CN109629591A - 一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构，包括筏板和固定安装在桩基础上的圆柱型桩体，所述筏板的底部开设有安装槽，所述安装槽的内部固定安装有圆柱型缸体，所述圆柱型缸体的上端为封闭结构，且所述圆柱型缸体的底端为开口结构，所述圆柱型桩体的上端活动安装在所述圆柱型缸体的底端内部，且所述圆柱型桩体的上端内部开设有若干安装孔，所述圆柱型缸体的内顶壁与所述圆柱型桩体的上端之间均匀设有三组刚度调节器。本发明，实现了桩顶构造结构的刚度可控调节，可避免二次浇注混凝土进行固定刚度调节器的高度，从而降低施工成本，加快施工效率，提高施工质量，本发明提出的施工方法，安全可行，步骤简单合理。
Description
技术领域
本发明涉及桩筏基础施工技术领域，更具体地说，它涉及一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构。
背景技术
高层建筑发展迅速，决定高层建筑整体稳定与安全的基础形式随之大型化、复杂化，对作为主要基础形式的桩筏基础提出了更高的要求。高层建筑桩筏基础在项目建设中地位重要，占项目总造价和总工期的比例也越来越高，高层建筑桩筏基础前期设计、优化及后期施工、使用过程中的安全性与有效性问题日益突出，倍受各方关注。高层建筑桩筏基础前期设计和优化的主要对象是桩和筏板，即在安全可靠的前提下，保证合理的筏板厚度以及充分发挥地基土承载力，使用最少的桩基数量是桩筏基础前期设计和优化的核心内容。除此以外，如何通过有效措施降低建筑物基础对桩筏系统中诸多不确定因素的敏感性，并在建筑物全寿命周期中实时监控并保证建筑物基础的整体安全性与稳定性，也是设计与优化的重点。总而言之，一个最优的桩筏基础设计方案，不仅仅要保证有合理的造价，同时应保证其全寿命周期的安全与稳定，这应是高层建筑桩筏基础今后发展的正确方向，也是新的研究热点。
现有的桩顶构造结构，其刚度不能较好的控制调节，在施工以后，还需要二次浇注混凝土进行刚度调节，从而增加施工成本，降低施工效率，其内部的构件表面容易生锈而被锈蚀，极大的影响了其使用寿命，同时现有的桩顶构造结构的施工方法，步骤复杂不合理，安全隐患大，不仅影响施工效率，同时还影响施工质量，为此，提出一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构及其施工方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构，其可利用三组刚度调节器的伸缩变形调节圆柱型缸体相对于圆柱型桩体的位置，从而实现桩顶构造结构的刚度可控调节，可通过管道向圆柱型缸体内部的空腔注入混凝土，在注入的混凝土凝固后，即可使得刚度调节器的高度得到有效固定，可避免二次浇注混凝土进行固定刚度调节器的高度，从而降低施工成本，加快施工效率，制备的防护具备较好的防腐、防锈、抗老化的性能，尤为重要的是可防止筒状钢板的表面以及支撑柱的表面生锈，可避免筒状钢板以及支撑柱被锈蚀，从而增加该桩顶构造结构的使用寿命，提出的施工方法，安全可行，步骤简单合理，可有效提高施工效率，同时可有效提高施工质量。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构，包括筏板和固定安装在桩基础上的圆柱型桩体，所述筏板的底部开设有安装槽，所述安装槽的内部固定安装有圆柱型缸体，所述圆柱型缸体的上端为封闭结构，且所述圆柱型缸体的底端为开口结构，所述圆柱型桩体的上端活动安装在所述圆柱型缸体的底端内部，且所述圆柱型桩体的上端内部开设有若干安装孔，所述圆柱型缸体的内顶壁与所述圆柱型桩体的上端之间均匀设有三组刚度调节器。
通过采用上述技术方案，可利用三组刚度调节器的伸缩变形调节圆柱型缸体相对于圆柱型桩体的位置，从而实现桩顶构造结构的刚度可控调节。
