CN103572786B - 一种桩头节点防水处理装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种桩头节点防水处理装置及其施工方法，包括桩头，桩头顶部和内部均设有钢筋，桩头顶部的钢筋均倾斜向上且顶端水平向外，桩头下部埋在基底土层内，桩头周围的基底土层设有以桩头为中心的喇叭形开口，开口外围的基底土层水平分布；喇叭形开口的斜面以及开口外围的水平基底土层上设有混凝土浇筑层，混凝土浇筑层位于喇叭形开口斜面上的厚度相同；桩头的顶部、侧面以及混凝土浇筑层上表面连续设有水泥砂浆层，桩头周围的水泥砂浆层上设有柔性防水材料层。本发明的有益效果为：通过对现有技术的改进，使桩头节点的质量得到提高；减少了土方开挖量，节约了人力成本；节约了材料，减少了建筑垃圾的产生，带来了极大的经济效益。

Description

一种桩头节点防水处理装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别是涉及一种桩头节点防水处理装置及其施工方法。

背景技术

现有的桩头节点防水处理采用华北地区建筑设计标准化办公室编写的BJ系列图集《08BJ6-1地下工程防水》中的桩头做法二。通过对该桩头防水节点的深入分析，在施工过程中发现按照图集做法施工，不仅单桩施工周期长，劳动力、机械投入较多，无法满足进度需要，更重要的是节点防水施工繁琐，不仅防水材料消耗比较大，更重要的是桩身与防水节点的刚性连接不利于保证防水效果质量。施工过程中出现的主要问题如下：

1）由于聚合物水泥防水砂浆属于刚性材料，在桩体受到上部承载力荷载后，存在开裂的隐患，致使防水效果失效。

2）下口采用20×30mm腻子型遇水膨胀止水条及20厚1：2聚合物防水砂浆进行封闭，并且聚合物防水砂浆分两次施工，存在接茬质量隐患，施工难度大且工期较长。

3）安装10×10mm腻子型遇水膨胀止水条时，由于材料短小，容易出现止水条接缝闭合不密实的情况，存在质量隐患。

4）梯形状土方开挖，人工用工量大，需开挖土方的量较大。

5）采用梯形基层，不仅防水材料需要做附加层，而且防水材料的阳角部位容易在外力作用下被撕裂破坏，存在质量隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种桩头节点防水处理装置及其施工方法，以克服现有技术存在的上述不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种桩头节点防水处理装置，包括桩头，所述桩头顶部和内部均设有钢筋，所述桩头顶部的钢筋均倾斜向上且钢筋顶端水平向外，所述桩头下部埋在基底土层内，所述桩头周围的基底土层设有以桩头为中心的喇叭形开口，所述喇叭形开口外围的基底土层水平分布；所述喇叭形开口的斜面以及喇叭形开口外围的水平基底土层上设有混凝土浇筑层；所述桩头的顶部、侧面以及混凝土浇筑层上表面连续设有水泥砂浆层，所述桩头周围的水泥砂浆层上设有柔性防水材料层，所述桩头侧面的水泥砂浆层外侧以及桩头附近的柔性防水材料层上表面上设有连续的聚氨酯密封层，所述聚氨酯密封层外侧设有以桩头为中心的遇水膨胀止水环；所述聚氨酯密封层外侧以及柔性防水材料层上表面均设有连续的混凝土保护层，所述混凝土保护层上方以及桩头顶部的水泥砂浆层上方设有混凝土找平层。

