CN104674795B - 混凝土桩的预制方法及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种混凝土桩的预制方法，在施工现场根据工程具体需要就地进行混凝土桩的预制，其步骤为：1）将护筒沉入成孔至预定深度；2）组装定型模具，并在护筒中将组装好的定型模具沉入；3）在定型模具中插入钢筋，然后在定型模具中灌注混凝土，同时密实混凝土，直至注满混凝土；4）利用土体的温度对混凝土进行养护，在具备一定强度后将定型模具提出，拆除定型模具，形成预制的混凝土桩身。本发明还包括一种采用预制混凝土桩的施工方法，其步骤为：1）将护筒沉入成孔至预定深度；2）根据土层性质和上部荷载要求，通过多种方法之一进行桩端的处理；3）在护筒内灌注水泥砂浆，然后放入预制的混凝土桩身，提出护筒。

Description

混凝土桩的预制方法及其施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程领域，尤其涉及桩基和复合地基的施工技术。

背景技术

预制桩，是我国建筑领域中常用的桩型之一，主要有混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢桩等，预制桩的优势在于能承受较大的荷载、施工速度快，特别是避免现浇混凝土桩基的缩径、断桩等问题。但由于预制桩需要在工厂内制作，需要专用机械设备，且养护周期较长，再加上从工厂到施工现场的运输费用，因此预制桩的施工成本明显高于现浇混凝土桩。而且工厂生产的预制桩的规格品种较少，很多工程所需的预制桩，都需要在施工现场进行重新进行加长或者截短处理，无形中造成了工序的增加，工期的延长和成本的增高。

在专利号ZL98101041.5专利文献中公开了一种混凝土桩的施工技术，该技术的特点是通过在桩底端进行填料夯实挤密等操作形成人造持力层，使上部荷载通过混凝土桩身和桩底端的人造持力层，传递到较好持力层上，从而大大提高了桩的承载力。但是这种桩型的桩身是采用现浇混凝土制成，在淤泥质土或含水量较高的土层或饱和土中，容易在桩身和桩端结合部出现缩径、断桩等质量问题，严重影响桩的承载能力，造成桩的沉降量过大。

因此，需要一种能够解决上述问题，且工序简单，成本较低的施工方法。

发明内容

本发明是为了解决上述的问题而提出的，目的在于提供一种混凝土桩的预制方法，在施工现场根据工程具体需要就地进行混凝土桩的预制，并且通过预制的混凝土桩提供一种施工方法，在桩端进行有效的填料加固处理后再加入预制混凝土桩身，在避免缩径、断桩等质量问题的同时，充分发挥桩端土体的承载力，实现工效的提高和成本的节约。

为了实现上述目的，本发明包括一种混凝土桩的预制方法，其步骤包括：

1）在地基中，通过动力将护筒垂直沉入成孔，直至预定深度；

2）组装定型模具，并在护筒中将组装好的定型模具沉入；

3）在定型模具的内腔中插入钢筋或者钢筋笼，或者不放钢筋，然后在定型模具的内腔中灌注混凝土，同时采用振捣器或者对定型模具施加振动力以密实混凝土，直至定型模具的内腔中注满混凝土；

4）利用土体的天然地热温度对定型模具内的混凝土进行养护，在定型模具内的混凝土具备一定强度后，将定型模具从护筒中提出，快速拆除定型模具，形成预制的混凝土桩身。

最好，上述的混凝土桩的预制方法中，上述步骤1）中，上述通过动力将护筒垂直沉入至预定深度，动力的方式包括振动或者锤击或者静压或者旋转的方式之一或者几种方式的结合。

最好，上述的混凝土桩的预制方法中，上述步骤1）中，上述护筒的横截面的形状包括圆形或者方形或者三角形或者十字形。

最好，上述的混凝土桩的预制方法中，上述步骤1）中，上述预定深度是根据所需要预制的混凝土桩的桩身长度确定的。

最好，上述的混凝土桩的预制方法中，上述步骤2）中，上述定型模具是由可以快速连接拆卸的多块钢质模板组成，钢质模板的形状包括长条形或者方形或者圆弧形，通过调整钢质模板的形状和组成数量，可以改变定型模具的形状、直径和长度。

