一种预制桩帽制造技术

本实用新型专利技术涉及一种预制桩帽，目的是提供一种施工速度快、布筋合理的帽桩。实现本实用新型专利技术目的技术方案是：一种预制桩帽，所述桩帽主体为钢筋混凝土预制圆形桩，所述钢筋混凝土预制圆形桩配筋采用环向钢筋和径向钢筋布筋。本实用新型专利技术采用钢筋混凝土预制圆形桩，在满足工程要求的前提下，减少了桩帽的水泥和钢筋用量，同时使桩帽具有足够的抗裂能力，保证了管桩良好的使用功能。

【技术实现步骤摘要】


本技术涉及复合地基处理工程


技术介绍

预应力管桩桩体具有工厂化生产，质量可靠，耐久性好，强度高，单桩承载力高，单位承载力价格便宜，耐施打、穿透能力强、施工快速，工期短，施工现场简洁文明和沉桩质量易于控制等优点，同时可以采用较大的桩距(故称为疏桩),能降低地基处理的总费用。因此，预应力管桩复合地基在深厚软土路基中的应用越来越多。
预应力管桩桩顶配置桩帽，能明显增大桩体与垫层或路堤填土的接触面积，一方面可以充分利用管桩的承载能力，提高复合地基的控沉能力；同时还可以对桩顶集中力起到均化作用，减少因桩土刚度差异大而造成的桩顶对路基的上刺入量。目前常用的桩帽为表面为正方形的柱体，尺寸为1.5m×1.5m×0.4m，内部配置纵横配筋，如图1所示。
管桩桩帽目前一般采用现浇工艺，预制工艺几乎未见。现浇工艺主要工序如下：(1)整平桩头位置并按帽设计尺寸立模。(2)按照设计要求绑扎钢筋和钢筋笼，浇注混凝土并养护。
借鉴其他刚性桩桩帽实施情况，桩帽存在现浇与预制两种方案，对比如下：
从制帽工艺和养护条件看，两种工艺成帽后桩帽本身的强度没有明显差异，整体上看预制桩帽强度优于现浇桩帽，且模型制作简易。
从工期上看，现浇桩帽需在去桩头工序完成后才能进行，比预制桩帽多一个养护时间，一般在7d以上。
桩帽顶面所受来自于路堤填土的荷载和桩帽底面所受的桩身对其的支承力是桩帽受力的最主要部分，该荷载和支承力的平衡是桩帽受力计算和设计的基础。桩帽承载性能由受弯承载力控制，其受弯主裂缝在桩帽顶面大致沿直径方向发展，在桩帽侧面呈上宽下窄，并向下延伸。
现有研究成果表明，随着桩帽尺寸的增大，桩帽的应力集中程度减弱，在1.5m桩帽尺寸下，桩体荷载分担比已经几乎没有变化。在工程应用上桩帽的尺寸通常在0.9m～1.5m之间为宜。
专利技术目的为解决现浇桩帽养护时间长，受力不合理、影响管桩施工速度这一技术问题，本专利技术意在提供一种预制管桩桩帽，该桩帽施工速度快，根据受力特点改为圆形，并重新配筋，在满足工程要求的前提下，减少桩帽的水泥和钢筋用量，同时使桩帽具有足够的抗裂能力，保证管桩良好的使用功能。
实现本技术目的的技术方案是：一种预制桩帽，所述桩帽主体为钢筋混凝土预制圆形桩，所述钢筋混凝土预制圆形桩配筋采用环向钢筋和径向钢筋布筋。
上述技术方案中，采用预制工艺可以明显减少桩帽的养护时间，提高管桩施工速度，并能更有效保证桩帽质量。
采用圆形桩帽形式：根据现有研究资料，在1.5m桩帽尺寸下，桩体荷载分担比已经几乎没有变化。在工程应用上桩帽的尺寸通常在0.9m～1.5m之间为宜。采用方形桩帽，桩帽对角位置范围对分担荷载作用微乎其微，采用圆形桩帽形式，不但可以满足工程需要，还能有效减少水泥和钢筋用量，提高管桩经济性。
上述技术方案中，根据桩帽受力特点及破坏形式，将常见的纵横向布筋形式改为环向钢筋和径向钢筋布筋形式，钢筋在交叉点处采用焊接。该形式受力更为合理。
作为本技术的进一步改进，所述桩主体帽中部设有贯通式阶梯孔，所述该贯通式阶梯孔分为上下两个台阶，下台阶的孔径大于上台阶的孔径。其主要作用：（1）作为连接管桩桩身和桩帽的通道；（2）底部阶梯分担桩身对桩帽的上刺作用。
作为本技术的进一步改进，所述桩帽还设有连接件，用于连接桩身和桩帽，所述连接件的上部设置在所述贯通式阶梯孔中。所述连接件由木塞、钢筋笼和现浇混凝土构成。
作为本技术的进一步改进，在桩帽顶部均匀布有吊环，该吊环便于运输和安装。
本技术的预制桩帽具有施工过程比较好控制、抗裂效果较好、使用寿命较长、经济成本较低、适合广泛推广和使用等特点。
根据现有研究成果，采用直径1.5m的圆形桩帽取代目前常用的1.5m×1.5m方形桩帽,不但可以满足工程需要，还能有效减少桩帽水泥和钢筋用量，从而降低管桩造价，同时采用预制方案代替现浇方案，明显减少养护时间，提高管桩施工速度。
