预制桩与预制承台的水下连接结构及其施工方法

摘要

本发明公开了一种预制桩与预制承台的水下连接结构及其施工方法，所述预制承台固定连接在预制桩的顶端，预制桩的顶端具有桩头，所述桩头的直径小于桩头以下的预制桩直径，所述预制承台上设有与桩头连接的通孔，所述通孔的直径大于桩头的直径，但小于桩头以下的预制桩直径，通过水下灌注混凝土的方式向通孔与桩头之间灌注混凝土，使预制桩与预制承台固定连接在一起。

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下桩基结构,还涉及这种水下桩基结构的施工方法。

背景技术

在桥梁、港口、码头、水利工程等基础工程中，承台桩基础是常用的基础形式。当施工期间承台位于水面以下时，一般采用围堰法施工，但围堰施工的成本高、周期长、技术难度大、还可能会影响通航。目前，预制拼装结构已经越来越广泛地使用，如果承台桩基础采用预制结构，现场拼装，则可免去围堰施工工序，大大降低施工成本并缩短工期。预制拼装的承台桩基础，关键节点在于如何处理桩与承台的水下连接节点，但在现有技术中，预制桩与预制承台的水下连接结构还不尽合理，存在着施工难度大、可靠性低的缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种便于快速施工、效果可靠的预制桩与预制承台的水下连接结构，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种预制桩与预制承台的水下连接结构，所述预制承台固定连接在预制桩的顶端，预制桩的顶端具有桩头，所述桩头的直径小于桩头以下的预制桩直径，所述预制承台上设有与桩头连接的通孔，所述通孔的直径大于桩头的直径，但小于桩头以下的预制桩直径，所述通孔与桩头之间通过水下灌注混凝土固定连接在一起。

优选地，所述预制桩为混凝土方桩、混凝土圆桩或混凝土管桩。

优选地，所述预制桩上设有与桩头相邻接的膨大部，膨大部位于桩头以下，所述预制承台上通孔的直径小于膨大部的直径。

优选地，在桩头以下的预制桩直径是相同的。

优选地，所述预制桩为实心混凝土桩，构成所述预制桩的混凝土内预埋有钢筋、钢筋束或钢管，所述钢筋、钢筋束或钢管从预制桩的顶端露出并形成所述桩头。

优选地，所述桩头上还设有抗剪键。

本发明要解决的另一个技术问题是提供上述连接结构的施工方法。

该方法包括以下步骤：

A、首先将预制桩在水下安装到位；

B、然后将预制承台吊装到预制桩顶端，使预制承台上的通孔与桩头相配合，且在桩头与通孔内壁之间形成环形空腔；

C、通过水下灌注混凝土工艺向桩头与通孔内壁之间的环形空腔内灌注混凝土，将预制桩和预制承台连接固定。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果。

本发明对预制桩与预制承台水下连接节点的结构进行了合理地设计，在预制桩的桩头与预制承台的通孔内壁之间形成环形空腔，并通过向该环形空腔内水下灌注混凝土的方式，使预制桩和预制承台连接固定。这种水下连接方式构造简单、施工方便、费用低廉、连接质量可靠，并能大大缩短施工周期，有着巨大的经济效益和重要的现实意义。

附图说明

图1是本发明预制桩与预制承台的水下连接结构第一种实施方式的立面示意图。

图2是本发明预制桩与预制承台的水下连接结构第二种实施方式的立面示意图。

图3是本发明预制桩与预制承台的水下连接结构第三种实施方式的立面示意图。

图4是本发明预制桩与预制承台的水下连接结构的平面俯视图。

图中：

1、预制承台2、预制桩3、水下灌注混凝土

11、通孔 21、桩头 22、膨大部

23、钢筋、钢筋束或钢管

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在 本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，为本发明的第一种实施方式，该预制桩与预制承台的水下连接结构包括预制承台1和多根预制桩2，预制桩2的顶端具有桩头21，桩头21的直径小于桩头以下的预制桩2的直径，桩头21以下的预制桩2直径都是相同的。在预制承台1上设有与桩头21相连接的通孔11，通孔11的直径大于桩头21的直径，但小于桩头以下的预制桩2直径，因此，预制承台1可以座落在预制桩2的顶端，并且在预制桩的桩头21与预制承台1的通孔内壁之间形成环形空腔(如图4所示)，通过水下灌注混凝土的方式向该环形空腔内灌注混凝土3，使预制承台1和预制桩2固定连接在一起。预制桩2一方面可以起到支撑预制承台1的作用，另一方面可以兼作水下灌注混凝土的底模。上述预制桩2可以为混凝土方桩、混凝土圆桩或混凝土管桩等，对于方桩而言，上述直径应当被理解为方形截面的外接圆直径。

如图2所示，为本发明的第二种实施方式，与第一种实施方式不同的是，桩头21以下的预制桩2的直径并不是均等的。在预制桩2上设有与桩头21相邻接的膨大部22，膨大部22位于桩头21以下，且膨大部22的直径大于预制桩2其它部位的直径，而预制承台上通孔11的直径小于膨大部22的直径。这样，膨大部22可以支撑预制承台1，并兼作水下灌注混凝土的底模。至于膨大部22以下的预制桩2的直径，可以与桩头21的直径相同，也可以比桩头21的直径大。

在上述两个实施方式中，还可以在桩头21上增加抗剪键等局部结构，以进一步提高预制承台1与桩头21粘结的可靠性。

如图3所示，为本发明的第三种实施方式，与上述两种实施方式不同的是，桩头21并不是混凝土结构。预制桩2为实心混凝土桩，构成预制桩2的混凝土内预埋有钢筋、钢筋束或钢管23，所述钢筋、钢筋束或钢管23从预制桩2顶端的混凝土中露出，并形成所述桩头21。也就是说，桩头21是由从混凝土中向上延伸的钢筋、钢筋束或钢管构成。当水下灌注混凝土3施工完成后，这些裸露的钢筋、钢筋束或钢管就结合到混凝土中，并将预制承台1和预制桩2连为一体。

上述连接结构可按以下步骤进行施工。

A、首先将各预制桩2在水下安装到位；

B、然后将预制承台1吊装到预制桩2顶端并套在桩头21上，使预制承台上的通孔与桩头21相配合，且在桩头21与通孔11的内壁之间形成环形空腔；

C、通过水下灌注混凝土工艺向桩头21与通孔11内壁之间的环形空腔内灌注混凝土，将预制桩2和预制承台1连接固定即可。

本发明避免了传统围堰施工方法，用成熟的水下灌注混凝土工艺实现了预制结构在水下的连接，构造简单、施工方便、费用低廉、连接质量可靠，有着巨大的经济效益。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。