CN103276725B - 一种大吨位试桩用锚桩的施工结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大吨位试桩用锚桩的施工结构及施工方法，其施工结构包括下放至所施工锚桩桩孔内的桩身钢筋笼、下放至桩身钢筋笼内的预应力结构和布设在桩孔上的定位架；预应力结构包括圆柱形钢筋笼和多个沿圆周方向均匀布设在圆柱形钢筋笼上的预应力钢束，预应力钢束包括一个固定在圆柱形钢筋笼上的钢绞线穿管一和多根钢绞线，钢绞线穿管一顶端固定在定位架上；其施工方法包括步骤：一、预应力钢束固定及匹锚盒安装；二、起吊下放；三、定位架安装；四、预应力结构定位安装；五、注浆。本发明结构设计合理、加工制作及安装布设方便、能大幅度简化钢绞线下放过程且钢绞线定位方法简便、钢绞线下放精度易于保证，并能有效保证锚桩成型质量。

Description

一种大吨位试桩用锚桩的施工结构及施工方法

技术领域

本发明属于锚桩施工技术领域，尤其是涉及一种大吨位试桩用锚桩的施工结构及施工方法。

背景技术

桥梁施工过程中，试桩是一项非常重要的工作，其将设计与施工紧密联系在一起，利用试桩结果来验证设计的合理性和正确性是一项非常重要的工作。现如今，静荷载试桩方法主要有堆载法和锚桩法。其中，堆载法主要适用于小吨位试桩，通过在已施工完成的试桩桩顶施加堆载物并利用堆载的荷载对试桩的受力特性进行测试。但进行大吨位试桩（指极限承载荷载大于2000KN的试验桩）时，尤其是对于桩径在2m左右且极限承载荷载大于2000KN的试验桩而言，由于设计桩基承载力时，承载力较大，如采用堆载对其进行施加荷载，无论在成本上、工期，还是在现场施工过程中都存在很大的缺陷，无法满足现场施工需求。目前，通常采用锚桩法进行大吨位试桩。采用锚桩法进行试桩时，通常利用将锚桩与反力架连接在一起提供反力的锚桩横梁反力装置进行试桩。锚桩横梁反力装置就是将试桩周围对称布设的几根锚桩用锚筋与反力架连接起来，依靠桩顶的千斤顶将反力架顶起，由被连接的锚桩提供反力，提供反力的大小锚桩数量、反力架强度和被连接锚桩的抗拔力决定。其中，反力架为钢筋混凝土承台，该反力架也称为反力承台。实际施工时，为了保证能够减少施工成本，利用预应力钢绞线将反力承台与锚桩连在一起，利用反力承台与锚桩提供反力，从而节省成本、缩短工期。

现如今，所采用的锚桩法试桩工序简述如下：

第一步、确定试桩位置，并对锚桩的高度进行标定。锚桩为钻孔灌注桩，试验要求锚桩需灌注至超过反力承台底的一处试验标高位置。一般情况下，在一根试桩的四周侧对称布设四根锚桩。其中，试桩是在工程桩施工前期为了确定工程桩的实际受力情况与设计的情况是否符合的一个检验用桩。

第二步、进行桩基施工：首先，对锚桩进行施工，且锚桩施工过程中需预埋预应力筋；之后，对试桩进行施工，试桩上预埋试验用静荷载试验仪器。

第三步、开挖桩基，凿除已施工完成锚桩顶部高出反力承台底部标高的部分，并通过预应力筋将锚桩与已加工好的反力承台紧固连接在一起，并进行张拉使其连为整体，反力承台布设于试桩上方。

第四步、使用布设于试桩桩顶的千斤顶对反力承台加载应力，并利用静荷载试验仪器观察试验桩的沉降情况。

但是，现如今进行锚桩法试桩施工过程中存在诸多难点，主要体现在以下几个方面：

第一、锚桩内预应力钢绞线的预埋问题：由于预应力钢绞线的预埋方法复杂，一般情况下都在预应力钢绞线底端设计一个锚固钢板，但上述锚固钢板在锚桩的钢筋笼下放与砼灌注过程中易使得锚桩内预应力钢绞线的结构产生破坏，从而影响后续静荷载试验，尤其是在灌注施工过程中因预应力钢绞线结构破坏影响导致锚桩产生夹层或断桩事故，不仅影响试验结果，更影响施工过程正常进行。

第二、预应力钢绞线与反力承台连接过程中对预应力钢绞线的定位精度要求非常高：由于一根试桩周侧布设四根锚桩，每根锚桩上设计若干组钢绞线进行固定；实际施工时，若任一组钢绞线的平面定位及相对方向定位中任何一个因素出现偏差，都会造成预应力钢绞线无法与反力承台连接锚固，不能形成一个统一的受力体系，因此需重新更改反力承台结构，造成经济与工期上的损失。

