一种预制塑料套管钢筋混凝土桩及其预制方法与流程

本发明涉及一种预制桩体及其制作方法，特别涉及一种预制塑料套管钢筋混凝土桩及其预制方法，适用于路堤桩加筋系统和建筑桩基等土建工程之中。

背景技术：

当前，一种塑料套管现浇混凝土桩已在高速公路、公路拓宽、铁路、市政、机场等软基处理工程中得到一定的应用，相关专利有：塑料套管混凝土桩(ZL 200920036795.6)、单壁螺纹塑料套管现浇混凝土桩的施工方法(ZL 200610097347.8)、塑料套管混凝土桩劲芯刚柔同体组合桩(ZL 201120340788.2)、防止塑料套管混凝土桩弯曲变形的施工方法及其装置(ZL 201110004366.2)、塑料套管混凝土桩打设机(ZL 200820170698.1)、塑料套管混凝土桩及其加固处理软土地基的方法(ZL 200910024639.2)、用于冰冻成孔现浇混凝土桩的沉管及冰冻成孔现浇混凝土桩的施工方法(实质审查中，申请号CN201510190787.7)。该桩体与传统现浇的桩体相比，外部设置了粗糙状的塑料套管，增强了桩体与周围土体的摩擦作用，提高了桩体的承载力。然而该桩体也存在着一些不足：①塑料套管的存在为桩体的施工增加了一定的难度，在一定程度上减缓了施工速度；②该桩体为小直径桩，常用的直径为16cm或20cm，而打设深度在10～20m范围内，导致该桩体的长细比在50以上，最高可至125，如此大长细比桩体在竖向荷载下已发生屈曲破坏，导致桩体的承载力在一定程度上有所折减；③该桩体为素混凝土桩，其承载力较低，因此主要作为路堤桩应用在路堤工程中，而在工民建工程方面尚无应用先例；④混凝土在如此细长的塑料套管内不宜填充密实，且振捣棒无法插到如此细长的塑料套管的底部；⑤由于该桩体是预先打设塑料套管的，因此塑料套管在桩周土的作用力下会发生挤破的现象，从而严重降低了其成桩质量；⑥由于该桩体的长细比过大，增加了其成桩的质量检测难度，工程中常用的低应变动力监测难以获得完好的波普曲线。然而，在桩身外侧设置一层塑料套管具有一定的优势，它能够防止桩周土对桩身混凝土的侵蚀，特别是在近海、滨江等氯离子浓度较高的环境中，因此该种地区的路堤、工民建等工程中需要考虑桩基的侵蚀，延长桩基的使用寿命。因此，为了克服塑料套管混凝土桩的缺陷和提高其适用范围，亟需寻找一种新的成桩方式既保存塑料套管混凝土桩的优势又能扩大其应用前景显得十分重要。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种预制塑料套管钢筋混凝土桩及其预制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的:这种预制塑料套管钢筋混凝土桩，包括：塑料套管、接桩段、钢筋笼、混凝土和桩尖；所述接桩段是由接盘、接环和接帽组成的，接盘周边均匀设置栓孔；最下端的钢筋笼的末端与桩尖连接；所述塑料套管设于最外侧，最下端塑料套管与桩尖通过胶结剂连接；钢筋笼的端部设有接环，接环的端部焊接在接盘上，相邻的接盘通过接帽连接。

作为优选：所述塑料套管为双壁塑料管材。

这种预制塑料套管钢筋混凝土桩的预制方法，包括以下的步骤：

1)、在场地内设置桩顶槽和桩尖槽；

2)、将塑料套管作为模板，竖向放置在桩顶槽和桩尖槽内；

3)、在塑料套管周围设置固定架，并在塑料套管内插入钢筋笼；

4)、在塑料套管上部浇筑混凝土，同时将振动棒插入到塑料套管内振动密实成桩；

5)、在顶部设置好接盘和接环，然后将桩体两端的预制段养护成型；

6)、在场地内设置与单元桩体长度一致的振动台；

7)、将塑料套管两端各开设一个进料口和一个出气口，并将该塑料套管作为模板，横向放置在振动台上，同时在塑料套管内横向插入钢筋笼，并露出塑料套管一定长度；

8)、在塑料套管两端设置封闭端，然后通过进料口浇筑混凝土，待出气口有混凝土溢出时，停止浇筑；

9)、在两端设置好接盘和接环，然后将桩体中间的预制段养护成型，最后撤去封闭端；

10)、吊装桩体两端的预制段和桩体中间的预制段，准确对接各预制段的接盘上的栓孔，最后利用接帽将各预制段连为一体，形成预制塑料套管钢筋混凝土桩。

本发明的有益效果是:

1)、预制塑料套管钢筋混凝土桩替代现浇的塑料套管混凝土桩提高了施工速度、成桩质量和承载能力；

2)、预制塑料套管钢筋混凝土桩可做成小直径桩(d≤25cm)、中等直径桩(25cm<d<80cm)和大直径桩(d≥80cm)，减小了桩体的长细比，并在桩体内配筋，提高了桩基承载力，既可用于路堤桩，又可用于建筑桩基，增加了其适用范围；

