CN110331716A - 竖向拼接预制桩的拼接结构及竖向拼接预制桩的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种竖向拼接预制桩的拼接结构，包括上段桩头和下段桩头，上段桩头设有榫头和预埋有若干灌浆套筒，灌浆头设有灌浆口和出浆，上段桩头套设有固定环，下段桩头设有套设在榫头上的榫槽和若干穿所述灌浆套筒内的钢筋头，榫槽的深度比榫头的长度短，下段桩头的每一个侧面上都通过合页铰接有连接板，连接板同所定环焊接在一起，连接板、上桩头和下桩头之间形成封闭空间，封闭空间内填充满由粘结浆料固化而成的填充层。竖向拼接预制桩的施工方法为通过竖向拼接预制桩的拼接结构对竖桩的各段进行连接。本发明解决了预制桩上下段之间进行连接时进行契合麻烦、接头处会产生脆性破坏和止水效果差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程领域，尤其涉及一种竖向拼接预制桩的拼接结构及竖向拼接预制桩的施工方法。
背景技术
随着城市的发展，地面上的空间资源逐渐减少，越来越多的工程在地下空间开始进行，无论地上建筑还是地下空间工程，都涉及基坑的支护与开挖。在基坑支护方式中，现在有一些方法是采取将预制构件嵌入水泥土墙中，形成止水、围护的整体结构的方法来保障工程的顺利进行，其中，支护结构较长、涉及到预制构件如预制竖桩的竖向拼接时，较多采用直接焊接技术。然而，焊接方法存在一些不可避免的问题，例如：①上下对接的精度在依靠红外线标线仪和经纬仪的基础上，在吊机吊着预制桩的情况下人工操作很难保证上下精准契合；②上下接头采用直接焊接技术，可能会使该部分结构发生脆性破坏；③上下桩头直接焊接，无法保证支护结构连接处的良好止水效果。
发明内容
本发明提供了一种竖向拼接预制桩的拼接结构及竖向拼接预制桩的施工方，解决了预制桩上下段之间进行连接时进行契合麻烦、接头处会产生脆性破坏和止水效果差的问题。
以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种竖向拼接预制桩的拼接结构，包括钢筋混凝土结构的上段桩头和钢筋混凝土结构的下段桩头，所述上段桩头的下端面上设有竖向延伸的榫头和预埋有若干竖向延伸的灌浆套筒，所述灌浆头设有外露于上段桩头的灌浆口和出浆口，所述出浆口位于灌浆口的上方，所述上段桩头套设有固定环，所述下段桩头的上端面上设有套设在所述榫头上的榫槽和若干一一对应地穿设在所述灌浆套筒内的钢筋头，所述钢筋头为下段桩头内的钢筋骨架外露形成，所述榫槽的深度比所述榫头的长度短，所述下段桩头的每一个侧面上都通过合页铰接有连接板，所述连接板同所述固定环焊接在一起，所述连接板、上桩头和下桩头之间形成封闭空间，所述封闭空间内填充满由粘结浆料固化而成的填充层。通过使用榫接的方法，将上下段桩端的凹凸部分预对准，能够避免人工操作带来的误差，实现了提高竖向拼接的精度的目的。通过在预制桩两端分别预埋灌浆套筒和外露钢筋，并通过两者的连接和灌浆，可以增加结构的力学性能，避免了该位置直接焊接带来的脆性破坏，实现了提高整体刚度的目的，可以大幅度地增加上下接头的力学性能，解决了上下桩无法连成为整体的问题。通过将旋转钢片与外露固定钢片焊接，形成了一个封闭的空间结构，避免了原本焊接位置可能漏水的缺点。通过灌入粘接浆料在封闭空间内形成实体结构的填充层，提高了整体的止水效果，从而将原本机械连接形成的铰点替代为一种刚点，可以增大上下桩的整体协同性。榫头长度大于榫槽的深度，能够产生一小部分悬空状态，为后续的灌浆步骤提供必要前提，并在导向、保证垂直度上起到了优化的作用。为了进一步保证上下段桩榫接部分起到良好的导向作用，榫头的长度大于钢筋头的长度。
作为优选，所述榫头同所述上段桩头一体成型在一起。提高了制作时的方便些。
作为优选，所述合页预埋在所述下段桩头上，所述固定环预埋在所述上段桩头内。制作时的方便性好。
作为优选，所述固定环同所述上段桩头密封连接在一起。能够防止粘接浆料外溢和提高阻水性能。
