CN114215092B - 一种托板顶置式桩帽系梁结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种托板顶置式桩帽系梁结构及其施工方法，属于土木工程施工和管桩桩帽领域。该结构包括桩帽本体和桩间系梁，桩帽本体设置在管桩顶部，包括与桩顶端头板焊接连接的桩顶托板、帽体受力钢筋骨架和分别安装在帽体受力钢筋骨架上下两端的钢筋网，帽体受力钢筋骨架包括横向连接筋、纵向受力筋和纵向受力筋环箍；桩间系梁设置在两相邻管桩之间，内部的桩间系梁钢筋骨架包括上部贯通筋、下部连接筋和箍筋，箍筋绕上部贯通筋和下部连接筋外侧环向布置。该桩帽系梁结构及其施工方法与传统方法相比，可以将施工的预制管桩通过桩帽连成整体，使桩顶受力更加均匀，并且可以提高地基的整体稳定性，控制地基的不均匀沉降。
Description
技术领域
本发明属于土木工程施工和管桩桩帽领域，具体涉及一种托板顶置式桩帽系梁结构及其施工方法。
背景技术
预制管桩基础是深入到地下土层的隐蔽工程，其主要作用是将上部结构的荷载传递到深层较硬的土层上，保证构筑物的稳定。预制管桩具有单桩承载力高、桩身强度高、耐打性强、成桩质量稳定、施工周期短等优势，近年来在软土地基加固处理工程中得到了广泛的应用。
现有技术中对预制管桩桩帽结构的施工普遍采用在预制管桩筒体内安设桩芯钢筋笼，钢筋笼底部连接有托板，然后依托桩芯钢筋笼的外伸钢筋进行桩帽钢筋骨架安装、浇筑混凝土形成桩顶扩大帽体。
然而，现有技术存在以下不足：
(1)大多数管桩桩帽结构是在管桩上端筒体内安装桩芯钢筋笼，然后通过外伸钢筋与钢筋网片形成扩大的钢筋骨架，再进行混凝土浇筑，得到平面尺寸远大于桩体直径的桩帽，使得上部荷载作用下桩帽顶板容易出现外撑开裂，影响桩帽强度和质量；
(2)由于管桩桩帽是一桩一帽，在桥头或结构物路段地基软硬突变以及上部荷载频繁波动时，部分桩帽由于受载不均容易发生刺入破坏以及桩体与桩间土变形不协调，即桩间土与桩帽刚性相差较大导致地基出现不均匀沉降，影响上部路基的稳定性。
发明内容
解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供了一种托板顶置式桩帽系梁结构及其施工方法，解决了在高速公路改扩建中结构物路段软基加固采用预制管桩处理地基不均匀沉降的问题。
技术方案：一种托板顶置式桩帽系梁结构，包括桩帽本体和桩间系梁；
所述桩帽本体设于预制管桩的顶部，包括桩顶托板、桩帽底板钢筋网、桩帽顶板钢筋网和帽体受力钢筋骨架；所述桩顶托板设于预制管桩顶端的桩顶端头板上；所述桩帽底板钢筋网设于桩顶托板上；所述帽体受力钢筋骨架包括横向连接筋、纵向连接筋和纵向受力筋环箍，所述纵向受力筋的底部穿过桩帽底板钢筋网沿桩顶托板的周向分布，顶部向外弯折形成纵向受力筋弯折段，所述横向连接筋环绕纵向受力筋的外周侧设置，所述纵向受力筋环箍设于纵向受力筋的内侧，位于纵向受力筋弯折段的下方；所述桩帽顶板钢筋网设于帽体受力钢筋骨架的顶端；
所述桩间系梁设于相邻的预制管桩之间，内部设有钢筋骨架，所述钢筋骨架包括上部贯通筋、下部连接筋和箍筋；所述上部贯通筋穿过桩帽顶板钢筋网的通长设置，所述下部连接筋设于相邻的桩帽底板钢筋网之间，所述箍筋相互平行地设于上部贯通筋和下部连接筋之间，且在桩间系梁两端的分布密度的大于在桩间系梁中部的分布密度。
优选的，所述桩帽底板钢筋网与桩顶托板的连接处等间距分布有钢筋网定位卡环，其外径为桩帽本体12的混凝土保护层厚度的0.9倍。