最好，上述的混凝土桩的预制方法中，上述步骤2）中，上述定型模具的横截面的形状包括圆形或者方形或者三角形或者十字形。

最好，上述的混凝土桩的预制方法中，上述步骤3）中，上述在定型模具的内腔中灌注混凝土，混凝土中掺入包括早强剂、速凝剂、防冻剂、阻锈剂在内的外加剂。

最好，上述的混凝土桩的预制方法中，上述步骤4）中，上述预制的混凝土桩身的形状、直径和长度，是由定形模具的形状、直径和长度决定的。

为了实现上述目的，本发明还包括一种采用预制混凝土桩的施工方法，其步骤包括：

1）在地基中的桩位处，通过动力将护筒垂直沉入成孔，直至预定深度；

2）根据土层性质和上部荷载要求，通过下列方法之一进行桩端的处理：

方法A：在护筒内放置重锤或者内夯管，向护筒底部填入定量的填充料，提升重锤或者内夯管对填充料进行挤扩，直至全部设定量的填充料被挤扩到桩端土体中，形成桩端扩底；

方法B：在护筒内放置重锤或者内夯管，向护筒底部填入定量的填充料，提升重锤或者内夯管对填充料进行夯击，反复进行填料和夯击操作，直至重锤或者内夯管的空打三击或者三击以上的贯入度满足设计值要求，形成桩端载体；

方法C：在护筒内放置重锤或者内夯管，不填料，直接提升重锤或者内夯管对桩底端土体进行连续夯击；

3）在护筒内灌注水泥砂浆，然后在护筒内放入预制的混凝土桩身，提出护筒，混凝土桩身与桩孔之间的空隙用水泥砂浆填满。

最好，上述的采用预制混凝土桩的施工方法，上述步骤1）中，上述通过动力将护筒垂直沉入至预定深度，动力的方式包括振动或者锤击或者静压或者旋转的方式之一或者几种方式的结合。

最好，上述的采用预制混凝土桩的施工方法，上述步骤2）中，上述方法A和方法B中向护筒底部填入定量的填充料，填充料是指干硬性混凝土或碎砖或碎石或渣土或卵石或钢渣或水泥土或灰土中的一种或几种。

上述混凝土桩的预制方法及其施工方法的特点和优势在于：

本发明中的混凝土桩的预制方法，主要特点和优势体现在：①无需在工厂规模化生产，在施工现场就可以随时随地实现预制，特别是根据施工现场对桩长、桩型、桩径的实际需要，只需对定型模具进行相应的组合调整，即可预制所需要求的混凝土桩，针对性强、速度快，省时省力。②无须配备离心机等专业机械设备，无需设置蒸汽养护或者养护池，而是直接采用可快速连接拆卸的定型模具，并且巧妙的利用土体自身的地热温度对混凝土进行养护，即使在冬季环境也能够随时随地的进行预制，定型模具可多次循环使用，且根据不同的工程需要可以及时随时调整组装，减少损费，因此相对于在工厂生产的其它预制桩，其制作成本最少能够节约20%以上。③从桩身预制到现场打桩的施工周期显著缩短，施工完毕后不需要重新整理桩头，相比预应力管桩，桩身截面积显著提高，具有更强的抗压能力。④在预制过程中，可以选择是否加入钢筋，可以选择如何加入钢筋或者钢筋笼，因此预制后的混凝土桩具有多样选择性，可以适应各类桩基和复合地基的使用范围。

本发明中的采用预制混凝土桩的施工方法，主要特点和优势体现在：①现场预制混凝土桩身能够及时适应现场工程需要，且桩身质量比一般现浇混凝土桩身大大提高。②桩的承载力高，与预应力管桩、预制方桩、现浇灌注桩等桩形相比，由于采取了制作载体等桩端处理方法，其极限承载力显著提高，同时桩端载体可以设在土体浅部土层，因此可有效缩短桩的长度。③无论桩身所处土层是否存在地下水、淤泥质、饱和土，预制混凝土桩身均不会出现缩径、断桩、混凝土离析等现浇混凝土桩不易避免的现实通病，可以显著发挥桩端载体的承载力，完全解决了由于桩身质量造成沉降量过大的问题。