进一步的，每组所述刚度调节器均包括通过注浆料固定安装在所述安装孔内部的螺纹杆、通过螺帽固定安装在所述螺纹杆上端的支撑板和焊接在所述支撑板上部中心位置处的筒状钢板以及活动安装在所述筒状钢板内部的支撑柱，所述筒状钢板的侧壁上对称开设有两个限位槽，所述支撑柱的侧面上对称焊接有有两个限位块，两个所述限位块远离所述支撑柱的一端分别贯穿所述限位槽延伸至所述筒状钢板的外部，所述支撑柱的上端还通螺栓与所述圆柱型缸体的顶壁固定连接。
通过采用上述技术方案，可防止刚度调节器在使用过程中发生偏移现象，可通过调节圆柱型缸体的所处高度位置实现支撑柱相对于述筒状钢板的伸缩调节，此外，在两个限位块和两个限位槽的配合下，可防止支撑柱脱离筒状钢板，使得刚度调节器的结构比较稳定，性能比较可靠。
进一步的，所述筏板上开设有通槽，所述所述圆柱型缸体的顶壁上开设有通孔，所述通槽的内部固定安装有管道，所述管道的底端与所述通孔相连通设置。
通过采用上述技术方案，可通过管道向圆柱型缸体内部的空腔注入混凝土，在注入的混凝土凝固后，即可使得刚度调节器的高度得到有效固定，可避免二次浇注混凝土进行固定刚度调节器的高度，从而降低施工成本，加快施工效率。
进一步的，所述管道的上端内部安装有橡胶堵头，所述橡胶堵头的上表面上开设有穿插孔。
通过采用上述技术方案，橡胶堵头用于防水，可防止圆柱型缸体内部空腔中注入的混凝土因进水而发生膨胀，可避免刚度调节器的刚度发生改变，从而使得该桩顶构造结构安全可靠。
进一步的，所述圆柱型桩体的外部还固定安装有砖胎膜，所述砖胎膜呈圆柱型，且所述砖胎膜的上部内径大于其底部内径，所述砖胎膜的上部与所述筏板的底部相贴合设置，且所述砖胎膜的内表面与所述圆柱型桩体的外表面以及所述圆柱型缸体的外表面之间填充有砂石。
通过采用上述技术方案，利用砖胎膜的固定作用填充砂石，可巧妙的利用砂石对圆柱型缸体的位置进行定位固定，便于安装筏板，从而使得施工比较方便。
进一步的，所述圆柱型桩体的内部均匀设有三个竖直设置的钢筋，三个所述钢筋的上端均延伸至所述圆柱型桩体上端的外部，且三个所述钢筋的上端均焊接有横向加强筋。
通过采用上述技术方案，钢筋可增加圆柱型桩体的受力强度，可防止圆柱型桩体发生断裂，横向加强筋可与圆柱型缸体内部空腔中注入的混凝土形成一个整体，可保证支撑柱与筒状钢板之间的位置得到有效固定，可有效增加该桩顶构造结构的稳定性。
进一步的，所述筒状钢板的表面以及所述支撑柱的表面还设有防护层，所述防护层由如下方法制备：
取以下原料按重量份称量：环氧树脂18-25份、二氧化钛粉末6-10份、酚醛树脂12-16份、聚氨酯18-24份、石墨粉10-12份、四氧化三铅粉末11-14份、氧化锌粉末10-12份、成膜助剂2-4份、促进剂2-4份、消泡剂1-3份、流平剂3-5份、防沉剂1-3份和乙醇30-50份；
S1、将称量好的成膜助剂、促进剂、消泡剂、流平剂、防沉剂和乙醇加入搅拌机中进行搅拌25-30min，搅拌速度为500-700r/min,制得混合溶液；
S2、将环氧树脂、碳酸钙粉末、酚醛树脂、聚氨酯、石墨粉、四氧化三铅粉末和氧化锌粉末加入粉碎机中进行粉碎，制得混合粉末物料；
S3、将步骤S1中制得的混合溶液和步骤S2中制得的混合粉末物料加入反应釜中进行搅拌25-30min，所述反应釜的搅拌速度设置为700-900r/min，温度设置60-80℃，以此制得防护涂料；
S4、将筒状钢板的表面以及支撑柱的表面利用砂纸进行抛光处理，然后利用高压水枪冲洗干净；
S5、将步骤S4清洗后的筒状钢板以及支撑柱采用热风机吹干，然后利用高压喷雾器喷枪将步骤S3制得的防护涂料均匀的喷涂在吹干后的筒状钢板的表面以及支撑柱的表面上；
S6、将步骤S5喷涂有防护涂料的筒状钢板以及支撑柱放在干燥室中进行干燥，干燥温度设置为180-220℃，时间设置为30-40min，即在筒状钢板的表面以及支撑柱的表面上制得防护层。
通过采用上述技术方案，制备防护涂料的工艺步骤简单，容易实现，制备的防护层具备较好的防腐、防锈、抗老化的性能，附着性较好，不易脱落，尤为重要的是可防止筒状钢板的表面以及支撑柱的表面生锈，可避免筒状钢板以及支撑柱被锈蚀，从而增加该桩顶构造结构的使用寿命。
进一步的，所述步骤S2制得的混合粉末物料的颗粒直径不大于100nm。
通过采用上述技术方案，可保证防护涂料形成的涂膜表面没有颗粒凸出物，使得护涂料形成的涂膜表面较为光滑。