第三、由于预应力钢绞线的长度较长，并且柔性较大，其不像钢筋笼结构可分段施工并在钻孔孔口进行连接后实现顺次下放施工，因而保证重量大、长度长的柔性预应力钢绞线顺利下放至孔中设计位置，并且保证相对位置固定的施工难度非常大。

综上，保证锚桩法试桩试验中成桩的完整性和预应力钢绞线安全、快速且准确的预埋是锚桩法试桩施工工程中的关键问题。但现如今锚桩法施工过程中，一般均未对预应力钢绞线采取有效的保护措施，因此预应力钢绞线在下放过程中无法达到顺直的要求，且由于预应力钢绞线多为重量大且长度长的结构，下放过程较复杂，稍有不慎所下放的预应力钢绞线将产生偏差并对预应力钢绞线的整体定位造成影响；另外，下放至锚桩内的预应力钢绞线的结构较为复杂，下放完成后进行灌注作业不便，并且灌注过程中预应力钢绞线对灌注用导管将产生很大影响，容易造成夹层或断桩质量事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、加工制作及安装布设方便且能大幅度简化钢绞线下放过程、大幅度提高所下放钢绞线的精度精度、有效保证锚桩成型质量的大吨位试桩用锚桩的施工结构。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大吨位试桩用锚桩的施工结构，其特征在于：包括下放至所施工锚桩的桩孔内的桩身钢筋笼、下放至桩身钢筋笼内的预应力结构和布设在桩孔上且对所述预应力结构进行定位的定位架，所述定位架为水平支架；所述桩孔呈竖直向布设，桩孔的横截面为圆形；所述桩身钢筋笼和所述预应力结构均与桩孔呈同轴布设；所述预应力结构包括圆柱形钢筋笼和多个沿圆周方向均匀布设在圆柱形钢筋笼上的预应力钢束，多个所述预应力钢束的结构和尺寸均相同；每一个所述预应力钢束均包括一个固定在圆柱形钢筋笼上的钢绞线穿管一和多根穿在钢绞线穿管一内的钢绞线，多根所述钢绞线均呈竖直向布设；多个所述预应力钢束的钢绞线穿管一顶端均固定在所述定位架上，所述定位架上设置有多个分别供多个所述钢绞线穿管一进行安装的管件安装位。

上述一种大吨位试桩用锚桩的施工结构，其特征是：多个所述预应力钢束底端均安装有一个匹锚盒；所述匹锚盒包括底部开口的盒体和固定在盒体正上方的锚固板，所述锚固板呈水平布设且其上开有多个分别供多根所述钢绞线穿过的钢绞线穿孔，多个所述钢绞线穿孔的孔径均与钢绞线的直径一致，且多个所述钢绞线穿孔的布设位置分别与多根所述钢绞线的布设位置一一对应；所述盒体的顶部和侧壁上均开有多个泥浆通过孔。

上述一种大吨位试桩用锚桩的施工结构，其特征是：所述钢绞线穿管一的顶端与圆柱形钢筋笼的顶端相平齐，所述钢绞线穿管一底端位于锚固板上方，所述钢绞线穿管一底端与锚固板之间的距离为1m～2m；所述圆柱形钢筋笼的外侧由上至下设置有多个限位件，所述限位件位于桩身钢筋笼与圆柱形钢筋笼之间。

上述一种大吨位试桩用锚桩的施工结构，其特征是：所述圆柱形钢筋笼包括主笼和布设在所述主笼的正下方且用于锚固的底笼，所述主笼的底端与多根所述钢绞线的底端相平齐，所述主笼的顶端与钢绞线穿管一的顶端相平齐。

上述一种大吨位试桩用锚桩的施工结构，其特征是：所述主笼包括多道沿圆周方向均匀布设的竖向钢筋一和多道由上至下布设在多道所述竖向钢筋一上的环形钢筋一，多道所述环形钢筋一呈均匀布设；所述底笼包括多道沿圆周方向均匀布设的竖向钢筋二和多道由上至下布设在多道所述竖向钢筋二上的环形钢筋二，多道所述环形钢筋二呈均匀布设，上下相邻两道所述环形钢筋一之间的间距小于上下相邻两道所述环形钢筋二之间的间距，多道所述竖向钢筋一的数量为n1道，多道所述竖向钢筋二的数量为n2道，其中n2＜n1，n2道所述竖向钢筋二分别接在n2道所述竖向钢筋一上；所述主笼由多个钢筋笼节段自上向下拼装而成，每一个所述预应力钢束均对应由上至下分为多个预应力钢束节段，多个所述预应力钢束节段的长度分别与多个所述钢筋笼节段的长度一致。

