一种PHC管桩与高速公路桥梁承台连接构造及施工方法

摘要

一种PHC管桩与高速公路桥梁承台连接构造及施工方法，所述PHC管桩与高速公路桥梁承台连接构造，当桩顶标高不低于承台设计标高时，包括PHC管桩、托板、管桩钢筋骨架、填芯混凝土、承台垫层、承台钢筋骨架和承台混凝土；当桩顶标高低于承台设计标高，且标高差小于两倍桩径时，包括PHC管桩、托板、管桩钢筋骨架、填芯混凝土、接桩底面基础垫层、接桩混凝土、接桩钢筋骨架、承台垫层、承台钢筋骨架和承台混凝土。本发明还包括一种PHC管桩与高速公路桥梁承台连接的施工方法。本发明具有施工简单、连接可靠、绿色环保等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种PHC管桩与高速公路桥梁承台连接构造及施工方法。

背景技术

PHC（Pre-stressed high-strength concrete，预应力高强度混凝土）管桩是结合高性能混凝土和预应力技术形成的混凝土预制构件，具有单桩承载力高、工程造价较低和施工快速的优点，现已广泛应用房屋建筑。与钻孔灌注桩相比，PHC管桩在工厂预制，无需排放泥浆，施工具有工厂化、标准化和快速化等优点。为此，将软基地段桥梁钻孔灌注桩基优化设计为PHC管桩桩基，通过优化设计改善原有钻孔灌注桩施工存在问题，实现绿色施工，达到一定经济效益。然而，目前PHC管桩在桥梁基础中的应用偏少，PHC管桩与桥梁承台连接技术还未见相关研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种PHC管桩与高速公路桥梁承台连接构造及施工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种PHC管桩与高速公路桥梁承台连接构造，当桩顶标高不低于承台设计标高时，包括PHC管桩、托板、管桩钢筋骨架、填芯混凝土、承台垫层、承台钢筋骨架和承台混凝土；所述PHC管桩桩头露出承台垫层，所述PHC管桩内壁涂刷水泥浆、混凝土界面剂或微膨胀混凝土，所述托板安装于PHC管桩孔内，所述管桩钢筋骨架安装在PHC管桩孔内的托板上，所述填芯混凝土浇灌在PHC管桩桩顶，所述承台钢筋骨架与管桩钢筋骨架相连接，所述承台混凝土浇筑在承台垫层上；

当桩顶标高低于承台设计标高，且标高差小于两倍桩径时，包括PHC管桩、托板、管桩钢筋骨架、填芯混凝土、接桩底面基础垫层、接桩混凝土、接桩钢筋骨架、承台垫层、承台钢筋骨架和承台混凝土；所述PHC管桩桩头露出接桩底面基础垫层，所述PHC管桩内壁涂刷水泥浆、混凝土界面剂或微膨胀混凝土，所述托板安装于PHC管桩孔内，所述管桩钢筋骨架安装在PHC管桩孔内的托板上，所述填芯混凝土浇灌在PHC管桩桩顶，所述接桩钢筋骨架与管桩钢筋骨架相连接，所述接桩混凝土浇灌在接桩底面基础垫层上，所述承台钢筋骨架与接桩钢筋骨架相连接，所述承台混凝土浇筑在承台垫层上。

进一步，当桩顶标高不低于承台设计标高时，所述管桩钢筋骨架由纵向钢筋和螺旋筋组成，两侧绑扎混凝土定位块；外露桩头纵向钢筋采用扩口形式，以增加与承台钢筋骨架连接。

进一步，当桩顶标高低于承台设计标高，且标高差小于两倍桩径时，所述管桩钢筋骨架由纵向钢筋和螺旋筋组成，两侧绑扎混凝土定位块；外露桩头纵向钢筋采用扩口形式，以增加与接桩钢筋骨架连接。