进一步的，所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷，所述防沉剂为有机膨润土，所述促进剂为二乙基硫脲，所述成膜助剂为醇酯十二。
通过采用上述技术方案，制备的防护涂料粘度适中、不易分层、便于喷涂、无气泡产生、各组分充分结合，综合性能较好，使得防护涂料在喷涂后能够形成较好的涂膜，不易产生裂纹，成膜效果较好。
本发明还提出一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构的施工方法，包括以下步骤：
第一步、预制圆柱型桩体，在预制过程中将三个钢筋均浇筑在圆柱型桩体的内部，同时在圆柱型桩体的上端内部预留安装孔；
第二步、将预制的圆柱型桩体固定安装在桩基础上，并在圆柱型桩体的外部制作砖胎膜；
第三步、将筒状钢板焊接在支撑板的上部中心位置处，将支撑柱活动安装在筒状钢板的上部内部，将两个限位块分别插入两个限位槽的内部，并将两个限位块焊接在支撑柱的侧面上；
第四步、将螺纹杆通过注浆料固定安装在安装孔的内部，在注浆料凝结后，通过螺帽将支撑板固定安装在螺纹杆的上端上，在三个钢筋的上端焊接横向加强筋，通过螺栓将圆柱型缸体固定安装在支撑柱的上端端部；
第五步、在砖胎膜的内表面与圆柱型桩体的外表面以及圆柱型缸体的外表面之间填充满砂石，并将管道竖直安插在通孔的内部；
第六步、在圆柱型缸体的顶部浇筑混凝土层，将筏板底部的安装槽对准圆柱型缸体的顶部，将筏板放置在圆柱型缸体的顶部，并保持砖胎膜的上部与筏板的底部相贴合；
第七步、将管道竖直安插在通槽的内部，并保证管道的底端与通孔相连通，通过管道向圆柱型缸体内部的空腔灌注混凝土，在灌满以后用橡胶堵头封住管道的上端，即完成施工。
通过采用上述技术方案，使得该桩顶构造结构的施工方法，安全可行，步骤简单合理，可有效提高施工效率，同时可有效提高施工质量，可防止需要二次浇注混凝土进行调节刚度调节器的刚度，从而降低施工成本。
综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
1、本发明，可利用三组刚度调节器的伸缩变形调节圆柱型缸体相对于圆柱型桩体的位置，从而实现桩顶构造结构的刚度可控调节；
2、本发明,可防止刚度调节器在使用过程中发生偏移现象，可通过调节圆柱型缸体的所处高度位置实现支撑柱相对于述筒状钢板的伸缩调节，可通过管道向圆柱型缸体内部的空腔注入混凝土，在注入的混凝土凝固后，即可使得刚度调节器的高度得到有效固定，可避免二次浇注混凝土进行固定刚度调节器的高度，从而降低施工成本，加快施工效率；
3、本发明,利用砖胎膜的固定作用填充砂石，可巧妙的利用砂石对圆柱型缸体的位置进行定位固定，便于安装筏板，从而使得施工比较方便；
4、本发明,制备防护涂料的工艺步骤简单，容易实现，制备的防护涂料粘度适中、不易分层、便于喷涂、无气泡产生、各组分充分结合，综合性能较好，使得防护涂料在喷涂后能够形成较好的涂膜，不易产生裂纹，成膜效果较好，制备的防护层具备较好的防腐、防锈、抗老化的性能，附着性较好，不易脱落，尤为重要的是可防止筒状钢板的表面以及支撑柱的表面生锈，可避免筒状钢板以及支撑柱被锈蚀，从而增加该桩顶构造结构的使用寿命；
5、本发明,提出的施工方法，安全可行，步骤简单合理，可有效提高施工效率，同时可有效提高施工质量，可防止需要二次浇注混凝土进行调节刚度调节器的刚度，从而降低施工成本。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的结构示意图；
图2为本发明一种实施方式的仰视结构示意图；
图3为本发明一种实施方式的正视剖视结构示意图；
图4为本发明一种实施方式的俯视剖视结构示意图；
图5为本发明一种实施方式的俯视剖视立体结构示意图；
图6为本发明一种实施方式的爆炸结构示意图之一；
图7为本发明一种实施方式的爆炸结构示意图之二；
图8为本发明一种实施方式的局部结构示意图；
图9为本发明一种实施方式的刚度调节器与圆柱型桩体的分解结构示意图；
图10为本发明一种实施方式的刚度调节器结构示意图。