作为优选，所述灌浆套筒的内周面上设有若干个沿上下方向分布的内凸环，所述粘结浆料填充在所述灌浆套筒内形成包裹住所述内凸还的填充头。能够提高粘结浆料固化在灌浆套筒内所形成的填充头同灌浆套筒之间的连接强度，从而起到提高实现段之间的连接强度的作用。
作为优选，所述固定环、合页和连接板都为金属结构。
一种竖向拼接预制桩的施工方法，其特征在于，第一步、预制形成构成预制桩的沿上下方向分布的各个分段，拼接在一起时的相邻的两个分段中位于上方的分段的下端称为上段桩头、位于下方的分段的上端称为下段桩头，所述上段桩头的下端面上设有竖向延伸的榫头和预埋有若干竖向延伸的灌浆套筒，所述灌浆头设有外露于上段桩头的侧面的灌浆口和出浆口，出浆口位于灌浆口的上方，所述上段桩头套设有并固定有固定环，所述下段桩头的上端面上设有榫槽和若干钢筋头，所述钢筋头为下段桩头内的钢筋骨架外露形成，所述榫槽的深度比所述榫头的长度短，所述下段桩头的每一个侧面上都通过合页铰接有连接板；第二步、将上段桩头的榫头插入下段桩头的榫槽内，将下段桩头的钢筋头插入上段桩头的灌浆套筒内，在榫头的限位作用下在上段桩头和下段桩头 之间形成间隙；第三步、使连接板以合页为轴向上转动到搭接在固定环上，将连接板同固定环焊接在一起，从而使得固定板遮挡在所述间隙的四周从而形成封闭空间；第四步、将粘结浆料通过灌浆口注入所述封闭空间内而填充满所述封闭空间，当粘结浆料从所述出浆口流出时停止注入粘结浆料。
作为优选，还在注入粘结浆料到所述封闭空间之前或之后，在所述封闭空间外设置防水套。避免围护墙外围的水透过竖向接头位置渗入内侧。该优选方案提高了该预制桩止水隔水的能力。
作为优选，所述固定环密封连接在所述上段桩头上，所述防水套为弹性套，所述防水套的下端套设在所述固定环上而被连接板配合固定环夹持住而将连接板和固定环密封连接在一起，翻所述防水套到内表面朝外使得防水套的上端套设到所述下段桩头上，所述防水套的上端通过自身的弹性变形而密封地套设在所述下段桩头上使得所述封闭空间被密封住。避免内部灌浆时粘接浆料通过垂直方向上搭接、焊接的缝隙流出。实现对封闭空间密封时的方便性和可靠性。
作为优选，所述防水套的上端套设在所述上段桩头上且位于固定环的上方时，所述防水套和所述上段桩头之间具有间隙。翻防水套时方便。
作为优选，所述下段桩头上设有沿下段桩头周向延伸的外凸环，所述防水套的上端套设在所述外凸环上，所述外凸环沿水平方向突出所述于连接板。能够提高密封效果。
作为优选，所述防水套在注入粘结浆料到所述封闭空间之前设置在封闭空间外，粘结浆料注入封闭空间的过程中通过一个灌浆套筒的上的灌浆口进行抽气，所有的灌浆套筒上的出浆口封闭住，粘结浆料从余下的灌浆套筒的灌浆口注入。能够提高灌浆时的通畅性和降低浆料流出的几率。
作为优选，用于抽气的灌浆口通过透明管同抽气泵连接，当观察到有粘结浆料达到所述透明管时抽气泵停止抽气且时抽气泵同所述灌浆口断开并开启所有的灌浆套筒的出浆口。能够便于获知灌浆时粘接浆料所到的位置，防止浆料浪费和导致抽气泵损坏。
作为优选，所述粘结浆料为环氧树脂和石英粉的混合物，环氧树脂和石英粉的质量比为1：0.5-0.7。可以大幅度的提高粘结性和强度，避免了使用水泥浆液作为粘接浆料所存在的在小空间结构内无法均匀分布和强度不够高的缺点。
本发明具有以下有益效果：能够实现预制竖桩上下之间的的精准对接，步减少对准桩体带来的误差；提高了连接点处的力学性能，同时增加了该位置处的防水性能；使用部件都预埋或预先预制在桩端，减少了工作时间，降低工作难度。
附图说明
图1为竖向拼接预制桩的拼接结构的分体状态的示意图。
图2为上段桩头的仰视示意图。
图3为下段桩头的俯视示意图。
图4为实施例一中的竖向拼接预制桩的示拼接结构的意图。
图5为实施例二中的竖向拼接预制桩的拼接结构的示意图。
