一种套筒连接装配式桩基及其施工方法技术

一种套筒连接装配式桩基，包括分块预制的若干节桩身、一个桩尖和一个桩帽，若干节桩身通过全灌浆套筒接桩装置和半灌浆套筒接桩装置首尾连接组成一个整体，半灌浆套筒接桩装置预埋在首节桩身的一端部，除末节外第二节及其以后的若干节桩身的一端预埋有全灌浆套筒接桩装置，另一端预留有纵向带肋钢筋；桩尖和桩帽分别安装在首节和末节桩身的端部，桩尖与首节桩身采用整体浇筑的方式连接，桩帽与末节桩身采用现场浇筑的方式连接；本发明专利技术还包括上述套筒连接装配式桩基的施工方法。本发明专利技术具有高承载能力和强耐久性，可使桥梁桩基实现轻型装配式施工，并可使桥梁、建筑工程或其他含有桩基的工程的施工质量更可靠、施工过程更快捷且更加环保。

Sleeve connection assembling pile foundation and construction method thereof

A sleeve-connected assembling pile foundation consists of a number of precast sections of the pile body, a pile tip and a pile cap, and a number of sections of the pile body are connected to form a whole by a fully grouted sleeve connection device and a semi-grouted sleeve connection device. The semi-grouted sleeve connection device is embedded at one end of the first section of the pile body, with the exception of the last section. One end of the section and several subsequent sections of the pile body is pre-embedded with a fully grouted sleeve connection device, and the other end is reserved with longitudinal ribbed steel bars. The invention also includes the construction method of sleeve connection and assembled pile foundation. The invention has high bearing capacity and strong durability, can realize light-weight assembly construction of bridge pile foundation, and can make the construction quality of bridge, construction engineering or other projects containing pile foundation more reliable, the construction process is faster and more environmentally friendly.

【技术实现步骤摘要】
一种套筒连接装配式桩基及其施工方法
本专利技术涉及一种桥梁支撑结构及其施工方法，具体涉及一种套筒连接装配式桩基及其施工方法。
技术介绍