图中：1、筏板；2、砖胎膜；3、圆柱型桩体；4、圆柱型缸体；5、刚度调节器；6、钢筋；7、横向加强筋；8、管道；9、橡胶堵头；10、通槽；11、通孔；12、安装槽；13、安装孔；14、注浆料；15、螺纹杆；16、螺帽；17、支撑板；18、筒状钢板；19、支撑柱；20、限位槽；21、限位块；22、穿插孔。
具体实施方式
以下结合附图1-10对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构，如图1-7和9所示，包括筏板1和固定安装在桩基础上的圆柱型桩体3，所述筏板1的底部开设有安装槽12，所述安装槽12的内部固定安装有圆柱型缸体4，所述圆柱型缸体4的上端为封闭结构，且所述圆柱型缸体4的底端为开口结构，所述圆柱型桩体3的上端活动安装在所述圆柱型缸体4的底端内部，且所述圆柱型桩体3的上端内部开设有若干安装孔13，所述圆柱型缸体4的内顶壁与所述圆柱型桩体3的上端之间均匀设有三组刚度调节器5。
可利用三组刚度调节器5的伸缩变形调节圆柱型缸体4相对于圆柱型桩体3的位置，从而实现桩顶构造结构的刚度可控调节。
较佳地，如图9和10所示，每组所述刚度调节器5均包括通过注浆料14固定安装在所述安装孔13内部的螺纹杆15、通过螺帽16固定安装在所述螺纹杆15上端的支撑板17和焊接在所述支撑板17上部中心位置处的筒状钢板18以及活动安装在所述筒状钢板18内部的支撑柱19，所述筒状钢板18的侧壁上对称开设有两个限位槽20，所述支撑柱19的侧面上对称焊接有有两个限位块21，两个所述限位块21远离所述支撑柱19的一端分别贯穿所述限位槽20延伸至所述筒状钢板18的外部，所述支撑柱19的上端还通螺栓与所述圆柱型缸体4的顶壁固定连接。
可防止刚度调节器5在使用过程中发生偏移现象，可通过调节圆柱型缸体4的所处高度位置实现支撑柱19相对于述筒状钢板18的伸缩调节，此外，在两个限位块21和两个限位槽20的配合下，可防止支撑柱19脱离筒状钢板18，使得刚度调节器5的结构比较稳定，性能比较可靠。
较佳地，如图6和7所示所述筏板1上开设有通槽10，所述所述圆柱型缸体4的顶壁上开设有通孔11，所述通槽10的内部固定安装有管道8，所述管道8的底端与所述通孔11相连通设置。
可通过管道8向圆柱型缸体4内部的空腔注入混凝土，在注入的混凝土凝固后，即可使得刚度调节器5的高度得到有效固定，可避免二次浇注混凝土进行固定刚度调节器5的高度，从而降低施工成本，加快施工效率。
较佳地，如图8所示，所述管道8的上端内部安装有橡胶堵头9，所述橡胶堵头9的上表面上开设有穿插孔22。
橡胶堵头9用于防水，可防止圆柱型缸体4内部空腔中注入的混凝土因进水而发生膨胀，可避免刚度调节器5的刚度发生改变，从而使得该桩顶构造结构安全可靠，此外，穿插孔22用于插入带钩的工具方便将橡胶堵头9从管道8的上端内部拔出。
较佳地，如图3、6和7所示，所述圆柱型桩体3的外部还固定安装有砖胎膜2，所述砖胎膜2呈圆柱型，且所述砖胎膜2的上部内径大于其底部内径，所述砖胎膜2的上部与所述筏板1的底部相贴合设置，且所述砖胎膜2的内表面与所述圆柱型桩体3的外表面以及所述圆柱型缸体4的外表面之间填充有砂石。
利用砖胎膜2的固定作用填充砂石，可巧妙的利用砂石对圆柱型缸体4的位置进行定位固定，便于安装筏板1，从而使得施工比较方便。
较佳地，如图2和5所示，所述圆柱型桩体3的内部均匀设有三个竖直设置的钢筋6，三个所述钢筋6的上端均延伸至所述圆柱型桩体3上端的外部，且三个所述钢筋6的上端均焊接有横向加强筋7。
钢筋6可增加圆柱型桩体3的受力强度，可防止圆柱型桩体3发生断裂，横向加强筋7可与圆柱型缸体4内部空腔中注入的混凝土形成一个整体，可保证支撑柱19与筒状钢板18之间的位置得到有效固定，可有效增加该桩顶构造结构的稳定性。
本发明还提出一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构的施工方法，包括以下步骤：
第一步、预制圆柱型桩体3，在预制过程中将三个钢筋6均浇筑在圆柱型桩体3的内部，同时在圆柱型桩体3的上端内部预留安装孔13；