3)、桩体的成桩质量易于检测；

4)、对于钢筋笼，则无需担心混凝土保护层厚度问题，可适用于侵蚀性较强的海洋、近海和滨江等环境中。

附图说明

图1是预制塑料套管钢筋混凝土桩结构示意图；

图2是接桩段示意图；

图3是接盘、接环和接帽连接平面示意图；

图4是桩体两端预制段竖向浇筑示意图；

图5是桩体两端预制段竖向养护成型并设置接桩段示意图；

图6是桩体中间预制段横向浇筑示意图；

图7是桩体中间预制段横向养护成型并设置连接段示意图。

附图标记说明：塑料套管1、接桩段2、钢筋笼3、混凝土4、桩尖5、接盘6、接环7、接帽8、栓孔9、场地10、桩顶槽11、桩尖槽12、振动棒13、固定架14、振动台15、进料口16、出气口17、封闭端18。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

图1是预制塑料套管钢筋混凝土桩的结构示意图，这种预制塑料套管钢筋混凝土桩，包括：塑料套管1、接桩段2、钢筋笼3、混凝土4和桩尖5；所述接桩段2是由接盘6、接环7和接帽8组成的，接盘6周边均匀设置栓孔9；最下端的钢筋笼3的末端与桩尖5连接；所述塑料套管1设于最外侧，最下端塑料套管1与桩尖5通过胶结剂连接；钢筋笼3的端部设有接环7，接环7的端部焊接在接盘6上，相邻的接盘6通过接帽8连接。所述塑料套管1为双壁塑料管材。

现欲制作一个长度为15m、直径为0.5m的预制塑料套管钢筋混凝土桩，其具体实施方式为：选取三段直径为0.5m、壁厚9mm、长度为5m的PVC管作为外包的塑料套管1，采用铁板制作一个直径为0.5m的锥形的桩尖5，选用直径为8mm的HRB235钢筋作为箍筋、直径为12mm的HRB335钢筋作为主筋，制作长度为5.2m、直径为0.44m的钢筋笼3，同时，采用钢板制作直径为0.5m、厚度为1cm的接盘6，接盘6上按照图3的方式，在周边均匀设置栓孔9，以便于接帽8进行拼接，采用钢管制作长度0.3m、壁厚1cm，外径0.45m的接环7。

依次制作三段钢筋笼3，现将第一段钢筋笼3与桩尖5进行焊接，另一端与接环7相连，然后将其套在第一段塑料套管1内，塑料套管1与桩尖5采用胶结剂连接，待胶结完成后，向塑料套管1内浇灌混凝土4，并采用振动器对混凝土进行振动密实，养护成型；与此同时，将第二段钢筋笼3套在第二段塑料套管1内，钢筋笼3两端各自设置接环7，浇灌混凝土4并振密，依次类推，对第三段的钢筋笼3和塑料套管1进行组装，其中钢筋笼3的一端与接环7相连，然后浇灌混凝土4，振动密实，养护成型。

最后，采用将设有接环7的端部全部焊接相应的接盘6，如图2所示，通过接帽8，将上述的三个塑料套管钢筋混凝土预制段连接起来，便形成塑料套管钢筋混凝土桩。

如图4所示，在场地10内制作一定数量的桩顶槽11和桩尖槽12，将长度3m左右的塑料套管1作为模板，竖向放置在桩顶槽11和桩尖槽12内，分别作为桩体两端的预制段，然后在塑料套管1周围设置固定架14，以保证在向塑料套管1内浇筑混凝土4时不发生弯曲或塑料套管1在混凝土4的浇筑压力作用下跳出桩顶槽11和桩尖槽12外侧；在塑料套管1内插入钢筋笼3，钢筋笼3的外直径要小于塑料套管内直径约3～6cm左右，然后在塑料套管1的上部浇筑混凝土4，同时将振动棒13插入到塑料套管1从下往上不断振动密实已浇筑的混凝土4，保证成桩质量；按照图5所示，待塑料套管1内的混凝土4浇筑密实后，在钢筋笼3的顶部设置好接盘6和接环7，接环7的外直径与钢筋笼3的相等，通过焊接工艺连接，接环7部分镶嵌在混凝土4内，外露的部分与接盘6中央对准焊接即可，同时接盘6周边上要预留好栓孔9；接桩段2的连接参照图3。

如图6所示，在预制场地10内设置振动台15，振动台15的长度与塑料套管1的长度保持一致，振动台15呈平底槽形，这样可以箍住塑料套管1，在振动时保持塑料套管1的位置不变；将约3m长的塑料套管1作为模板，竖向放置并固定在振动台15上，同时在塑料套管1的两端设置一个进料口16和一个出气口17，进料口16采用大口径，出气口17采用小口径，与此同时，在塑料套管1内横向拉进钢筋笼3，钢筋笼3的长度要超出横向的塑料套管1两端10～30cm左右；然后在塑料套管1的两端设置好封闭端18，封闭端18要穿过露出的钢筋笼3与塑料套管1的两端紧密连接，此时通过进料口16向横向的塑料套管1内浇筑混凝土4，并同时开启振动台15，边浇筑边振动，保证塑料套管1内混凝土4的密实性，到出气口17处发现有混凝土4溢出后，则停止浇筑，然后塑料套管1的两端设置好接盘6和接环7，按照标准养护28天后，撤去封闭端18，最后形成桩体中间预制段。

采用吊车吊装桩体两端的预制段和桩体中间的预制段，然后对接各预制段的接盘6上的栓孔9，使之贯通，此时在栓孔9内塞入桩帽8，如图2所示，将各预制段连为一体，最终形成如图1所示的预制塑料套管钢筋混凝土桩。