目前的预应力混凝土管桩(PHC)以其强度高、成桩质量易检测、经济、便于施工现场快速拼装等特点，在我国建筑工程领域应用十分广泛。但管桩基础也有其缺点：(1)桩身截面面积较小，抗弯和抗剪性能较弱；(2)由于混凝土自重较大，单节桩长不宜过长，多接头的构造会降低其整桩的承载能力；(3)沉桩过程容易出现偏桩(接桩不对中)情况，导致桩身受弯开裂，甚至出现断桩；(4)采用了预应力钢筋施工工艺，使施工过程复杂；(5)接桩采用现场焊接，对现场环境和施工队伍的要求高，且接头处容易生锈，影响桩基的耐久性；(6)桩基抗震能力较差，主要适用于抗震设防烈度较低的地区。桩基础是桥梁工程中应用最多的基础形式。桥梁桩基础除了要承受上部结构重量、荷载(汽车荷载、人群荷载)和桩身自重等竖向荷载，还要承受顺桥向的行车制动力、温度作用、风力、地震力、土压力和动水压力等水平荷载，此外，桥梁工程自重在其全部重量中所占的比例较大，对桩基承载能力的要求大。可见桥梁桩基对其抗弯、抗剪承载能力、抗震性能以及构件整体性的要求要远大于一般建筑工程对桩基要求。因此，当前的PHC管桩基础尚不能满足桥梁结构对桩基的要求，限制了其在公路或铁路桥梁工程中应用。钢筋混凝土钻孔灌注桩基施工是目前桥梁工程应用最多的成桩形式，尽管钻孔灌注桩的施工工艺较成熟，但对于一般的中小跨径桥梁而言，采用现场钻孔并浇注混凝土的施工方案，往往导致施工周期长、施工人员劳动量大、质量难以保证和造成环境污染等问题，而装配式桩基拼装施工技术能较好的解决以上问题，符合我国装配式建筑发展的要求。钻孔灌注桩施工质量控制点多,控制面广,而且,施工质量控制过程模糊性大,很多质量控制点无法做到“眼见为实”,所以钻孔灌注桩的施工质量可控性的难度要远大于UHPC管桩。UHPC管桩的施工质量可控性远远大于钻孔灌注桩的施工质量可控性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种套筒连接装配式桩基及其施工方法,它具有高承载能力和强耐久性，可使桥梁桩基实现轻型装配式施工，并可使桥梁、建筑工程或其他含有桩基的工程的施工质量更可靠、施工过程更快捷且更加环保。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种套筒连接装配式桩基，包括分块预制的若干节桩身、一个桩尖和一个桩帽，所述若干节桩身通过全灌浆套筒接桩装置和半灌浆套筒接桩装置首尾连接组成一个整体，所述半灌浆套筒接桩装置预埋在首节桩身的一端部，所述全灌浆套筒接桩装置预埋在除末节外的第二节及其以后的若干节桩身的一端，第二节及其以后的若干节桩身的另一端预留有伸入到全灌浆套筒接桩装置和半灌浆套筒接桩装置内的纵向带肋钢筋；所述桩尖和桩帽分别安装在首节和末节桩身的端部，所述桩尖与首节桩身采用整体浇筑的方式连接，所述桩帽与末节桩身采用现场浇筑的方式连接；所述桩身、桩尖均由超高性能混凝土和钢筋笼浇筑而成；中间节段的所述桩身采用全灌浆套筒接桩装置连接，首节和第二节的所述桩基身采用半灌浆套筒接桩装置连接。桩身采用超高性能混凝土材料在工厂预制而成，利用超高性能混凝土材料(UHPC)的高强度、高韧性和超强的抗拉性能，UHPC桩身材料的抗拉强度为15MPa～40MPa、抗压强度150MPa～200MPa，其承载能力是传统管桩的5倍以上，UHPC桩身承载力一般可由桩身混凝土强度来控制，并可穿透较厚密实的砂层及黏土层，可解决管桩穿透密实砂层、粘土层问题，还可使管桩竖向抗压承载力得到充分发挥，在桩基础工程中更具明显的优势；取消了传统管桩的预应力钢束，采用普通带肋的纵向带肋钢筋代替，从而方便了采用灌浆套筒接桩装置来完成上节段桩身和下节段桩身之间的连接，桩身的连接面均为打磨平整的结构。作为上述技术方案的进一步改进：相邻两节所述桩身的连接处设有桩端板，桩端板上预留有若干个漏斗形的纵筋插入孔。进一步的，所述纵向带肋钢筋的直径不小于28mm，保证纵向带肋钢筋的直径较大，进而保证桩身的强度较高，利于提高桩身的抗弯承载能力。