第二步、将预制的圆柱型桩体3固定安装在桩基础上，并在圆柱型桩体3的外部制作砖胎膜2；
第三步、将筒状钢板18焊接在支撑板17的上部中心位置处，将支撑柱19活动安装在筒状钢板18的上部内部，将两个限位块21分别插入两个限位槽20的内部，并将两个限位块21焊接在支撑柱19的侧面上；
第四步、将螺纹杆15通过注浆料14固定安装在安装孔13的内部，在注浆料14凝结后，通过螺帽16将支撑板17固定安装在螺纹杆15的上端上，在三个钢筋6的上端焊接横向加强筋7，通过螺栓将圆柱型缸体4固定安装在支撑柱19的上端端部；
第五步、在砖胎膜2的内表面与圆柱型桩体3的外表面以及圆柱型缸体4的外表面之间填充满砂石，并将管道竖直安插在通孔11的内部；
第六步、在圆柱型缸体4的顶部浇筑混凝土层，将筏板1底部的安装槽12对准圆柱型缸体4的顶部，将筏板1放置在圆柱型缸体4的顶部，并保持砖胎膜2的上部与筏板1的底部相贴合；
第七步、将管道8竖直安插在通槽10的内部，并保证管道8的底端与通孔11相连通，通过管道8向圆柱型缸体4内部的空腔灌注混凝土，在灌满以后用橡胶堵头9封住管道8的上端，即完成施工。
以上使得该桩顶构造结构的施工方法，安全可行，步骤简单合理，可有效提高施工效率，同时可有效提高施工质量，可防止需要二次浇注混凝土进行调节刚度调节器5的刚度，从而降低施工成本。
本实施例中，安装孔13可以不预留，可在预制圆柱型桩体3时直接将螺纹杆15浇筑在圆柱型桩体3的上端内部，这样的话相比较传统的施工方法，不仅可省去钻孔的麻烦，而且螺纹杆15的施工强度更好，更牢固，同时还能省去植入螺纹杆15使用的高强植筋胶的采购费用，提高施工效率，降低施工人员的工作强度。
实施例2
与实施例1的不同之处在于所述筒状钢板18的表面以及所述支撑柱19的表面还设有防护层，所述防护层由如下方法制备：
取以下原料按重量份称量：环氧树脂18份、二氧化钛粉末6份、酚醛树脂12份、聚氨酯18份、石墨粉10份、四氧化三铅粉末11份、氧化锌粉末10份、成膜助剂2份、促进剂2份、消泡剂1份、流平剂3份、防沉剂1份和乙醇30份；
S1、将称量好的成膜助剂、促进剂、消泡剂、流平剂、防沉剂和乙醇加入搅拌机中进行搅拌25min，搅拌速度为500r/min,制得混合溶液；
S2、将环氧树脂、碳酸钙粉末、酚醛树脂、聚氨酯、石墨粉、四氧化三铅粉末和氧化锌粉末加入粉碎机中进行粉碎，制得混合粉末物料；
S3、将步骤S1中制得的混合溶液和步骤S2中制得的混合粉末物料加入反应釜中进行搅拌25min，所述反应釜的搅拌速度设置为700r/min，温度设置60℃，以此制得防护涂料；
S4、将筒状钢板18的表面以及支撑柱19的表面利用砂纸进行抛光处理，然后利用高压水枪冲洗干净；
S5、将步骤S4清洗后的筒状钢板18以及支撑柱19采用热风机吹干，然后利用高压喷雾器喷枪将步骤S3制得的防护涂料均匀的喷涂在吹干后的筒状钢板18的表面以及支撑柱19的表面上；
S6、将步骤S5喷涂有防护涂料的筒状钢板18以及支撑柱19放在干燥室中进行干燥，干燥温度设置为180℃，时间设置为30min，即在筒状钢板18的表面以及支撑柱19的表面上制得防护层。
较佳地，所述步骤S2制得的混合粉末物料的颗粒直径不大于100nm。
可保证防护涂料形成的涂膜表面没有颗粒凸出物，使得护涂料形成的涂膜表面较为光滑。
较佳地，所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷，所述防沉剂为有机膨润土，所述促进剂为二乙基硫脲，所述成膜助剂为醇酯十二。
制备的防护涂料粘度适中、不易分层、便于喷涂、无气泡产生、各组分充分结合，综合性能较好，使得防护涂料在喷涂后能够形成较好的涂膜，不易产生裂纹，成膜效果较好。
实施例3
与实施例2的不同之处在于防护层的制备，其具体制备方法如下：
取以下原料按重量份称量：环氧树脂22份、二氧化钛粉末8份、酚醛树脂14份、聚氨酯21份、石墨粉11份、四氧化三铅粉末12份、氧化锌粉末11份、成膜助剂3份、促进剂3份、消泡剂2份、流平剂4份、防沉剂2份和乙醇40份；