优选的，所述桩顶托板的端面为圆形，端面直径与预制管桩的桩体直径相等，厚度为桩体直径的0.25倍。
优选的，所述桩帽顶板钢筋网与桩帽底板钢筋网均为正方形，边长S＝l-2c，其中c为桩帽本体12的混凝土保护层厚度，l为桩帽本体的边长。
优选的，所述桩帽底板钢筋网采用带肋钢筋，带肋钢筋的直径为min{0.2D，1.6c}，其中c为桩帽本体12的混凝土保护层厚度，D为预制管桩的桩体直径；当300mm≤D≤500mm时，桩帽底板钢筋网的网格间距
当500mm＜D≤1000mm时，/>
其中l为桩帽本体的边长。
优选的，所述桩帽顶板钢筋网采用带肋钢筋，带肋钢筋的直径为min{0.4D，2.4c}，其中c为桩帽本体12的混凝土保护层厚度，D为预制管桩的桩体直径；当300mm≤D≤500mm时，桩帽顶板钢筋网的网格间距
当500mm＜D≤1000mm时，/>
其中l为桩帽本体的边长。
优选的，所述横向连接筋长度为0.3D，包括相互平行设置、间距0.25H的第一横向连接筋和第二横向连接筋；纵向受力筋的高度Lz＝H-2c，其纵向受力筋弯折段的长度为0.3D，弯折角度为直角；其中D为预制管桩的桩体直径，H为桩帽本体的厚度，c为桩帽本体12的混凝土保护层厚度。
优选的，所述上部贯通筋和下部连接筋的公称直径相等，上部贯通筋的搭接长度为max{10d,0.8H}，下部连接筋的长度为Lx＝Lj+0.4l，桩间系梁两端的箍筋分布密度为2d～4d，桩间系梁中部的箍筋分布密度为8d，其中，Lj为桩间系梁长度，l为桩帽本体的边长，d为上部贯通筋的公称直径，D为预制管桩的桩体直径。
优选的，所述预制管桩为等间距阵列排布，相邻预制管桩的几何中心的距离不小于预制管桩的桩体直径的4倍。
托板顶置式桩帽系梁结构的施工方法，包括步骤如下：
步骤一、安装桩顶托板：清理预制管桩顶部的桩顶端头板，将桩顶托板的中心与桩顶端头板的中心对准后，沿预制管桩的周向满焊桩顶托板；
步骤二、安装桩帽底板钢筋网：将桩帽底板钢筋网的中心与桩顶托板的中心对准后，通过连接筋将桩帽底板钢筋网安装在桩顶托板上；
步骤三、安装帽体受力钢筋骨架：将预先组装好的帽体受力钢筋骨架的中心与桩顶托板的中心对准后，让帽体受力钢筋骨架中的纵向受力筋穿过桩帽底板钢筋网焊接在桩顶托板上；
步骤四、安装桩帽顶板钢筋网：将桩帽顶板钢筋网与桩帽底板钢筋网对准后，焊接在帽体受力钢筋骨架的纵向受力筋弯折段上；
步骤五、安装桩间系梁钢筋骨架：清理平整桩间地面，在平整好的地面上设置等厚度的混凝土垫层，将桩间系梁钢筋骨架水平放置在垫层上；再将预先组装好的桩间系梁钢筋骨架与帽体受力钢筋骨架焊接，或者再将桩间系梁钢筋骨架中的上部贯通筋穿过桩帽顶板钢筋网的通长进行搭接，将下部连接筋分别与其相邻的帽体受力钢筋骨架焊接连接，将箍筋相互平行地焊接在上部贯通筋和下部连接筋之间，且在桩间系梁两端部分加密布置；
步骤六、整体浇筑混凝土及养护：在安装好的桩帽本体和桩间系梁钢筋骨架的外侧立模板浇筑混凝土，得到托板顶置式桩帽系梁结构，并按规定要求进行养护。
有益效果：(1)现有的在管桩沉至设计标高以后，在管桩筒体上端插入带有托板的桩芯钢筋笼，再进行桩帽混凝土浇筑的方法施工质量较差，托板与管桩内壁的间隙不易控制，在进行桩芯内混凝土浇筑时浆液通过缝隙流失易导致混凝土离析。本发明提出了托板顶置式桩帽结构，在管桩施打完成后，在管桩桩顶安装与桩径等大的钢质托板，该钢质托板不仅能够防止混凝土落入桩芯，还可以承受桩顶荷载，桩帽钢筋骨架通过焊接安装在桩顶托板上，有效避免了桩帽施工中混凝土的质量问题；另外，通过把托板提升至桩顶安装，减少了管桩内径范围钢筋、混凝土材料的使用，降低了部分造价。