图中：上段桩头1、下段桩头2、榫头3、灌浆套筒4、灌浆口5、出浆口6、内凸环7、固定环8、榫槽9、钢筋头10、合页11、连接板12、封闭空间13、防水套14、外凸环15、防水套的下端16、防水套的上端17、防水套的内表面18。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一，参见图1、图2、图3和图4，一种竖向拼接预制桩的拼接结构，包括钢筋混凝土结构的上段桩头1和钢筋混凝土结构的下段桩头2。本实施例中上段桩头和下段桩头都为矩形，当然圆形也是可以的。上段桩头的下端面上设有竖向延伸的榫头3和预埋有若干竖向延伸的灌浆套筒4。榫头同上段桩头一体成型在一起，即因为钢筋混凝土结构，在制作上段桩头时一起浇筑成型。榫头的长度为530毫米。榫头为圆形，其直径为200-450毫米。灌浆套筒4有8个，均匀分布在榫头的两侧。灌浆头设有外露于上段桩头的侧面的灌浆口5和出浆口6。出浆口位于灌浆口的上方。灌浆套筒的内周面上设有若干个沿上下方向分布的内凸环7。上段桩头套设有固定环8。固定环8预制在上段桩头上而同上段桩头密封连接在一起。固定环的厚度为8毫米。下段桩头的上端面上设有套设在榫头上的榫槽9和若干一一对应地穿设在灌浆套筒内的钢筋头10。榫槽的深度为500毫米。钢筋头的长度为500毫米。钢筋头为下段桩头内的钢筋骨架外露形成。下段桩头的每一个侧面上都通过合页11铰接有连接板12。连接板同固定环焊接在一起。连接板的厚度为3-4毫米。相邻的连接板也焊接在一起。连接板、上桩头和下桩头之间形成封闭空间13。封闭空间内填充满由粘结浆料固化而成的填充层。灌浆套筒内同边内填充有由粘结浆料固化而成的填充头。合页预埋在下段桩头上。固定环、合页和连接板都为金属结构，具体为钢结构。
一种竖向拼接预制桩的施工方法，其特征在于，第一步、预制形成构成预制桩的沿上下方向分布的各个分段，拼接在一起时的相邻的两个分段中位于上方的分段的下端称为上段桩头1、位于下方的分段的上端称为下段桩头2，上段桩头的下端面上设有竖向延伸的榫头和预埋有若干竖向延伸的灌浆套筒，所述灌浆头设有外露于上段桩头的侧面的灌浆口和出浆口，出浆口位于灌浆口的上方，所述上段桩头套设有并固定有固定环，所述下段桩头的上端面上设有榫槽和若干钢筋头，所述钢筋头为下段桩头内的钢筋骨架外露形成，所述榫槽的深度比所述榫头的长度短，所述下段桩头的每一个侧面上都通过合页铰接有连接板；第二步、将上段桩头的榫头插入下段桩头的榫槽内，将下段桩头的钢筋头插入上段桩头的灌浆套筒内，在榫头的限位作用下在上段桩头和下段桩头 之间形成间隙；第三步、使连接板以合页为轴向上转动到搭接在固定环上，将连接板同固定环焊接在一起，从而使得固定板遮挡在所述间隙的四周从而形成封闭空间；第四步、将粘结浆料通过灌浆口注入所述封闭空间内而填充满所述封闭空间，当粘结浆料从所述出浆口流出时停止注入粘结浆料，使用木塞堵住出浆口，再堵住注浆口。施工过程中还在注入粘结浆料到所述封闭空间之前或之后，在所述封闭空间外包裹防水卷材而形成防水套，本实施例为注入粘接浆料之前设置防水套。粘结浆料为环氧树脂和石英粉的混合物，环氧树脂和石英粉的质量比为1：0.5-0.7。固定环预制在上端桩头上而同上段桩头密封连接在一起。合页也是预制在下段桩头上的。
实施例二，同实施例一的不同之处为：
参见图4，防水套14为弹性套，具体为橡胶套。下段桩头上设有沿下段桩头周向延伸的外凸环15。外凸环沿水平方向突出于连接板。防水套的下端16套设在固定环上而被连接板配合固定环夹持住而将连接板和固定环密封连接在一起。防水套的下端通过自身的弹性收缩密封连接在固定环上。防水套的上端17套设在上段桩头上且位于固定环的上方时，防水套和所述上段桩头之间具有间隙。抓住防水套的上端翻防水套到防水套的内表面18朝外使得防水套的上端下移而套设到下段桩头上的外凸环上。防水套的上端通过自身的弹性变形而密封地套设在外凸环上。防水套通过自身的弹性变形而收缩从而同连接板也抵紧在一起。防水套从而将封闭空间13密封住。粘结浆料注入封闭空间的过程中通过透明管将一个灌浆套筒的上的灌浆口同抽气泵的进口段连接在一起对封闭空间进行抽气，抽气过程中所有的灌浆套筒上的出浆口封闭住，粘结浆料从余下的灌浆套筒的灌浆口注入。当观察到有粘结浆料达到透明管时抽气泵停止抽气且使抽气泵同灌浆口断开并开启所有的灌浆套筒的出浆口。
