一种层叠浇筑式混凝土桩及其浇筑工艺

摘要

本发明公开了一种层叠浇筑式混凝土桩及其浇筑工艺，属于混凝土桩技术领域，通过在预制护筒内吊装钢筋笼机构，在混凝土浇筑过程中，多个横向插设体在混凝土浇筑压力的作用下向外运动并插设于桩孔的土体内，有效增强该装置与土体的衔接性以及其对土体的横向承载力度，再采用层叠式浇筑工艺，竖向钢筋柱与其下端部的固定式的横向钢筋板配合，起到打好桩基作用，而活动套设于竖向钢筋柱上端部的横向钢筋板对持续叠加浇筑的混凝土起到锤击作用，层叠设置的横向钢筋板与竖向钢筋柱配合，一方面有效提高混凝土填芯与钢筋笼的粘结强度，有效避免填芯轻易被拔出，另一方面通过横向钢筋板的叠放加压，有效提高对混凝土的振捣压实作用，还起到排气作用。

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土桩技术领域，更具体地说，涉及一种层叠浇筑式混凝土桩及其浇筑工艺。

背景技术

现代建筑行业，地基和桩是最为建筑最为重要的部分之一，混凝土桩是用混凝土(包括普通钢筋混凝土、预应力混凝土）制成的桩，具有节约木材和钢材、经久耐用、造价低廉等优点。混凝土桩是建筑地基基础不可或缺的重要部分，不仅仅承载上部建筑物，还需保证上部建筑物的稳定性，被广泛运用于建筑地基工程。

目前。在建筑物打地基、建混凝土桩时，一般先打好桩孔，然后将预制好的钢筋笼放入桩孔内，再浇灌混凝土进行填芯的方法，待其凝实后形成混凝土桩。由于混凝土桩的内壁比较光滑，填芯混凝土与内壁的粘结强度较差，容易使钢筋混凝土填芯被拔出；此外，传统的混凝土桩柱的外形一般为直线型，这种桩柱的缺点是与土体之间的摩擦力较小，其横向承载力不够，当需要满足较大的承载力时，往往需要增加管桩的长度或数量，这会增加整个桩基工程的造价。

为此，我们提出一种层叠浇筑式混凝土桩及其浇筑工艺来有效解决现有技术中所存在的一些问题。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种层叠浇筑式混凝土桩及其浇筑工艺，通过在预制护筒内吊装钢筋笼机构，在混凝土浇筑过程中，多个横向插设体在混凝土浇筑压力的作用下向外运动并插设于桩孔的土体内，有效增强该装置与土体的衔接性以及其对土体的横向承载力度，再采用层叠式浇筑工艺，竖向钢筋柱与其下端部的固定式的横向钢筋板配合，起到打好桩基作用，而活动套设于竖向钢筋柱上端部的横向钢筋板对持续叠加浇筑的混凝土起到锤击作用，层叠设置的横向钢筋板与竖向钢筋柱配合，一方面有效提高混凝土填芯与钢筋笼的粘结强度，有效避免填芯轻易被拔出，另一方面通过横向钢筋板的叠放加压，有效提高对混凝土的振捣压实作用，还起到排气作用。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种层叠浇筑式混凝土桩，包括预制护筒，所述预制护筒的侧壁上从上至下开凿有多组横向浇筑槽，每组所述横向浇筑槽设有多个，且多个横向浇筑槽环形分布于预制护筒的外侧壁上，所述横向浇筑槽内部活动插设有与其内部相连通的横向插设体，所述预制护筒的内部吊装有钢筋笼机构，所述钢筋笼机构包括环形分布有多个竖向钢筋柱，多个所述竖向钢筋柱上沿竖直方向套设有多个横向钢筋板，所述横向钢筋板上开设有用于竖向钢筋柱贯穿的套设孔，所述横向钢筋板上开凿有多个浇筑孔，多个所述横向钢筋板将预制护筒内部分隔成多个子浇筑腔，多个所述子浇筑腔内部设有混凝土浇筑层，所述横向钢筋板的底端设有多个热引导体。

进一步的，位于所述竖向钢筋柱下端侧壁上的多个横向钢筋板与竖向钢筋柱固定衔接，位于竖向钢筋柱上端侧壁上的多个横向钢筋板与竖向钢筋柱活动连接，且多个横向钢筋板分别位于与其位置对应的上下相邻设置的横向插设体之间，将多组横向钢筋板设置成固定式连接以及活动式连接，位于下方的多个横向钢筋板与竖向钢筋柱形成固定式的钢筋笼结构，该钢筋笼结构吊装于预制护筒内后，在后续混凝土浇筑过程中起到承载以及加固作用，在混凝土浇筑一半过程后，通过叠加浇筑并吊装多个活动式的横向钢筋板进行混凝土加压，一方面有效提高对混凝土浇筑层的振捣压实作用，另一方面有效利用锤击式加压排出混凝土中的气泡。

