CN106988333B - 带有插筋灌芯的预制承台及其施工工艺 - Google Patents

带有插筋灌芯的预制承台及其施工工艺 Download PDF

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    • E02D27/14Pile framings, i.e. piles assembled to form the substructure

Abstract

本发明公开了一种带有插筋灌芯的预制承台及其施工工艺,承台包括承台本体和插芯钢筋,承台本体设有内径大于空心桩或劲性体外径的凹槽结构,带有托板的插芯钢筋同轴成型于承台本体凹槽结构底面上,插芯钢筋及托板能够设于空心桩或劲性体的空心内,承台本体的凹槽结构底面上设有能够与空心桩或劲性体内部连通的注浆孔和能够与空心桩或劲性体外侧和凹槽结构侧壁之间间隙连通的灌浆孔,其施工工艺为先制作预制承台,再将已施工的空心桩或劲性体的端板调平,并进行预制承台部位垫层施工,再吊装预制承台,并通过注浆孔进行灌芯,最终对预制承台和空心桩或劲性体间隙灌浆,本发明确保了承台的施工质量,提升了施工进度和周转材料的利用率。

Description

带有插筋灌芯的预制承台及其施工工艺
技术领域
本发明涉及一种劲性体上部和工程桩单桩单柱承台及施工工艺,特别涉及一种带有插筋灌芯的预制承台及其施工工艺。
背景技术
近年来,随着物流业的快速发展,大型物流仓储的建设越来越多,尤其在东部沿海地区。对于物流仓储,其对于一层楼地面的承载要求高,一般要达到30kPa及其以上,且变形控制要求高,总的沉降量一般控制在100mm以内,包括后期的长期变形控制等,但由于东部沿海地区土质相对较差,深厚淤泥质土层很多都超过20m,相应的地基基础处理方案已变得极为重要,如何有效做好地坪处理,尤其对工期和成本的控制已变得极为关键。一种新的技术开始逐步推广使用,即采用预制的高强劲性体作为土体的加固体,壁厚比常规的预应力管桩要低,相应配筋量也较低,但由于其质量可靠,便于施工,而为了使地坪荷载更为可靠地传递至地基土中,在劲性体上部增设了扩大承台。该扩大承台通常采用现浇方式制作,相应的耗用时间、及施工难度均较大,建华管桩结合其劲性体提出了一种预制桩帽方式制作,但未能有效解决桩帽与承台的连接。
根据承台的设计理念以及相关的管桩图集,主要是将上部 荷载更为有效地传递至桩上,同时也有效降低上部结构板的厚度,将桩对地坪板或结构板的冲切荷载有效进行分散。同时考虑到上部荷载可能存在的不均匀性而引起桩顶存在一定的弯矩。因此,在桩顶部分需要进行插筋灌芯,对桩顶进行加强。因此现有的承台施工工艺,一般分为两个步骤,桩顶插芯部分的施工,桩顶端板上钢筋的焊接,然后进行承台的施工,相应的现场作业较多,且需要在现场进行钢筋绑扎、安装模板,浇筑混凝土等一系列施工工序,从而施工时间较长。相应的质量将受限于多个班组工人的操作水平(包括钢筋工、木工、泥工等工作),且承台施工完后,需要进行一定的养护才能进行下一道工序。原有的工艺整体施工时间较长,工人作业面较多,且模板等周转材料不能得到充分利用,在承台施工过程中,模板加固的工作量同时又比较大。
发明内容
