CN209975511U - 一种装配式预应力围护桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种装配式预应力围护桩，属于岩土工程领域中的基坑围护工程领域。混凝土圆柱一扣合在圆形凹槽一内、预留预应力钢绞线穿插入金属波纹管孔道一，将桩尖段与中间桩段连接；混凝土圆柱扣合在圆形凹槽二内、预留预应力钢绞线穿插入金属波纹管孔道一和金属波纹管孔道二，将桩尖段、中间桩段与桩顶段连接；在浇筑桩尖段混凝土结构一时，预留预应力钢绞线在桩尖段内的部分自然被握裹固定，末端伸出桩顶段，由张拉端锚具固定在桩顶段顶端。本实用新型适用于软土地基及经处理后的自凝软塑流愬土体，施工速度快，施工可操作性强，构件装配化程度高，节约钢筋，保证桩顶质量。

Description

一种装配式预应力围护桩

技术领域：

本实用新型属于岩土工程领域中的基坑围护工程领域，特别是涉及一种装配式预应力围护桩。

背景技术：

基坑工程中采用排桩围护结构是基坑支护整体结构的一个重要组成部分，目前绝大部分基坑工程围护桩采用的是钻孔灌注桩施工形式。现场钻孔灌注桩在施工组织条件较好，施工工艺水平较高情况下有着较高的质量保证率。但钻孔灌注桩也存在这一些先天缺陷：1、钻孔灌注桩钢筋笼制作、焊接质量难以保证，用钢量较大，现场制作需要足够施工面，影响施工进度；2、引入旋挖钻机或正反循环钻机增加工程成本，同时要求较大施工场地条件；3、灌注桩浇筑过程中混凝土供应不及时浇筑中断易造成断桩事故；4、浇筑过程虽采用泥浆护壁但也难以完全杜绝塌孔情况发生，桩身完整性不易保证；5、灌注桩完成后施工冠梁前需凿除桩头混凝土，需引入大型机械，增加施工时间，增加施工成本。

实用新型内容：

为解决现浇混凝土灌注桩的上述缺陷，本实用新型提供了一种装配式预应力围护桩，具有占用施工场地小，现场施工方便简单，施工速度快，节约钢材，保证桩身完整性等优点。

技术方案：

一种装配式预应力围护桩，包括桩尖段、中间桩段和桩顶段三部分；所述的桩尖段包括钢制锥形保护壳、预埋固定端锚具、混凝土结构一、预留预应力钢绞线和圆形凹槽五部分；钢制锥形保护壳与预埋固定端锚具连接，预留预应力钢绞线与预埋固定端锚具通过夹片连接，向钢制锥形保护壳和预埋固定端锚具内浇筑混凝土，一体成型构成混凝土结构一，混凝土结构一上部预留圆形凹槽一；预埋固定端锚具和钢制锥形保护壳并不直接连接，在钢制锥形保护壳内没有浇筑混凝土之前，预埋固定端锚具通过简单的定位钢筋固定在钢制锥形保护壳内，在钢制锥形保护壳内浇筑满混凝土后，预埋固定端锚具被自然握裹固定；所述的中间桩段包括预留圆形凹槽、混凝土结构二、金属波纹管孔道一和混凝土圆柱一；在混凝土结构二内布置金属波纹管孔道一，金属波纹管孔道一贯穿中间桩段，中间桩段下部设置混凝土圆柱，混凝土结构二上部设置预留圆形凹槽二；所述的桩顶段包括混凝土结构三、金属波纹管孔道二，预埋冠梁连接钢筋、张拉端锚具和混凝土圆柱二；在混凝土结构三内布置金属波纹管孔道二，在金属波纹管孔道二顶部设置张拉端锚具，金属波纹管孔道二与预埋冠梁连接钢筋均由混凝土结构三握裹；混凝土圆柱一扣合在圆形凹槽一内、预留预应力钢绞线穿插入金属波纹管孔道一，将桩尖段与中间桩段连接；混凝土圆柱扣合在圆形凹槽二内、预留预应力钢绞线穿插入金属波纹管孔道一和金属波纹管孔道二，将桩尖段、中间桩段与桩顶段连接；在浇筑桩尖段混凝土结构一时，预留预应力钢绞线在桩尖段内的部分自然被握裹固定，末端伸出桩顶段，由张拉端锚具固定在桩顶段顶端。

