm2。当然在实际应用上，所述强化单元22的数量与位置可视需求加以调整改变，并不以本实施例的公开所限。
该预力基桩2在锚定完整的情形下，每一个第一金属件221与每一个第二金属件222的容许剪应力以0.4*fy(1,680kg/cm2)保守计算，发明人估计每一个第一金属件221与每一个第二金属件222能够提供容许剪力达9.53吨(tons)(就是2.84cm2*1,680kg/cm2*2)，因此，所述第一金属件221与第二金属件222可高达114吨的容许剪力。远超过如图1所示以膨胀混凝土101与桩体11间的摩擦力所能提供的剪力值，因此，该预力基桩2所能承受的拉力承载确实能大为提高，进而有效提升整体的结构强度。
参阅图4，本发明预力基桩2的第二较佳实施例，大致是与该第一较佳实施例相似，不相同的地方在于：该桩体21具有一个与该容置空间211相互连通的开口端212，及一个与该开口端212相反且呈尖锥状的封闭端213，而所述强化单元22是邻近该开口端212。
由于本实施例大致是与该第一较佳实施例相同，因此，除了具有与该第一较佳实施例相同的功效外，该桩体21是适用于打击式的预力基桩2；当然在实际应用上，该封闭端213也能够是如图5所示呈斜锥状，而使该桩体21适用于压入式的预力基桩2。
参阅图6，本发明预力基桩2的接桩方法的较佳实施例，由于本实施例是利用该预力基桩2的第一较实施例予以说明，因此，本实施例所述及的装置结构，就是以上述该预力基桩2的第一较实施例实施为主，所以不在此加以赘述。
该接桩方法首先是准备至少二根预力基桩2，并将数根连接钢筋3置于其中一根预力基桩2的桩体21的容置空间211中；之后将另一根预力基桩2的桩体21与容置有所述连接钢筋3的预力基桩2的桩体21相互叠合，使所述连接钢筋3的两端穿置于相互叠合的桩体21的容置空间211中，并与所述预力基桩2的强化单元22的投影相互重叠；最后，将混凝土4灌入相互叠合的桩体21的容置空间211内，以结合所述预力基桩2的强化单元22及所述连接钢筋3，而使所述预力基桩2的桩体21相连接。
混凝土4与所述强化单元22及所述连接钢筋3凝固结合后，形成具有稳定性、耐久性、高强度的混凝土结构物，不但能有效地传递所述相连接的预力基桩2间的剪力，更可提升所述相连接的预力基桩2间的结合力与稳定性，进而提升整体的拉拔抵抗力、承载力与结构强度，而且也不用担心焊道腐蚀导致结构弱化与可靠度降低等问题。
在此特别值得一提的是，由于所述强化单元22与连接钢筋3能被凝固后的混凝土4所包覆，因此，不但不易发生锈蚀，更能充份确保所述桩体21连接处的强度。
参阅图7，本发明预力基桩2的桩头处理方法的较佳实施例，由于本实施例是利用该预力基桩2的第二较实施例予以说明，因此，本实施例所述及的装置结构，就是以上述该预力基桩2的第二较实施例为主，所以不在此加以赘述。
该桩头处理方法是将一根预力基桩2的桩体21置入土壤G中，该桩体21能够区分成一容置于土壤G中的固定部214，及一凸出土壤G的桩头部215；接下来，将数根连接钢筋3由该桩体21的桩头部215置入该桩体21的容置空间211中，所述连接钢筋3能够区分成一容置于该容置空间211且与所述强化单元22的投影相互重叠的第一连接段31，及一凸出该桩头部215的第二连接段32；最后，再将混凝土4由该桩体21的桩头部215灌入该桩体21的容置空间211中，以使所述连接钢筋3的第一连接段31与所述强化单元22相结合。
将所述连接钢筋3置入桩体21的桩头部215的容置空间211中，再于该桩头部215的容置空间211中灌注混凝土4，待混凝土4凝固后，桩头部215就形成一具有稳定性、耐久性、高强度的混凝土结构物，而且所述强化单元22完全结合于混凝土4中，并固定于桩体21内，就可在该桩体21与混凝土4间发挥稳定的剪力传递效果，因此，强度较图1所示的现有预力基桩2高出很多而且更稳定。
再者，由于所述强化单元22是预先设置于该桩体21中，因此，就算桩头部215因外力造成损害时，仍可有助于使上部的基础结构(图未示)的压力，通过所述连接钢筋3与凝固后的混凝土4传递至所述强化单元22后再传递至该桩体21，而不再是只以混凝土4与桩体21间的摩擦力传递，所以能有效提升整体的可靠与强度。
综上所述，本发明预力基桩2及其接桩方法与桩头处理方法，利用该预力基桩2中的强化单元22，有效提升灌入的混凝土4与该桩体21间的结构强度，配合所述连接钢筋3与该接桩方法及该桩头处理方法，更能使相互连接的预力基桩2的结合力更为稳定，并大幅提升整体强度与可靠度，同时也使力传递更稳定。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (6)
1.一种预力基桩，包含：一个中空状且呈圆管状的桩体，及至少一个强化单元，该中空状桩体沿一条中心轴线环绕界定出一个容置空间，并具有至少一个与该容置空间相互连通的开口端，其特征在于：该强化单元邻近该开口端，并包括一个与该中心轴线相垂直地位于该容置空间内的第一金属件，及一个与该中心轴线相垂直地位于该容置空间内的第二金属件，该第一金属件及该第二金属件的相反两端固设于该桩体中，且该第一金属件与该第二金属件上下交错叠置。
2.如权利要求1所述的预力基桩，其特征在于：该桩体还具有一个与该开口端相反且呈尖状的封闭端。
3.如权利要求1所述的预力基桩，其特征在于：该桩体具有二个相反地与该容置空间相互连通的开口端。
4.如权利要求1所述的预力基桩，其特征在于：该预力基桩包含数个强化单元。
5.一种用于连接如权利要求1所述的预力基桩的接桩方法，其特征在于：该接桩方法包含：(A)准备至少二根预力基桩，并将数根连接钢筋置于其中一根预力基桩的桩体的容置空间中，(B)将另一根预力基桩的桩体与容置有所述连接钢筋的预力基桩的桩体相互叠合，使所述连接钢筋的两端穿置于相互叠合的桩体的容置空间中，并与所述预力基桩的强化单元的投影相互重叠，及(C)将混凝土灌入相互叠合的桩体的容置空间内，以结合所述预力基桩的强化单元及所述连接钢筋，而使所述预力基桩的桩体相连接。
6.一种用于如权利要求1所述的预力基桩的桩头处理方法，其特征在于：该桩头处理方法包含：(A)将一根预力基桩的桩体置入土壤中，该桩体能够区分成一个容置于土壤中的固定部，及一个凸出土壤的桩头部，(B)将数根连接钢筋由该桩体的桩头部置入该桩体的容置空间中，所述连接钢筋能够区分成一个容置于该容置空间且与该强化单元的投影相互重叠的第一连接段，及一个凸出该桩头部的第二连接段，及(C)将混凝土由该桩体的桩头部灌入该桩体的容置空间中，以使所述连接钢筋的第一连接段与该强化单元相结合。
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