(2)现有技术中管桩桩帽普遍是一桩一帽，在桥头或结构物路段地基软硬突变以及上部荷载频繁波动时，部分桩帽由于受载不均易发生刺入破坏以及桩体与桩间土变形不协调，即桩间土与桩帽刚性相差较大导致地基出现不均匀沉降。本发明提出了托板顶置式桩帽系梁结构，在相邻管桩之间设置桩间系梁，系梁中的上部贯通筋和下部连接筋分别与其相邻的管桩帽体钢筋骨架相连形成整体式桩帽系梁结构，系梁中设置箍筋对梁体起到整体联结作用，靠近桩帽位置加密设置箍筋抵抗桩土界面的剪切，帽体和系梁同时施工形成整体式桩帽系梁结构，路基上部荷载作用于桩顶和桩间系梁并通过整体式桩帽系梁结构的刚柔过渡传至桩体本身，有效控制了路基不均匀沉降，提高了地基的整体稳定性。
(3)现有技术中桩帽尺寸较大，相比于超强预应力管桩而言，现浇混凝土桩帽的平面尺寸远大于管桩直径，在上部不均匀荷载作用下帽体容易发生倾斜或刺入破坏，桩帽顶板易出现开裂，影响桩帽强度和质量。本发明提出小尺寸托板顶置式桩帽系梁结构，即减小单桩帽体尺寸并把帽体与桩间系梁联结，通过在桩顶托板上焊接钢筋骨架安装桩帽，使桩顶托板在不同材料强度的桩帽和管桩之间形成一个良好的缓冲过渡，不至于出现帽体刺入破坏或桩帽顶板开裂的现象，另外上部载荷通过桩帽直接传递到桩体上，不会产生传统方法中管桩上端口径被挤压扩张破坏的风险，可充分发挥预制管桩超强受压性能。
附图说明
图1是本发明所述托板顶置式桩帽系梁结构示意图；
图2是本发明所述托板顶置式桩帽系梁结构立面图；
图3是本发明所述单根桩体的托板顶置式桩帽结构示意图；
图4是本发明所述托板顶置式桩帽系梁结构整体布置平面图；
图中附图标记的含义：
1-预制管桩，2-桩顶托板，3-桩帽底板钢筋网，4-桩帽顶板钢筋网，5-纵向受力筋环箍，6-纵向受力筋，7-纵向受力筋弯折段，8-横向连接筋，801-第一横向连接筋，802-第二横向连接筋，9-桩顶端头板，10-箍筋，11-上部贯通筋，12-桩帽本体，13-桩间系梁，14-混凝土，15-下部连接筋，16-垫层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
应当理解，在本发明的描述中，术语“上部”、“下部”、“四周”、“环向”、“中心”、“顶部”、“底部”、“外侧”、“内侧”、“下侧”、“上端”、“下端”、“底端”、“下方”、“以上”、“上”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的结构或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；在本发明的描述中，术语“正方形”、“直角”等形状的表述，仅是考虑本发明最优效益的发挥，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明中D表示预制管桩1的桩体直径；c表示桩帽本体12的混凝土保护层厚度；l表示桩帽本体12的边长；H表示桩帽本体12的厚度；d表示上部贯通筋11的公称直径。
如图1-4所示，本发明所采用的技术方案如下：