进一步地，所述的桩尖段直径为1200~1600mm；采用的预留固定端锚具为YJM15-12；预留预应力钢绞线采用15-7φ5型钢绞线，预留预应力钢绞线在桩尖段内由防腐沥青隔离层包裹，作为无粘结预应力筋隔离层，与预埋固定端锚具一起浇筑固定在混凝土结构一内；每根预留预应力钢绞线直径15.2mm，每个金属波纹管道穿入12根，采用高强度低松弛钢绞线；圆形凹槽直径800mm，槽深300mm；预埋固定端锚具在混凝土结构一浇筑前固定在钢制锥形保护壳内，预埋固定端锚具的顶端距离钢制锥形保护壳的顶端为380mm，数量共8个，沿圆心环向均匀布置；采用的钢制锥形保护壳为一体成型构件，壁厚20~30mm，锥形表面与水平面呈45度角，钢制锥形保护壳的顶部圆形外壁直径为1800mm，制作桩尖段，桩尖段浇筑完成后保留钢制锥形保护壳作为桩尖段永久组成部分。

进一步地，所述的中间桩段尺寸为直径1200~1600mm，与桩尖段相同，高度为1000~1200mm，可根据实际现场施工要求桩长设定中间桩段数目。

进一步地，所述的桩顶段直径尺寸为1200~1600mm，直径与桩尖段、中间桩段的直径相同，高度为1000-1200mm；预埋冠梁连接钢筋为φ28，沿桩顶段中心双层环向预埋布置，深度450~500mm；内环钢筋距桩顶段中心为350~380mm，外环钢筋在距桩顶段中心450mm处与金属波纹管孔道二交错布置。

进一步地，所述的混凝土结构一、混凝土结构二和混凝土结构三采用强度不低于C30混凝土。

进一步地，所述的金属波纹管孔道二布置形式与的金属波纹管孔道一相同。

进一步地，所述的圆形凹槽一、圆形凹槽二、混凝土圆柱一与混凝土圆柱二的大小尺寸相同。

进一步地，金属波纹管孔道一和金属波纹管孔道二在张拉完毕后采用强度不低于M20水泥砂浆灌浆。

进一步地，所述金属波纹管孔道一和金属波纹管孔道二采用预埋金属波纹管成型，金属波纹管规格与预留预应力钢绞线配套。

预埋固定端锚具需在工厂预制时预埋在保护钢壳中，混凝土结构一通过浇筑在钢制锥形保护壳内与钢制锥形保护壳固定，同时通过预埋固定端锚具夹片固定预应力钢绞线，预应力钢绞线在桩尖段预制浇筑混凝土前需伸出桩尖段预制钢模板，混凝土结构一通过混凝土浇筑在桩尖段预制钢模板内成型、混凝土结构二也需在工厂预制浇筑成型，中间桩段下端插入桩尖段预留的圆形凹槽内形成两部分连接，同时桩尖段预应力钢绞线，在现场下桩时须穿过中间桩段金属波纹管孔道混凝土结构三通过桩顶段混凝土圆柱插入中间桩段预留圆形凹槽形成连接，同样地，桩尖段预应力钢绞线需在下桩时贯穿桩顶段金属波纹管孔道，桩顶段预埋冠梁连接钢筋须在工厂预制桩顶段结构时预埋在混凝土结构三中，张拉端锚具通过张拉设备对桩尖段预应力钢绞线进行张拉，并一同连接固定在桩顶段上方，并在此截断。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的桩尖锥形保护钢套可在压桩时保护桩尖，使桩尖混凝土完整不破损，同时作为桩尖段混凝土预制钢模板一部分，施工速度快。通过圆形凹槽重力式连接各预制桩段，各桩段拼装简单，可操作性强，并通过预应力钢绞线张拉加强各部位连接，减少钢材使用，易保证桩身完整性，各桩段结构均在运至施工前预制成型，加快现场施工速度，节省钻孔设备使用，桩顶段预埋冠梁连接钢筋省去桩头凿除步骤，简化施工，可直接在上施做冠梁，可加快施工进度。本实用新型适用于软土地基及经处理后的自凝软塑流愬土体，施工速度快，施工可操作性强，构件装配化程度高，节约钢筋，保证桩顶质量。