进一步的，所述纵向带肋钢筋的锚固长度不小于8倍的纵向带肋钢筋直径，保证伸入到全灌浆套筒接桩装置和半灌浆套筒接桩装置中的纵向带肋钢筋的长度较长，保证桩身连接处的可靠性和强度均较高。进一步的，所述钢筋笼包括普通螺旋箍筋和纵向设置的带肋钢筋，纵向设置的带肋钢筋沿桩身管壁环形排布，并与半灌浆套筒接桩装置进行机械式连接，与全灌浆套筒接桩装置进行无灌浆套接。进一步的，所述半灌浆套筒接桩装置包括半灌浆连接套筒、半灌浆套筒环状导管、机械连接件，所述半灌浆套筒环状导管设置在半灌浆连接套筒的端部，半灌浆连接套筒内灌充有UHPC灌浆料，所述机械连接件位于半灌浆连接套筒的一端；纵向带肋钢筋伸入到半灌浆连接套筒内；半灌浆连接套筒包括含有竖向导管的进出浆口半灌浆连接套筒和不含竖向导管的非进出浆口半灌浆连接套筒，一个所述进出浆口半灌浆连接套筒与若干个非进出浆口半灌浆连接套筒交叉设置，所述竖向导管的一端伸入到进出浆口半灌浆连接套筒内，另一端分别伸出进出浆口半灌浆连接套筒，所述竖向导管的插入端与半灌浆套筒环状导管所在位置不在同一端。进一步的，所述全灌浆套筒接桩装置包括全灌浆连接套筒和全灌浆套筒环状导管，所述全灌浆套筒环状导管设置在全灌浆连接套筒的端部，全灌浆连接套筒内灌充有UHPC灌浆料，所述纵向带肋钢筋伸入到全灌浆连接套筒内；所述全灌浆连接套筒包括含有竖向导管的进出浆口全灌浆连接套筒和不含竖向导管的非进出浆口全灌浆连接套筒，一个所述进出浆口全灌浆连接套筒与若干个非进出浆口全灌浆连接套筒交叉设置；所述竖向导管的一端伸入到进出浆口全灌浆连接套筒内，另一端伸出进出浆口全灌浆连接套筒，所述竖向导管的插入端与全灌浆套筒环状导管所在位置不在同一端。全灌浆套筒接桩装置和半灌浆套筒接桩装置内的各个灌浆连接套筒的钢管筒体为内带肋式无缝钢管；全灌浆套筒接桩装置和半灌浆套筒接桩装置内没有专门的溢浆管，而是以竖向导管作为溢浆口，灌浆完成以后，以导管处溢浆为标志停止灌浆，与桩身等长的竖向导管和钢筋一起预埋在桩身，桩基拼接时通过纵筋导管插入孔随钢筋插入全灌浆套筒接桩装置和/或半灌浆套筒接桩装置中的进出浆口灌浆连接套筒内，待所有桩基打到设计位置之后从进浆口的竖向导管处开始灌浆，待出浆口的竖向导管处溢浆则停止灌浆,能更大的提高灌浆的密实度。一种套筒连接装配式桩基的施工方法，采用上述的套筒连接装配式桩基，具体操作包括以下步骤：a：沉桩：预制好的桩身运抵现场，在已定位好的桩基中心位置，通过打桩机施工垂直向下的压力，使桩基下沉后，并使首节桩身和桩尖沉桩到位；b：接桩：将第二节桩身垂直吊至首节桩身的上方并缓慢下降，通过将第二节桩身预留的纵向带肋钢筋插入到首节桩身预埋的半灌浆套筒接桩装置内，完成首节桩身与第二节桩身的连接，待第二节桩身打入设计位置时将第三节桩身预留的纵向带肋钢筋插入到第二节桩身预埋的全灌浆套筒接桩装置内，中间节及末节的所有桩身连接方式与第二节桩身的接桩方式相同，完成所有桩身的连接，再用打桩机打入相应的设计位置；c：灌浆：向全灌浆套筒接桩装置和半灌浆套筒接桩装置内灌入UHPC灌浆料；d：桩帽现浇：桩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种套筒连接装配式桩基，其特征在于：包括分块预制的若干节桩身(1)、一个桩尖(2)和一个桩帽(3)，所述若干节桩身(1)通过全灌浆套筒接桩装置(4)和半灌浆套筒接桩装置(5)首尾连接组成一个整体，所述半灌浆套筒接桩装置(5)预埋在首节桩身(1)的一端部，所述全灌浆套筒接桩装置(4)预埋在除末节外第二节及其以后的若干节桩身(1)的一端，第二节及其以后的若干节桩身(1)的另一端预留有伸入到全灌浆套筒接桩装置(4)和半灌浆套筒接桩装置(5)内的纵向带肋钢筋(6)；所述桩尖(2)和桩帽(3)分别安装在首节和末节桩身(1)的端部，所述桩尖(2)与首节桩身(1)采用整体浇筑的方式连接，所述桩帽(3)与末节桩身(1)采用现场浇筑的方式连接；所述桩身(1)、桩尖(2)均由超高性能混凝土和钢筋笼(7)浇筑而成；中间节段的所述桩身(1)采用全灌浆套筒接桩装置(4)连接，首节和第二节的所述桩身(1)采用半灌浆套筒接桩装置(5)连接。