上述一种大吨位试桩用锚桩的施工结构，其特征是：多个所述预应力钢束的数量为n个，其中n≥3；所述定位架由多根布设在同一水平面上的横杆和多根布设在同一水平面上的纵杆拼装而成，多根所述横杆呈平行布设，多根所述纵杆呈平行布设，所述横杆与所述纵杆呈垂直布设；多根所述横杆的数量为N1根，多根所述纵杆的数量为N2根，其中N1≥2，N2≥2；每一根所述横杆均与N2根所述纵杆紧固连接为一体，N1根所述横杆与N2根所述纵杆拼接后形成N1×N2个杆件拼接点；多个所述预应力钢束的钢绞线穿管一顶端分别固定在所述定位架上的n个所述杆件拼接点上，n个所述杆件拼接点分别布设在多个所述预应力钢束的正上方。

上述一种大吨位试桩用锚桩的施工结构，其特征是：所述盒体与锚固板之间设置有多个分别供多根所述钢绞线穿过的钢绞线穿管二，多个所述钢绞线穿管二均呈竖直向布设；多个所述钢绞线穿管二的布设位置分别与多根所述钢绞线的布设位置一一对应；所述锚固板为钢板，所述盒体为钢质盒体。

上述一种大吨位试桩用锚桩的施工结构，其特征是：所述盒体的口径由上至下逐渐缩小；所述盒体包括顶板和多块沿圆周方向均匀布设在所述顶板下方的等腰梯形侧板，多块所述等腰梯形侧板的结构和尺寸均相同；所述顶板上开有多个所述泥浆通过孔，且多块所述等腰梯形侧板的上部均开有多个所述泥浆通过孔。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、实现方便、所下放钢绞线定位方法简便且钢绞线定位精度易于保证、施工工期短、施工效果好的大吨位试桩用锚桩的施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、预应力钢束固定及匹锚盒安装：将预先加工完成的多个预应力钢束分别固定在预先绑扎好的圆柱形钢筋笼上，并在多个所述预应力钢束的底端均安装一个匹锚盒，获得装有所述预应力结构的圆柱形钢筋笼；

步骤二、起吊下放：待桩身钢筋笼下放到位后，采用起吊设备将装有所述预应力结构的圆柱形钢筋笼由上至下下放入预先施工完成的桩孔内；

步骤三、定位架安装：按照预先设计的安装位置，将所述定位架固定在桩孔上方的地面上；

步骤四、预应力结构定位安装：根据所述定位架上所设置的多个所述管件安装位，对步骤二中下放入桩孔内的圆柱形钢筋笼的安装位置进行调整，使得所述预应力结构中的多个所述钢绞线穿管一分别布设在多个所述管件安装位的正下方；

步骤五、注浆：将注浆管下放至桩身钢筋笼内，并通过所述注浆管向桩孔内灌注混凝土，待所灌注混凝土凝固后，获得施工完成的锚桩。

上述方法，其特征是：步骤一中所述圆柱形钢筋笼包括主笼和布设在所述主笼的正下方且用于锚固的底笼，所述主笼的底端与多根所述钢绞线的底端相平齐，所述主笼的顶端与钢绞线穿管一的顶端相平齐；所述主笼由多个钢筋笼节段自上向下拼装而成，每一个所述预应力钢束均对应由上至下分为多个预应力钢束节段，多个所述预应力钢束节段的长度分别与多个所述钢筋笼节段的长度一致；

步骤一中进行预应力钢束固定时，先将各预应力钢束的多个所述预应力钢束节段分别固定在多个所述钢筋笼节段上，再将多个所述钢筋笼节段由前至后连接为一体形成所述主笼，之后将各预应力钢束的多个所述预应力钢束节段由前至后连接为一体；

步骤二中进行起吊下放时，先采用起吊设备将所述负笼下放至桩孔内，并将所述负笼上部固定在桩孔的孔口上；之后，采用两个起吊设备对所述主笼的首尾两端同时进行起吊，并将所述主笼尾端移至固定在桩孔孔口上的所述负笼上方，再将所述主笼的尾端与所述负笼上端紧固连接为一体并形成圆柱形钢筋笼；随后采用两个所述起吊设备将圆柱形钢筋笼由上至下进行下放。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的锚桩施工结构结构简单、加工制作及安装布设方便且能大幅度简化钢绞线下放过程、大幅度提高所下放钢绞线的精度精度，有效保证锚桩成型质量。

2、施工结构整体设计合理，采用“笼中笼”结构，同时在桩孔孔口设置定位架，并在预应力结构底端部设置匹锚盒，能有效满足预应力结构的下放及定位要求。

3、所采用“笼中笼”结构包括主笼和外笼，为预应力钢绞线提供一种钢性导向结构以保证下放过程中钢绞线的顺直及定位精度。其中，桩身钢筋笼为施工锚桩桩身用的钢筋笼且其为外笼，圆柱形钢筋笼为对多个预应力钢束进行固定的内笼。并且，上述圆柱形钢筋笼包括主笼和负笼，主笼的长度与钢绞线的长度一致，预应力结构固定在主笼内，负笼内未设置所述预应力结构，负笼的作用是为圆柱形钢筋笼及预应力结构提供锚固应力，防止因混凝土顶升造成的主笼及其内部预应力结构上浮。实际下放过程中，由于穿有钢绞线的钢绞线穿管一与主笼紧固连接为一体，因而能有效保证钢绞线的顺直度，实际固定时钢绞线穿管一能用U型卡固定后焊接于主笼上，因而能保证预应力结构的稳定性，并且负笼连接于主笼之下，保证在灌注过程中不会发生浮笼现象。同时，圆柱形钢筋笼外侧设置“耳筋”，使得圆柱形钢筋笼与其外侧钢筋笼之间保持合适的间隙，进一步保证了圆柱形钢筋笼的定位精度及整体结构的稳定性。

