CN109518687A - 一种适用于桩底锤击沉桩的解构有限单元拼装式预应力桩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预应力混凝土组合桩，尤其是一种采用后张法预应力张拉的预应力混凝土组合桩。一种适用于桩底锤击沉桩的解构有限单元拼装式预应力桩，所述组合桩包括桩身、桩顶；桩身包括桩身板Ⅰ、桩身板Ⅱ，桩身板Ⅰ、桩身板Ⅱ合围形成内部中空的桩身，桩身的顶部、底部内嵌法兰结构；桩顶的中间部位为与桩身一致的空心，在桩顶壁的纵向设置有容纵向预应力钢筋插入的预留孔，横向按一定间距布设横向钢筋。本发明具有如下优点：1、标准化程度高，施工成品质量好。2、产品抗裂性能好。3、可以极大的减少沉桩过程中的噪音。4、沉桩后可以灌筑混凝土，也可以根据工况和设计要求保留空心。5、桩身壁既作为桩的一部分，也起到了整桩的护壁作用。6、可将多根桩通过上下法兰拼接。

Description

一种适用于桩底锤击沉桩的解构有限单元拼装式预应力桩

技术领域

本发明涉及一种预应力混凝土组合桩，尤其是一种采用后张法预应力张拉的预应力混凝土组合桩。

背景技术

传统桩一般为一个整体，由于其体积较大，重量较重，给运输带来诸多不便，即使是现场施工，也会存在标准化程度不高，施工成品质量不好等诸多问题。施工时由于依靠锤击桩身壁，将整桩挤压进土层，也会造成很大的噪音，同时由于锤击力是锤击桩身壁后再传递到桩头，会产生一定的作用力损耗而影响施工效率。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种标准化程度高，施工成品质量好的适用于桩底锤击沉桩的解构有限单元拼装式预应力桩。

为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种适用于桩底锤击沉桩的解构有限单元拼装式预应力桩，所述组合桩包括桩身、桩顶；桩身包括桩身板Ⅰ、桩身板Ⅱ，桩身板Ⅰ的纵向按一定间距布设纵向预应力钢筋，且伸出桩身板Ⅰ的顶部，横向按一定间距布设横向钢筋，且一侧伸出桩身板Ⅰ；桩身板Ⅱ的纵向按一定间距布设纵向预应力钢筋，且伸出桩身板Ⅱ的顶部，横向按一定间距布设横向钢筋预留孔，用于桩身板Ⅰ的横向钢筋插入；桩身板Ⅰ、桩身板Ⅱ合围形成内部中空的桩身，桩身的顶部、底部内嵌法兰结构；桩顶的中间部位为与桩身一致的空心，在桩顶壁的纵向设置有容纵向预应力钢筋插入的预留孔，横向按一定间距布设横向钢筋。

优选的，桩身底部法兰结构与桩身板Ⅰ、桩身板Ⅱ的桩身壁形成L形。

优选的，在桩身底部法兰结构下方设置有尖角结构，尖角结构的内部钢筋与法兰结构形成三角形，其内径与桩身一致，其外径沿桩身轴向逐渐减小。

优选的，所述桩身截面为矩形、圆形或其他异形。

优选的，桩身与桩身纵向之间通过法兰连接。

进一步的，下面桩身的顶部设置有凹形法兰，上面桩身的底部法兰嵌入凹形法兰内，采用螺栓对拉的连接方式将法兰连接固定。

进一步的，法兰之间采用焊接的方式连接固定。

遵循的设计思路为：将桩身解构成若干个有限结构单元，分别预制成型，再结构拼装成整桩。具体为：先通过将多块预制构件横向组合成空心桩身，然后再将桩顶的纵向预应力钢筋预留孔对准桩身的纵向预应力钢筋插入，然后以预应力后张法张拉成型，即得。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、采用预制拼装式工艺，在工厂预制，相较现场施工，标准化程度高，施工成品质量好。