进一步的，所述混凝土浇筑层位于所述喇叭形开口斜面上的厚度相同。

进一步的，所述喇叭形开口斜面上方的混凝土保护层、柔性防水材料层、水泥砂浆层以及混凝土浇筑层均沿斜面找平。

进一步的，所述混凝土找平层的上表面水平，所述桩头顶部的钢筋的水平端位于混凝土找平层内。

上述的桩头节点防水处理装置的施工方法，包括以下步骤：

1）、凿除桩头顶部至设计标高；

2）、以桩头为中心，将桩头周围的基底土层挖除，挖出一喇叭形开口；

3）、制作标高塔饼；

4）、浇筑混凝土浇筑层，浇筑过程一次性完成，浇筑过程中随时检查混凝土厚度；

5）、清理桩头外表面以及桩头顶部钢筋的根部；

6）、根据桩头外径以及水泥砂浆层的厚度，预制模具，利用模具一次性涂抹好水泥砂浆层；

7）、在桩头侧面的水泥砂浆层外侧以及柔性防水材料层上方以桩头为中心的环形区域内涂刷聚氨酯密封层；

8）、在桩头外侧位于聚氨酯密封层的夹角处安装遇水膨胀止水环；

9）、铺设柔性防水材料层；

10）、在聚氨酯密封层外侧以及柔性防水材料层上方铺设混凝土保护层；以及

11）、铺设混凝土找平层，将桩头顶部的钢筋全部埋入并完成找平。

进一步的，所述步骤7中，聚氨酯密封层的涂刷包括以下步骤：

1）、用刮板涂抹聚氨酯涂料，保持涂抹厚度一致；以及

2）、第一遍涂抹的聚氨酯涂料固化后，进行第二遍涂抹，涂抹方向与步骤1中的涂抹方向相垂直，涂抹厚度与第一遍相同。

本发明的有益效果为：通过对现有技术的改进，使桩头节点的质量得到提高；减少了土方开挖量，节约了人力成本；节约了材料，减少了建筑垃圾的产生，带来了极大的经济效益。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述一种桩头节点防水处理装置的结构示意图；

图2是图1所示A处的局部放大图。

图中：

1、桩头；2、钢筋；3、混凝土浇筑层；4、水泥砂浆层；5、柔性防水材料层；6、聚氨酯密封层；7、遇水膨胀止水环；8、混凝土保护层；9、混凝土找平层。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明实施例所述的一种桩头节点防水处理装置，包括桩头1，所述桩头1顶部和内部均设有钢筋2，所述桩头1顶部的钢筋2均倾斜向上且顶端水平向外，所述桩头1下部埋在基底土层内，所述桩头1周围的基底土层设有以桩头1为中心的喇叭形开口，所述开口外围的基底土层水平分布；所述喇叭形开口的斜面以及开口外围的水平基底土层上设有混凝土浇筑层3，所述混凝土浇筑层3位于喇叭形开口斜面上的厚度相同；所述桩头1的顶部、侧面以及混凝土浇筑层3上表面连续设有水泥砂浆层4，所述桩头1周围的水泥砂浆层4上设有柔性防水材料层5；所述桩头1侧面的水泥砂浆层4外侧以及桩头1附近的柔性防水材料层5上表面上设有连续的聚氨酯密封层6；所述聚氨酯密封层6外侧设有以桩头1为中心的遇水膨胀止水环7；所述聚氨酯密封层6外侧以及柔性防水材料层5上表面均设有连续的混凝土保护层8；所述混凝土保护层8上方以及桩头1顶部的水泥砂浆层4上方设有混凝土找平层9，所述混凝土找平层9的上表面水平，所述桩头1顶部的钢筋2的水平端位于混凝土找平层9内。所述喇叭形开口斜面上方的混凝土保护层8、柔性防水材料层5、水泥砂浆层4以及混凝土浇筑层3均沿斜面找平。

本发明实施例所述的桩头节点防水处理装置的施工方法，包括以下步骤：

1）、凿除桩头1顶部至设计标高，并经验收合格；

2）、根据设计图纸，以桩头1为中心，在桩头1φ800mm范围内，挖出一喇叭形开口，喇叭形开口的斜边下方延伸至桩边，开口深度为300mm；

3）、制作标高塔饼，塔饼间做冲筋，间距1.5m；

4）、浇筑混凝土浇筑层3，浇筑过程一次性完成，浇筑过程中随时检查混凝土厚度，混凝土浇筑层3厚度100mm，并顺斜面找平；

5）、清理桩头1外表面以及桩头1顶部钢筋2的根部，应保持干净，无浮渣、尘土，钢筋2应保证竖直以备套遇水膨胀止水环7。

6）、根据桩头1外径以及水泥砂浆层4的厚度，预制好模具，采用φX（X=桩身+抹灰厚度）定制钢模具施工，确保立面平面无接槎，利用模具一次性涂抹好水泥砂浆层4；

7）、在桩头1侧面的水泥砂浆层4外侧以及柔性防水材料层5上方以桩头1为中心的环形区域内涂刷聚氨酯密封层6。涂抹范围在桩头1及周围250mm范围内，涂刷量不小于1.5kg/㎡，厚度不小于1.0mm。涂刷过程分两次完成，第一次，用刮板涂抹聚氨酯涂料，保持涂抹厚度一致，涂抹量以0.6～0.8kg/m2为宜，涂刷范围为桩阴角立面、平面100mm范围内；第二次，第一次涂抹的聚氨酯涂料固化后，进行第二次涂抹，涂抹方向与步骤1中的涂抹方向相垂直，涂抹厚度与第一遍相同。