一种托板顶置式桩帽系梁结构，包括桩帽本体12和桩间系梁13，所述桩帽本体12布置在预制管桩1的顶部，包括桩顶托板2、桩帽底板钢筋网3、桩帽顶板钢筋网4和帽体受力钢筋骨架，所述帽体受力钢筋骨架包括横向连接筋8、纵向受力筋6和纵向受力筋环箍5，所述纵向受力筋6的底部通过焊接方式固定在桩顶托板2上，顶部向外弯折形成纵向受力筋弯折段7，所述纵向受力筋环箍5位于纵向受力筋弯折段7下方，焊接在纵向受力筋6内侧；所述横向连接筋8与纵向连接筋6相互垂直，通过焊接方式环绕在纵向连接筋6的外周侧；所述桩间系梁13设置在每两根相邻的预制管桩1之间，所述桩间系梁13内部设有钢筋骨架，所述桩间系梁内的钢筋骨架包括上部贯通筋11、下部连接筋15和箍筋10，所述上部贯通筋11穿过桩帽顶板钢筋网4的通长设置，所述下部连接筋15设于相邻的桩帽底板钢筋网3之间，所述箍筋10相互平行地设于上部贯通筋11和下部连接筋15之间，且在桩间系梁13两端的分布密度的大于在桩间系梁13中部的分布密度。
其施工方法，包括以下步骤：
步骤一、安装桩顶托板2：对于施工完成的预制管桩1，清除其顶部的桩顶端头板9上的污泥锈渍，并在打磨干净的桩顶端头板9上涂刷环氧煤沥青防腐，然后在处理好的桩顶端头板9上安装桩顶托板2，桩顶托板2的直径与预制管桩1的直径等大，桩顶托板2的厚度f＝0.25D；所述桩顶托板2的安装采用沿桩径四周满焊的方式，焊接完成后检查焊缝质量并清理周边焊渣以保证桩顶托板2清洁；
步骤二、安装桩帽底板钢筋网3：将桩帽底板钢筋网3的中心与桩顶托板2中心对准后，安装在桩顶托板2上，所述桩帽底板钢筋网3为正方形，边长S＝l-2c，所述桩帽底板钢筋网3采用带肋钢筋，桩帽底板钢筋网3的直径为min{0.2D，1.6c}，当300mm≤D≤500mm时，桩帽底板钢筋网3的钢筋网格间距
当500mm＜D≤1000mm时，钢筋网格间距
其作用是在具有超强预应力的预制管桩1与现浇的桩帽本体12之间起到局部补强和缓冲过渡作用，所述桩帽底板钢筋网3上设有四个钢筋网定位卡环，所述钢筋网定位卡环等间距均匀分布在桩顶托板2上，使得桩帽底板钢筋网3与桩顶托板2间隔一定距离；
步骤三、安装帽体受力钢筋骨架：将帽体受力钢筋骨架的中心与桩顶托板2的中心对准后，将帽体受力钢筋骨架安装在桩顶托板2上，所述帽体受力钢筋骨架中的每一根纵向受力筋6穿过桩帽底板钢筋网3焊接在桩顶托板2上，所述纵向受力筋6环绕桩顶托板2的轴线等间距分布，纵向受力钢筋6高度为Lz＝H-2c，所述纵向受力筋6外侧安装有横向连接筋8，横向连接筋8长度为0.3D，其作用是保证帽体受力钢筋骨架刚性连接，所述横向连接筋8通过焊接方式安装在纵向连接筋6上，所述横向连接筋8布置有两排，上下分层安装在纵向受力筋6上，分别为第一横向连接筋801和第二横向连接筋802，其间距为0.25H，所述纵向受力钢筋6的上端向外弯折形成纵向受力筋弯折段7，其弯折长度为0.3D，弯折角为直角，弯折方向为远离桩体轴线的方向，所述纵向受力筋环箍5安装在纵向受力筋6上，位于纵向受力筋弯折段7下方内侧，其作用是固定纵向受力筋6的位置，保证帽体受力钢筋骨架的整体性，避免安装过程中产生大的变形；
步骤四、安装桩帽顶板钢筋网4：将桩帽顶板钢筋网4的四角与桩帽底板钢筋网3的对应四角对准后，将所述桩帽顶板钢筋网4水平放置在帽体受力钢筋骨架上，所述桩帽顶板钢筋网4由纵向受力筋弯折段7支撑，所述桩帽顶板钢筋网4为正方形，边长S＝l-2c，所述桩帽顶板钢筋网4采用带肋钢筋，桩帽顶板钢筋网4的直径为min{0.4D，2.4c}，当300mm≤D≤500mm时，钢筋网格间距
当500mm＜D≤1000mm时，钢筋网格间距/>
所述桩帽顶板钢筋网4与纵向受力筋弯折段7通过焊接连接，所述帽体受力钢筋骨架上端和下端分别设置一层钢筋网，其作用是共同抵抗桩帽混凝土裂缝、改善桩顶受力状态，有利于帽体结构与系梁的连接；
