CN113756299A - 一种预应力混凝土竹节桩结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种预应力混凝土竹节桩结构及其施工方法，属于桩基的技术领域，其包括桩体，桩体一端内壁上固定有垫板，桩体远离垫板的另一端内壁上可拆卸连接有导流板，垫板和导流板均沿桩体内壁设置一周，垫板上可拆卸连接有胶包，胶包位于垫板背离导流板的侧壁上，且在垫板上沿桩体内壁设置一周，胶包内填充有密封材料；导流板一端与桩体内壁可拆卸连接，另一端沿远离垫板方向向靠近桩体中心线方向倾斜设置，导流板背离垫板的侧壁上固定有引流针，引流针设置有多个，相邻引流针在导流板上等间距分布；相邻桩体端部互相抵接后，引流针的针尖一端穿入所靠近的胶包，本申请具有减少接桩工序的繁琐程度，达到提升竹节桩接桩便利性的效果。

Description

一种预应力混凝土竹节桩结构及其施工方法

技术领域

本申请涉及桩基的技术领域，尤其是涉及一种预应力混凝土竹节桩结构及其施工方法。

背景技术

俗话说“万丈高楼平地起”，基础是重中之重，在建筑工程使用工程桩，是工程界的常见的基础处理办法。经过多年的实践，克服了以往施工中遇到的种种问题，一种新型的机械连接预应力混凝土竹节桩应运而生，给桩基础工程的施工质量带来前所未有的革新。

竹节桩为一种预应力混凝土离心桩，竹节桩的外壁设置了横向或纵向肋，相邻桩节采用机械连接机构，并在连接处涂刷有密封材料，使相邻桩节形成一个完整连续的桩体。常用的密封材料主要为环氧树脂，密封材料涂刷时间控制在2min之内，密封材料采用环氧树脂、芳香胺等按1:0.6比例组成的密封材料，密封材料拌制后4h内使用完毕。

竹节桩的机械连接采是“上螺下顶”接桩，一个竹节桩的端部预埋有小螺帽，小螺帽上螺纹连接有插杆，另一个竹节桩的端部预埋有大螺母，大螺母内安装有弹簧和基垫，而后安装卡片和中间螺母，中间螺母和大螺母螺纹连接，相邻竹节桩接桩时，插杆对准中间螺母，而后插杆插嵌在中间螺母内，相邻竹节桩抵接，完成机械连接。

针对上述中的相关技术，发明人认为工人在接桩时，需要去到打桩机下方，在外露地面的桩头端部涂抹密封材料，涂抹完毕后再继续接桩工序，竹节桩施工过程中，工人频繁出入打桩机下方，存在有接桩工序繁琐的缺陷。

发明内容

为了接桩工序顺利进行，减少接桩工序的繁琐程度，达到提升竹节桩接桩便利性的效果，本申请提供一种预应力混凝土竹节桩结构及其施工方法。

第一方面，本申请提供一种预应力混凝土竹节桩结构，采用如下技术方案：

一种预应力混凝土竹节桩结构，包括桩体，桩体一端内壁上固定有垫板，桩体远离垫板的另一端内壁上可拆卸连接有导流板，垫板和导流板均沿桩体内壁设置一周，垫板上可拆卸连接有胶包，胶包位于垫板背离导流板的侧壁上，且在垫板上沿桩体内壁设置一周，胶包内填充有密封材料；导流板一端与桩体内壁可拆卸连接，另一端沿远离垫板方向向靠近桩体中心线方向倾斜设置，导流板背离垫板的侧壁上固定有引流针，引流针设置有多个，相邻引流针在导流板上等间距分布；相邻桩体端部互相抵接后，引流针的针尖一端穿入所靠近的胶包。

通过采用上述技术方案，在竹节桩进行施工时，相邻桩体正对进行机械连接即可，中间无需工人进行桩体端部刷密封材料的工序，相邻桩体端部抵接的过程中，导流板逐渐靠近相邻桩体上的胶包，此时引流针也逐渐靠近相邻桩体上的胶包，在相邻桩体端部即将抵接时，引流针将胶包戳破，胶包内的密封材料顺应引流针以及导流板流淌到桩体的端面上，而后相邻桩体端面紧密抵接，达到了保证工人安全无需去打桩机下方，且接桩工序顺利进行，减少接桩工序的繁琐程度，提升竹节桩接桩便利性的效果。