为了弥补以上不足,本发明提供了一种带有插筋灌芯的预制承台及其施工工艺,该带有插筋灌芯的预制承台施工工艺能够确保承台与桩的共同受力以及可靠连接,减少了劳动力,缩短了工期,大大提升了其经济性。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种带有插筋灌芯的预制承台,包括承台本体和插芯钢筋,所述承台本体一侧设有与之同心的凹槽结构,该凹槽结构内径大于空心桩或劲性体外径插芯钢筋一端固定成型于承台本体的凹槽结构底面上,插芯钢筋与该凹槽结构同轴设置,插芯钢筋另一端 固定设有托板,所述插芯钢筋及其另一端的托板能够插设于空心桩或劲性体的空心内,所述承台本体的凹槽结构底面上设有能够与空心桩或劲性体内部连通的贯穿的注浆孔,承台本体的凹槽结构底面上还设有能够与空心桩或劲性体外侧和凹槽结构侧壁之间间隙连通的灌浆孔。
作为本发明的进一步改进,所述承台本体上凹槽结构的深度为130mm,凹槽结构的内径为空心桩或劲性体外径加60mm。
作为本发明的进一步改进,所述承台本体上凹槽结构为圆形凹槽结构。
作为本发明的进一步改进,所述承台本体外侧壁上还设有吊钩结构。
作为本发明的进一步改进,所述承台本体侧壁上的吊钩结构与承台本体一侧之间的距离为该的吊钩结构与承台本体另一侧之间的距离的两倍。
作为本发明的进一步改进,所述承台本体侧壁上的吊钩结构为两个,对称分布于承台本体外侧表面。
作为本发明的进一步改进,所述插芯钢筋包括预制部和插芯钢筋笼,所述预制部一体成型于承台本体上,预制部长度为其直径的10倍,一端插芯钢筋笼与预制部端部固定连接,托板固定安装于插芯钢筋笼另一端上。
作为本发明的进一步改进,所述承台本体上的灌浆孔数量为两个,直径为30mm,承台本体上还设有两个直径为30mm的排气孔,排气孔恰与空心桩或劲性体外侧和凹槽结构侧壁之间间隙连通。
一种带有插筋灌芯的预制承台的施工工艺,具体步骤如下:
步骤一:制作预制承台的设计制作
制作预制承台本体,并在预制承台本体上形成凹槽结构,并将插芯钢筋一并制作在凹槽结构内;
步骤二:空心桩或劲性体的施工(一般采用静压法施工,以便控制标高);
步骤三:在空心桩或劲性体的端板上固定安装三个高度能够升降的调平装置,调节调平装置高度,使三个调平装置上表面位于同一水平面;
步骤四:进行预制承台部位的垫层施工,并用黄沙填实;
步骤五:用汽车吊或塔吊将预制好的预制承台吊起,并使其上的插芯钢筋插入空心桩或劲性体内孔中,并采用经纬仪进行调整预制承台的位置,确保承台中心与桩中心重叠,在预制承台四周用水泥黄沙进行封闭;
步骤六:利用预制承台上注浆孔进行微膨胀混凝土灌芯,并振捣密实;
步骤七:待微膨胀混凝土施工完3天后,开始利用预制承台上灌浆孔对空心桩或劲性体与承台本体之间的间隙进行灌浆,直至排气孔出浆即可。
作为本发明的进一步改进,调平装置包括螺帽和调整螺栓,所述螺帽焊接于空心桩或劲性体的端板上,调整螺栓螺接于螺帽内,调整螺栓头部为半球形结构。
本发明的有益技术效果是:本发明通过钢筋等强代换,将 插芯钢筋预埋在承台本体内,巧妙地解决了承台与灌芯钢筋笼的连接,从而确保了承台与桩的共同受力,通过在桩顶端板设置可调螺帽,并在承台中设置了凹槽结构与之配套,一方面确保了承台顶面的安装平整性,另一方面为桩与承台之间预留了间隙,从而为桩与承台注浆提供了空间,更进一步确保了承台与管桩的共同受力,通过在预制承台底板对应的位置设置砂石回填,并在预制承台底部与土接触的部位采用砂浆进行密封,确保了后续注浆的可实施性,本发明整套预制承台的施工工艺,即通过先进行桩芯灌芯,然后进行灌浆,确保了预制承台与管桩的可靠连接,通过采用预制承台施工技术,确保了承台的施工质量,同时大量解放了现场的劳动力,也大大提升了施工现场进度,节约了工期,提升了周转材料的利用率(如木方和模板的重复应用等等),大大提升了其经济性。
附图说明
图1为本发明的预制承台主视图;
图2为本发明的预制承台仰视图;
图3为本发明的预制承台与空心桩或劲性体连接结构原理图;
