预制桩在地面下的桩顶结构其制作方法及专用送桩器

摘要

本发明提供一种预制桩在地面下的桩顶结构，预制桩包括有预制桩桩身和与桩身连接的预制桩头，在桩身的顶上设有预留钢筋锚固长度的甩筋，甩筋为竖直形状；在与桩身连接的预制桩头内设有另外两种折弯的甩筋。还提供一种制作预制桩在地面下的桩顶结构的试验方法及专用送桩器。本发明的效果是达到解决了桩顶在地面下预制桩保护桩段和配合试验桩段常规作法的缺陷，节省预制桩保护桩段制作和破除费用50％以上；节省配合试验桩段的制作和破除费用85％以上；可以直接测试出桩的实际极限承载力，减少估算设计高程以上摩阻力的误差，提高了检测精度，节省设计高程以上桩的制作和破除费用，总费用在测试质量和精度提高的前提下可以节省50％以上。

说明书

技术领域

本发明涉及土建工程中作基础的预制桩，特别是预制桩在地面下的桩顶结构的制作方法及专用送桩器。

背景技术

预制桩是一种常用桩型，主要用作建筑物或构筑物的抗压、抗拔或抗水平力等。因工艺或功能需要，在施工时多数桩的桩顶均在场地高程的地面以下，有些项目因建筑物有地下室，桩顶埋深有时超过10米，因构造要求，预制桩中的受力主钢筋需与上部结构有一定的锚固长度，一般要求为35d，d为受力主钢筋的直径，受力主钢筋不允许同水平面焊接，所以现预制桩存在如下缺陷：

1、如制作时将锚固钢筋高出混凝土，则常规施工送桩器无法施工，减少送桩器截面则易损坏桩头。为保护锚固钢筋，制作时工程通用的方式是在设计桩长的基础上增加制作超过锚固长度保护桩头，待基坑开挖至设计高程时，再把多余的混凝土剔除后清理出钢筋锚入基础混凝土，这样造成施工的不便，同时造成很大的浪费。

2、按国家规范规定，建筑物桩承载力需进行静荷载试验，因工期和安全需要，一般桩顶在地面高程以下的预制桩在基坑底施工和试验均不可能。所以试验桩的常规方法是施工时桩底高程按设计要求，在预制桩桩身作抗压和抗拔承载力检测试验过程中，为保证试桩安全实施，试验时桩顶均在地面高程以上0.5米。通常作法为在施工过程中加长制作常规预制桩，测试设计预制桩桩身和常规加长制作的预制桩的总极限承载力，在整理检测结果时需根据勘察规范经验参数估算法扣除估算的常规加长制作的预制桩与桩周土的摩阻力后间接得出预制桩桩身的承载力。这样致使试桩参数和实际受力状态不符，上部超过设计高程的承载力只能按经验参数法估算后扣除。当桩埋深较深时，估算值和实际受力相差较大，静载试验失去了原位试验的目的。而且实际工程施工时，试桩高出设计高程的部分需破除并当作建筑垃圾运出，浪费极大。

所以，有必要针对如上问题从预制桩的结构、施工和试验方法方面进行改进，以克服上述的缺陷。

发明内容

为解决上述技术中存在的问题，针对现有预制桩结构、施工和试验方法的不足，本发明的目的是提供一种预制桩在地面下的桩顶结构其制作方法及专用送桩器，以利于达到提高功效、提高质量、避免浪费的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种预制桩在地面下的桩顶结构，所述预制桩包括有预制桩桩身和与桩身连接的预制桩头，其中：在所述桩身1的顶上设有预留钢筋锚固长度的甩筋3，所述甩筋3为竖直形状；在所述与桩身连接的预制桩头内设有甩筋，所述甩筋为弯曲为与所述预制桩竖直方向呈直角的两折弯的甩筋6或与所述预制桩竖直方向呈锐角的甩筋7的一折弯。

还提供一种制作预制桩在地面下的桩顶结构的方法，该方法包括有以下步骤：

在预制桩桩身1制作过程中预留钢筋锚固长度的甩筋3，将所述竖直形状的甩筋3插入送桩器4的底座预留孔5内，将预制桩桩身1送至设计高程，避免施工中破除预制桩头

在使用送桩器4不便的情况下，在制作预制桩时将桩顶预留钢筋锚固长度的甩筋弯曲呈与所述预制桩竖直方向呈直角的两折弯的甩筋6或与所述预制桩竖直方向呈锐角的的甩筋7一折弯的形状，采用常规送桩器11将桩身1送至设计高程，减少混凝土剔凿量，开挖基槽后再取直甩筋6和甩筋7弯曲钢筋，锚入基础混凝土；

对送至设计高程的预制桩桩身1做竖向抗压和抗拔承载力检测试验，首先将预制桩桩身1的顶端钢板与送桩器4的底座连接，因送桩器4截面比桩身1的截面小，施工中在送桩器4和周边土12之间形成空余区域，在其空余区域注满非胶凝减摩液9，减少送桩器4和周边土12的摩阻力；在做预制桩桩身1竖向抗压承载力检测试验时，将最终极限荷载减去送桩器4和非胶凝减摩液9的自重即为预制桩桩身1的极限抗压承载力；