4、匹锚盒结构设计合理、加工制作方便且使用效果好、实用价值高，为了保证预应力结构的顺直下放，并保证注浆管下放时不会与预应力结构发生挂碰造成上浮或卡住注浆管，在匹锚盒在四侧壁及顶部均设置了泥浆通过孔，当混凝土顶升泥浆上升过程中，泥浆将会通过泥浆通过孔由四侧和顶部排出，混凝土留置于匹锚盒内，这样就保证了锚固桩成桩的质量，不会造成夹层进而影响试验的成功。因而，本发明所采用的匹锚盒能有效解决现有预应力结构锚固段上所设置的锚固板（具体为一方形钢板）存在的注浆管下放过程中将会对注浆管下放产生极大影响且极易发生注浆管被卡问题，该匹锚盒能有效增加灌注过程中泥浆的通过能力，保证成桩质量，灌注过程中泥浆被混凝土压力挤出匹锚盒，保证其内部结构密实，预应力钢绞线底口设置螺旋筋保证张拉过程中混凝土不被造成损坏。

5、所采用定位架结构简单、设计合理且定位方便、定位精度高，由于在桩孔孔口无法精确定位预应力钢束的位置，加入定位架后将预应力钢束的定位延伸至桩孔的孔口外进行定位，经过测算获得定位架的精确定位点及管件安装位，使得多个预应力钢束分别与多个管件安装位正对即可实现精确定位，同时耳筋有效保证了内外笼之间的间距。同时，在定位架上利用水平尺进行水平测定，保证圆柱形钢筋笼的水平度，为整个系统的稳定提供保证。综上，由于预应力钢束的定位是试桩试验能否顺利进行的关键，稍有偏差将无法使预应力钢绞线与反力承台连接，本发明设计了外延定位架结构，将预应力钢束的定位通过定位架的定位完成，大大减少了预应力钢绞线的定位误差，提高了定位精确性。

6、所采用的锚桩施工方法步骤简单、实现方便、所下放钢绞线定位方法简便且钢绞线定位精度易于保证、施工工期短、施工效果好，能高效、高质量完成预应力钢绞线的顺直下放及定位过程，保证锚桩法试桩的成功率，并能有效提高施工的安全性与准确性。

综上所述，本发明结构设计合理、加工制作及安装布设方便、能大幅度简化钢绞线下放过程且钢绞线定位方法简便、钢绞线下放精度易于保证，并能有效保证锚桩成型质量。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明锚桩施工结构的施工状态示意图。

图2为本发明圆柱形钢筋笼与桩身钢筋笼的布设位置示意图。

图3为本发明匹配盒的结构示意图。

图4为本发明对大吨位试桩用锚桩进行施工的方法流程框图。

附图标记说明:

1—桩孔；             2—桩身钢筋笼；        3—预应力钢束；

3-1—钢绞线；         3-2—钢绞线穿管一；    4—圆柱形钢筋笼；

5—匹锚盒；           5-1—盒体；            5-2—锚固板；

5-3—泥浆通过孔；     5-4—竖向钢筋；        5-5—钢绞线穿管二；

6—井字形支架；       7—耳筋。

具体实施方式

如图1所示的一种大吨位试桩用锚桩的施工结构，包括下放至所施工锚桩的桩孔1内的桩身钢筋笼2、下放至桩身钢筋笼2内的预应力结构和布设在桩孔1上且对所述预应力结构进行定位的定位架，所述定位架为水平支架。所述桩孔1呈竖直向布设，桩孔1的横截面为圆形。所述桩身钢筋笼2和所述预应力结构均与桩孔1呈同轴布设。结合图2，所述预应力结构包括圆柱形钢筋笼4和多个沿圆周方向均匀布设在圆柱形钢筋笼4上的预应力钢束3，多个所述预应力钢束3的结构和尺寸均相同。每一个所述预应力钢束3均包括一个固定在圆柱形钢筋笼4上的钢绞线穿管一3-2和多根穿在钢绞线穿管一3-2内的钢绞线3-1，多根所述钢绞线3-1均呈竖直向布设。多个所述预应力钢束3的钢绞线穿管一3-2顶端均固定在所述定位架上，所述定位架上设置有多个分别供多个所述钢绞线穿管一3-2进行安装的管件安装位。