S1、将称量好的成膜助剂、促进剂、消泡剂、流平剂、防沉剂和乙醇加入搅拌机中进行搅拌28min，搅拌速度为600r/min,制得混合溶液；
S2、将环氧树脂、碳酸钙粉末、酚醛树脂、聚氨酯、石墨粉、四氧化三铅粉末和氧化锌粉末加入粉碎机中进行粉碎，制得混合粉末物料；
S3、将步骤S1中制得的混合溶液和步骤S2中制得的混合粉末物料加入反应釜中进行搅拌28min，所述反应釜的搅拌速度设置为800r/min，温度设置70℃，以此制得防护涂料；
S4、将筒状钢板18的表面以及支撑柱19的表面利用砂纸进行抛光处理，然后利用高压水枪冲洗干净；
S5、将步骤S4清洗后的筒状钢板18以及支撑柱19采用热风机吹干，然后利用高压喷雾器喷枪将步骤S3制得的防护涂料均匀的喷涂在吹干后的筒状钢板18的表面以及支撑柱19的表面上；
S6、将步骤S5喷涂有防护涂料的筒状钢板18以及支撑柱19放在干燥室中进行干燥，干燥温度设置为200℃，时间设置为35min，即在筒状钢板18的表面以及支撑柱19的表面上制得防护层。
实施例4
与实施例2的不同之处在于防护层的制备，其具体制备方法如下：
取以下原料按重量份称量：环氧树脂25份、二氧化钛粉末10份、酚醛树脂16份、聚氨酯24份、石墨粉12份、四氧化三铅粉末14份、氧化锌粉末12份、成膜助剂4份、促进剂4份、消泡剂3份、流平剂5份、防沉剂3份和乙醇50份；
S1、将称量好的成膜助剂、促进剂、消泡剂、流平剂、防沉剂和乙醇加入搅拌机中进行搅拌30min，搅拌速度为700r/min,制得混合溶液；
S2、将环氧树脂、碳酸钙粉末、酚醛树脂、聚氨酯、石墨粉、四氧化三铅粉末和氧化锌粉末加入粉碎机中进行粉碎，制得混合粉末物料；
S3、将步骤S1中制得的混合溶液和步骤S2中制得的混合粉末物料加入反应釜中进行搅拌30min，所述反应釜的搅拌速度设置为900r/min，温度设置80℃，以此制得防护涂料；
S4、将筒状钢板18的表面以及支撑柱19的表面利用砂纸进行抛光处理，然后利用高压水枪冲洗干净；
S5、将步骤S4清洗后的筒状钢板18以及支撑柱19采用热风机吹干，然后利用高压喷雾器喷枪将步骤S3制得的防护涂料均匀的喷涂在吹干后的筒状钢板18的表面以及支撑柱19的表面上；
S6、将步骤S5喷涂有防护涂料的筒状钢板18以及支撑柱19放在干燥室中进行干燥，干燥温度设置为220℃，时间设置为40min，即在筒状钢板18的表面以及支撑柱19的表面上制得防护层。
对实施例1-4中的筒状钢板18以及支撑柱19在实验室中在相同的条件下利用盐雾腐蚀试验箱对其耐腐蚀性能测试结果如下表：
从上表测试结果比较分析可知实施例4为最优实施例，通过采用上述技术方案，制备防护涂料的工艺步骤简单，容易实现，制备的防护涂料粘度适中、不易分层、便于喷涂、无气泡产生、各组分充分结合，综合性能较好，使得防护涂料在喷涂后能够形成较好的涂膜，不易产生裂纹，成膜效果较好，制备的防护层具备较好的防腐、防锈、抗老化的性能，附着性较好，不易脱落，尤为重要的是可防止筒状钢板18的表面以及支撑柱19的表面生锈，可避免筒状钢板18以及支撑柱19被锈蚀，从而增加该桩顶构造结构的使用寿命。
工作原理：该免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构，可利用三组刚度调节器5的伸缩变形调节圆柱型缸体4相对于圆柱型桩体3的位置，从而实现桩顶构造结构的刚度可控调节，通过管道8向圆柱型缸体4内部的空腔注入混凝土，在注入的混凝土凝固后，即可使得刚度调节器5的高度得到有效固定，可避免二次浇注混凝土进行固定刚度调节器5的高度，从而降低施工成本，加快施工效率。
使用方法：使用时，利用砖胎膜2和砖胎膜2的内表面与圆柱型桩体3的外表面以及圆柱型缸体4的外表面之间填充满的砂石对圆柱型缸体4进行定位，然后将将筏板1底部的安装槽12对准圆柱型缸体4的顶部，将筏板1放置在圆柱型缸体4的顶部，并保持砖胎膜2的上部与筏板1的底部相贴合，通过管道8向圆柱型缸体4内部的空腔灌注混凝土，在灌满以后用橡胶堵头9封住管道8的上端即可。