在做预制桩桩身1抗拔承载力检测试验前，在施工时在甩筋3上与试验用抗拉钢筋10焊接，试验用抗拉钢筋10需满足试验受力和伸长率的要求，测试送桩器4的变形，因送桩器有足够的刚度故可得出桩身1的变形，按规范计算方法可得出极限抗拔承载力后减去送桩器4和非胶凝减摩液9的自重即可得出预制桩桩身1的极限抗拔承载力，开挖时回收送桩器4；

在不使用送桩器4而用常规预制桩8检测试验时，采用在桩身1上加长制作常规预制桩8，将桩身1预埋件和常规预制桩8的预埋件焊接，在做预制桩桩身1的竖向抗压承载力检测试验时，将最终极限承载力减去常规加长制作预制桩8的自重，并减去通过勘察规范的经验参数法估算的常规加长制作预制桩8和桩周土的极限摩阻力，而间接得到预制桩桩身1的极限抗压承载力；在做预制桩桩身1抗拔承载力检测试验时，对常规加长制作预制桩8进行拉拔试验，测试常规加长制作预制桩8的变形，按规范计算方法可得出极限抗拔承载力后减去常规预制桩8的自重，并减去通过经验参数估算法估算的常规预制桩8和桩周土的极限摩阻力，而间接得到预制桩桩身1的极限抗压承载力。

所述送桩器的外径比预制桩桩身的截面外径小100—200mm。

还提供一种制作所述预制桩在地面下的桩顶结构方法中的专用送桩器，其中：所述送桩器4包括有桩体和连接在桩体下部的底座，在所述底座上设有多个预留孔5。

所述送桩器桩体的截面为中空的方形或圆形，该中空内填充有混凝土。

本发明的效果是使用该预制桩达到了解决桩顶在地面下预制桩保护桩段和配合试验桩段常规作法的缺陷，在制作过程中通过锚固钢筋的弯曲和变形，可以使预制桩保护桩头制作和破除工作量减少50％以上；在施工过程中通过送桩器的改造，可以直接将预留全长的锚固钢筋的预制桩送至设计高程，节省了锚固段混凝土的浇注和破碎费用，约节省保护桩头混凝土制作和破除费用的85％以上；在桩的试验过程中，通过施工过程中的送桩器改造，对于抗压桩采用有足够强度的送桩器替代桩身，对于抗拔桩用预留钢筋作受拉钢筋，用送桩器作变形检测测试点，这样可以直接测试出桩的实际极限承载力，减少估算设计高程以上加长制作桩身的摩阻力的误差，节省设计高程以上桩的制作和破除费用，对大部分桩可以减少一次接桩接头，送桩器可以循环利用，总费用在测试质量和精度提高的前提下可以节省50％以上。提高预制桩制作、施工和试验的功效并利于施工和测试的质量保证，提高了检测精度，同时避免浪费，节省投资。

附图说明

图1为常规预制方桩结构示意图；

图2为本发明的在预制桩制作过程中预留出的锚固钢筋示意图；

图3为本发明的送桩器结构示意图；

图4为使用常规送桩器时本发明的锚固钢筋两折段结构示意图；

图5为使用常规送桩器时本发明的锚固钢筋一折段结构示意图；

图6为本发明的常规加长制作桩身的预制桩结构示意图；

图7为本发明作桩身抗压承载力试验示意图；

图8为本发明作桩身抗拔承载力试验示意图。

图中：

1、预制方桩桩身        2、预制桩头         3，6，7、甩筋

4、专用送桩器     5、预留钢筋孔      8、常规加长制作预制桩

9、非胶凝减摩液       10、试验用抗拔钢筋      11、常规送桩器

12、桩周土

具体实施方式

结合附图及实施方式对本发明的预制桩在地面下的桩顶结构其制作方法及专用送桩器加以说明。

本发明的预制桩在地面下的桩顶结构，所述预制桩包括有预制桩桩身和与桩身连接的预制桩头，在所述桩身1的顶上设有预留钢筋锚固长度的甩筋3，所述甩筋3为竖直形状；在所述与桩身连接的预制桩头内设有甩筋，所述甩筋为弯曲为与所述预制桩竖直方向呈直角的两折弯的甩筋6或与所述预制桩竖直方向呈锐角的甩筋7的一折弯。