可选的，所述导流板沿桩体长度方向的截面为弧形板状，弧形凸面朝向桩体中心线方向；导流板远离桩体一端固定有挤压垫，挤压垫采用弹性材质制成的挤压垫；相邻桩体端部互相抵接后，挤压垫背离导流板的侧壁与垫板抵接，挤压垫此时为压缩状态，挤压垫与垫板抵接处为垫板远离桩体内壁处。

通过采用上述技术方案，截面为弧形板状的导流板能更好的对密封材料进行引导作用，同时导流板造型的设计为挤压垫的存在提供了合适的位置，使挤压垫能够与垫板抵接，挤压垫的存在避免了密封液体因为溅射原因流淌到桩体内部。

可选的，所述胶包为弹性材质制成的胶包，胶包覆盖所在的整个垫板侧壁。

通过采用上述技术方案，弹性材质制成的胶包更容易运送，减少的在运送中破损的几率，当相邻桩体端部互相抵接后，位于挤压垫和垫板之间的部分胶包被挤压垫和垫板挤压，此时胶包内的密封材料向导流板凹面处集中，同时让胶包更加膨胀，便于引流针将胶包刺破。

可选的，所述桩体两端的端面均为倾斜端面，导流板处的桩体端面，以桩体内壁处为起始点，沿靠近本桩体上垫板一端处向远离桩体中心线方向倾斜向外设置，垫板处的桩体端面与导流板处的桩体端面适配，即垫板一端的桩体端面与另一个桩体导流板一端端面可紧密抵接。

通过采用上述技术方案，当桩体施工时，桩体均为竖直状态，竖直状态下，胶包破损后，密封材料顺着导流板流淌到桩体端面上，此时导流板处桩体端面沿桩体内部向桩体外部方向倾斜向下设置，从而密封材料沿桩体端面的倾斜趋势尽可能的流满整个桩体端面，增强相邻桩体间密封材料填充的充分程度。

可选的，所述胶包上插嵌固定有隔断板，隔断板设置有多个，相邻隔断板沿胶包长度方向等距设置，隔断板用于胶包内部空间隔断。

通过采用上述技术方案，隔断板将胶包截断为多个独立空间，当胶包被不同位置的引流针戳破后，隔断的空间使胶包内的密封材料减少相互流出时产生的阻碍，使每个方位的胶包均流出密封材料，提升桩体端面密封材料充斥的均匀程度。

可选的，所述隔断板一侧外壁外露于空气中，隔断板上固定有凸块，凸块位于隔断板外露的侧壁上，垫板上开设有滑道，滑道沿桩体半径方向开设，凸块插嵌在滑道内并沿滑道长度方向滑动，挤压垫正对隔断板处开设有缺口，缺口用于挤压垫与隔断板不产生阻碍。

通过采用上述技术方案，隔断板不仅起到隔断胶包内部空间的作用，同时还作为胶包与垫板的连接结构，使胶包可以工厂批量预制，在桩体施工现场直接快速安装即可，隔断板的存在也作为胶包的骨架，提升了胶包的抗冲击能力，便于胶包运输。

可选的，所述桩体内壁上预埋固定有套筒，套筒内部开设有螺纹，导流板与桩体内壁固定的一端固定有环圈，环圈外壁开设有螺纹，环圈与套筒螺纹连接。

通过采用上述技术方案，通过环圈和套筒的螺纹连接，可以在桩体施工前对导流板进行快速安装，便于桩体和导流板在工厂提前预制以及运输。

可选的，大螺母内放置有胶袋，胶袋内填充有密封材料，弹簧环套在胶袋外部。

通过采用上述技术方案，当相邻桩体接桩时，插杆插嵌在相邻桩体的大螺母内，插杆挤压胶袋并将胶袋压破，从而胶袋内的密封材料漏出并将大螺母内的孔隙填充，密封材料凝固后将插杆和大螺母进一步固定，最终实现提升相邻桩体连接牢固性的效果。

可选的，所述胶袋由易碎部和耐压部组成，易碎部采用的材质韧性以及形变能力低于耐压部采用的材质，胶袋深入大螺母内部一端为易碎部。

通过采用上述技术方案，胶袋不同位置采用不同材质制成，当插杆下压胶袋时，易碎部先破裂，密封材料从大螺母底部开始充斥，将到大螺母内的气体挤出，从而达到密封材料将大螺母内部填充更加密实的效果。

第二方面，本申请提供一种预应力混凝土竹节桩结构的施工方法，采用如下技术方案：

一种预应力混凝土竹节桩结构的施工方法，包括以下步骤：

S1、测量定位；

S2、设备进场、安装、调试；

S3、桩体进场、堆放；

S4、打桩机就位，桩体上安装胶包和导流板；

S5、压桩；

S6、接桩并送桩；

S7、回填桩孔、打桩机移位。

通过采用上述技术方案，导流板和胶包的存在取代了工人在接桩时，去打桩机下方，对桩头涂刷密封材料，减少了此处的工序，保证了工人的安全，并且节省了施工工序。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

