CN108914930A - 一种预制变截面桩及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预制变截面桩及其施工方法，用于将上部建筑的荷载传递给地基，所述变截面桩包括桩本体，该桩本体整体预制成型，包括至少两节桩身，且每相邻的两节桩身之中，上节桩身的横截面尺寸大于下节桩身的横截面尺寸。本发明符合桩身抗压时桩身轴力从上到下呈逐渐减小特征，充分利用材料，有利于节约资源。桩本体采用整体预制生产，不仅大大缩短了工期，也避免现场进行大截面桩身段和小截面桩身段的连接拼装，有效避免变截面焊接、连接、拼装等技术难题。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，特别是涉及一种预制变截面桩及其施工方法。
背景技术
随着桩基础在实际工程中的应用越来越多，桩基础的变形问题、承载力问题以及工程造价也逐渐成为土木领域中非常令人关注的问题。在这种背景下，众多的学者和工程技术人员对桩基础的研究与应用进行了不断地探索与创新，许多新桩型也不断涌现出来。由于桩体抗压受力时其桩身轴力从上到下呈逐渐减小特征，等截面桩存在桩身材料浪费情况，理想的桩身截面变化趋势同桩身轴力变化特征，但逐渐变化的变截面生产不容易实现。为简化生产工艺，达到合理降低成本费用，倒阶梯形预制变截面桩被逐渐提出。变截面桩在减小沉降、增加桩基安全性、降低基础工程造价等方面都取得了较为显著的社会效益和经济效益。
传统的倒阶梯形变截面桩主要采用现场浇筑成桩或者现场拼装连接，然而，采用现场浇筑成桩，存在施工不便、工期长(现场浇筑桩的桩身强度达到设计强度要求一般需要28天甚至更久)等不足之处；现场拼装连接则由于变截面位置存在应力集中，对变截面位置的连接质量要求很高，但连接头位置容易出现焊接不饱满、腐蚀耐久性等问题，给桩身质量带来隐患。
发明内容
本发明提供了一种预制变截面桩及其施工方法，其施工方便、质量可靠、受力合理，且能有效节约材料，从中克服了现有技术的变截面桩所存在的不足之处。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种预制变截面桩，用于将上部建筑的荷载传递给地基，包括桩本体，该桩本体整体预制成型，包括至少两节桩身，且每相邻的两节桩身之中，上节桩身的横截面尺寸大于下节桩身的横截面尺寸。
进一步的，所述桩本体顶端和/或底端连接有拼接桩，拼接桩整体预制成型。
进一步的，所述桩本体与所述拼接桩为等截面对接。
进一步的，所述桩本体与所述拼接桩通过端头铁板配合螺栓或焊接进行连接。
进一步的，所述桩本体的混凝土强度、抗弯性能、抗剪性能不低于所述拼接桩的混凝土强度、抗弯性能、抗剪性能。
进一步的，所述桩本体包括上下两节桩身，分别为大截面桩身和小截面桩身。
进一步的，每相邻的两节桩身之中，上节桩身的长度大于或等于2倍该上节桩身的直径或边长，下节桩身的长度大于或等于2倍该下节桩身的直径或边长。
进一步的，所述桩本体为管桩或实心桩或空心桩；所述桩本体的截面为圆形、多边形、环形或椭圆形。
进一步的，所述桩本体内设有钢筋笼，该钢筋笼包括设置在一起的纵向钢筋和螺旋箍筋。
本发明另提供一种预制变截面桩的施工方法，包括以下步骤：
1)将一拼接桩压入土中，并在该拼接桩顶端高于地表预设高度后，停止压桩；
2)将桩本体底端与所述拼接桩顶端进行连接；
3)将桩本体压入土中，并在桩本体顶端高于地表预设高度后，停止压桩；
4)将另一拼接桩底端与所述桩本体顶端进行连接；
5)将所述另一拼接桩压入土中。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、桩本体的桩身横截面尺寸从上到下变小，呈倒阶梯形变化，符合桩身抗压时桩身轴力从上到下呈逐渐减小特征，充分利用材料，有利于节约资源。