同时，根据桩帽主要受力为顶面路堤填土的荷载和底部桩身的支承力以及桩帽承载性能由受弯承载力控制等特点，将桩帽受力简化为：桩帽顶部受均布荷载作用，底部轴心受集中荷载作用。在此基础上，针对目前钢筋布设存在的受力不合理性，对桩帽钢筋布设进行优化。将常见的纵横向布筋形式改为环向钢筋和径向钢筋布筋形式，该形式受力更为合理。
附图说明
图1为现有的桩帽及内部配筋结构示意图；
图2为本技术实施例1桩帽纵向剖视图；
图3为本技术实施例1桩帽配筋结构示意图；
图4为本技术实施例1阶梯孔示意图；
图5为本技术实施例1阶梯孔纵向剖视图；
图6为本技术实施例1吊环安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。
实施例1
如图2所示，一种预制桩帽100，桩帽主体为钢筋混凝土预制圆形桩帽1，钢筋混凝土预制圆形桩的配筋2采用环向和径向配筋，中部设有贯通式阶梯孔3，桩帽100还设有连接件4，用于连接桩身和桩帽1，连接件4的上部设置在贯通式阶梯孔中3，在桩帽顶部均匀布有吊环5。
如图3所示的圆形桩帽1：根据现有研究资料，在1.5m桩帽尺寸下，桩体荷载分担比已经几乎没有变化。在工程应用上桩帽的尺寸通常在0.9m～1.5m之间为宜。采用方形桩帽，桩帽对角位置范围对分担荷载作用微乎其微，采用圆形桩帽形式，不但可以满足工程需要，还能有效减少水泥和钢筋用量，提高管桩经济性。对比常见的1.5m×1.5m×0.4m的方形桩帽，直径1.5m×厚0.4m的圆形桩帽可以减少21.1%水泥用量，28.3%的钢筋用量，单个桩帽可以节约25.9%的造价。
如图4所示，配筋2采用环向和径向配筋：根据桩帽受力特点及破坏形式，将常见的纵横向布筋形式改为环向钢筋21和径向钢筋布筋22形式，钢筋在交叉点处采用焊接。该形式受力更为合理。
如图5所示，在圆形桩1中部设有贯通式阶梯孔3：桩帽预制时，在其中部开设贯通式阶梯孔，其中阶梯孔范围内，预制阶段不浇筑混凝土，钢筋正常绑扎焊接。该贯通式阶梯孔6分为上下两个阶梯。底部阶梯断面为0.41m×0.05m，顶部阶梯断面为0.20m×0.35m（断面形式如下图5所示）。其主要作用：（1）作为连接管桩桩身和桩帽的通道；（2）底部阶梯分担桩身对桩帽的上刺作用。
如图1所示，桩帽100还设有连接件4：桩身和桩帽均为预制结构，需要通过连接件4将两者链接为整体，连接件4主要由木塞41、钢筋笼42、现浇混凝土43构成。具体实施步骤如下：桩身施工完毕后，将木塞塞入桩身空心内，击打至指定深度，植入钢筋笼。将预制桩帽对中桩身中心放入，将钢筋笼上的钢筋与桩帽上的钢筋进行绑扎连接后，对贯通式阶梯孔内现浇C30混凝土并养护。即完成桩身和桩帽的连接。
如图6所示，桩帽100还设有便于安装和运输的吊环5：预制桩帽较重，需采用小型吊装机械或人工吊装机具完成桩帽安装工作，因此在桩帽顶部均匀布设3个吊环5，该吊环便于安装，也便于运输时节约空间。吊环5由相互嵌套的环6和钩7组成，通过钩7连接在径向钢筋和环向钢筋的交叉点9处。
本技术通过采用新型桩帽，在满足工程要求的前提下，能明显减少桩帽的水泥和钢筋用量，同时使桩帽具有足够的抗裂能力，保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预制桩帽，其特征是，所述桩帽主体为钢筋混凝土预制圆形桩(1)，所述钢筋混凝土预制圆形桩的配筋（2）采用环向钢筋（21）和径向钢筋（22）布筋。

【技术特征摘要】
1.一种预制桩帽，其特征是，所述桩帽主体为钢筋混凝土预制圆形桩(1)，所述钢筋混凝土预制圆形桩的配筋（2）采用环向钢筋（21）和径向钢筋（22）布筋。
2.根据权利要求1所述的预制桩帽，其特征是，所述桩帽主体中部设有贯通式阶梯孔(3)，所述该贯通式阶梯孔（3）分为上下两个台阶，下台阶的孔径大于上台阶的孔径。
3.根据权利要求2所述的预制桩帽，其特征是，所述桩帽还设有连接件（4），...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂圣武，陈红斌，魏文凯，曹建建，曹文涛，
申请(专利权)人：苏交科集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32