图4为空心桩或劲性体的端板水平高度调节结构示意图;
图5为空心桩或劲性体的端板水平高度调节结构主视图;
图6为本发明的使用状态图;
图7为无插芯钢筋的预制承台结构图;
图8为无插芯钢筋的预制承台与空心桩或劲性体连接结 构原理图;
图9为无插芯钢筋的预制承台使用状态图。
具体实施方式
实施例:一种带有插筋灌芯的预制承台,包括承台本体1和插芯钢筋2,所述承台本体1一侧设有与之同心的凹槽结构3,该凹槽结构3内径大于空心桩或劲性体9外径插芯钢筋2一端固定成型于承台本体的凹槽结构3底面上,插芯钢筋2与该凹槽结构3同轴设置,插芯钢筋2另一端固定设有托板4,所述插芯钢筋2及其另一端的托板4能够插设于空心桩或劲性体9的空心内,所述承台本体的凹槽结构3底面上设有能够与空心桩或劲性体9内部连通的贯穿的注浆孔5,承台本体1的凹槽结构3底面上还设有能够与空心桩或劲性体9外侧和凹槽结构3侧壁之间间隙连通的灌浆孔6,在承台本体1一侧设置凹槽结构3,使空心桩或劲性体9插设于该凹槽结构3内,能够确保预制承台与桩顶的有效连接,同时避免因空心桩或劲性体9在生产过程中端板12自身未水平或在施工过程中可能存在的垂直度偏差等引起的承台安装导致的不平整导致加大上部荷载引起的偏心荷载影响,进而避免对管桩,尤其是劲性体顶部受弯矩而产生破坏,根据桩顶插芯钢筋2与预制承台的连接长度要求,将插芯钢筋2一并制作在预制承台内部,更进一步确保管桩与承台的有效连接,其中空心桩最佳为管桩或方桩。
所述承台本体1上凹槽结构3的深度为130mm,凹槽结构3的内径为空心桩或劲性体9外径加60mm。
所述承台本体1上凹槽结构3为圆形凹槽结构3。
所述承台本体1外侧壁上还设有吊钩结构7,吊钩结构7可以为半圆环形结构,该半圆环形结构与承台本体外侧壁形成一闭合环,用于吊钩的挂设,当然,吊钩结构7也可以是圆环结构、下端开口的钩状结构等等,用于实现承台本体1的吊装,进而使其安装在空心桩或劲性体9上。
所述承台本体1侧壁上的吊钩结构7与承台本体1一侧之间的距离为该的吊钩结构7与承台本体1另一侧之间的距离的两倍,在承台本体1底部1/3标高处设置吊钩,并利用自重实现翻转,从而有效解决了预制承台的制作和吊装问题。
所述承台本体1侧壁上的吊钩结构7为两个,对称分布于承台本体1外侧表面,也可以是三个或更多个。
所述插芯钢筋2包括预制部和插芯钢筋2笼,所述预制部一体成型于承台本体1上,预制部长度为其直径的10倍,一端插芯钢筋2笼与预制部端部固定连接,托板4固定安装于插芯钢筋2笼另一端上,在工厂制作时,可先做承台本体1及插芯钢筋2的预制部,运至施工现场后,再进行插芯钢筋2笼的制作,最后采用搭接焊方式实现预制部和插芯钢筋2笼的焊接连接形成插芯钢筋2,该种方法方便预制承台的运输,节省储存空间,如果在现场制作,插芯钢筋2部分可一次性到位,包括相应的托板4。
所述承台本体1上的灌浆孔6数量为两个,直径为30mm,承台本体1上还设有两个直径为30mm的排气孔8,排气孔8恰与空心桩或劲性体9外侧和凹槽结构3侧壁之间间隙连通。
一种带有插筋灌芯的预制承台的施工工艺,具体步骤如下:
步骤一:制作预制承台的设计制作
制作预制承台本体1,并在预制承台本体1上形成凹槽结构3,并将插芯钢筋2一并制作在凹槽结构3内;
步骤二:空心桩或劲性体9的施工(一般采用静压法施工,以便控制标高);
步骤三:在空心桩或劲性体9的端板12上固定安装三个高度能够升降的调平装置13,调节调平装置13高度,使三个调平装置13上表面位于同一水平面;
步骤四:进行预制承台部位的垫层施工,并用黄沙填实;
