TWI553202B

TWI553202B - Prestressed pile and its pile method and pile head treatment method

Info

Publication number: TWI553202B
Application number: TW100127381A
Authority: TW
Inventors: Sheng-Nan Li
Original assignee: Sheng-Nan Li
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2016-10-11
Also published as: TW201307653A; JP2013032682A

Description

預力基樁及其接樁方法與樁頭處理方法

本發明是有關於一種基樁的施作方法，特別是指一種預力基樁及其接樁方法與樁頭處理方法。

興建大型或高層建築物時，如果遭遇地層強度不足或鬆軟土層時，往往需應用置入地面下的基樁以將上層之建築物的載重傳遞至土壤承載層或較堅硬的地盤，以增加建築物結構的安全性及穩定性。

參閱圖1，現有預力基樁1包括一內埋有預力鋼線12且環繞界定出一容置空間13的樁體11。

一般而言，現有預力基樁1多是預先在工廠中製作，再以車輛載運到施工處，礙於製作模具以及載運車輛的長度限制，現有預力基樁1的長度大多在8～18公尺之間。因此，若是所需置入預力基樁1的深度超過一支預力基樁1的長度時，即必需接合多數支預力基樁1，以符合所需的深度需求。

現有預力基樁1的接樁方法是以人工電焊方式將兩預力基樁1的樁體11相互銲合。以人工電焊的方式雖然能結合所述預力基樁1，但仍有下列缺點有待改進：

1.結合力不穩定：礙於工地現場施工環境的不同，以及天候與銲接工人素質不易掌握...等因素，相互銲合之所述基樁1間的結合力並不穩定。

2.可靠度低：相互銲合的預力基樁1在置入土壤後，土壤中的成份與地下水對銲合的銲道有一定的腐蝕力，勢必會造成所述相互銲合之預力基樁1的可靠度降低。

3.力量傳遞並不理想：相互銲合的預力基樁1間是利用銲道傳遞力量(尤其是指拉力作用的情形)，但是，銲道距離樁體11中的預力鋼線12仍有一段偏心距離(視樁體11直徑而定，大約有4～10cm的距離)，在傳遞力量時不但會產生二次彎矩，還會造成翹曲變形，影響力量的傳遞。

4.結構強度不足：現有預力基樁1是在將鋼筋100置入容置空間13後直接填入膨脹混凝土101以錨定鋼筋100，但是，僅以膨脹混凝土101與樁體11間之摩擦力以錨定鋼筋100的錨定效果不佳，容易因受力搖晃而發生鬆脫現象，造成結構強度不足。

因此，本發明之目的，即在提供一種可提升整體強度力量使傳遞更穩定、且可靠度高的預力基樁。

於是，本發明的預力基樁，包含一中空狀樁體，及至少一設置於該樁體中的強化單元。

該樁體沿一中心軸線環繞界定出一容置空間；該強化單元包括一與該中心軸線概呈垂直地位於該容置空間內的第一金屬件，該第一金屬件的相反兩端是固設於該樁體中。

本發明之另一目的，即在提供一種結合力更為穩定，且可提升整體強度與可靠度，並使力量傳遞更穩定的接樁方法。

該接樁方法是準備至少二預力基樁，並將多數連接鋼筋置於其中一預力基樁之樁體的容置空間中；接著將另一預力基樁的樁體與容置有所述連接鋼筋之預力基樁的樁體相互疊合，使所述連接鋼筋的兩端是穿置於相互疊合之樁體的容置空間中，並與所述預力基樁之強化單元的投影相互重疊；最後將混凝土灌入相互疊合之樁體的容置空間內，以結合所述預力基樁的強化單元及所述連接鋼筋，而使所述預力基樁的樁體相連接。

本發明之再一目的，即在提供一種結合力更為穩定，且可提升整體強度與可靠度，並使力量傳遞更穩定的樁頭處理方法。

該樁頭處理方法是將一預力基樁的樁體置入土壤中，該樁體可以區分成一容置於土壤中的固定部，及一凸出土壤的樁頭部；接下來，將多數連接鋼筋由該樁體的樁頭部置入該樁體的容置空間中，所述連接鋼筋可以區分成一容置於該容置空間且與該強化單元的投影相互重疊的第一連接段，及一凸出該樁頭部的第二連接段；最後再將混凝土由該樁體的樁頭部灌入該樁體的容置空間中，以使所述連接鋼筋的第一連接段與該強化單元相結合。

本發明的有益效果在於：利用該預力基樁中的強化單元，有效提升灌入之混凝土與該樁體間的結構強度，配合所述連接鋼筋與該接樁方法及該樁頭處理方法，更能使相互連接之預力基樁的結合力更為穩定，並大幅提升整體強度與可靠度，同時亦使力量傳遞更穩定。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之多個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，本發明預力基樁2的第一較佳實施例包含一中空狀樁體21，及多數間隔設置於該樁體21中的強化單元22。該樁體21是沿一中心軸線L環繞界定出一容置空間211，且該樁體21具有二相反地與該容置空間211相互連通的開口端212。

