CN107893425B - 一种钢管复合桩与承台的锚固结构的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管复合桩与承台的锚固结构及其施工方法，包括钢护筒、混凝土桩、承台和位于承台底部的封底，混凝土桩位于钢护筒内构成钢管复合桩，钢护筒向上穿过封底伸入承台中，钢管复合桩与承台的锚固结构还包括加劲肋、承压板和预应力钢筋，加劲肋焊接在钢护筒上端外壁上且沿其圆周分布，承压板为水平设置的环形板体，承压板外套于钢护筒上，加劲肋的底边与承压板的上板面焊接，预应力钢筋的一端锚固在承压板上，另一端向上穿过波纹套管伸至承台的第二浇筑层和第三浇筑层的交界面上经张拉预应力后锚固。本发明采用预应力钢筋将钢管复合桩中的钢护筒与承台进行锚固，预应力钢筋细长，所需空间小，可大大减少与承台钢筋的冲突，实施方便。

Description

一种钢管复合桩与承台的锚固结构的施工方法

技术领域

本发明属于桥梁桩基技术，尤其涉及一种钢管复合桩与承台的锚固结构，还涉及该钢管复合桩与承台的锚固结构的施工方法。

背景技术

钢管复合桩主要由钢护筒和位于钢护筒内的混凝土桩组成。近年来，大直径钢管复合桩以其足够大的承载力、相对简单的沉桩工艺、较小的排土量与良好的抗弯能力等优点，广泛应用于特大型跨海大桥的深水基础工程、海港工程和高地震烈度地区的桥梁工程。特别是随着我国钢材产量的增加、钢管桩防腐新技术及新材料的研制与开发，钢管复合桩日益受到设计人员的重视和广泛应用。

应用于桥梁工程的钢管复合桩，其钢护筒的上端伸入承台中，钢护筒与承台之间要求锚固可靠，以便钢护筒可有效承受荷载，且与核心混凝土协同受力、共同工作。目前，钢护筒与承台之间常用的锚固方式是将钢护筒伸入承台的部分切割成带状形成钢带，在钢带上焊接补强钢筋。承台受力钢筋从被切除的钢护筒处穿过。

但是，上述锚固方式存在着以下缺陷：钢带所处的位置与承台钢筋的位置依旧存在较多冲突，会阻挡承台内水平钢筋的设置，导致承台钢筋实施困难。现有解决该问题的办法是现场割除掉阻挡了钢筋设置的钢带，通常割除的钢带数量较多，使得钢护筒难以充分发挥其作用。另外，将钢护筒伸入承台的部分切割成带状，且进行割除，施工量大，施工效率低，造成施工工期延长。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种结构简单、施工方便、施工效率高、锚固可靠、有利于充分发挥钢护筒作用的钢管复合桩与承台的锚固结构。

本发明的第二个目的在于提供一种上述钢管复合桩与承台的锚固结构的施工方法。

本发明的第一个目的通过以下的技术措施来实现：一种钢管复合桩与承台的锚固结构，包括钢护筒、混凝土桩、承台和位于承台底部的封底，所述混凝土桩位于所述钢护筒内构成钢管复合桩，所述钢护筒向上穿过封底伸入所述承台中，其特征在于：所述钢管复合桩与承台的锚固结构还包括加劲肋、承压板和预应力钢筋，所述加劲肋焊接在钢护筒上端外壁上且沿其圆周分布，所述承压板为水平设置的环形板体，所述承压板外套于钢护筒上，加劲肋的底边与承压板的上板面焊接，所述预应力钢筋的一端锚固在承压板上，另一端向上穿过波纹套管伸至承台的第二浇筑层和第三浇筑层的交界面上经张拉预应力后锚固。

本发明采用预应力钢筋将钢管复合桩中的钢护筒与承台进行锚固，可以解决现有技术由于承台钢筋实施困难而将大量钢带割除，使得钢护筒难以充分发挥其作用的难题，预应力钢筋细长，所需空间小，可大大减少与承台钢筋的冲突，实施方便。本发明钢护筒兼作为施工用护筒，同时还作为永久结构，充分计入受力，有利于充分发挥钢护筒的作用，钢护筒与混凝土协同受力，共同抵御水平、竖向荷载，尤其适用于高地震烈度地区结构、强冲刷下的结构及深水结构。另外，本发明结构简单、锚固可靠、实施方便，可大幅度提高施工效率。

本发明的传力途径是：上部结构传递至承台的力，一部分通过承台内部混凝土及钢筋传递给桩基，另一部分通过设置在钢护筒承压板上的预应力钢筋、混凝土与钢护筒的摩擦力、混凝土与钢护筒顶部的直接压力传递至钢护筒。

作为本发明的一种实施方式，所述承压板为一完整的环形板，所述承压板点焊在钢护筒的外壁上。

作为本发明的另一种实施方式，所述承压板由数块弧形板体组成，相邻弧形板体之间无连接。

作为本发明的一种实施方式，所述钢管复合桩与承台的锚固结构还包括数个剪力环，每个剪力环由一对处于同一水平面的弧形环组成，每对弧形环焊接在靠近桩顶的钢护筒内壁上，以保证钢护筒与混凝土紧密嵌固。