2.本发明的桩本体采用整体预制生产，不仅大大缩短了工期，也避免现场进行大截面桩身段和小截面桩身段的连接拼装，有效避免变截面焊接、连接、拼装等技术难题。
3.本发明采用预制建筑构件，运至工地现场后进行装配施工，有利于减少施工污染，缩减工期，提升生产效率，同时预制建筑构件的质量更可靠。
4、桩本体顶端、底端接桩均为等截面对接连接，可采用常规的端头铁板配合螺栓等方式进行连接，操作便捷，且连接牢靠。
5、每相邻的两节桩身之中，上节桩身的长度大于或等于2倍该上节桩身的直径或边长，下节桩身的长度大于或等于2倍该下节桩身的直径或边长，如此可以避免变截面处桩身应力集中的影响。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种预制变截面桩及其施工方法不局限于实施例。
附图说明
图1是实施例一本发明的结构示意图；
图2是实施例二本发明的结构示意图；
图3是实施例三本发明的结构示意图；
图4是实施例四本发明的结构示意图；
图5是实施例五本发明的结构示意图；
图6是实施例六本发明的结构示意图；
图7是实施例七本发明的结构示意图；
图8是实施例八本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
请参见图1所示，本发明的一种预制变截面桩，用于将上部建筑的荷载传递给地基，包括桩本体1，该桩本体1采用预制构件生产制造，整体一体成型，包括至少两节桩身，且每相邻的两节桩身之中，上节桩身的横截面尺寸大于下节桩身的横截面尺寸。亦即，所述桩本体1的桩身横截面尺寸从上到下变小，呈倒阶梯形变化。每节桩身本身的横截面尺寸上下一致，即，每节桩身本身为等截面桩身。所述横截面尺寸可以是直径(圆柱形桩，对于空心圆柱形桩或管桩等指外径)或边长(多边形桩)等。
本实施例中，所述桩本体1为实心桩，且所述桩本体1的横截面为圆形。所述桩本体1具体包括上下两节桩身，分别为大截面桩身11和小截面桩身12，但不局限于此，根据工程需要，所述桩本体1还可以包括三节以上(包括本数)的桩身，且该三节以上的桩身的横截面尺寸从上到下变小，呈倒阶梯形变化。大截面桩身11的长度大于或等于2倍该大截面桩身11的直径，小截面桩身12的长度大于或等于2倍该小截面桩身12的直径。大截面桩身11的直径大于小截面桩身12的直径，且大截面桩身11与小截面桩身12之间以水平台阶面进行过渡。
本实施例中，所述桩本体1的桩身配筋符合相关规范标准要求，具体，该桩本体1内设有由纵向钢筋和螺旋箍筋组成的钢筋笼。
本发明的一种预制变截面桩，属于装配式建筑构件，现场施工时，只需采用压桩机将桩本体1压入土中即可。免于现场浇筑和大小不同截面桩身的拼装连接，有利于节约资源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平，有利于促进建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能和推动化解过剩产能。
实施例二
请参见图2所示，其与上述实施例一的区别在于：所述桩本体1顶端和底端分别连接有拼接桩，拼接桩整体预制成型。以下为了便于区别，将桩本体1顶端连接的拼接桩命名为上接桩2，将桩本体1底端连接的拼接桩命名为下接桩3。上接桩2和下接桩3同样采用预制生产的方式。
本实施例中，所述桩本体1与上接桩2、下接桩3均为等截面对接，即，上接桩2的横截面尺寸与桩本体1的大截面桩身11的横截面尺寸一致，下接桩3的横截面尺寸与桩本体1的小截面桩身12的横截面尺寸一致。如此，桩本体1可以采用端头铁板配合螺栓、焊接等方式与上接桩2、下接桩3进行连接，操作便捷，连接牢靠。
本实施例中，所述桩本体1的混凝土强度、抗弯性能、抗剪性能不低于所述上接桩2、下接桩3的混凝土强度、抗弯性能、抗剪性能。上接桩2、下接桩3的长度根据工地项目地质情况进行选定。所述上接桩2、下接桩3的设置，主要根据工地项目地质情况及上部建筑的荷载情况对变截面桩进行设计调整，又可以避免过长的变截面桩生产、运输不便的问题。