如图3所示，本实施例中，多个所述预应力钢束3底端均安装有一个匹锚盒5。所述匹锚盒5包括底部开口的盒体5-1和固定在盒体5-1正上方的锚固板5-2，所述锚固板5-2呈水平布设且其上开有多个分别供多根所述钢绞线3-1穿过的钢绞线穿孔，多个所述钢绞线穿孔的孔径均与钢绞线3-1的直径一致，且多个所述钢绞线穿孔的布设位置分别与多根所述钢绞线3-1的布设位置一一对应；所述盒体5-1的顶部和侧壁上均开有多个泥浆通过孔5-3。

本实施例中，多个所述预应力钢束3均绑扎固定在圆柱形钢筋笼4的内侧壁上。具体是，多个所述预应力钢束3的钢绞线穿管一3-2均焊接固定在圆柱形钢筋笼4的内侧壁上。

实际施工时，多个所述预应力钢束3的数量为n个，其中n≥3。

本实施例中，多个所述预应力钢束3的数量为4个。实际施工过程中，可根据具体需要，对多个所述预应力钢束3的数量进行相应调整。

并且，所述桩身钢筋笼2的内径大于注浆管的外径。也就是说，所述桩身钢筋笼2内部要预留注浆管的下放空间。

本实施例中，所述圆柱形钢筋笼4的外侧由上至下设置有多个限位件，所述限位件位于桩身钢筋笼2与圆柱形钢筋笼4之间。

本实施例中，所述限位件包括沿圆周方向布设在圆柱形钢筋笼4上的多个耳筋7，多个所述耳筋7布设在同一水平面上。

实际施工时，可以采用其它类型的限位件，只需能保证桩身钢筋笼2与圆柱形钢筋笼4之间的间距即可。

本实施例中，多个所述耳筋7沿圆周方向均匀布设，所述钢绞线穿管一3-2为圆形钢管。

本实施例中，所述钢绞线穿管一3-2的顶端与圆柱形钢筋笼4的顶端相平齐，所述钢绞线穿管一3-2底端位于锚固板5-2上方，所述钢绞线穿管一3-2底端与锚固板5-2之间的距离为1m～2m。

这样，施工完成后，每一个所述预应力钢束3中多根所述钢绞线3-1的中上部均为穿管保护钢绞线节段；多根所述钢绞线3-1中位于钢绞线穿管一3-2底端与锚固板5-2之间的节段为混凝土包裹节段，该节段为钢绞线3-1的锚固长度。

本实施例中，所述圆柱形钢筋笼4包括主笼和布设在所述主笼的正下方且用于锚固的底笼，所述主笼的底端与多根所述钢绞线3-1的底端相平齐，所述主笼的顶端与钢绞线穿管一3-2的顶端相平齐。

实际施工时，所述底笼的底端与所施工锚桩的桩身底端相平齐。

本实施例中，所述主笼包括多道沿圆周方向均匀布设的竖向钢筋一和多道由上至下布设在多道所述竖向钢筋一上的环形钢筋一，多道所述环形钢筋一呈均匀布设。所述底笼包括多道沿圆周方向均匀布设的竖向钢筋二和多道由上至下布设在多道所述竖向钢筋二上的环形钢筋二，多道所述环形钢筋二呈均匀布设，上下相邻两道所述环形钢筋一之间的间距小于上下相邻两道所述环形钢筋二之间的间距，多道所述竖向钢筋一的数量为n1道，多道所述竖向钢筋二的数量为n2道，其中n2＜n1，n2道所述竖向钢筋二分别接在n2道所述竖向钢筋一上。

实际加工时，所述主笼由多个钢筋笼节段自上向下拼装而成，每一个所述预应力钢束3均对应由上至下分为多个预应力钢束节段，多个所述预应力钢束节段的长度分别与多个所述钢筋笼节段的长度一致。

本实施例中，所述盒体5-1与锚固板5-2之间设置有多个分别供多根所述钢绞线3-1穿过的钢绞线穿管二5-5，多个所述钢绞线穿管二5-5均呈竖直向布设。多个所述钢绞线穿管二5-5的布设位置分别与多根所述钢绞线3-1的布设位置一一对应。

本实施例中，多个所述钢绞线穿管一5-5均为圆形钢管。

实际加工时，所述锚固板5-2为钢板，所述盒体5-1为钢质盒体。本实施例中，所述盒体5-1由1cm厚的钢板加工而成。

综上，实际施工过程中，本发明采用“笼中笼”结构，其中桩身钢筋笼2为施工锚桩桩身用的钢筋笼且其为外笼，圆柱形钢筋笼4为对多个所述预应力钢束3进行固定的内笼。所述圆柱形钢筋笼4中主笼的长度与钢绞线3-1的长度一致，所述预应力结构固定在所述主笼内，所述负笼内未设置所述预应力结构，所述负笼的作用是为圆柱形钢筋笼4及所述预应力结构提供锚固应力，防止因混凝土顶升造成的主笼及其内部预应力结构上浮。所述圆柱形钢筋笼4的内径满足导管8的下放及预应力钢束3的安装需求，并且所述圆柱形钢筋笼4外侧每隔2米设置4个耳筋7，保证内笼与外笼之间的间距。