2、采用后张法预应力张拉，产品抗裂性能好。

3、桩底部设计了沉桩锤击区，在施工时，锤可在空心腔内工作，直接锤击桩底部位。从而，减少土层上部侧阻对桩身的作用，提高沉桩效能；而且，由于锤是在空心腔内工作，相较于传统桩锤击桩顶施工，可以极大的减少沉桩过程中的噪音。

4、内部为空心结构，沉桩后可以灌筑混凝土，也可以根据工况和设计要求保留空心。

5、桩身壁既作为桩的一部分，也起到了整桩的护壁作用，在施工时可以较好的保护内部混凝土结构，避免因岩层软弱、疏松、流动等外力导致桩身混凝土出现断桩、缩进、夹泥等质量缺陷。

6、如果桩长不足，可将多根桩通过上下法兰拼接。

附图说明

图1是本发明实施例解构图；

图2是本发明实施例透视图；

图3是本发明实施例中桩身板Ⅰ结构示意图；

图4是本发明实施例中桩身板Ⅱ结构示意图；

图5 是本发明实施例中桩顶结构示意图；

图6是本发明组合桩与组合桩连接节点示意图1；

图7是本发明组合桩与组合桩连接节点示意图2；

图中，1、桩顶；2、桩身；20、桩身板Ⅰ；21、桩身板Ⅱ ；4、顶部法兰；5、底部法兰；6、尖角结构；100、纵向钢筋预留孔； 200、纵向预应力钢筋；201、横向钢筋；210、纵向预应力钢筋；211、横向钢筋预留孔。

具体实施方式

需要说明的是，下面实施例中的方位词“上、下、顶部、底部”等均是依照附图所示进行描述，不构成对本发明的限制。

下面结合附图1-7对本发明做进一步详述：如图1-5所示，一种适用于桩底锤击沉桩的解构有限单元拼装式预应力桩，所述组合桩包括桩身2、桩1和尖角结构6；桩身1包括桩身板Ⅰ20、桩身板Ⅱ21，且分别为两个，桩身板Ⅰ20的纵向按一定间距布设纵向预应力钢筋200，且伸出桩身板Ⅰ20的顶部，横向按一定间距布设横向钢筋201，且一侧伸出桩身板Ⅰ20；桩身板Ⅱ21的纵向按一定间距布设纵向预应力钢筋210，且伸出桩身板Ⅱ21的顶部，横向按一定间距布设横向钢筋预留孔211，用于桩身板Ⅰ20的横向钢筋201插入；桩身板Ⅰ、桩身板Ⅱ合围形成内部中空的桩身2，桩身的顶部、底部分别内嵌顶部法兰4、底部法兰5；桩顶1的中间部位为与桩身2一致的空心，在桩顶壁的纵向设置有容纵向预应力钢筋插入的纵向钢筋预留孔100，横向按一定间距布设横向钢筋；底部法兰5与桩身板Ⅰ、桩身板Ⅱ的桩身壁形成L形；在底部法兰5下方设置尖角结构6，尖角结构6的内部钢筋与法兰结构形成三角形，其内径与桩身一致，其外径沿桩身轴向逐渐减小。

如图2-4所示，使用模具制作成桩身板Ⅰ20、桩身板Ⅱ21。桩身板Ⅰ21中按一定间距在纵向布设纵向预应力钢筋，按一定间距在横向布设横向钢筋，且一端伸出；桩身板下部为法兰构造，法兰构造伸出部分与桩身壁形成L形；桩身板下端，即在法兰构造之下，为尖角设计，内部钢筋与法兰构造形成三角形。桩身板Ⅱ中按一定间距在纵向布设纵向预应力钢筋，按一定间距在横向布设横向钢筋预留孔，用于桩身板Ⅰ的横向钢筋插入；桩身板下部为法兰构造，法兰构造伸出部分与桩身壁形成L形；桩身板下端，即在法兰构造之下，为尖角设计，内部钢筋与法兰构造形成三角形。