胶包、导流板和引流针的存在，减少接桩工序的繁琐程度，达到提升竹节桩接桩便利性的效果；

胶袋的存在，提升了大螺母内部密封材料填充的密实度。

附图说明

图1是现有技术竹节桩桩体的竖向剖视图；

图2是图1中A部分的局部放大示意图；

图3是本申请实施例的整体结构示意图；

图4是本申请相邻桩体首尾端部局部结构剖视图；

图5是为体现隔断板处部分结构爆炸图；

图6是为体现导流板与桩体端部错台处部分结构剖视图；

图7为图4中B部分的局部放大示意图。

附图标记说明：1、桩体；11、套筒；2、垫板；21、滑道；3、导流板；31、引流针；32、挤压垫；321、缺口；33、环圈；4、胶包；41、隔断板；42、凸块；5、胶袋；51、易碎部；52、耐压部；6、大螺母；61、弹簧；62、基垫；7、中间螺母；71、卡片；8、小螺帽；81、插杆。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

参照图1和图2，桩体1内部预埋有多根钢筋，相邻钢筋以桩体1中心线为圆心等圆心角分布，钢筋沿桩体1长度方向设置，每根钢筋一端均固定有大螺母6，另一端均固定有小螺帽8，大螺母6和小螺帽8均预埋在桩体1内，大螺母6内壁开设有螺纹，大螺母6内部放置有弹簧61和基垫62，大螺母6上螺纹连接有中间螺母7，中间螺母7与弹簧61之间放置有卡片71，卡片71整体为圆环状由多瓣组成，即从大螺母6到中间螺母7之间依次为弹簧61、基垫62和卡片71，小螺帽8上螺纹连接有插杆81，插杆81突出于所在的桩体1端面。相邻桩体1接桩时，位于上方桩体1的插杆81一端正对位于下方桩体1的中间螺母7，插杆81端部依次贯穿中间螺母7和卡片71，相邻桩体1端面相互抵接。

本申请实施例公开一种预应力混凝土竹节桩结构。

为便于叙述，后续叙述均在桩体1竖直状态下进行描述，参照图3和图4，桩体1一端内壁处固定有垫板2，垫板2沿桩体1内壁设置一周，垫板2为环形板状，垫板2上设置有胶包4。

参照图4和图5，胶包4沿垫板2长度方向设置，即胶包4也沿桩体1内壁设置一周呈圆环状，胶包4上插嵌固定有隔断板41，隔断板41设置有多个，相邻隔断板41等距分布，隔断板41将胶包4内部空间隔断成多个，隔断板41仅存一侧外壁暴露在空气中，且暴露在空气中的外壁上固定有凸块42，在垫板2上开设有滑道21，滑道21沿桩体1半径方向开设，且开透垫板2背离桩体1内壁一端的端面，凸块42在滑道21内滑动。凸块42在本实施例中采用T型凸块42。胶包4内部空间均填充有密封材料，密封材料本实施例中采用塔萨尼结构胶,塔萨尼结构胶的保质期为9-10个月,结构胶醇型的保质较长, 醇型胶成本低,肟型胶成本高，肟型的粘结性比醇型的粘结性强。胶包4采用弹性材质制成的胶包4，本实施例中采用橡胶材质制成。

参照图4，桩体1靠近垫板2一端的端面为倾斜端面，倾斜方向由桩体1内壁向桩体1外壁方向，沿远离垫板2方向倾斜向下设置，插杆81固定在桩体1上的端面即为垫板2所靠近的桩体1端面，插杆81始终保持竖直状态，不被桩体1端面倾斜的设置所影响。桩体1远离垫板2一端的端面同样也倾斜设置，倾斜方向由桩体1内壁向桩体1外壁方向倾斜向下设置，即相邻桩体1端部可以首尾紧密抵接。

参照图4，桩体1远离垫板2一端内壁处固定有导流板3，桩体1内壁上预埋有套筒11，导流板3上固定有环圈33，环圈33固定于导流板3一端端部，环圈33与套筒11螺纹连接。导流板3的竖向截面为弧形状，且弧形凸面朝向桩体1中心线方向。导流板3远离环圈33一端上固定有挤压垫32，挤压垫32在导流板3端面上设置有一周，挤压垫32采用弹性材质制成的挤压垫32，本实施例中采用橡胶材质制成，橡胶根据使用的厚度，可以提升挤压垫32的整体强度，在保证有弹性形变的前提下提升挤压垫32的整体强度。导流板3弧形凹面上固定有引流针31，引流针31竖直设置，引流针31整体造型为空心圆锥和圆管的组合体的一半，且为沿引流针31长度方向分开的一半。引流针31如此设计减少了引流针31刺入胶包4后，胶包4内密封材料无法顺畅流出的现象。