剪力环设置在靠近桩顶一段承受较大弯矩的区域内，所述剪力环位于自桩顶至河床以及自河床至3～5倍桩径的区域中。

作为本发明的一种优选实施方式，相邻剪力环之间的间距是1m～2倍桩径，该间距从下至上逐渐减小。

作为本发明的推荐实施方式，所述加劲肋在钢护筒圆周上均匀布置；所述预应力钢筋环向间距为20～30cm。具体可根据受力需要进行选择。

作为本发明的一种改进，所述承压板与封底之间的距离为10～15cm，以便进行预应力钢筋和承压板之间的锚固操作。

本发明的第二个目的通过以下的技术措施来实现：一种上述钢管复合桩与承台的锚固结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

⑴测量放线定桩位，搭设桩基施工平台，埋设钢护筒至设计位置；或者先埋设钢护筒至设计位置，再搭设桩基施工平台；成孔；

⑵吊装钢筋笼并下放到孔中，孔内浇筑混凝土；

⑶在钢护筒的外围施工钢围堰，进行封底施工；

⑷封底施工完成后抽水，水抽干后，当承压板为一完整的环形板时，将承压板点焊在钢护筒的外壁上，再沿钢护筒圆周焊接加劲肋，同时将加劲肋的底边焊接在承压板的上板面上，或者当承压板由数块弧形板体组成时，在钢护筒上端外壁上沿其圆周焊接加劲肋，再将各弧形板体焊接于加劲肋的底边上；

⑸在承压板上架设波纹套管，将预应力钢筋穿入波纹套管中并将预应力钢筋的下端锚固在承压板上；

⑹依次施工承台的第一浇筑层、第二浇筑层，预应力钢筋的上端出露在第二浇筑层表面上；

⑺张拉预应力钢筋至设计张拉力，再将预应力钢筋的上端进行锚固；

⑻施工承台的第三浇筑层。

与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：

⑴本发明采用预应力钢筋将钢管复合桩中的钢护筒与承台进行锚固，可以解决现有技术由于承台钢筋实施困难而将大量钢带割除，使得钢护筒难以充分发挥其作用的难题，预应力钢筋细长，所需空间小，可大大减少与承台钢筋的冲突，实施方便。上部结构传递至承台的力，一部分通过承台内部混凝土及钢筋传递给桩基，另一部分通过设置在钢护筒承压板上的预应力钢筋、混凝土与钢护筒的摩擦力、混凝土与钢护筒顶部的直接压力传递至钢护筒，钢护筒与混凝土协同受力，共同抵御水平、竖向荷载。

⑵本发明钢护筒兼作为施工用护筒，在桩身混凝土施工完成、承台封底施工完成及抽水后，在其上焊接加劲肋及承压板，然后通过预应力钢筋与承台相连，作为永久结构，充分计入受力，有利于充分发挥钢护筒的作用。

⑶本发明结构简单、锚固可靠、实施方便，可大幅度提高施工效率，缩短施工工期。

⑷本发明适用于桥梁桩基，尤其适用于高地震烈度地区结构、强冲刷下的结构及深水结构。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的立面图；

图2是沿图1中A-A线剖面图；

图3是沿图1中B-B线剖面图；

图4是沿图3中C-C线剖面图；

图5是图1中D局部放大示意图。

具体实施方式

如图1～5所示，是本发明一种钢管复合桩与承台的锚固结构，包括钢护筒1、混凝土桩2、承台3、位于承台3底部的封底4、数个剪力环8、加劲肋5、承压板 6和预应力钢筋7，混凝土桩2位于钢护筒1内构成钢管复合桩11，钢护筒1向上穿过封底4伸入承台3中，每个剪力环8由一对处于同一水平面的弧形环组成，每对弧形环焊接在靠近桩顶的钢护筒1内壁上，以保证钢护筒与混凝土紧密嵌固。相邻剪力环8之间的间距是1m～2倍桩径，该间距从下至上分段逐渐减小。加劲肋 5焊接在钢护筒1上端外壁上且沿其圆周均匀分布，承压板6为水平设置的环形板体，承压板可为一完整的环形板，也可由数块弧形板体组成，相邻弧形板体之间无连接。当承压板6为数块弧形板时，加劲肋5的底边与承压板6的上板面焊接，当承压板6为一完整的环形板时，承压板6先点焊在钢护筒1的外壁上，再与加劲肋5的底边焊接。预应力钢筋7的一端由螺母9锚固在承压板6上，另一端向上穿过波纹套管(图中未画出)后伸至承台3的第二浇筑层31和第三浇筑层32 的交界面上经张拉预应力后由螺母10锚固。预应力钢筋环向间距为20～30cm，具体可根据受力需要进行选择。承压板6与封底4之间的距离为12cm，以便进行预应力钢筋和承压板之间的锚固操作。预应力钢筋细长，所需空间小，可大大减少与承台钢筋的冲突，实施方便。