本发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构，包括筏板(1)和固定安装在桩基础上的圆柱型桩体(3)，其特征在于：所述筏板(1)的底部开设有安装槽(12)，所述安装槽(12)的内部固定安装有圆柱型缸体(4)，所述圆柱型缸体(4)的上端为封闭结构，且所述圆柱型缸体(4)的底端为开口结构，所述圆柱型桩体(3)的上端活动安装在所述圆柱型缸体(4)的底端内部，且所述圆柱型桩体(3)的上端内部开设有若干安装孔(13)，所述圆柱型缸体(4)的内顶壁与所述圆柱型桩体(3)的上端之间均匀设有三组刚度调节器(5)。
2.根据权利要求1所述的一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构，其特征在于：每组所述刚度调节器(5)均包括通过注浆料(14)固定安装在所述安装孔(13)内部的螺纹杆(15)、通过螺帽(16)固定安装在所述螺纹杆(15)上端的支撑板(17)和焊接在所述支撑板(17)上部中心位置处的筒状钢板(18)以及活动安装在所述筒状钢板(18)内部的支撑柱(19)，所述筒状钢板(18)的侧壁上对称开设有两个限位槽(20)，所述支撑柱(19)的侧面上对称焊接有有两个限位块(21)，两个所述限位块(21)远离所述支撑柱(19)的一端分别贯穿所述限位槽(20)延伸至所述筒状钢板(18)的外部，所述支撑柱(19)的上端还通螺栓与所述圆柱型缸体(4)的顶壁固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构，其特征在于：所述筏板(1)上开设有通槽(10)，所述所述圆柱型缸体(4)的顶壁上开设有通孔(11)，所述通槽(10)的内部固定安装有管道(8)，所述管道(8)的底端与所述通孔(11)相连通设置。
4.根据权利要求3所述的一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构，其特征在于：所述管道(8)的上端内部安装有橡胶堵头(9)，所述橡胶堵头(9)的上表面上开设有穿插孔(22)。
5.根据权利要求1所述的一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构，其特征在于：所述圆柱型桩体(3)的外部还固定安装有砖胎膜(2)，所述砖胎膜(2)呈圆柱型，且所述砖胎膜(2)的上部内径大于其底部内径，所述砖胎膜(2)的上部与所述筏板(1)的底部相贴合设置，且所述砖胎膜(2)的内表面与所述圆柱型桩体(3)的外表面以及所述圆柱型缸体(4)的外表面之间填充有砂石。
6.根据权利要求1所述的一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构，其特征在于：所述圆柱型桩体(3)的内部均匀设有三个竖直设置的钢筋(6)，三个所述钢筋(6)的上端均延伸至所述圆柱型桩体(3)上端的外部，且三个所述钢筋(6)的上端均焊接有横向加强筋(7)。
7.根据权利要求2所述的一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构，其特征在于：所述筒状钢板(18)的表面以及所述支撑柱(19)的表面还设有防护层，所述防护层由如下方法制备：
取以下原料按重量份称量：环氧树脂18-25份、二氧化钛粉末6-10份、酚醛树脂12-16份、聚氨酯18-24份、石墨粉10-12份、四氧化三铅粉末11-14份、氧化锌粉末10-12份、成膜助剂2-4份、促进剂2-4份、消泡剂1-3份、流平剂3-5份、防沉剂1-3份和乙醇30-50份；
S1、将称量好的成膜助剂、促进剂、消泡剂、流平剂、防沉剂和乙醇加入搅拌机中进行搅拌25-30min，搅拌速度为500-700r/min,制得混合溶液；
S2、将环氧树脂、碳酸钙粉末、酚醛树脂、聚氨酯、石墨粉、四氧化三铅粉末和氧化锌粉末加入粉碎机中进行粉碎，制得混合粉末物料；
S3、将步骤S1中制得的混合溶液和步骤S2中制得的混合粉末物料加入反应釜中进行搅拌25-30min，所述反应釜的搅拌速度设置为700-900r/min，温度设置60-80℃，以此制得防护涂料；