参照图4和图5，引流针31设置有多个，相邻引流针31以桩体1中心线为中轴线，在导流板3上等圆心角分布。相邻桩体1首尾相互抵接时，挤压垫32首先与胶包4接触并将挤压垫32正对的部分胶包4挤压抵接在垫板2上，此时引流针31开始刺破胶包4，胶包4内的密封材料顺应引流针31以及胶包4破口处开始流淌，并顺应导流板3以及桩体1端面倾斜的造型，流淌在桩体1端面上，而后挤压垫32进一步压缩，相邻桩体1端面紧密抵接。其中挤压垫32上开设有缺口321，当挤压垫32与垫板2抵接时，缺口321的存在避开了隔断板41，达到挤压垫32不与隔断板41产生阻碍的效果。

参照图4和图6，环圈33靠近桩体1端面的侧壁与套筒11靠近桩体1端面的侧壁始终共面，套筒11靠近桩体1的端面可以与桩体1端面平齐，此时导流板3上的密封材料从导流板3上可以顺畅流淌到桩体1端面上；套筒11靠近桩体1的端面可以与桩体1端面不平齐，即套筒11靠近桩体1的端面内陷在桩体1内部，此时导流板3上的密封材料流淌至桩体1端面上时，需要先将套筒11和桩体1之间的错台填充满，而后再流淌到桩体1端面上，此时套筒11和桩体1之间的错台充满了密封材料，当桩体1用在地下水分大的土质区域时，错台内的密封材料起到进一步密封的作用，对从相邻桩体1接缝处渗透进桩体1内部的水分起到阻挡作用。

参照图4和图7，大螺母6内部还放置有胶袋5，胶袋5由易碎部51和耐压部52组成，易碎部51相比耐压部52的抗压能力、形变能力以及抗拉扯能力都弱，本实施例中可以通过制作胶袋5时的胶袋5厚度来实现。胶袋5内填充有密封材料，弹簧61环套在胶袋5外壁，耐压部52与基垫62抵接，当插杆81插入大螺母6内部时，挤压耐压部52而后将易碎部51压破，胶袋5内的密封材料从大螺母6内部空间的底部开始充满，起到排出大螺母6内部空间空气，使密封材料填充更加密实的效果。

本申请实施例还公开一种预应力混凝土竹节桩结构的施工方法。

包括以下步骤：

S1、测量定位；根据规划部门提供的坐标点、水准点建立测量控制网，并在施工现场沉桩影响范围外设置座标和高程控制点，根据控制点设定建筑物轴线及角桩，按桩位布置图测放桩位，并在桩位中心用钢筋或竹签作好标记，为防止打桩机就位时桩机自重挤压土体使已测放桩位移位，在桩机就位后正式压桩前应复核正确，桩定位偏差控制在10mm以内。

S2、设备进场、安装、调试；即打桩机的调试以及其他辅助设备的进场。

S3、桩体1进场、堆放；参照图3和图4，桩体1出厂到工地后，应按批量查收预制桩出厂质量证明书和合格证。并附带相关的试验报告、检测报告等资料；桩体1应按规格分别堆放，应布置在打桩作业的起吊工作半径范围内，并考虑到打桩方向，避免转向。桩堆放层数不宜超过3层，支点垫木的位置应根据吊点的位置确定，各层垫木应在同一垂直线上。

S4、打桩机就位，桩体1上安装胶包4和导流板3；将凸块42滑动到滑道21内即可完成胶包4的安装；将环圈33与套筒11螺纹连接，即可完成导流板3的安装。

S5、压桩；桩体1的起吊、转运过程中，操作人员均应按起重安全操作规程进行，根据已设定的控制点用直角坐标法对桩位进行二次复核，正确后下放桩体1，桩体1的中心点与桩位的偏差控制在20mm以内，当桩端进入土层500mm后，用两台互成90°的经纬仪或铅垂线调整桩机桩架处于垂直位置，然后再调整桩的垂直度（经纬仪一般架设在距桩机15m以外），使桩架与桩身保持平行，其精度误差小于桩长的1%（桩插入地面时的垂直度偏差不得超过0.5%），即可压桩，并在压桩过程中进行跟踪监测，指挥桩架保持其精度。