附图说明：

图1为装配式预应力围护桩的主视图。

图2为桩尖段的结构示意图。

图3为桩尖段灌注混凝土后的俯视图。

图4为桩尖段灌注混凝土前的俯视图。

图5为桩尖段的主视图。

图6为中间桩段的结构示意图。

图7为中间桩段的俯视图。

图8为中间桩段的主视图。

图9为桩顶段的结构示意图。

图10为桩顶段的俯视图。

图11为桩顶段的主视图。

图12为装配式预应力围护桩的立体结构示意图。

图中，1为桩尖段；2为中间桩段；3为桩顶段；

1-1为钢制锥形保护壳；1-2为预埋固定端锚具；1-3为混凝土结构一；1-4为预留预应力钢绞线；1-5为圆形凹槽一

2-1为圆形凹槽二；2-2为混凝土结构二；2-3为金属波纹管孔道一；2-4为混凝土圆柱一

3-1为混凝土结构三；3-2为金属波纹管孔道二；3-3为预埋冠梁连接钢筋；3-4为张拉端锚具；3-5为混凝土圆柱二。

具体实施方式：

为了进一步说明本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细地描述，但不能将它们理解为对本实用新型保护范围的限定。

实施例

如图1～11所示，钢制锥形保护壳1-1通过工厂预制成型，与混凝土预制形成组合钢模板结构，预埋固定端锚具1-2和预留预应力钢绞线1-4连接预埋固定在桩尖段1组合钢模板结构内，同时对预埋预应力钢绞线1-4在桩尖段1内部分进行防腐沥青隔离层涂刷，然后浇筑成型桩尖段混凝土结构一1-3；将金属波纹管预埋在中间桩段2钢模板内，浇筑中间桩段混凝土结构二2-2，完成对中间桩段2预制；将金属波纹管预埋在桩顶段3钢模板内，同时预埋冠梁连接钢筋3-3，完成对混凝土结构三3-1的浇筑。

如图12所示，采用钢管三脚架在沉桩位置对桩尖段1进行固定，采用静力压桩装置将桩尖段1压入土层，在桩尖段1混凝土结构一1-3顶面地面平齐时暂停压桩，在桩尖段圆形凹槽1-5内涂刷水泥净浆，将中间桩段2插入桩尖段圆形凹槽1-5内，桩尖段预留钢绞线1-4须通过对应位置中间桩段预留波纹管孔道2-3；继续采用静力压桩机械进行压桩，在中间桩段2顶面与地面平齐时，将另一节中间桩段2上的混凝土圆柱2-4插入已安装的圆形凹槽二2-1内，同时需保证预留预应力钢绞线1-4穿过第二节中间桩段2，采用静力压桩机械将第二节中间桩段2顶面压至与地面平齐，按上述方法继续组合中间桩段2，中间桩段2的安装数量根据设计要求桩长确定；重复安装中间桩段2的操作至桩长达到设计要求时安装桩顶段3，预留预应力钢绞线1-4穿越金属波纹管孔道二3-2，安装张拉端锚具3-4，对装配式桩整体进行张拉锚固，之后对桩身整体金属波纹管孔道一2-3和金属波纹管孔道二3-2内灌注强度不小于M20的水泥砂浆，并切断过长的预留预应力钢绞线1-4，采用静力压桩装置将桩身整体压至设计标高，之后便可在之上继续绑扎钢筋，施做冠梁。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种装配式预应力围护桩，其特征在于：包括桩尖段（1）、中间桩段（2）和桩顶段（3）三部分；所述的桩尖段（1）包括钢制锥形保护壳（1-1）、预埋固定端锚具（1-2）、混凝土结构一（1-3）、预留预应力钢绞线（1-4）和圆形凹槽一（1-5）五部分；钢制锥形保护壳（1-1）与预埋固定端锚具（1-2）连接，预留预应力钢绞线（1-4）与预埋固定端锚具（1-2）通过夹片连接，向钢制锥形保护壳（1-1）和预埋固定端锚具（1-2）内浇筑混凝土，一体成型构成混凝土结构一（1-3），混凝土结构一（1-3）上部预留圆形凹槽一（1-5）；所述的中间桩段（2）包括预留圆形凹槽二（2-1）、混凝土结构二（2-2）、金属波纹管孔道一（2-3）和混凝土圆柱一（2-4）；在混凝土结构二（2-2）内布置金属波纹管孔道一（2-3），金属波纹管孔道一（2-3）贯穿中间桩段（2），中间桩段（2）下部设置混凝土圆柱一（2-4），混凝土结构二（2-2）上部设置预留圆形凹槽二（2-1）；所述的桩顶段（3）包括混凝土结构三（3-1）、金属波纹管孔道二（3-2），预埋冠梁连接钢筋（3-3）、张拉端锚具（3-4）和混凝土圆柱二（3-5）；在混凝土结构三（3-1）内布置金属波纹管孔道二（3-2），在金属波纹管孔道二（3-2）顶部设置张拉端锚具（3-4），金属波纹管孔道二（3-2）与预埋冠梁连接钢筋（3-3）均由混凝土结构三（3-1）握裹；混凝土圆柱一（2-4）扣合在圆形凹槽一（1-5）内、预留预应力钢绞线（1-4）穿插入金属波纹管孔道一（2-3），将桩尖段（1）与中间桩段（2）连接；混凝土圆柱二（3-5）扣合在圆形凹槽二（2-1）内、预留预应力钢绞线（1-4）穿插入金属波纹管孔道一（2-3）和金属波纹管孔道二（3-2），将桩尖段（1）、中间桩段（2）与桩顶段（3）连接；在浇筑桩尖段混凝土结构一（1-3）时，预留预应力钢绞线（1-4）在桩尖段（1）内的部分自然被握裹固定，末端伸出桩顶段（3），由张拉端锚具（3-4）固定在桩顶段（3）顶端。