进一步的，所述横向插设体包括滑动连接于横向浇筑槽内部的插设柱，所述插设柱的上下侧壁上设有限位块，所述横向浇筑槽的上下内壁上均开设有用于限位块滑动衔接的滑动槽，横向插设体活动衔接于横向浇筑槽内，当预制护筒内浇筑混凝土后，在混凝土浇筑的加压情况下，压迫横向插设体向外推动并挤压入桩孔四周侧壁的土体内，有效提高整个混凝桩于桩孔土体的摩擦力，增强该混凝土桩的横向承载力度。

进一步的，多个所述插设柱的外端开设有空腔，所述空腔内设有多个穿设尖部，多个所述穿设尖部的外端延伸至插设柱的外部，所述穿设尖部的内端与横向浇筑槽相连通，在浇筑混凝土后，混凝土通过穿设尖部延伸至预制护筒外侧，并与桩孔的土体相粘合，进一步提高其横向承载力。

进一步的，所述竖向钢筋柱的中部内侧开设有排气孔，所述竖向钢筋柱位于预制护筒内部的侧壁上开设有多个与排气孔相连通的导气孔，有利于在混凝土浇筑时用于排气。

进一步的，所述热引导体包括嵌设于横向钢筋板上的外热熔囊，所述外热熔囊的内部填充有还原性铁粉和二氧化硅颗粒，所述还原性铁粉与二氧化硅颗粒的质量分数比为2:1，外热熔囊受热熔融后，还原性铁粉溢出，其用于吸收混凝土中的气体并与其反应发热，一方面有效降低混凝土气泡量，另一方面有效提高混凝土浇筑热量，起到保温作用，在低温环境下，不会造成混凝土再较短时间内凝固而影响后续的叠加浇筑。

进一步的，所述外热熔囊的外侧壁设有多个凸起，所述外热熔囊的外侧壁包覆有隔膜，隔膜起到隔气防水作用，在使用时，撕去隔膜即可。

进一步的，所述横向钢筋板的底端部环形分布有多组钢筋纤维柱，多组所述钢筋纤维柱设置有多个，且所述钢筋纤维柱上设置有金属纤维刺，钢筋纤维柱置于浇筑腔内后，与混凝土混合，有效增强混凝土与横向钢筋板之间的粘结力度，从而有效增强混凝土与钢筋笼机构的整体机械强度。

一种层叠浇筑式混凝土桩的浇筑工艺，具体操作步骤如下：

S1、首先，技术人员在地基上利用打桩机打好桩孔，清洁桩孔，利用吊装机将带有横向插设体的预制护筒置于桩孔内，并将钢筋笼机构吊装于预制护筒内；

S2、向预制护筒内浇筑混凝土，混凝土透过浇筑孔在预制护筒内向下延伸浇筑形成混凝土浇筑层，在混凝土浇筑的过程中，由于浇筑压力会挤压活动连接于预制护筒上的多个横向插设体向外推动，使得横向插设体向桩孔内部的土体内进行插设，混凝土浇筑于预制护筒内的一半位置处，即第一次浇筑的混凝土漫过固定连接于竖向钢筋柱上的横向钢筋板时，完成第一次浇筑；

S3、第一次浇筑完成后，吊装活动连接于竖向钢筋柱上的横向钢筋板，横向钢筋板套设于竖向钢筋柱上并向下持续吊装挤压混凝土，并利用外接施力锤体对横向钢筋板进行锤击，如此重复，进行叠加浇筑并吊装多个横向钢筋板进行混凝土加压。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过在预制护筒内吊装钢筋笼机构，在浇筑混凝土的过程中，多个横向插设体在混凝土浇筑压力的左右下向外推动并插设于桩孔的土体内，有效增强该混凝土桩与土体的衔接性以及其对土体的横向承载力度，再采用层叠式浇筑工艺，竖向钢筋柱与其下端部的多个固定式结构的横向钢筋板配合，起到打好桩基作用，而活动套设于竖向钢筋柱上端部的多个横向钢筋板对持续叠加浇筑的混凝土起到锤击加压作用，层叠设置的横向钢筋板与竖向钢筋柱配合，一方面有效提高混凝土填芯与钢筋笼机构的粘结强度，有效避免填芯轻易被拔出，另一方面通过横向钢筋板的叠放加压，有效提高对混凝土浇筑层的振捣压实作用，还进一步降低混凝土中的气泡存余量。