S6、接桩并送桩；将位于上方的桩体1上的插杆81正对位于下方桩体1上的中间螺母7，缓缓插入，严禁碰撞，插接后，相邻桩体1间接口无缝隙。

S7、回填桩孔、打桩机移位。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种预应力混凝土竹节桩结构，其特征在于：包括桩体(1)，桩体(1)一端内壁上固定有垫板(2)，桩体(1)远离垫板(2)的另一端内壁上可拆卸连接有导流板(3)，垫板(2)和导流板(3)均沿桩体(1)内壁设置一周，垫板(2)上可拆卸连接有胶包(4)，胶包(4)位于垫板(2)背离导流板(3)的侧壁上，且在垫板(2)上沿桩体(1)内壁设置一周，胶包(4)内填充有密封材料；导流板(3)一端与桩体(1)内壁可拆卸连接，另一端沿远离垫板(2)方向向靠近桩体(1)中心线方向倾斜设置，导流板(3)背离垫板(2)的侧壁上固定有引流针(31)，引流针(31)设置有多个，相邻引流针(31)在导流板(3)上等间距分布；相邻桩体(1)端部互相抵接后，引流针(31)的针尖一端穿入所靠近的胶包(4)。

2.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土竹节桩结构，其特征在于：所述导流板(3)沿桩体(1)长度方向的截面为弧形板状，弧形凸面朝向桩体(1)中心线方向；导流板(3)远离桩体(1)一端固定有挤压垫(32)，挤压垫(32)采用弹性材质制成的挤压垫(32)；相邻桩体(1)端部互相抵接后，挤压垫(32)背离导流板(3)的侧壁与垫板(2)抵接，挤压垫(32)此时为压缩状态，挤压垫(32)与垫板(2)抵接处为垫板(2)远离桩体(1)内壁处。

3.根据权利要求2所述的一种预应力混凝土竹节桩结构，其特征在于：所述胶包(4)为弹性材质制成的胶包(4)，胶包(4)覆盖所在的整个垫板(2)侧壁。

4.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土竹节桩结构，其特征在于：所述桩体(1)两端的端面均为倾斜端面，导流板(3)处的桩体(1)端面，以桩体(1)内壁处为起始点，沿靠近本桩体(1)上垫板(2)一端处向远离桩体(1)中心线方向倾斜向外设置，垫板(2)处的桩体(1)端面与导流板(3)处的桩体(1)端面适配，即垫板(2)一端的桩体(1)端面与另一个桩体(1)导流板(3)一端端面可紧密抵接。

5.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土竹节桩结构，其特征在于：所述胶包(4)上插嵌固定有隔断板(41)，隔断板(41)设置有多个，相邻隔断板(41)沿胶包(4)长度方向等距设置，隔断板(41)用于胶包(4)内部空间隔断。

6.根据权利要求5所述的一种预应力混凝土竹节桩结构，其特征在于：所述隔断板(41)一侧外壁外露于空气中，隔断板(41)上固定有凸块(42)，凸块(42)位于隔断板(41)外露的侧壁上，垫板(2)上开设有滑道(21)，滑道(21)沿桩体(1)半径方向开设，凸块(42)插嵌在滑道(21)内并沿滑道(21)长度方向滑动，挤压垫(32)正对隔断板(41)处开设有缺口(321)，缺口(321)用于挤压垫(32)与隔断板(41)不产生阻碍。

7.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土竹节桩结构，其特征在于：所述桩体(1)内壁上预埋固定有套筒(11)，套筒(11)内部开设有螺纹，导流板(3)与桩体(1)内壁固定的一端固定有环圈(33)，环圈(33)外壁开设有螺纹，环圈(33)与套筒(11)螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土竹节桩结构，其特征在于：大螺母(6)内放置有胶袋(5)，胶袋(5)内填充有密封材料，弹簧(61)环套在胶袋(5)外部。

9.根据权利要求8所述的一种预应力混凝土竹节桩结构，其特征在于：所述胶袋(5)由易碎部(51)和耐压部(52)组成，易碎部(51)采用的材质韧性以及形变能力低于耐压部(52)采用的材质，胶袋(5)深入大螺母(6)内部一端为易碎部(51)。

10.一种预应力混凝土竹节桩结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、测量定位；

S2、设备进场、安装、调试；

S3、桩体(1)进场、堆放；

S4、打桩机就位，桩体(1)上安装胶包(4)和导流板(3)；

S5、压桩；

S6、接桩并送桩；

S7、回填桩孔、打桩机移位。

Images