进一步，所述接桩钢筋骨架由纵向钢筋和水平钢筋组成；外露于承台纵向钢筋采用扩口形式，以增加与承台钢筋骨架连接。

一种PHC管桩与高速公路桥梁承台连接构造的施工方法，

当桩顶标高不低于承台设计标高时，包括以下步骤：

（A1）当PHC管桩施工就位后，开挖土方形成承台基坑；

（A2）浇筑承台垫层；

（A3）清理PHC管桩孔内壁浮土和泥浆，在PHC管桩孔内壁涂刷水泥浆、混凝土界面剂或微膨胀混凝土；

（A4）用圆钢板作托板，用钢筋将其吊于PHC管桩孔内；

（A5）安装管桩钢筋骨架；

（A6）浇灌PHC管桩桩顶填芯混凝土；

（A7）安装承台钢筋骨架，将管桩钢筋骨架与承台钢筋骨架焊牢，锚固长度必须符合规范、设计要求；

（A8）浇筑承台混凝土；

当桩顶标高低于承台设计标高，且标高差小于两倍桩径时，包括以下步骤：

（B1）当PHC管桩施工就位后，开挖土方形成承台基坑，在此基础上开挖土方至PHC管桩桩头露出，形成接桩混凝土工作面；

（B2）浇筑承台垫层；

（B3）浇筑接桩底面基础垫层；

（B4）清理PHC管桩孔内壁浮土和泥浆，在PHC管桩孔内壁涂刷水泥浆、混凝土界面剂或微膨胀混凝土；

（B5）用圆钢板作托板，用钢筋将其吊于PHC管桩孔内；

（B6）安装管桩钢筋骨架；

（B7）浇灌PHC管桩桩顶填芯混凝土；

（B8）安装接桩钢筋骨架，将管桩钢筋骨架与接桩钢筋骨架焊牢，锚固长度必须符合规范、设计要求；

（B9）浇灌接桩混凝土；

（B10）安装承台钢筋骨架，将接桩钢筋骨架与承台钢筋骨架焊牢，锚固长度必须符合规范、设计要求；

（B11）浇筑承台混凝土。

优选的，步骤（A1）中，土方开挖深度达到设计要求，PHC管桩桩头露头15cm。

优选的，步骤（A2）中，承台垫层采用C25混凝土浇筑，浇注厚度一般取10～15cm。

优选的，步骤（A6）中，PHC管桩桩顶填芯混凝土强度等级比承台或基础混凝土高一个等级；采用C50混凝土灌芯。

优选的，步骤（B1）中，开挖接桩工作面截面为圆形，直径为1.0m，高度小于两倍桩径D，开挖深度应使PHC管桩桩头露头20cm。

优选的，步骤（B2）和步骤（B3）中，垫层采用C25混凝土浇筑，厚度一般取10～15cm。

优选的，步骤（B7）中，PHC管桩桩顶填芯混凝土强度等级比承台或基础混凝土高一个等级，采用C50混凝土灌芯。

优选的，步骤（B9）中，接桩混凝土采用C40混凝土浇注。

本发明的有益效果：采用PHC管桩，可在工厂预制，无需排放泥浆，施工具有工厂化、标准化和快速化等优点，本发明具有施工简单、连接可靠、绿色环保等优点。

附图说明

图1 为本发明一种PHC管桩与高速公路桥梁承台连接构造示意图（当桩顶标高不低于承台设计标高时）；

图2 为本发明一种PHC管桩与高速公路桥梁承台连接构造示意图（当桩顶标高低于承台设计标高，且标高差小于两倍桩径）；

图1中：1、PHC管桩；2、托板；3、箍筋；4、锚固钢筋；5、填芯混凝土；6、混凝土定位块；7、承台垫层；8、承台混凝土；9、管桩直径；10、灌芯高度；11、管桩外露高度；12、锚固钢筋外露高度；

图2中：1、PHC管桩；2、托板；3、箍筋；4、锚固钢筋；5、填芯混凝土；6、混凝土定位块；7、承台垫层；8、承台混凝土；9、管桩直径；10、灌芯高度；11、管桩外露高度；12、锚固钢筋外露高度；13、接桩底面基础垫层；14、接桩混凝土；15、接桩箍筋；16、接桩锚固钢筋；17、接桩截面宽度；18、接桩截面高度；19、接桩锚固钢筋外露高度；20、接桩锚固钢筋外扩角度。

具体实施方式

为了便于理解本发明，以下将结合附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

参照图1，一种PHC管桩与高速公路桥梁承台连接构造，当桩顶标高不低于承台设计标高时，包括PHC管桩1、托板2、管桩钢筋骨架、填芯混凝土5、承台垫层7、承台钢筋骨架和承台混凝土8；所述PHC管桩1桩头露出承台垫层7，所述PHC管桩1内壁涂刷水泥浆、混凝土界面剂或微膨胀混凝土，所述托板2通过钢筋吊于PHC管桩1孔内，所述管桩钢筋骨架安装在PHC管桩1孔内的托板2上，所述填芯混凝土5浇灌在PHC管桩1桩顶，所述承台钢筋骨架与管桩钢筋骨架相连接，所述承台混凝土8浇筑在承台垫层7上。

所述管桩钢筋骨架由纵向钢筋（锚固钢筋4）和螺旋筋（箍筋3）组成，两侧绑扎3.5cm厚混凝土定位块6，外露桩头纵向钢筋高度为80cm，采用扩口形式，以增加与承台钢筋骨架连接。