步骤五、安装桩间系梁钢筋骨架：清理平整桩间地面，在平整好的地面上等间距设置相同厚度的混凝土垫层16，将下部连接筋15水平放置在混凝土垫层16上，所述下部连接筋15两端分别与相邻桩体顶部的桩帽底板钢筋网3焊接连接，所述上部贯通筋11穿过桩帽顶板钢筋网4的通长设置，上部贯通筋11的搭接长度为max{10d,0.8H}，在上部贯通筋11和下部连接筋15之间焊接有箍筋10，箍筋10的间距为8d，所述箍筋10在上部贯通筋11和下部连接筋15的外侧环向布置形成桩间系梁钢筋骨架，桩间系梁钢筋骨架中的箍筋10在靠近预制管桩1的部分加密布置，加密部分的箍筋间距为2d～4d，其作用是约束纵向钢筋和混凝土，增加结构的延性，提高桩帽和系梁连接端的抗变形能力，上述桩间系梁钢筋骨架也可按设计尺寸预先组装好，安装时直接与桩顶帽体钢筋骨架连接；
步骤六、整体浇筑混凝土及养护：在安装好的桩帽本体12和桩间系梁13的钢筋骨架外侧立模板浇筑混凝土14，形成托板顶置式桩帽系梁结构，浇筑后混凝土14的表面应平整，并按规定要求及时进行养护。
本实施例提供一种实施环境，直观的展示系梁和桩帽的组合方式并对混凝土用量进行计算，具体实施环境如下：
如图4所示，展示了一种托板顶置式桩帽系梁结构及其施工方法，在具体实施过程中，传统单桩桩帽结构的混凝土用量为V1＝a(L2H+πr2h)，本实施例中托板顶置式桩帽系梁结构的混凝土用量为V2＝al2H+blLjH。
式中：a为正方形等间距布桩情况下的桩数，a＝(n+1)2；b为桩间系梁数，b＝(n+1)·2n；L为传统单桩桩帽本体的边长；H为桩帽本体厚度；r为预制管桩内腔直径；h为预制管桩的桩芯混凝土高度；l为托板顶置式桩帽系梁结构中桩帽本体的边长，l＝1.8D；Lj为桩间系梁长度。
本实施环境中，预制管桩的直径D＝400mm，壁厚为95mm，则预制管桩内腔直径r＝400-2*95＝210mm，桩间距T＝2m，桩帽本体厚度H＝35cm，传统单桩桩帽边长L＝1.2m，桩芯混凝土高度h＝1.5m，则l＝1.8*400＝720mm，Lj＝T-l＝128cm，取桩数a＝9，计算得b＝12。根据上述实施环境参数，结合所给公式，计算得出相同桩数和布置形式下传统桩帽混凝土用量V1和本发明托板顶置式桩帽系梁结构混凝土用量V2为：
V1＝a(L2H+πr2h)＝6.408m3
V2＝al2H+blLjH＝5.504m3
通过上述实施例的理论计算，在相同桩数和桩间距情况下，本发明所述托板顶置式桩帽系梁结构的混凝土用量相比传统单桩桩帽结构的混凝土用量节省14.1％，可以节省材料和费用，同时还可以提高地基的整体稳定性，使桩顶受力更加均匀。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种托板顶置式桩帽系梁结构，其特征在于，包括桩帽本体(12)和桩间系梁(13)；
所述桩帽本体(12)设于预制管桩(1)的顶部，包括桩顶托板(2)、桩帽底板钢筋网(3)、桩帽顶板钢筋网(4)和帽体受力钢筋骨架；所述桩顶托板(2)设于预制管桩(1)顶端的桩顶端头板(9)上；所述桩帽底板钢筋网(3)设于桩顶托板(2)上；所述帽体受力钢筋骨架包括横向连接筋(8)、纵向受力筋(6)和纵向受力筋环箍(5)，所述纵向受力筋(6)的底部穿过桩帽底板钢筋网(3)沿桩顶托板(2)的周向分布，顶部向外弯折形成纵向受力筋弯折段(7)，所述横向连接筋(8)环绕纵向受力筋(6)的外周侧设置，所述纵向受力筋环箍(5)设于纵向受力筋(6)的内侧，位于纵向受力筋弯折段(7)的下方；所述桩帽顶板钢筋网(4)设于帽体受力钢筋骨架的顶端；