8）、在桩头1外侧位于聚氨酯密封层6的夹角处安装遇水膨胀止水环7；遇水膨胀止水环7采用与20×30mm腻子型遇水膨胀止水条同规格的遇水膨胀止水环7，安装平整、牢固。

9）、铺设柔性防水材料层5；

10）、在聚氨酯密封层6外侧以及柔性防水材料层5上方浇筑50mm厚的C20细石混凝土保护层8；

11）、混凝土找平层9，将桩头1顶部的钢筋2全部埋入并完成找平。

施工过程完毕。在桩身1安装完20×30mm遇水膨胀止水环后，进行柔性防水材料层5的铺设，并及时浇筑50mm厚的C20细石混凝土保护层8施工。柔性防水材料层5要铺设平整，在铺设柔性防水材料层5的同时，随时浇筑混凝土保护层8，浇筑方法同浇筑混凝土浇筑层3施工。

本发明实施例提出的一种桩头节点防水处理装置的施工方法是对现有技术的进一步改进，具体改进点如下：

1）解决刚性材料结合部位的质量隐患，即在桩体与柔性防水材料层5阴角100mm范围内增加涂刷聚氨酯密封层6。

原理采用类似给排水管道穿楼板原理，桩体和柔性防水材料层5及水泥砂浆层4均为刚性材料，在桩体受到竖向力作用时，刚性材料之间易出现裂缝，出现质量隐患。通过改变桩体与柔性防水材料层5阴角的角度，控制在90°以内，再利用聚氨酯防水涂膜为柔性材料的特性，涂刷在阴角范围内，同时部分材料流坠到阴角处汇集，形成柔性闭合圈，正好解决了刚性裂缝的质量隐患。

2）解决聚合物水泥砂浆接槎的施工难点，即利用聚合物砂浆的粘稠性，采用定型模具。

根据桩径和抹灰厚度，定制模具，保证砂浆层一次施工完成。确保了聚合物水泥砂浆处理无接槎，杜绝质量隐患。

3）解决遇水膨胀止水条不闭合的质量缺陷。

利用遇水膨胀止水条工程化加工的原理，将遇水膨胀止水条在工厂直接加工成遇水膨胀止水环，从根本上解决止水条连接不到位的质量隐患。

4）解决桩边土方、垫层所产生的45°阳角的技术，取消附加层。

根据受力关系，阳角防水卷材在外力作用下，易先损坏，因此，改变阳角的角度，减少阳角集中受力所产生的对防水卷材本身的破坏。因此采用土方开挖小于30°的方式，来解决此问题。

5）解决人工土方开挖所引起的费工费时问题

采用土方开挖小于30°的方式，直接开挖至桩边，不再采用梯形状土方开挖，使人工开挖量大大减少。

本发明带来的主要有益效果如下：

(1)经济效益

1）人工土方开挖量大大减少，效率得到提高，同时缩短了工期。

根据北京市定额，人工土方开挖为2m3/工作日。φ800单桩优化前土方开挖量为0.494m3，人均4根/工作日，优化后开挖量为0.051m3。人均40根/工作日。

2）材料节省，节约了成本。以φ800单桩为例，涉及材料见表1材料对比表：

表1现有技术与优化后的新方案效消耗材料对比表

根据上表单桩优化前费用为2953.95元/桩，优化后费用1628.80元/桩，材料及人工费用节约1325.15元/桩。本工程φ800灌注桩共计674根，共计节省费用893151.1元。优化效果非常明显。

(2)质量效益

优化的重点是在如何确保防水质量，优化后的质量保证效果非常明显。分析如下：

1）改变土方开挖角度，随之垫层、找平层发生角度改变，并使防水卷材平铺遇到阳角的角度变小，但喇叭状桩体结构并未发生明显变化，却减少了垂直作用力对阳角防水的破坏。减少了防水卷材的破坏隐患，确保了施工质量。

2）将腻子型遇水膨胀止水条改成工厂化加工的同规格的遇水膨胀止水环成品，从根本上解决了止水条连接不闭合的隐患。

3）桩体20mm厚1:2聚合物水泥防水砂浆层采用φ840的模具，有效的保证了聚合物水泥防水砂浆施工质量，同时保证桩头聚合物水泥砂浆处理无接槎，一次施工完成，确保了施工质量。

4）增加涂刷聚氨酯防水，是优化重点之一，垫层根部与桩体由原来45°喇叭状倒角变成垫层与桩体存在一个阴角，防水卷材施工完成后涂刷聚氨酯防水，这种材料属于柔性材料，涂刷后会有部分材料流坠到阴角处汇集，形成柔性闭合圈，有效解决刚性材材料阴角收外力作用下如产生裂缝，可以封堵受力带来的刚性裂缝。更加确保了桩体防水质量。