參閱圖2、3，所述強化單元22是鄰近該二開口端212，且每一強化單元22包括一與該中心軸線L概呈垂直地位於該容置空間211內的第一金屬件221，及一與該中心軸線L概呈垂直地位於該容置空間211內的第二金屬件222，其中，該第一金屬件221與該第二金屬件222的相反兩端是固設於該樁體21，且該第一金屬件221與該第二金屬件222是上下交錯疊置而概呈十字型，而且所述強化單元22的第一金屬件221與第二金屬件222的方向相同且上下互相重疊而使整體概呈十字型。

於本較佳實施例中，該預力基樁2包含6個強化單元22，所述強化單元22是以每三個為一組地分別鄰近每一開口端212，且每兩相鄰之強化單元22的間距是25cm，而所述第一金屬件221與所述第二金屬件222是直徑19mm的高拉力竹節鋼筋，每一高拉力竹節鋼筋的斷面積為2.84cm²，降伏應力為fy=4,200kg/cm²。當然在實際應用上，所述強化單元22的數量與位置可以視需求加以調整改變，並不以本實施例的揭露所限。

該預力基樁2在錨定完整的情形下，每一第一金屬件221與每一第二金屬件222之容許剪應力以0.4*fy(即1,680kg/cm²之值)保守計算，發明人估計每一第一金屬件221與每一第二金屬件222可以提供容許剪力達9.53tons(即2.84cm²*1,680kg/cm²*2)，因此，所述第一金屬件221與第二金屬件222可高達114tons的容許剪力。遠超過如圖1所示以膨脹混凝土101與樁體11間之摩擦力所能提供的剪力值，因此，該預力基樁2所能承受的拉力承載確實能大為提高，進而有效提升整體的結構強度。

參閱圖4，本發明預力基樁2的第二較佳實施例，大致是與該第一較佳實施例相似，不相同的地方在於：該樁體21具有一與該容置空間211相互連通的開口端212，及一與該開口端212相反且呈尖錐狀的封閉端213，而所述強化單元22是鄰近該開口端212。

由於本實施例大致是與該第一較佳實施例相同，因此，除了具有與該第一較佳實施例相同的功效外，該樁體21是適用於打擊式的預力基樁2；當然在實際應用上，該封閉端213也可以是如圖5所示呈斜錐狀，而使該樁體21適用於壓入式的預力基樁2。

參閱圖6，本發明預力基樁2的接樁方法的較佳實施例，由於本實施例是利用該預力基樁2的第一較實施例予以說明，因此，本實施例所述及的裝置結構，即是以上述該預力基樁2的第一較實施例實施為主，所以不在此加以贅述。

該接樁方法首先是準備至少二預力基樁2，並將多數上、下端皆無彎鉤的連接鋼筋3置於其中一預力基樁2之樁體21的容置空間211中；之後將另一預力基樁2的樁體21與容置有所述上、下端皆無彎鉤的連接鋼筋3之預力基樁2的樁體21相互疊合，使所述上、下端皆無彎鉤的連接鋼筋3的兩端是穿置於相互疊合之樁體21的容置空間211中，並與所述預力基樁2之強化單元22的投影相互重疊；最後，將混凝土4灌入相互疊合之樁體21的容置空間211內，以結合所述預力基樁2的強化單元22及所述上、下端皆無彎鉤的連接鋼筋3，而使所述上下疊合而無於外圍接合處設置箍圈板的預力基樁2的樁體21相連接。

混凝土4與所述強化單元22及所述上、下端皆無彎鉤的連接鋼筋3凝固結合後，形成具有穩定性、耐久性、高強度的混凝土結構物，不但能有效地傳遞所述相連接之預力基樁2間的剪力，更可提升所述相連接之預力基樁2間的結合力與穩定性，進而提升整體的拉拔抵抗力、承載力與結構強度，而且也不用擔心銲道腐蝕導致結構弱化與可靠度降低等問題，。

在此特別值得一提的是，由於所述強化單元22與上、下端皆無彎鉤的連接鋼筋3能被凝固後的混凝土4所包覆，因此，不但不易發生銹蝕，更能充份確保所述樁體21連接處的強度。

參閱圖7，本發明預力基樁2的樁頭處理方法的較佳實施例，由於本實施例是利用該預力基樁2的第二較實施例予以說明，因此，本實施例所述及的裝置結構，即是以上述該預力基樁2的第二較實施例為主，所以不在此加以贅述。

該樁頭處理方法是將一預力基樁2的樁體21置入土壤G中，該樁體21可以區分成一容置於土壤G中的固定部214，及一凸出土壤G的樁頭部215；接下來，將多數下端無彎鉤的連接鋼筋3由該樁體21的樁頭部215置入該樁體21的容置空間211中，所述下端無彎鉤的連接鋼筋3可以區分成一容置於該容置空間211且與所述強化單元22的投影相互重疊的第一連接段31，及一凸出該樁頭部215的第二連接段32；最後，再將混凝土4由該樁體21的樁頭部215灌入該樁體21的容置空間211中，以使所述下端無彎鉤的連接鋼筋3的第一連接段31與所述強化單元22相結合。