步骤五:用汽车吊或塔吊将预制好的预制承台吊起,并使其上的插芯钢筋2插入空心桩或劲性体9内孔中,并采用经纬仪进行调整预制承台的位置,确保承台中心与桩中心重叠,在预制承台四周用水泥黄沙进行封闭;
步骤六:利用预制承台上注浆孔5进行微膨胀混凝土灌芯,并振捣密实,注浆孔5最佳与预制承台的凹槽结构3同心,直径为100mm,从而有利于混凝土的浇筑,以及振捣棒的施工,相应的灌芯混凝土要求采用C40的微膨胀混凝土;
步骤七:待微膨胀混凝土施工完3天后,开始利用预制承台上灌浆孔6对空心桩或劲性体9与承台本体1之间的间隙进行灌浆,直至排气孔8出浆即可,由于空心桩或劲性体9与预制承台之间仍有30mm左右的间隙,该间隙采用灌浆混凝土给予灌浆能够确保空心桩或劲性体9与承台的连接。
另为确保桩与承台之间均有间隙,以防止桩与承台直接接触,而影响灌浆料的施工,同时影响桩与承台的可靠连接。因此要确保承台中心与桩体中心尽量重叠,从而确保桩与承台留有足够的空隙,为灌浆料提供空间。本成套技术要求在安装预制承台时,需要精确定位桩的中心线,从而精确调整承台的位置。
施工注意事项:
1、预制承台开挖时,应提前掌握近期天气情况,避开阴雨天气,以防开挖坑被雨水浸泡,或者是遇到下雨应及时进行覆盖。
2、开挖预制承台时桩身土应及时清理干净。
3、在保护土层清运和截桩头作业中,应避免机械和人工对设计桩顶平面以下桩间土过度扰动和对桩身的磕碰。避免安装承台时造成桩的偏移。
所述调平装置13包括螺帽10和调整螺栓11,所述螺帽10焊接于空心桩或劲性体9的端板12上,调整螺栓11螺接于螺帽10内,调整螺栓11头部为半球形结构。
由于桩在制作过程中,可能存在桩顶端板12的不平以及在施工过程中桩的垂直度存在的偏差,施工可能导致的偏差为400(为劲性体或管桩的直径或空心方桩的边长)*1%+端板12偏差2mm=6mm,因此在承台安装时,尽可能确保预制承台的顶面水平,通过在空心桩或劲性体9的端板12上焊接螺帽10,螺帽10的高度为20mm,螺帽10螺杆的长度为20mm,在螺帽10内螺接螺栓,螺栓头部为半球形结构,从而彻底解决平整 度的问题,螺栓的螺杆规格为16mm,螺栓头部高度为5mm,通过旋转螺栓,从而能够确保螺栓头部高度在30mm±5mm范围内进行调节,从而解决了因端板12不平或施工偏差导致的预制承台顶面水平偏差。
实施例1:
由2个仓库(仓库内有6个管理用房)、一个物业用房及设备房、两个门卫、一个高架平台构成的施工工程。本工程总建筑面积约58629平方米,计容面积107527平方米。其中A-1仓库和A-2仓库地上2层,一层层高10.3米,二层标高10.2米。拟建地震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,为设计地震分组第一组。±0.000m标高相当于绝对标高3.9m,拟在A-1仓储主体内部软土地基部分打桩,基桩采用预制混凝土劲性体,劲性体是由混凝土和钢筋组合而成的用于复合地基处理的一种预制构件,代号为PST-CF,桩型为:ZHa:PST-CF-400(外径)-60(壁厚)-9,*(两节桩桩长),桩顶标高为-0.950。数量为1455套。
承台参数:1000x1000x350mm,混凝土柱帽配筋为D10@150双层双向,混凝土等级为C30。