2.根据权利要求1所述的装配式预应力围护桩，其特征在于：所述的桩尖段（1）直径为1200~1600mm；采用的预留固定端锚具（1-2）为YJM15-12；预留预应力钢绞线（1-4）采用15-7φ5型钢绞线，预留预应力钢绞线（1-4）在桩尖段（1）内由防腐沥青隔离层包裹，作为无粘结预应力筋隔离层；每根预留预应力钢绞线（1-4）直径15.2mm，每个金属波纹管道穿入12根，采用高强度低松弛钢绞线；圆形凹槽一（1-5）直径800mm，槽深300mm；预埋固定端锚具（1-2）在混凝土结构一（1-3）浇筑前固定在钢制锥形保护壳（1-1）内，预埋固定端锚具（1-2）的顶端距离钢制锥形保护壳（1-1）的顶端为380mm，数量共8个，沿圆心环向均匀布置；采用的钢制锥形保护壳（1-1）为一体成型构件，壁厚20~30mm，锥形表面与水平面呈45度角，钢制锥形保护壳（1-1）的顶部圆形外壁直径为1800mm，制作桩尖段（1），桩尖段（1）浇筑完成后保留钢制锥形保护壳（1-1）作为桩尖段（1）永久组成部分。

3.根据权利要求1所述的装配式预应力围护桩，其特征在于：所述的中间桩段（2）尺寸为直径1200~1600mm，与桩尖段（1）相同，高度为1000~1200mm，可根据实际现场施工要求桩长设定中间桩段数目。

4.根据权利要求1所述的装配式预应力围护桩，其特征在于：所述的桩顶段（3）直径尺寸为1200~1600mm，直径与桩尖段（1）、中间桩段（2）的直径相同，高度为1000~1200mm；预埋冠梁连接钢筋（3-3）为φ28，沿桩顶段（3）中心双层环向预埋布置，深度450~500mm；内环钢筋距桩顶段（3）中心为350~380mm，外环钢筋在距桩顶段（3）中心450mm处与金属波纹管孔道二（3-2）交错布置。

5.根据权利要求1所述的装配式预应力围护桩，其特征在于：所述的混凝土结构一（1-3）、混凝土结构二（2-2）和混凝土结构三（3-1）采用强度不低于C30混凝土。

6.根据权利要求1所述的装配式预应力围护桩，其特征在于：所述的金属波纹管孔道二（3-2）布置形式与的金属波纹管孔道一（2-3）相同。

7.根据权利要求1所述的装配式预应力围护桩，其特征在于：所述的圆形凹槽一（1-5）、圆形凹槽二（2-1）、混凝土圆柱一（2-4）与混凝土圆柱二（3-5）的大小尺寸相同。

8.根据权利要求1所述的装配式预应力围护桩，其特征在于：所述的金属波纹管孔道一（2-3）和金属波纹管孔道二（3-2）在张拉完毕后采用强度不低于M20水泥砂浆灌浆。

9.根据权利要求1所述的装配式预应力围护桩，其特征在于：所述的金属波纹管孔道一（2-3）和金属波纹管孔道二（3-2）采用预埋金属波纹管成型，金属波纹管规格与预留预应力钢绞线（1-4）配套。

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