所述桩间系梁(13)设于相邻的预制管桩(1)之间，内部设有钢筋骨架，所述钢筋骨架包括上部贯通筋(11)、下部连接筋(15)和箍筋(10)；所述上部贯通筋(11)穿过桩帽顶板钢筋网(4)的通长设置，所述下部连接筋(15)设于相邻的桩帽底板钢筋网(3)之间，所述箍筋(10)相互平行地设于上部贯通筋(11)和下部连接筋(15)之间，且在桩间系梁(13)两端的分布密度大于在桩间系梁(13)中部的分布密度。
2.根据权利要求1所述的一种托板顶置式桩帽系梁结构，其特征在于，所述桩帽底板钢筋网(3)与桩顶托板(2)的连接处等间距分布有钢筋网定位卡环，其外径为桩帽本体(12)的混凝土保护层厚度的0.9倍。
3.根据权利要求1所述的一种托板顶置式桩帽系梁结构，其特征在于，所述桩顶托板(2)的端面为圆形，端面直径与预制管桩(1)的桩体直径相等，厚度为桩体直径的0.25倍。
4.根据权利要求1所述的一种托板顶置式桩帽系梁结构，其特征在于，所述桩帽顶板钢筋网(4)与桩帽底板钢筋网(3)均为正方形，边长S＝l-2c，其中c为桩帽本体(12)的混凝土保护层厚度，l为桩帽本体(12)的边长。
5.根据权利要求1所述的一种托板顶置式桩帽系梁结构，其特征在于，所述桩帽底板钢筋网(3)采用带肋钢筋，带肋钢筋的直径为min{0.2D，1.6c}，其中c为桩帽本体(12)的混凝土保护层厚度，D为预制管桩(1)的桩体直径；当300mm≤D≤500mm时，桩帽底板钢筋网(3)的网格间距
当500mm＜D≤1000mm时，/>
其中l为桩帽本体(12)的边长。
6.根据权利要求1所述的一种托板顶置式桩帽系梁结构，其特征在于，所述桩帽顶板钢筋网(4)采用带肋钢筋，带肋钢筋的直径为min{0.4D，2.4c}，其中c为桩帽本体(12)的混凝土保护层厚度，D为预制管桩(1)的桩体直径；当300mm≤D≤500mm时，桩帽顶板钢筋网(4)的网格间距
当500mm＜D≤1000mm时，/>
其中l为桩帽本体(12)的边长。
7.根据权利要求1所述的一种托板顶置式桩帽系梁结构，其特征在于，所述横向连接筋(8)长度为0.3D，包括相互平行设置、间距0.25H的第一横向连接筋(801)和第二横向连接筋(802)；纵向受力筋(6)的高度Lz＝H-2c，其纵向受力筋弯折段(7)的长度为0.3D，弯折角度为直角；其中D为预制管桩(1)的桩体直径，H为桩帽本体(12)的厚度，c为桩帽本体(12)的混凝土保护层厚度。
8.根据权利要求1所述的一种托板顶置式桩帽系梁结构，其特征在于，所述上部贯通筋(11)和下部连接筋(15)的公称直径相等，上部贯通筋(11)的搭接长度为max{10d,0.8H}，下部连接筋(15)的长度为Lx＝Lj+0.4l，桩间系梁(13)两端的箍筋(10)分布密度为2d～4d，桩间系梁(13)中部的箍筋(10)分布密度为8d，其中，Lj为桩间系梁(13)的长度，l为桩帽本体(12)的边长，d为上部贯通筋(11)的公称直径，D为预制管桩(1)的桩体直径。
9.根据权利要求1所述的一种托板顶置式桩帽系梁结构，其特征在于，所述预制管桩(1)为等间距阵列排布，相邻预制管桩(1)的几何中心的距离不小于预制管桩(1)的桩体直径的4倍。