施工方法，包括以下步骤：

（1）当PHC管桩1施工就位后，开挖土方形成承台基坑；

（2）浇筑承台垫层7；

（3）清理PHC管桩1孔内壁浮土和泥浆，在PHC管桩1孔内壁涂刷水泥浆、混凝土界面剂或微膨胀混凝土，以提高填芯混凝土与PHC管桩1桩身混凝土的整体性；

（4）用圆薄钢板作托板2，用钢筋将其吊于PHC管桩1孔内；

（5）安装管桩钢筋骨架：锚固钢筋4、箍筋3和混凝土定位块6；

（6）浇灌PHC管桩1桩顶填芯混凝土5；

（7）安装承台钢筋骨架，将管桩钢筋骨架与承台钢筋骨架焊牢，锚固长度必须符合规范、设计要求；

（8）浇筑承台混凝土8。

步骤（1）中，土方开挖深度达到设计要求，PHC管桩1桩头露头15cm。

步骤（2）中，承台垫层7采用C25混凝土浇筑，浇注厚度一般取10～15cm。

步骤（4）中，圆薄钢板厚5mm，用φ20mm钢筋将圆钢板吊于PHC管桩1孔内作为托板。

步骤（6）中，PHC管桩1桩顶填芯混凝土强度等级比承台或基础混凝土高一个等级，采用C50混凝土灌芯。

参照图2，一种PHC管桩与高速公路桥梁承台连接构造，当桩顶标高低于承台设计标高，且标高差小于两倍桩径时，包括PHC管桩1、托板2、管桩钢筋骨架、填芯混凝土5、接桩底面基础垫层13、接桩混凝土14、接桩钢筋骨架、承台垫层7、承台钢筋骨架和承台混凝土8；所述PHC管桩1桩头露出接桩底面基础垫层13，所述PHC管桩1内壁涂刷水泥浆、混凝土界面剂或微膨胀混凝土，所述托板2通过钢筋吊于PHC管桩1孔内，所述管桩钢筋骨架安装在PHC管桩1孔内的托板2上，所述填芯混凝土5浇灌在PHC管桩1桩顶，所述接桩钢筋骨架与管桩钢筋骨架相连接，所述接桩混凝土14浇灌在接桩底面基础垫层13上，所述承台钢筋骨架与接桩钢筋骨架相连接，所述承台混凝土8浇筑在承台垫层7上。

所述管桩钢筋骨架由纵向钢筋（锚固钢筋4）和螺旋筋（箍筋3）组成，两侧绑扎3.5cm厚混凝土定位块6，外露桩头纵向钢筋高度为80cm，采用扩口形式，以增加与接桩钢筋骨架连接。

所述接桩钢筋骨架由纵向钢筋（接桩锚固钢筋16）和水平钢筋（接桩箍筋15）组成；外露于承台纵向钢筋采用扩口形式，以增加与承台钢筋骨架连接，高度为80cm，外露水平箍筋采用φ10mm钢筋，间距为100mm。

施工方法，包括以下步骤：

（1）当PHC管桩1施工就位后，开挖土方形成承台基坑，在此基础上开挖土方至PHC管桩1桩头露出，形成接桩工作面；

（2）浇筑承台垫层7；

（3）浇筑接桩底面基础垫层13；

（4）清理PHC管桩1孔内壁浮土和泥浆，在PHC管桩1孔内壁涂刷水泥浆、混凝土界面剂或微膨胀混凝土，以提高填芯混凝土与PHC管桩1桩身混凝土的整体性；

（5）用圆薄钢板2作托板，用钢筋将其吊于PHC管桩1孔内；

（6）安装管桩钢筋骨架：锚固钢筋4、箍筋3和混凝土定位块6；

（7）浇灌PHC管桩1桩顶填芯混凝土5；

（8）安装接桩钢筋骨架：接桩锚固钢筋16、接桩箍筋15；将管桩钢筋骨架与接桩钢筋骨架焊牢，锚固长度必须符合规范、设计要求；

（9）浇灌接桩混凝土14；

（10）安装承台钢筋骨架，将接桩钢筋骨架与承台钢筋骨架焊牢，锚固长度必须符合规范、设计要求；

（11）浇筑承台混凝土8。

步骤（1）中，在开挖承台基坑的基础上，开挖接桩工作面，接桩开挖截面为圆形，直径为1.0m，高度小于两倍桩径D，开挖深度应使PHC管桩1桩头露头20cm。

步骤（2）和步骤（3）中，承台垫层7和接桩底面基础垫层13采用C25混凝土浇筑，厚度一般取10～15cm。

步骤（5）中，圆薄钢板厚5mm，用φ20mm钢筋将圆钢板吊于PHC管桩1孔内作为托板。

步骤（7）中，PHC管桩1桩顶填芯混凝土强度等级比承台或基础混凝土高一个等级，采用C50混凝土灌芯。

步骤（8）中，接桩钢筋骨架纵向钢筋采用φ20mm钢筋，间距为150mm，纵向钢筋保护层厚度为8mm，接桩内水平箍筋采用φ10mm钢筋，间距为150mm；外露于承台纵向钢筋采用扩口形式，以增加与承台钢筋骨架连接，高度为80cm，外露水平箍筋采用φ10mm钢筋，间距为100mm。

步骤（9）中，接桩混凝土采用C40混凝土浇注。

实施时，上述方法可进行优化或扩展，所有的技术特征和步骤，均可以在合理的范围内任意组合，实施例的划分仅是为了举例和阅读方便，不做组合方式和保护范围的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。