將所述下端無彎鉤的連接鋼筋3置入樁體21的樁頭部215的容置空間211中，再於該樁頭部215的容置空間211中灌注混凝土4，待混凝土4凝固後，樁頭部215即形成一具有穩定性、耐久性、高強度的混凝土結構物，而且所述強化單元22完全結合於混凝土4中，並固定於樁體21內，即可在該樁體21與混凝土4之間發揮穩定的剪力傳遞效果，因此，強度較圖1所示之現有預力基樁2高出很多而且更穩定。

再者，由於所述強化單元22是預先設置於該樁體21中，因此，即使樁頭部215因故造成損害時，仍可有助於上部之基礎結構(圖未示)的壓力，透過所述下端無彎鉤的連接鋼筋3與凝固後的混凝土4傳遞至所述強化單元22後再傳遞至該樁體21，而不再是僅以混凝土4與樁體21之間的摩擦力傳遞，故能有效提升整體的可靠與強度。

綜上所述，本發明預力基樁2及其接樁方法與樁頭處理方法，利用該預力基樁2中的強化單元22，有效提升灌入之混凝土4與該樁體21間的結構強度，配合所述連接鋼筋3與該接樁方法及該樁頭處理方法，更能使相互連接之預力基樁2的結合力更為穩定，並大幅提升整體強度與可靠度，同時亦使力量傳遞更穩定，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧預力基樁

21‧‧‧樁體

211‧‧‧容置空間

212‧‧‧開口端

213‧‧‧封閉端

214‧‧‧固定部

215‧‧‧樁頭部

22‧‧‧強化單元

221‧‧‧第一金屬件

222‧‧‧第二金屬件

3‧‧‧連接鋼筋

31‧‧‧第一連接段

32‧‧‧第二連接段

4‧‧‧混凝土

L‧‧‧中心軸線

G‧‧‧土壤

圖1是一剖視圖，說明現有預力基樁及其接樁方法；圖2是一剖視圖，說明本發明之預力基樁的第一較佳實施例；圖3是一俯視圖，輔助說明圖2；圖4是一剖視圖，說明本發明之預力基樁的第二較佳實施例；圖5是一剖視圖，說明該第二較佳實施例的另一種態樣；圖6是一流程圖，說明本發明之預力基樁的接樁方法；及圖7是一流程圖，說明本發明之預力基樁的樁頭處理方法。

2．．．預力基樁

21．．．樁體

211．．．容置空間

212．．．開口端

22．．．強化單元

221．．．第一金屬件

222．．．第二金屬件

L．．．中心軸線

Claims

一種預力基樁，包含：一中空狀樁體，沿一中心軸線環繞界定出一容置空間；及多數強化單元，每一強化單元包括與該中心軸線概呈垂直地位於該容置空間內的一第一金屬件及一第二金屬件，該第一金屬件及第二金屬件的相反兩端是固設於該樁體中，且該第一金屬件與該第二金屬件是上下交錯疊置而概呈十字型，而且所述強化單元的第一金屬件與第二金屬件的方向相同且上下互相重疊，而使整體概呈十字型。
根據申請專利範圍第1項所述之預力基樁，其中，該樁體具有一與該容置空間相互連通的開口端，及一與該開口端相反且呈尖狀的封閉端。
根據申請專利範圍第1項所述之預力基樁，其中，該樁體具有二相反地與該容置空間相互連通的開口端。
根據申請專利範圍第1項所述之預力基樁，包含多數強化單元。
一種用以連接如申請專利範圍第1項所述之預力基樁的接樁方法，包含：(A)準備至少二預力基樁，並將多數上、下端皆無彎鉤的連接鋼筋置於其中一預力基樁之樁體的容置空間中；(B)將另一預力基樁的樁體與容置有所述上、下端皆無彎鉤的連接鋼筋之預力基樁的樁體相互疊合，使所述上、下端皆無彎鉤的連接鋼筋的兩端是穿置於相互疊合之樁體的容置空間中，並與所述預力基樁之強化單元的投影相互重疊；及(C)將混凝土灌入相互疊合之樁體的容置空間內，以結合所述預力基樁的強化單元及所述上、下端皆無彎鉤的連接鋼筋，而使所述上下疊合而無於外圍接合處設置箍圈板的預力基樁的樁體相連接。
一種用以連接如申請專利範圍第1項所述之預力基樁的樁頭處理方法，包含：(A)將一預力基樁的樁體置入土壤中，該樁體可以區分成一容置於土壤中的固定部，及一凸出土壤的樁頭部；(B)將多數下端無彎鉤的連接鋼筋由該樁體的樁頭部置入該樁體的容置空間中，所述下端無彎鉤的連接鋼筋可以區分成一容置於該容置空間且與該強化單元的投影相互重疊的第一連接段，及一凸出該樁頭部的第二連接段；及(C)將混凝土由該樁體的樁頭部灌入該樁體的容置空間中，以使所述下端無彎鉤的連接鋼筋的第一連接段與該強化單元相結合。