如图1、5所示，使用模具制作成桩顶1。桩顶壁中间按一定间距在纵向布设纵向预应力钢筋预留孔，中间部位是空心，空心大小与桩身空心大小一致。

如图1所示，将两组桩身板Ⅰ与桩身板Ⅱ拼接，桩身板Ⅰ的横向钢筋穿过桩身板Ⅱ的横向钢筋预留孔，形成一组L形组合构件。再将两组L形组合构件拼接后，将桩顶对准纵向预应力钢筋放下，再以后张法张拉，形成矩形中空构件；最后，在中间空心处放入桩头。

如果桩长不足，可以在需连接的两根桩顶部采取螺栓连接或者焊接等形式进行纵向拼接。如图6所示，采用螺栓连接，是下面桩身的顶部有凹形法兰，上面桩身的底部嵌入其中，用螺栓对拉连接，从而保证锤击下面桩身的底部法兰，将力传递给纵向钢筋，再传递给凹形法兰，凹形法兰通过螺栓将力传递给上面桩身的底部法兰，再传递给纵向钢筋，从而带动整个构件向下。如图7所示，采用焊接，是上面桩身与下面桩身通过底部法兰与顶部法兰焊接，且法兰向内侧伸出，形成凸型。

桩身2截面可以为矩形、圆形或其他异形，桩头卡接于底部法兰与桩身板Ⅰ、桩身板Ⅱ的桩身壁形成的L形凸起上；桩顶和桩头形状根据桩身截面形状调整。

上述实施例仅仅是本发明的优选实施例，不构成对本发明的限制。本领域普通技术人员在本发明的基础上所做的任何引申、变形均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种适用于桩底锤击沉桩的解构有限单元拼装式预应力桩，其特征在于：所述组合桩包括桩身、桩顶；桩身包括桩身板Ⅰ、桩身板Ⅱ，桩身板Ⅰ的纵向按一定间距布设纵向预应力钢筋，且伸出桩身板Ⅰ的顶部，横向按一定间距布设横向钢筋，且一侧伸出桩身板Ⅰ；桩身板Ⅱ的纵向按一定间距布设纵向预应力钢筋，且伸出桩身板Ⅱ的顶部，横向按一定间距布设横向钢筋预留孔，用于桩身板Ⅰ的横向钢筋插入；桩身板Ⅰ、桩身板Ⅱ合围形成内部中空的桩身，桩身的顶部、底部内嵌法兰结构；桩顶的中间部位为与桩身一致的空心，在桩顶壁的纵向设置有容纵向预应力钢筋插入的预留孔，横向按一定间距布设横向钢筋。

2.根据权利要求1所述的适用于桩底锤击沉桩的解构有限单元拼装式预应力桩，其特征在于：桩身底部法兰结构与桩身板Ⅰ、桩身板Ⅱ的桩身壁形成L形。

3.根据权利要求1或2所述的适用于桩底锤击沉桩的解构有限单元拼装式预应力桩，其特征在于：在桩身底部法兰结构下方设置有尖角结构，尖角结构的内部钢筋与法兰结构形成三角形，其内径与桩身一致，其外径沿桩身轴向逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的适用于桩底锤击沉桩的解构有限单元拼装式预应力桩，其特征在于：所述桩身截面为矩形、圆形或其他异形。

5.根据权利要求1所述的适用于桩底锤击沉桩的解构有限单元拼装式预应力桩，其特征在于：桩身与桩身纵向之间通过法兰连接。

6.根据权利要求5所述的适用于桩底锤击沉桩的解构有限单元拼装式预应力桩，其特征在于：下面桩身的顶部设置有凹形法兰，上面桩身的底部法兰嵌入凹形法兰内，采用螺栓对拉的连接方式将法兰连接固定。

7.根据权利要求5所述的适用于桩底锤击沉桩的解构有限单元拼装式预应力桩，其特征在于：法兰之间采用焊接的方式连接固定。