（2）位于竖向钢筋柱下端侧壁上的多个横向钢筋板与竖向钢筋柱固定衔接，位于竖向钢筋柱上端侧壁上的多个横向钢筋板与竖向钢筋柱活动连接，且多个横向钢筋板分别位于与其位置对应的上下相邻设置的横向插设体之间，将多组横向钢筋板设置成固定式连接以及活动式连接，位于下方的多个横向钢筋板与竖向钢筋柱形成固定式的钢筋笼结构，该钢筋笼结构吊装于预制护筒内后，在后续混凝土浇筑过程中起到承载以及加固作用，在混凝土浇筑一半过程后，通过叠加浇筑并吊装多个活动式的横向钢筋板进行混凝土加压，一方面有效提高对混凝土浇筑层的振捣压实作用，另一方面有效利用锤击式加压排出混凝土中的气泡。

（3）横向插设体包括滑动连接于横向浇筑槽内部的插设柱，插设柱的上下侧壁上设有限位块，横向浇筑槽的上下内壁上均开设有用于限位块滑动衔接的滑动槽，横向插设体活动衔接于横向浇筑槽内，当预制护筒内浇筑混凝土后，在混凝土浇筑的加压情况下，压迫横向插设体向外推动并挤压入桩孔四周侧壁的土体内，有效提高整个混凝桩于桩孔土体的摩擦力，增强该混凝土桩的横向承载力度。

（4）多个插设柱的外端开设有空腔，空腔内设有多个穿设尖部，多个穿设尖部的外端延伸至插设柱的外部，穿设尖部的内端与横向浇筑槽相连通，在浇筑混凝土后，混凝土通过穿设尖部延伸至预制护筒外侧，并与桩孔的土体相粘合，进一步提高其横向承载力。

（5）竖向钢筋柱的中部内侧开设有排气孔，竖向钢筋柱位于预制护筒内部的侧壁上开设有多个与排气孔相连通的导气孔，有利于在混凝土浇筑时用于排气。

（6）热引导体包括嵌设于横向钢筋板上的外热熔囊，外热熔囊的内部填充有还原性铁粉和二氧化硅颗粒，还原性铁粉与二氧化硅颗粒的质量分数比为2:1，外热熔囊受热熔融后，还原性铁粉溢出，其用于吸收混凝土中的气体并与其反应发热，一方面有效降低混凝土气泡量，另一方面有效提高混凝土浇筑热量，起到保温作用，在低温环境下，不会造成混凝土再较短时间内凝固而影响后续的叠加浇筑。

（7）横向钢筋板的底端部环形分布有多组钢筋纤维柱，多组钢筋纤维柱设置有多个，且钢筋纤维柱上设置有金属纤维刺，钢筋纤维柱置于浇筑腔内后，与混凝土混合，有效增强混凝土与横向钢筋板之间的粘结力度，从而有效增强混凝土与钢筋笼机构的整体机械强度。

附图说明

图1为本发明的立体图一；

图2为本发明的立体图二；

图3为本发明的正面剖视图；

图4为本发明的钢筋笼机构处的立体图；

图5为本发明的预制护筒与横向插设体结合处的内部剖视图；

图6为本发明的横向钢筋板的底部示意图；

图7为本发明的热引导体处的内部示意图；

图8为本发明的热引导体处的结构示意图。

图中标号说明：

1预制护筒、2横向浇筑槽、3竖向钢筋柱、4横向插设体、401插设柱、402限位块、403穿设尖部、5混凝土浇筑层、6横向钢筋板、601套设孔、602钢筋纤维柱、7热引导体、701外热熔囊、702还原性铁粉、703隔膜、704二氧化硅颗粒、8施力锤体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-4，一种层叠浇筑式混凝土桩，包括预制护筒1，预制护筒1的侧壁上从上至下开凿有多组横向浇筑槽2，每组横向浇筑槽2设有多个，且多个横向浇筑槽2环形分布于预制护筒1的外侧壁上，横向浇筑槽2内部活动插设有与其内部相连通的横向插设体4，预制护筒1的内部吊装有钢筋笼机构，钢筋笼机构包括环形分布有多个竖向钢筋柱3，多个竖向钢筋柱3上沿竖直方向套设有多个横向钢筋板6，竖向钢筋柱3的中部内侧开设有排气孔，竖向钢筋柱3位于预制护筒1内部的侧壁上开设有多个与排气孔相连通的导气孔，有利于在混凝土浇筑时用于排气，横向钢筋板6上开设有用于竖向钢筋柱3贯穿的套设孔601，横向钢筋板6上开凿有多个浇筑孔，多个横向钢筋板6将预制护筒1内部分隔成多个子浇筑腔，多个子浇筑腔内部设有混凝土浇筑层5，混凝土浇筑层5是由混凝土从上向下浇筑而成，混凝土透过横向钢筋板6充溢于多个浇筑腔并与横向钢筋板6实现良好的粘结，有效增强混凝土浇筑层5与钢筋笼机构的整体粘合度以及机械强度，而预制护筒1的内部可进行预处理，提高内部的粗糙度，提高混凝土浇筑层5与预制护筒1内壁相衔接的粘结度，从而有效避免混凝土浇筑层5以及钢筋笼机构从预制护筒1内轻易拔出。