Claims (9)
1.一种竖向拼接预制桩的拼接结构，包括钢筋混凝土结构的上段桩头和钢筋混凝土结构的下段桩头，其特征在于，所述上段桩头的下端面上设有竖向延伸的榫头和预埋有若干竖向延伸的灌浆套筒，所述灌浆头设有外露于上段桩头的灌浆口和出浆口，所述出浆口位于灌浆口的上方，所述上段桩头套设有固定环，所述下段桩头的上端面上设有套设在所述榫头上的榫槽和若干一一对应地穿设在所述灌浆套筒内的钢筋头，所述钢筋头为下段桩头内的钢筋骨架外露形成，所述榫槽的深度比所述榫头的长度短，所述下段桩头的每一个侧面上都通过合页铰接有连接板，所述连接板同所述固定环焊接在一起，所述连接板、上桩头和下桩头之间形成封闭空间，所述封闭空间内填充满由粘结浆料固化而成的填充层。
2.一种竖向拼接预制桩的施工方法，其特征在于，第一步、预制形成构成预制桩的沿上下方向分布的各个分段，拼接在一起时的相邻的两个分段中位于上方的分段的下端称为上段桩头、位于下方的分段的上端称为下段桩头，所述上段桩头的下端面上设有竖向延伸的榫头和预埋有若干竖向延伸的灌浆套筒，所述灌浆头设有外露于上段桩头的侧面的灌浆口和出浆口，出浆口位于灌浆口的上方，所述上段桩头套设有并固定有固定环，所述下段桩头的上端面上设有榫槽和若干钢筋头，所述钢筋头为下段桩头内的钢筋骨架外露形成，所述榫槽的深度比所述榫头的长度短，所述下段桩头的每一个侧面上都通过合页铰接有连接板；第二步、将上段桩头的榫头插入下段桩头的榫槽内，将下段桩头的钢筋头插入上段桩头的灌浆套筒内，在榫头的限位作用下在上段桩头和下段桩头 之间形成间隙；第三步、使连接板以合页为轴向上转动到搭接在固定环上，将连接板同固定环焊接在一起，从而使得固定板遮挡在所述间隙的四周从而形成封闭空间；第四步、将粘结浆料通过灌浆口注入所述封闭空间内而填充满所述封闭空间，当粘结浆料从所述出浆口流出时停止注入粘结浆料。
3.根据权利要求2所述的竖向拼接预制桩的施工方法，其特征在于，还在注入粘结浆料到所述封闭空间之前或之后，在所述封闭空间外设置防水套。
4.根据权利要求3所述的竖向拼接预制桩的施工方法，其特征在于，所述固定环密封连接在所述上段桩头上，所述防水套为弹性套，所述防水套的下端套设在所述固定环上而被连接板配合固定环夹持住而将连接板和固定环密封连接在一起，翻所述防水套到内表面朝外使得防水套的上端套设到所述下段桩头上，所述防水套的上端通过自身的弹性变形而密封地套设在所述下段桩头上使得所述封闭空间被密封住。
5.根据权利要求4所述的竖向拼接预制桩的施工方法，其特征在于，所述防水套的上端套设在所述上段桩头上且位于固定环的上方时，所述防水套和所述上段桩头之间具有间隙。
6.根据权利要求4所述的竖向拼接预制桩的施工方法，其特征在于，所述下段桩头上设有沿下段桩头周向延伸的外凸环，所述防水套的上端套设在所述外凸环上，所述外凸环沿水平方向突出所述于连接板。
7.根据权利要求4或5或6所述的竖向拼接预制桩的施工方法，其特征在于，所述防水套在注入粘结浆料到所述封闭空间之前设置在封闭空间外，粘结浆料注入封闭空间的过程中通过一个灌浆套筒的上的灌浆口进行抽气，所有的灌浆套筒上的出浆口封闭住，粘结浆料从余下的灌浆套筒的灌浆口注入。
8.根据权利要求 7所述的竖向拼接预制桩的施工方法，其特征在于，用于抽气的灌浆口通过透明管同抽气泵连接，当观察到有粘结浆料达到所述透明管时抽气泵停止抽气且使抽气泵同所述灌浆口断开并开启所有的灌浆套筒的出浆口。
9.根据权利要求2或3或4或5或6所述的竖向拼接预制桩的施工方法，其特征在于，所述粘结浆料为环氧树脂和石英粉的混合物，环氧树脂和石英粉的质量比为1：0.5-0.7。
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