本实施例中，所述定位架由多根布设在同一水平面上的横杆和多根布设在同一水平面上的纵杆拼装而成，多根所述横杆呈平行布设，多根所述纵杆呈平行布设，所述横杆与所述纵杆呈垂直布设；多根所述横杆的数量为N1根，多根所述纵杆的数量为N2根，其中N1≥2，N2≥2；每一根所述横杆均与N2根所述纵杆紧固连接为一体，N1根所述横杆与N2根所述纵杆拼接后形成N1×N2个杆件拼接点。多个所述预应力钢束3的钢绞线穿管一3-2顶端分别固定在所述定位架上的n个所述杆件拼接点上，n个所述杆件拼接点分别布设在多个所述预应力钢束3的正上方。n个所述杆件拼接点相应均为所述管件安装位。

实际加工时，所述横杆和所述纵杆均为钢质杆件。

本实施例中，所述定位架为井字形支架6，n=4，N1=N2=2。

实际施工过程中，可根据具体需要，对n、N1和N2的取值大小进行相应调整。所述桩孔1的周侧设置有8个锚固点分别对井字形支架6的四个固定进行固定。

所述锚固板5-2通过多个支撑件固定在盒体5-1上。本实施例中，所述支撑件为竖向钢筋5-4。并且，所述竖向钢筋5-4与锚固板5-2和盒体5-1之间均以焊接方式进行固定连接。

本实施例中，多个所述支撑件的数量为四个，四个所述支撑件沿圆周方向均匀布设在所述正方形板外侧。

实际加工时，可根据具体需要，对所述支撑件的数量进行相应调整。

本实施例中，所述盒体5-1的口径由上至下逐渐缩小。所述顶板为正多边形板。

所述盒体5-1包括顶板和多块沿圆周方向均匀布设在所述顶板下方的等腰梯形侧板，多块所述等腰梯形侧板的结构和尺寸均相同。所述顶板上开有多个所述泥浆通过孔5-3，且多块所述等腰梯形侧板的上部均开有多个所述泥浆通过孔5-3。

本实施例中，多块所述等腰梯形侧板的数量为四块，且所述顶板为正方形板。所述泥浆通过孔5-3为圆孔。

如图4所示的一种大吨位试桩用锚桩的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、预应力钢束固定及匹锚盒安装：将预先加工完成的多个预应力钢束3分别固定在预先绑扎好的圆柱形钢筋笼4上，并在多个所述预应力钢束3的底端均安装一个匹锚盒5，获得装有所述预应力结构的圆柱形钢筋笼4。

步骤二、起吊下放：待桩身钢筋笼2下放到位后，采用起吊设备将装有所述预应力结构的圆柱形钢筋笼4由上至下下放入预先施工完成的桩孔1内。

步骤三、定位架安装：按照预先设计的安装位置，将所述定位架固定在桩孔1上方的地面上。

步骤四、预应力结构定位安装：根据所述定位架上所设置的多个所述管件安装位，对步骤二中下放入桩孔1内的圆柱形钢筋笼4的安装位置进行调整，使得所述预应力结构中的多个所述钢绞线穿管一3-2分别布设在多个所述管件安装位的正下方。

步骤五、注浆：将注浆管下放至桩身钢筋笼2内，并通过所述注浆管向桩孔1内灌注混凝土，待所灌注混凝土凝固后，获得施工完成的锚桩。

本实施例中，步骤一中所述圆柱形钢筋笼4包括主笼和布设在所述主笼的正下方且用于锚固的底笼，所述主笼的底端与多根所述钢绞线3-1的底端相平齐，所述主笼的顶端与钢绞线穿管一3-2的顶端相平齐；所述主笼由多个钢筋笼节段自上向下拼装而成，每一个所述预应力钢束3均对应由上至下分为多个预应力钢束节段，多个所述预应力钢束节段的长度分别与多个所述钢筋笼节段的长度一致。

步骤一中进行预应力钢束固定时，先将各预应力钢束3的多个所述预应力钢束节段分别固定在多个所述钢筋笼节段上，再将多个所述钢筋笼节段由前至后连接为一体形成所述主笼，之后将各预应力钢束3的多个所述预应力钢束节段由前至后连接为一体。

步骤二中进行起吊下放时，先采用起吊设备将所述负笼下放至桩孔1内，并将所述负笼上部固定在桩孔1的孔口上；之后，采用两个起吊设备对所述主笼的首尾两端同时进行起吊，并将所述主笼尾端移至固定在桩孔1孔口上的所述负笼上方，再将所述主笼的尾端与所述负笼上端紧固连接为一体并形成圆柱形钢筋笼4；随后采用两个所述起吊设备将圆柱形钢筋笼4由上至下进行下放。