10.权利要求1所述的托板顶置式桩帽系梁结构的施工方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一、安装桩顶托板(2)：清理预制管桩(1)顶部的桩顶端头板(9)，将桩顶托板(2)的中心与桩顶端头板(9)的中心对准后，沿预制管桩(1)的周向满焊桩顶托板(2)；
步骤二、安装桩帽底板钢筋网(3)：将桩帽底板钢筋网(3)的中心与桩顶托板(2)的中心对准后，通过连接筋将桩帽底板钢筋网(3)安装在桩顶托板(2)上；
步骤三、安装帽体受力钢筋骨架：将预先组装好的帽体受力钢筋骨架的中心与桩顶托板(2)的中心对准后，让帽体受力钢筋骨架中的纵向受力筋(6)穿过桩帽底板钢筋网(3)焊接在桩顶托板(2)上；
步骤四、安装桩帽顶板钢筋网(4)：将桩帽顶板钢筋网(4)与桩帽底板钢筋网(3)对准后，焊接在帽体受力钢筋骨架中的纵向受力筋弯折段(7)上；
步骤五、安装桩间系梁钢筋骨架：清理平整桩间地面，在平整好的地面上设置等厚度的混凝土垫层(16)，将桩间系梁钢筋骨架水平放置在垫层(16)上；再将预先组装好的桩间系梁钢筋骨架与帽体受力钢筋骨架焊接，或者再将桩间系梁钢筋骨架中的上部贯通筋(11)穿过桩帽顶板钢筋网(4)的通长进行搭接，将下部连接筋(15)分别与其相邻的帽体受力钢筋骨架焊接连接，将箍筋(10)相互平行地焊接在上部贯通筋(11)和下部连接筋(15)之间，且在桩间系梁(13)两端部分加密布置；
步骤六、整体浇筑混凝土及养护：在安装好的桩帽本体(12)和桩间系梁钢筋骨架的外侧立模板浇筑混凝土(14)，得到托板顶置式桩帽系梁结构，并按规定要求进行养护。
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR101623377B1 (ko) * | 2015-07-14 | 2016-05-23 | 유창기 | 파일용 두부 보강체 |
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| KR100720946B1 (ko) * | 2006-09-12 | 2007-05-25 | (주)한맥기술 | 콘크리트 말뚝과 강관 말뚝의 접합구조를 갖는 복합 말뚝 |
| CN205636735U (zh) * | 2016-04-26 | 2016-10-12 | 江苏仪征苏中建设有限公司 | 一种可二次用做预应力管桩桩顶填芯托板的桩孔防护板 |
| CN109811782A (zh) * | 2019-02-19 | 2019-05-28 | 河海大学 | 一种软土地基加固方法及其加固结构 |
| CN212926130U (zh) * | 2020-07-14 | 2021-04-09 | 福州市规划设计研究院集团有限公司 | 预应力管桩桩帽格梁整体式结构 |
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|---|---|---|---|---|
| KR101623377B1 (ko) * | 2015-07-14 | 2016-05-23 | 유창기 | 파일용 두부 보강체 |
| CN209798742U (zh) * | 2019-03-26 | 2019-12-17 | 中国建筑一局(集团)有限公司 | 一种预应力管桩自封闭式桩头托板及其连接结构 |
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