【技术特征摘要】
1.一种套筒连接装配式桩基，其特征在于：包括分块预制的若干节桩身(1)、一个桩尖(2)和一个桩帽(3)，所述若干节桩身(1)通过全灌浆套筒接桩装置(4)和半灌浆套筒接桩装置(5)首尾连接组成一个整体，所述半灌浆套筒接桩装置(5)预埋在首节桩身(1)的一端部，所述全灌浆套筒接桩装置(4)预埋在除末节外第二节及其以后的若干节桩身(1)的一端，第二节及其以后的若干节桩身(1)的另一端预留有伸入到全灌浆套筒接桩装置(4)和半灌浆套筒接桩装置(5)内的纵向带肋钢筋(6)；所述桩尖(2)和桩帽(3)分别安装在首节和末节桩身(1)的端部，所述桩尖(2)与首节桩身(1)采用整体浇筑的方式连接，所述桩帽(3)与末节桩身(1)采用现场浇筑的方式连接；所述桩身(1)、桩尖(2)均由超高性能混凝土和钢筋笼(7)浇筑而成；中间节段的所述桩身(1)采用全灌浆套筒接桩装置(4)连接，首节和第二节的所述桩身(1)采用半灌浆套筒接桩装置(5)连接。2.根据权利要求1所述的套筒连接装配式桩基，其特征在于：相邻两节所述桩身(1)的连接处设有桩端板(8)，桩端板(8)上预留有若干个漏斗形的纵筋插入孔(81)。3.根据权利要求1所述的套筒连接装配式桩基，其特征在于：所述钢筋笼(7)包括普通螺旋箍筋和纵向设置的带肋钢筋，纵向设置的带肋钢筋沿桩身(1)管壁环形排布，并与半灌浆套筒接桩装置(5)进行机械式连接，与全灌浆套筒接桩装置(4)进行无灌浆套接。4.根据权利要求1所述的套筒连接装配式桩基，其特征在于：所述半灌浆套筒接桩装置(5)包括半灌浆连接套筒(51)、半灌浆套筒环状导管(52)、机械连接件(53)，所述半灌浆套筒环状导管(52)设置在半灌浆连接套筒(51)的端部，半灌浆连接套筒(51)内灌充有UHPC灌浆料(9)，所述机械连接件(53)位于半灌浆连接套筒(51)的一端；纵向带肋钢筋(6)伸入到半灌浆连接套筒(51)内；半灌浆连接套筒(51)包括含有竖向导管(10)的进出浆口半灌浆连接套筒(511)和不含竖向导管(10)的非进出浆口半灌浆连接套筒(512)，一个所述进出浆口半灌浆连接套筒(511)与若干个非进出浆口半灌浆连接套筒(512)交叉设置，所述竖向导管(10)的一端伸入到进出浆口半灌浆连接套筒(511)内，另一端分别伸出进出浆口半灌浆连接套筒(511)，所述竖向导管(10)的插入端与半灌浆套筒环状导管(52)所在位置不在同一端。5.根据权利要求1所述的套筒连接装配式桩基，其特征在于：所述全灌浆套筒接桩装置(4)包括全灌浆连接套筒(41)和全灌浆套筒环状导管(42)，所述全灌浆套筒环状导管(42)设置在全灌浆连接套筒(41)的端部，全灌浆连接套筒(41)内灌充有UHPC灌浆料(9)，所述纵向带肋钢筋(6)伸入到全灌浆连接套筒(41)内；所述全灌浆连接套筒(41)包括含有竖向导管(10)的进出浆口全灌浆连接套筒(411)和不含竖向导管(10)的非进出浆口全灌浆连接套筒(412)，一个所述进出浆口全灌浆连接套筒(411)与若干个非进出浆口全灌浆连接套筒(412)交叉设置；所述竖向导管(10)的一端伸入到进出浆口全灌浆连接套筒(411)内，另一端伸出进出浆口全灌浆连接套筒(411)，所述竖向导管(10)的插入端与全灌浆套筒环状导管(42)所在位置不在同一端。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文朋，彭俊杰，龙士国，许福，张旭辉，彭巧威，成可心，刘泽源，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43