附图说明

图1是本发明的混凝土桩的预制方法的工序图；

图1中，1为护筒，2为定型模具，3为钢筋笼，4为混凝土，5为振捣器，6为预制好的混凝土桩身。

图2是本发明的混凝土桩的预制方法的定型模具的示意图；

图2中，7为钢质模板，8为螺栓，9为卡扣，10为吊耳。

图3是本发明的采用预制混凝土桩的施工方法的工序图；

图3中，1为护筒，11为重锤，12为填充料，13为桩端载体，14为水泥砂浆，6为预制好的混凝土桩身。

具体实施方式

图1是本发明的混凝土桩的预制方法的工序图，如图1中a所示，在地基中通过动力将护筒1垂直沉入成孔，直至预定深度；然后，如图1中b所示，将组装好的定型模具2沉入护筒1中；然后，如图1中c所示，在定型模具2的内腔中插入钢筋笼3，然后在定型模具2的内腔中灌注混凝土4，同时在定型模具2的内腔中插入振捣器5对混凝土进行振捣密实；然后，如图1中d所示，直至定型模具2的内腔中注满混凝土4；然后，如图1中e所示，利用土体的天然地热温度对定型模具2内的混凝土4进行养护，在定型模具2内的混凝土4具备一定强度后，将定型模具2从护筒1中提出；最后，如图1中f所示，快速拆除定型模具4，形成预制的混凝土桩身6。

图2是本发明的混凝土桩的预制方法的定型模具的示意图，如图2所示，定型模具由多块钢质模板7组成，钢质模板之间以螺栓8连接固定形成长模板，两块长模板对接后以卡扣9快速连接固定形成筒形定型模具，定型模具的一端带有吊耳10，便于通过绳索吊起。

图3是本发明的采用预制混凝土桩的施工方法的工序图，如图3中a所示，在地基中的桩位处，通过动力将护筒1垂直沉入成孔，直至预定深度；然后，如图3中b所示，在护筒1内放置重锤11，向护筒1底部填入定量的填充料12，提升重锤11对填充料12进行夯击；然后，如图3中c所示，反复进行填料和夯击操作，直至重锤11的空打三击的贯入度满足设计值要求，形成桩端载体13；然后，如图3中d所示，在护筒1内灌注水泥砂浆14，在护筒1内放入预制的混凝土桩身6；最后，如图3中e所示，提出护筒1，混凝土桩身6与桩孔之间的空隙用水泥砂浆14填满。

Claims (6)

1.一种混凝土桩的预制方法，包括下述步骤：

1）在地基中，通过动力将护筒垂直沉入成孔，直至预定深度；

2）组装定型模具，并在护筒中将组装好的定型模具沉入；

3）在定型模具的内腔中插入钢筋或者不放钢筋，然后在定型模具的内腔中灌注混凝土，同时采用振捣器或者对定型模具施加振动力以密实混凝土，直至定型模具的内腔中注满混凝土；

4）利用土体的天然地热温度对定型模具内的混凝土进行养护，在定型模具内的混凝土具备一定强度后，将定型模具从护筒中提出，快速拆除定型模具，形成预制的混凝土桩身；上述通过动力将护筒垂直沉入成孔，动力的方式包括振动或者锤击或者静压或者旋转的方式之一；上述定型模具是由能够快速连接拆卸的多块钢质模板组成，钢质模板的形状包括方形或者圆弧形，通过调整钢质模板的形状和组成数量，能够改变定型模具的形状、直径和长度。

2.根据权利要求1所述的混凝土桩的预制方法，其特征在于上述步骤1）中，上述护筒的横截面的形状包括圆形或者方形或者三角形或者十字形。

3.根据权利要求1所述的混凝土桩的预制方法，其特征在于上述步骤1）中，上述预定深度是根据所需要预制的混凝土桩的桩身长度确定的。

4.根据权利要求1所述的混凝土桩的预制方法，其特征在于上述步骤2）中，上述定型模具的横截面的形状包括圆形或者方形或者三角形或者十字形。

5.根据权利要求1所述的混凝土桩的预制方法，其特征在于上述步骤3）中，上述在定型模具的内腔中灌注混凝土，混凝土中掺入包括早强剂、速凝剂、防冻剂、阻锈剂在内的外加剂。

6.根据权利要求1所述的混凝土桩的预制方法，其特征在于上述步骤4）中，上述预制的混凝土桩身的形状、直径和长度，是由定形模具的形状、直径和长度决定的。