预制承台部分说明:承台预制部分部分为一个外轮廓为1000x100x350mm的混凝土构件,其中在竖向220mm范围内配筋D10@150双层双向钢筋,承台中心有一预留直径为100的PVC注浆孔5用以后注浆。承台另有一直径为460mm厚度130mm的凹槽,其中直径为400mm厚度为100mm为桩的预留位置,其余前后左右及上部各预留30mm用于调整。承台四个方向各预留一个吊环,吊环钢筋为10mm的HRB300,用以施工时吊装预制构件。承台内部预埋灌芯用1#钢筋(6根Φ16),锚固长度为≥500mm,为了便于操作,1#钢筋可伸出预制承台一定长度,其余吊装前与灌芯用的1#3#组成的钢筋笼焊接。桩内部的灌芯用的钢筋笼为6根16的竖向筋和6@200的箍筋组成的钢筋笼,底部竖向钢筋与托板4(3mm厚的薄钢板)焊接,托板4直径为250,略小于桩的内径空洞280。

Claims (9)

1.一种带有插筋灌芯的预制承台,其特征为:包括承台本体(1)和插芯钢筋(2),所述承台本体一侧设有与之同心的凹槽结构(3),该凹槽结构内径大于空心桩或劲性体(9)外径,插芯钢筋一端固定成型于承台本体的凹槽结构底面上,插芯钢筋与该凹槽结构同轴设置,插芯钢筋另一端固定设有托板(4),所述插芯钢筋及其另一端的托板能够插设于空心桩或劲性体的空心内,所述承台本体的凹槽结构底面上设有能够与空心桩或劲性体内部连通的贯穿的注浆孔(5),承台本体的凹槽结构底面上还设有能够与空心桩或劲性体外侧和凹槽结构侧壁之间间隙连通的灌浆孔(6),所述插芯钢筋包括预制部和插芯钢筋笼,所述预制部一体成型于承台本体上,预制部长度为其直径的10倍,插芯钢筋笼一端与预制部端部固定连接,托板固定安装于插芯钢筋笼另一端上。
2.根据权利要求1所述的带有插筋灌芯的预制承台,其特征为:所述承台本体上凹槽结构的深度为130mm,凹槽结构的内径为空心桩或劲性体外径加60mm。
3.根据权利要求1所述的带有插筋灌芯的预制承台,其特征为:所述承台本体上凹槽结构为圆形凹槽结构。
4.根据权利要求1所述的带有插筋灌芯的预制承台,其特征为:所述承台本体外侧壁上还设有吊钩结构(7)。
5.根据权利要求4所述的带有插筋灌芯的预制承台,其特征为:所述承台本体侧壁上的吊钩结构与承台本体一侧之间的距离为该的吊钩结构与承台本体另一侧之间的距离的两倍。
6.根据权利要求4所述的带有插筋灌芯的预制承台,其特征为:所述承台本体侧壁上的吊钩结构为两个,对称分布于承台本体外侧表面。
7.根据权利要求1所述的带有插筋灌芯的预制承台,其特征为:所述承台本体上的灌浆孔数量为两个,直径为30mm,承台本体上还设有两个直径为30mm的排气孔(8),排气孔恰与空心桩或劲性体外侧和凹槽结构侧壁之间间隙连通。
8.一种权利要求1所述的带有插筋灌芯的预制承台的施工工艺,其特征为:具体步骤如下:
步骤一:制作预制承台的设计制作
制作预制承台本体,并在预制承台本体上形成凹槽结构,并将插芯钢筋一并制作在凹槽结构内;
步骤二:空心桩或劲性体的施工;
步骤三:在空心桩或劲性体的端板(12)上固定安装三个高度能够升降的调平装置(13),调节调平装置高度,使三个调平装置上表面位于同一水平面;
步骤四:进行预制承台部位的垫层施工,并用黄沙填实;
步骤五:用汽车吊或塔吊将预制好的预制承台吊起,并使其上的插芯钢筋插入空心桩或劲性体内孔中,并采用经纬仪进行调整预制承台的位置,确保承台中心与桩中心重叠,在预制承台四周用水泥黄沙进行封闭;
步骤六:利用预制承台上注浆孔进行微膨胀混凝土灌芯,并振捣密实;
步骤七:待微膨胀混凝土施工完3天后,开始利用预制承台上灌浆孔对空心桩或劲性体与承台本体之间的间隙进行灌浆,直至排气孔出浆即可。
9.根据权利要求8所述的带有插筋灌芯的预制承台的施工工艺,其特征为:调平装置包括螺帽(10)和调整螺栓(11),所述螺帽焊接于空心桩或劲性体的端板上,调整螺栓螺接于螺帽内,调整螺栓头部为半球形结构。
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