剪力环8设置在靠近桩顶一段承受较大弯矩的区域内，一般位于自桩顶至河床以及自河床至3～5倍桩径的区域中。

本发明的传力途径是：上部结构传递至承台的力，一部分通过承台内部混凝土及钢筋传递给桩基，另一部分通过设置在钢护筒承压板上的预应力钢筋、混凝土与钢护筒的摩擦力、混凝土与钢护筒顶部的直接压力传递至钢护筒，钢护筒与混凝土协同受力，共同抵御水平、竖向荷载。

钢护筒兼作为施工用护筒，在桩身混凝土施工完成、承台封底施工完成及抽水后，在其上焊接加劲肋及承压板，然后通过预应力钢筋与承台相连，作为永久结构，充分计入受力，有利于充分发挥钢护筒的作用。

一种上述钢管复合桩与承台的锚固结构的施工方法，具体包括以下步骤：

⑴测量放线定桩位，搭设桩基施工平台，埋设钢护筒1至设计位置；或者先埋设钢护筒1至设计位置，再搭设桩基施工平台；具体是打入或静压沉入钢护筒1；采用回旋钻机或冲孔钻机成孔；

⑵吊装钢筋笼并下放到孔中，孔内浇筑混凝土，形成混凝土桩2；

⑶在钢护筒1的外围施工钢围堰，进行封底4施工；

⑷封底4施工完成后抽水，水抽干后，当承压板6为一完整的环形板时，在钢护筒1上端外壁上点焊承压板6，然后沿圆周焊接加劲肋5，同时将加劲肋5的底边焊接在承压板6的上板面上；或者当承压板6由数块弧形板体组成时，先沿钢护筒1圆周焊接加劲肋5，然后再将各弧形板体焊接于加劲肋5的底边上，且相邻弧形板之间无连接。

⑸在承压板6上架设波纹套管，将预应力钢筋7穿入波纹套管中并将预应力钢筋7的下端锚固在承压板6上；

⑹依次施工承台3的第一浇筑层和第二浇筑层31，预应力钢筋7的上端出露在第二浇筑层31表面上；

⑺张拉预应力钢筋7至设计张拉力，再将预应力钢筋7的上端进行锚固；

⑻施工承台3的第三浇筑层32。

本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种钢管复合桩与承台的锚固结构的施工方法，所述钢管复合桩与承台的锚固结构包括钢护筒、混凝土桩、承台和位于承台底部的封底，所述混凝土桩位于所述钢护筒内构成钢管复合桩，所述钢护筒向上穿过封底伸入所述承台中，所述钢管复合桩与承台的锚固结构还包括加劲肋、承压板和预应力钢筋，所述加劲肋焊接在钢护筒上端外壁上且沿其圆周分布，所述承压板为水平设置的环形板体，所述承压板外套于钢护筒上，加劲肋的底边与承压板的上板面焊接，所述预应力钢筋的一端锚固在承压板上，另一端向上穿过波纹套管伸至承台的第二浇筑层和第三浇筑层的交界面上经张拉预应力后锚固；所述钢管复合桩与承台的锚固结构还包括数个剪力环，每个剪力环由一对处于同一水平面的弧形环组成，每对弧形环焊接在靠近桩顶的钢护筒内壁上；相邻剪力环之间的间距是1~2倍桩径，该间距从下至上逐渐减小；

其特征在于该施工方法包括以下步骤：

⑴测量放线定桩位，搭设桩基施工平台，埋设钢护筒至设计位置，或者先埋设钢护筒至设计位置，再搭设桩基施工平台；成孔；

⑵吊装钢筋笼并下放到孔中，孔内浇筑混凝土；

⑶在钢护筒的外围施工钢围堰，进行封底施工；

⑷封底施工完成后抽水，水抽干后，当承压板为一完整的环形板时，将承压板点焊在钢护筒的外壁上，再沿钢护筒圆周焊接加劲肋，同时将加劲肋的底边焊接在承压板的上板面上，或者当承压板由数块弧形板体组成时，在钢护筒上端外壁上沿其圆周焊接加劲肋，再将各弧形板体焊接于加劲肋的底边上；

⑸在承压板上架设波纹套管，将预应力钢筋穿入波纹套管中并将预应力钢筋的下端锚固在承压板上；

⑹依次施工承台的第一浇筑层和第二浇筑层，预应力钢筋的上端露在第二浇筑层表面上；

⑺张拉预应力钢筋至设计张拉力，再将预应力钢筋的上端进行锚固；

⑻施工承台的第三浇筑层。

2.根据权利要求1所述的钢管复合桩与承台的锚固结构的施工方法，其特征在于：所述钢管复合桩设置在河床中，桩顶位于水体内，所述剪力环位于自桩顶至河床以及自河床至3～5倍桩径的区域中。

3.根据权利要求2所述的钢管复合桩与承台的锚固结构的施工方法，其特征在于：所述加劲肋在钢护筒圆周上均匀布置。

4.根据权利要求3所述的钢管复合桩与承台的锚固结构的施工方法，其特征在于：所述预应力钢筋环向间距为20~30cm。

5.根据权利要求4所述的钢管复合桩与承台的锚固结构的施工方法，其特征在于：所述承压板与封底之间的距离为10～15cm。

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