请参阅图4-6，位于竖向钢筋柱3下端侧壁上的多个横向钢筋板6与竖向钢筋柱3固定衔接，位于竖向钢筋柱3上端侧壁上的多个横向钢筋板6与竖向钢筋柱3活动连接，且多个横向钢筋板6分别位于与其位置对应的上下相邻设置的横向插设体4之间，将多组横向钢筋板6分别设置成固定式连接以及活动式连接，位于下方的多个横向钢筋板6与竖向钢筋柱3形成固定式的钢筋笼结构，该钢筋笼结构吊装于预制护筒1内后，在后续混凝土浇筑过程中起到承载以及加固作用，在混凝土浇筑一半过程后，通过叠加浇筑并吊装多个活动式的横向钢筋板6进行混凝土加压，一方面有效提高对混凝土浇筑层5的振捣压实作用，另一方面有效利用锤击式加压排出混凝土中的气泡。

请参阅图6，横向插设体4包括滑动连接于横向浇筑槽2内部的插设柱401，插设柱401的上下侧壁上设有限位块402，横向浇筑槽2的上下内壁上均开设有用于限位块402滑动衔接的滑动槽，横向插设体4活动衔接于横向浇筑槽2内，当预制护筒1内浇筑混凝土后，在混凝土浇筑的加压情况下，压迫横向插设体4向外推动并挤压入桩孔四周侧壁的土体内，有效提高整个混凝桩于桩孔土体的摩擦力，增强该混凝土桩的横向承载力度，且多个插设柱401的外端开设有空腔，空腔内设有多个穿设尖部403，多个穿设尖部403的外端延伸至插设柱401的外部，穿设尖部403的内端与横向浇筑槽2相连通，在浇筑混凝土后，混凝土通过穿设尖部403延伸至预制护筒1外侧，并与桩孔的土体相粘合，进一步提高其横向承载力。

请参阅图7-8，横向钢筋板6的底端设有多个热引导体7，热引导体7包括嵌设于横向钢筋板6上的外热熔囊701，外热熔囊701的内部填充有还原性铁粉702和二氧化硅颗粒704，还原性铁粉702与二氧化硅颗粒704的质量分数比为2:1，外热熔囊701的外侧壁设有多个凸起，外热熔囊701的外侧壁包覆有隔膜703，隔膜703起到隔气防水作用，在使用时，撕去隔膜703即可，外热熔囊701受热熔解后，还原性铁粉702扩散出，其用于吸收混凝土中的气体并与其反应发热，一方面有效降低混凝土气泡量，另一方面与气体反应后有效提高混凝土浇筑热量，起到保温作用，在低温环境下，不会造成混凝土再较短时间内凝固而影响后续的叠加浇筑，而填充于热引导体7内的二氧化硅颗粒704增进一步增强混凝土浇筑层5与横向钢筋板6相衔接处的机械强度。

此外，横向钢筋板6的底端部环形分布有多组钢筋纤维柱602，多组钢筋纤维柱602设置有多个，且钢筋纤维柱602上设置有金属纤维刺，钢筋纤维柱602置于浇筑腔内后，与混凝土混合，有效增强混凝土与横向钢筋板6之间的粘结力度，从而有效增强混凝土与钢筋笼机构的整体机械强度。

一种层叠浇筑式混凝土桩的浇筑工艺，具体操作步骤如下：

S1、首先，技术人员在地基上利用打桩机打好桩孔，清洁桩孔，利用吊装机将带有横向插设体4的预制护筒1置于桩孔内，并将钢筋笼机构吊装于预制护筒1内；

S2、向预制护筒1内浇筑混凝土，混凝土透过浇筑孔在预制护筒1内向下延伸浇筑形成混凝土浇筑层5，在混凝土浇筑的过程中，由于浇筑压力会挤压活动连接于预制护筒1上的多个横向插设体4向外推动，使得横向插设体4向桩孔内部的土体内进行插设，混凝土浇筑于预制护筒1内的一半位置处，即第一次浇筑的混凝土漫过固定连接于竖向钢筋柱3上的横向钢筋板6时，完成第一次浇筑；

S3、第一次浇筑完成后，吊装活动连接于竖向钢筋柱3上的横向钢筋板6，横向钢筋板6套设于竖向钢筋柱3上并向下持续吊装挤压混凝土，并利用外接施力锤体8对横向钢筋板6进行锤击，如此重复，进行叠加浇筑并吊装多个横向钢筋板6进行混凝土加压。

本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。