制作所述预制桩在地面下的桩顶结构方法中的专用送桩器，所述送桩器4包括有桩体和连接在桩体下部的底座，在所述底座上设有多个预留孔5。

制作上述预制桩在地面下的桩顶结构的方法按以下步骤操作：

在预制桩桩身1制作过程中预留钢筋锚固长度的甩筋3，将所述竖直形状的甩筋3插入送桩器4的底座预留孔5内，将预制桩桩身1送至设计高程，避免施工中破除预制桩头；

在使用送桩器4不便的情况下，需使用常规送桩器11时，将桩顶预留钢筋锚固长度的甩筋6和甩筋7分别弯曲呈与所述预制桩竖直方向呈直角的两折弯或与所述预制桩竖直方向呈锐角的一折弯的形状，采用常规送桩器11将桩身1送至设计高程，减少桩头混凝土的剔凿量，开挖基槽后再取直甩筋6和甩筋7弯曲钢筋，锚入基础混凝土；

对送至设计高程的预制桩桩身1作竖向抗压和抗拔承载力检测试验，首先将预制桩桩身1的顶端钢板与送桩器4的底座连接，因送桩器4截面比桩身1的截面小，施工中在送桩器4和周边土12形成空余区域，在其空余区域注满非胶凝减摩液9，减少送桩器4和周边土12的摩阻力；在作预制桩桩身1竖向抗压承载力检测试验时，将最终极限荷载减去送桩器4和非胶凝减摩液9的自重即为预制桩桩身1的极限抗压承载力；

在做预制桩桩身抗拔承载力检测试验前，在施工时在甩筋3上与试验用抗拉钢筋10焊接，试验用抗拉钢筋10需满足试验受力和伸长率的要求，测试送桩器4的变形，因送桩器有足够的刚度故可得出桩身1的变形，按规范计算方法可得出极限抗拔承载力后减去送桩器4和非胶凝减摩液9的自重即可得出预制桩桩身1的极限抗拔承载力开挖时，回收送桩器4；

在不使用送桩器4而用常规加长制作预制桩8检测试验时，采用在桩身1上加长制作常规预制桩8，将桩身1预埋件和常规加长制作预制桩8的预埋件焊接，在做预制桩桩身1竖向抗压承载力检测试验时，将最终极限承载力减去常规加长制作预制桩8的自重，并减去通过勘察规范的经验参数法估算的常规加长制作预制桩8和桩周土12的极限摩阻力，而间接得到预制桩桩身1的极限抗压承载力；在做预制桩桩身1抗拔承载力检测试验时，对常规加长制作预制桩8进行拉拔试验，测试常规预制桩8的变形，按规范计算方法可得出极限抗拔承载力后减去常规预制桩8的自重，并减去通过经验的方式估算的常规预制桩8和桩周土12的极限摩阻力，而间接得到预制桩桩身1的极限抗压承载力。

所述专用送桩器4的外径比预制桩桩身1的截面外径小100—200mm，所述送桩器包括有桩体和连接在桩体下部的底座，在所述底座上设有多个预留孔5。所述专用送桩器4桩体的截面为中空的方形或圆形，该中空内填充有混凝土。

本发明在地面下的桩顶结构的预制桩及其制作方法是这样实现的：

如图1所示，一般常用预制桩，不论是方桩或圆桩，其预制桩桩身1的桩头需预留500～800mm甩筋及预制桩头2，此部分不计入有效预制方桩或圆桩的桩长内，待开槽时需剔除预制桩头2，将锚固钢筋露出用于连接基础；如图2所示，本发明在预制桩制作过程中预留出甩筋3，不设预制桩头。本发明在地面下的桩顶结构的预制桩如图4、5所示，为了减少预制桩头的长度，减少浪费，将预留锚固筋提前折弯，图4为预留出锚固钢筋长度的甩筋6两段折弯，图5为预留出锚固钢筋长度的甩筋7一折弯，这样使得预制桩头2可缩短到150～250mm，预制桩头2可以节省50％以上的工作量，采用常规送桩器11将桩身送至设计高程。

如图3所示，所述专用送桩器4的外径比预制桩桩身1的截面外径小100—200mm，专用送桩器包括有桩体和连接在桩体下部的底座，在所述底座上设有多个预留孔5。专用送桩器4桩体的截面为中空的方形或圆形，该中空内填充有混凝土，截面预留孔5使预制方或圆桩桩头预留的锚固钢筋长度的甩筋3穿过，以便于施工。

如图6所示，常规打桩需要将预制桩送至设计标高时，常采用加长制作的预制桩8作施工送桩和试验测试点位。

图7、8为预制桩的抗压、抗拉试验示意图，预制桩的承载力需进行载荷试验，即抗压或抗拔试验，通常是将桩顶以上到地坪位置接一短桩，此承载力包括该短桩的侧摩力，在核算时需折减。为了真实反应设计所采用的预制桩承载力将上部短桩换成专用送桩器4与桩连接，通常采用送桩器底部钢板和桩身1顶部预埋钢板焊接，专用送桩器4的周边灌注非胶凝减摩液9，抗压试验直接对送桩器施压，若进行抗拔试验，需将预制桩桩顶的甩筋和抗拔试验用钢筋10连接作为试验受力体系进行试验，以上两种试验进行完毕后，待开槽后可以将专用送桩器4回收再次利用。