所述主笼由两个钢筋笼节段拼装而成。

实际加工时，由先至后对两个所述钢筋笼节段进行加工。其中，对第一个所述钢筋笼节段进行加工时，先完成该钢筋笼节段上所固定预应力钢束节段的钢绞线穿管施工，之后再将穿管完成的预应力钢束节段绑扎固定在所述钢筋笼节段上；然后，对第二个所述钢筋笼节段进行绑扎施工，并在第二个所述钢筋笼节段固定钢筋笼节段；最后，将两个所述钢筋笼节段连接为一体，并将各预应力钢束3的两个所述预应力钢束节段由前至后连接为一体。其中，所述穿管保护钢绞线节段的长度取决于所施工锚桩的桩径、主笼与负笼的长度、所施工锚桩桩身混凝土的设计砼强度、所施工锚桩承受的拉力以及受力位置等因素。所述混凝土包裹节段的长度，取决于所述预应力结构的结构类型、锚固的结构形式和锚固的位置。所述负笼的长度根据桩孔1的孔深以及所述穿管保护钢绞线节段和所述混凝土包裹节段的长度进行确定。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种大吨位试桩用锚桩的施工结构，其特征在于：包括下放至所施工锚桩的桩孔(1)内的桩身钢筋笼(2)、下放至桩身钢筋笼(2)内的预应力结构和布设在桩孔(1)上且对所述预应力结构进行定位的定位架，所述定位架为水平支架；所述桩孔(1)呈竖直向布设，桩孔(1)的横截面为圆形；所述桩身钢筋笼(2)和所述预应力结构均与桩孔(1)呈同轴布设；所述预应力结构包括圆柱形钢筋笼(4)和多个沿圆周方向均匀布设在圆柱形钢筋笼(4)上的预应力钢束(3)，多个所述预应力钢束(3)的结构和尺寸均相同；每一个所述预应力钢束(3)均包括一个固定在圆柱形钢筋笼(4)上的钢绞线穿管一(3-2)和多根穿在钢绞线穿管一(3-2)内的钢绞线(3-1)，多根所述钢绞线(3-1)均呈竖直向布设；多个所述预应力钢束(3)的钢绞线穿管一(3-2)顶端均固定在所述定位架上，所述定位架上设置有多个分别供多个所述钢绞线穿管一(3-2)进行安装的管件安装位；

所述圆柱形钢筋笼(4)包括主笼和布设在所述主笼的正下方且用于锚固的底笼，所述主笼的底端与多根所述钢绞线(3-1)的底端相平齐，所述主笼的顶端与钢绞线穿管一(3-2)的顶端相平齐。

2.按照权利要求1所述的一种大吨位试桩用锚桩的施工结构，其特征在于：多个所述预应力钢束(3)底端均安装有一个匹锚盒(5)；所述匹锚盒(5)包括底部开口的盒体(5-1)和固定在盒体(5-1)正上方的锚固板(5-2)，所述锚固板(5-2)呈水平布设且其上开有多个分别供多根所述钢绞线(3-1)穿过的钢绞线穿孔，多个所述钢绞线穿孔的孔径均与钢绞线(3-1)的直径一致，且多个所述钢绞线穿孔的布设位置分别与多根所述钢绞线(3-1)的布设位置一一对应；所述盒体(5-1)的顶部和侧壁上均开有多个泥浆通过孔(5-3)。

3.按照权利要求1或2所述的一种大吨位试桩用锚桩的施工结构，其特征在于：所述钢绞线穿管一(3-2)的顶端与圆柱形钢筋笼(4)的顶端相平齐，所述钢绞线穿管一(3-2)底端位于锚固板(5-2)上方，所述钢绞线穿管一(3-2)底端与锚固板(5-2)之间的距离为1m～2m；所述圆柱形钢筋笼(4)的外侧由上至下设置有多个限位件，所述限位件位于桩身钢筋笼(2)与圆柱形钢筋笼(4)之间。

4.按照权利要求1所述的一种大吨位试桩用锚桩的施工结构，其特征在于：所述主笼包括多道沿圆周方向均匀布设的竖向钢筋一和多道由上至下布设在多道所述竖向钢筋一上的环形钢筋一，多道所述环形钢筋一呈均匀布设；所述底笼包括多道沿圆周方向均匀布设的竖向钢筋二和多道由上至下布设在多道所述竖向钢筋二上的环形钢筋二，多道所述环形钢筋二呈均匀布设，上下相邻两道所述环形钢筋一之间的间距小于上下相邻两道所述环形钢筋二之间的间距，多道所述竖向钢筋一的数量为n1道，多道所述竖向钢筋二的数量为n2道，其中n2＜n1，n2道所述竖向钢筋二分别接在n2道所述竖向钢筋一上；所述主笼由多个钢筋笼节段自上向下拼装而成，每一个所述预应力钢束(3)均对应由上至下分为多个预应力钢束节段，多个所述预应力钢束节段的长度分别与多个所述钢筋笼节段的长度一致。