S4、将筒状钢板(18)的表面以及支撑柱(19)的表面利用砂纸进行抛光处理，然后利用高压水枪冲洗干净；
S5、将步骤S4清洗后的筒状钢板(18)以及支撑柱(19)采用热风机吹干，然后利用高压喷雾器喷枪将步骤S3制得的防护涂料均匀的喷涂在吹干后的筒状钢板(18)的表面以及支撑柱(19)的表面上；
S6、将步骤S5喷涂有防护涂料的筒状钢板(18)以及支撑柱(19)放在干燥室中进行干燥，干燥温度设置为180-220℃，时间设置为30-40min，即在筒状钢板(18)的表面以及支撑柱(19)的表面上制得防护层。
8.根据权利要求7所述的一种防护层的制备方法，其特征在于：所述步骤S2制得的混合粉末物料的颗粒直径不大于100nm。
9.根据权利要求7所述的一种防护层的制备方法，其特征在于：所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷，所述防沉剂为有机膨润土，所述促进剂为二乙基硫脲，所述成膜助剂为醇酯十二。
10.一种权利要求1所述免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步、预制圆柱型桩体(3)，在预制过程中将三个钢筋(6)均浇筑在圆柱型桩体(3)的内部，同时在圆柱型桩体(3)的上端内部预留安装孔(13)；
第二步、将预制的圆柱型桩体(3)固定安装在桩基础上，并在圆柱型桩体(3)的外部制作砖胎膜(2)；
第三步、将筒状钢板(18)焊接在支撑板(17)的上部中心位置处，将支撑柱(19)活动安装在筒状钢板(18)的上部内部，将两个限位块(21)分别插入两个限位槽(20)的内部，并将两个限位块(21)焊接在支撑柱(19)的侧面上；
第四步、将螺纹杆(15)通过注浆料(14)固定安装在安装孔(13)的内部，在注浆料(14)凝结后，通过螺帽(16)将支撑板(17)固定安装在螺纹杆(15)的上端上，在三个钢筋(6)的上端焊接横向加强筋(7)，通过螺栓将圆柱型缸体(4)固定安装在支撑柱(19)的上端端部；
第五步、在砖胎膜(2)的内表面与圆柱型桩体(3)的外表面以及圆柱型缸体(4)的外表面之间填充满砂石，并将管道竖直安插在通孔(11)的内部；
第六步、在圆柱型缸体(4)的顶部浇筑混凝土层，将筏板(1)底部的安装槽(12)对准圆柱型缸体(4)的顶部，将筏板(1)放置在圆柱型缸体(4)的顶部，并保持砖胎膜(2)的上部与筏板(1)的底部相贴合；
第七步、将管道(8)竖直安插在通槽(10)的内部，并保证管道(8)的底端与通孔(11)相连通，通过管道(8)向圆柱型缸体(4)内部的空腔灌注混凝土，在灌满以后用橡胶堵头(9)封住管道(8)的上端，即完成施工。
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| CN113863349A (zh) * | 2021-10-28 | 2021-12-31 | 南京工业大学 | 一种抗拔型可控刚度桩筏基础结构及施工方法 |
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Application publication date: 20190416 Assignee: Nangong Tonge (Xiamen) Engineering Technology Co.,Ltd. Assignor: Nanjing Tech University Contract record no.: X2022320000284 Denomination of invention: A Stiffness Controllable Pile Top Structure without Secondary Pouring and Its Construction Method Granted publication date: 20191105 License type: Common License Record date: 20221118 |
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