本发明的一种预制变截面桩的施工方法，包括以下步骤：
1)采用压桩机将下接桩3压入土中，并在该下接桩3顶端高于地表预设高度后，停止压桩；
2)将桩本体1底端与所述下接桩3顶端进行连接；
3)采用压桩机将桩本体1压入土中，并在桩本体1顶端高于地表预设高度后，停止压桩；
4)采用压桩机将上接桩2底端与所述桩本体1顶端进行连接；
5)采用压桩机将上接桩2压入土中。
实施例三
请参见图3所示，其与实施例一的区别在于：所述桩本体1的大截面桩身11与小截面桩身12之间的过渡面为上大下小的圆台面。
实施例四
请参见图4所示，其与实施例一的区别在于：所述桩本体1为管桩，其大截面桩身11的外径大于小截面桩身12的外径，大截面桩身11的内径与小截面桩身12的内径一致。
实施例五
请参见图5所示，其与实施例四的区别在于：所述桩本体1的横截面外周呈圆形，内周呈方形。
实施例六
请参见图6所示，其与实施例一的区别在于：所述桩本体1为实心方桩，其大截面桩身11的边长大于小截面桩身12的边长。
实施例七
请参见图7所示，其与实施例六的区别在于：所述桩本体1为空心方桩，且该空心方桩的内腔呈圆柱形结构。
实施例八
请参见图8所示，其与实施例七的区别在于：所述桩本体1为空心的三角形桩，且该三角形桩的内腔呈圆柱形结构。
综上所述，根据工程需要，所述桩本体1可为管桩、方桩、实心桩、空心桩等，其变截面上下可以进行任意截面组合。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种预制变截面桩及其施工方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例的桩本体所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种预制变截面桩，用于将上部建筑的荷载传递给地基，其特征在于：包括桩本体，该桩本体整体预制成型，包括至少两节桩身，且每相邻的两节桩身之中，上节桩身的横截面尺寸大于下节桩身的横截面尺寸。
2.根据权利要求1所述的预制变截面桩，其特征在于：所述桩本体顶端和/或底端连接有拼接桩，拼接桩整体预制成型。
3.根据权利要求2所述的预制变截面桩，其特征在于：所述桩本体与所述拼接桩为等截面对接。
4.根据权利要求2所述的预制变截面桩，其特征在于：所述桩本体与所述拼接桩通过端头铁板配合螺栓或焊接进行连接。
5.根据权利要求2所述的预制变截面桩，其特征在于：所述桩本体的混凝土强度、抗弯性能、抗剪性能不低于所述拼接桩的混凝土强度、抗弯性能、抗剪性能。
6.根据权利要求1所述的预制变截面桩，其特征在于：所述桩本体包括上下两节桩身，分别为大截面桩身和小截面桩身。
7.根据权利要求1或6所述的预制变截面桩，其特征在于：每相邻的两节桩身之中，上节桩身的长度大于或等于2倍该上节桩身的直径或边长，下节桩身的长度大于或等于2倍该下节桩身的直径或边长。
8.根据权利要求1所述的预制变截面桩，其特征在于：所述桩本体为管桩或实心桩或空心桩；所述桩本体的截面为圆形、多边形、环形或椭圆形。
9.根据权利要求1所述的预制变截面桩，其特征在于：所述桩本体内设有钢筋笼，该钢筋笼包括设置在一起的纵向钢筋和螺旋箍筋。
10.一种如权利要求2-5中任一项所述的预制变截面桩的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将一拼接桩压入土中，并在该拼接桩顶端高于地表预设高度后，停止压桩；
2)将桩本体底端与所述拼接桩顶端进行连接；
3)将桩本体压入土中，并在桩本体顶端高于地表预设高度后，停止压桩；
4)将另一拼接桩底端与所述桩本体顶端进行连接；
5)将所述另一拼接桩压入土中。
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