5.按照权利要求1或2所述的一种大吨位试桩用锚桩的施工结构，其特征在于：多个所述预应力钢束(3)的数量为n个，其中n≥3；所述定位架由多根布设在同一水平面上的横杆和多根布设在同一水平面上的纵杆拼装而成，多根所述横杆呈平行布设，多根所述纵杆呈平行布设，所述横杆与所述纵杆呈垂直布设；多根所述横杆的数量为N1根，多根所述纵杆的数量为N2根，其中N1≥2，N2≥2；每一根所述横杆均与N2根所述纵杆紧固连接为一体，N1根所述横杆与N2根所述纵杆拼接后形成N1×N2个杆件拼接点；多个所述预应力钢束(3)的钢绞线穿管一(3-2)顶端分别固定在所述定位架上的n个所述杆件拼接点上，n个所述杆件拼接点分别布设在多个所述预应力钢束(3)的正上方。

6.按照权利要求2所述的一种大吨位试桩用锚桩的施工结构，其特征在于：所述盒体(5-1)与锚固板(5-2)之间设置有多个分别供多根所述钢绞线(3-1)穿过的钢绞线穿管二(5-5)，多个所述钢绞线穿管二(5-5)均呈竖直向布设；多个所述钢绞线穿管二(5-5)的布设位置分别与多根所述钢绞线(3-1)的布设位置一一对应；所述锚固板(5-2)为钢板，所述盒体(5-1)为钢质盒体。

7.按照权利要求2所述的一种大吨位试桩用锚桩的施工结构，其特征在于：所述盒体(5-1)的口径由上至下逐渐缩小；所述盒体(5-1)包括顶板和多块沿圆周方向均匀布设在所述顶板下方的等腰梯形侧板，多块所述等腰梯形侧板的结构和尺寸均相同；所述顶板上开有多个所述泥浆通过孔(5-3)，且多块所述等腰梯形侧板的上部均开有多个所述泥浆通过孔(5-3)。

8.一种利用如权利要求1所述施工结构对大吨位试桩用锚桩进行施工的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、预应力钢束固定及匹锚盒安装：将预先加工完成的多个预应力钢束(3)分别固定在预先绑扎好的圆柱形钢筋笼(4)上，并在多个所述预应力钢束(3)的底端均安装一个匹锚盒(5)，获得装有所述预应力结构的圆柱形钢筋笼(4)；

步骤二、起吊下放：待桩身钢筋笼(2)下放到位后，采用起吊设备将装有所述预应力结构的圆柱形钢筋笼(4)由上至下下放入预先施工完成的桩孔(1)内；

步骤三、定位架安装：按照预先设计的安装位置，将所述定位架固定在桩孔(1)上方的地面上；

步骤四、预应力结构定位安装：根据所述定位架上所设置的多个所述管件安装位，对步骤二中下放入桩孔(1)内的圆柱形钢筋笼(4)的安装位置进行调整，使得所述预应力结构中的多个所述钢绞线穿管一(3-2)分别布设在多个所述管件安装位的正下方；

步骤五、注浆：将注浆管下放至桩身钢筋笼(2)内，并通过所述注浆管向桩孔(1)内灌注混凝土，待所灌注混凝土凝固后，获得施工完成的锚桩。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤一中所述圆柱形钢筋笼(4)包括主笼和布设在所述主笼的正下方且用于锚固的底笼，所述主笼的底端与多根所述钢绞线(3-1)的底端相平齐，所述主笼的顶端与钢绞线穿管一(3-2)的顶端相平齐；所述主笼由多个钢筋笼节段自上向下拼装而成，每一个所述预应力钢束(3)均对应由上至下分为多个预应力钢束节段，多个所述预应力钢束节段的长度分别与多个所述钢筋笼节段的长度一致；

步骤一中进行预应力钢束固定时，先将各预应力钢束(3)的多个所述预应力钢束节段分别固定在多个所述钢筋笼节段上，再将多个所述钢筋笼节段由前至后连接为一体形成所述主笼，之后将各预应力钢束(3)的多个所述预应力钢束节段由前至后连接为一体；

步骤二中进行起吊下放时，先采用起吊设备将所述负笼下放至桩孔(1)内，并将所述负笼上部固定在桩孔(1)的孔口上；之后，采用两个起吊设备对所述主笼的首尾两端同时进行起吊，并将所述主笼尾端移至固定在桩孔(1)孔口上的所述负笼上方，再将所述主笼的尾端与所述负笼上端紧固连接为一体并形成圆柱形钢筋笼(4)；随后采用两个所述起吊设备将圆柱形钢筋笼(4)由上至下进行下放。