(3)社会效益

1）在“百年大计，质量第一”的质量方针中，确保工程质量是工程施工的重中之重，而针对优化的重点是为了有效保证桩头节点的防水质量，是对工程负责的态度。

2）在环境形势严峻的情况下，如何控制施工环保，减少对环境的影响，是建筑人必须有的社会责任，如何减少对环境的影响，是从施工过程中的一点一滴来做起。本项目仅对桩头节点的优化，所节约的材料就涉及混凝土、防水卷材、砂浆等多种材料，因此在材料的节约的同时，也减少建筑垃圾，这正是建筑人加强环保意识的一种体现。

3）灌注桩桩头防水节点的优化还具有推广作用，例如抗浮锚杆桩等都可以采用类似施工方法施工，以满足工期、质量、环保和节约材料的需要。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种桩头节点防水处理装置，包括桩头（1），所述桩头（1）顶部和内部均设有钢筋（2），其特征在于：所述桩头（1）顶部的钢筋（2）均倾斜向上且钢筋顶端水平向外，所述桩头（1）下部埋在基底土层内，所述桩头（1）周围的基底土层设有以桩头（1）为中心的喇叭形开口，所述喇叭形开口外围的基底土层水平分布；所述喇叭形开口的斜面以及喇叭形开口外围的水平基底土层上设有混凝土浇筑层（3）；所述桩头（1）的顶部、侧面以及混凝土浇筑层（3）上表面连续设有水泥砂浆层（4），所述桩头（1）周围的水泥砂浆层（4）上设有柔性防水材料层（5），所述桩头（1）侧面的水泥砂浆层（4）外侧以及桩头（1）附近的柔性防水材料层（5）上表面上设有连续的聚氨酯密封层（6），所述聚氨酯密封层（6）外侧设有以桩头（1）为中心的遇水膨胀止水环（7）；所述聚氨酯密封层（6）外侧以及柔性防水材料层（5）上表面均设有连续的混凝土保护层（8），所述混凝土保护层（8）上方以及桩头（1）顶部的水泥砂浆层（4）上方设有混凝土找平层（9）。

2.根据权利要求1所述的一种桩头节点防水处理装置，其特征在于：所述混凝土浇筑层（3）位于所述喇叭形开口斜面上的厚度相同。

3.根据权利要求1所述的一种桩头节点防水处理装置，其特征在于：所述喇叭形开口斜面上方的混凝土保护层（8）、柔性防水材料层（5）、水泥砂浆层（4）以及混凝土浇筑层（3）均沿斜面找平。

4.根据权利要求1所述的一种桩头节点防水处理装置，其特征在于：所述混凝土找平层（9）的上表面水平，所述桩头（1）顶部的钢筋（2）的水平端位于混凝土找平层（9）内。

5.一种桩头节点防水处理装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）、凿除桩头（1）顶部至设计标高；

2）、以桩头（1）为中心，将桩头（1）周围的基底土层挖除，挖出一喇叭形开口；

3）、制作标高塔饼；

4）、浇筑混凝土浇筑层（3），浇筑过程一次性完成，浇筑过程中随时检查混凝土厚度；

5）、清理桩头（1）外表面以及桩头（1）顶部钢筋（2）的根部；

6）、根据桩头（1）外径以及水泥砂浆层（4）的厚度，预制模具，利用模具一次性涂抹好水泥砂浆层（4）；

7）、在桩头（1）侧面的水泥砂浆层（4）外侧以及柔性防水材料层（5）上方以桩头（1）为中心的环形区域内涂刷聚氨酯密封层（6）；

8）、在桩头（1）外侧位于聚氨酯密封层（6）的夹角处安装遇水膨胀止水环（7）；

9）、铺设柔性防水材料层（5）；

10）、在聚氨酯密封层（6）外侧以及柔性防水材料层（5）上方铺设混凝土保护层（8）；以及

11）、铺设混凝土找平层（9），将桩头（1）顶部的钢筋（2）全部埋入并完成找平。

6.根据权利要求5所述的一种桩头节点防水处理装置的施工方法，其特征在于，所述步骤7）中：聚氨酯密封层（6）的涂刷包括以下步骤：

1）、用刮板涂抹聚氨酯涂料，保持涂抹厚度一致；以及

2）、第一遍涂抹的聚氨酯涂料固化后，进行第二遍涂抹，涂抹方向与步骤1中的涂抹方向相垂直，涂抹厚度与第一遍相同。