一种榫卯式内接预制桩及其施工方法与流程

本发明涉及土木工程施工
技术领域：
，具体涉及一种榫卯式内接预制桩及其施工方法。
背景技术：
：预制桩可以在工厂制作，工地现场进行压桩，工期短，可以实现批量生产，降低施工成本。由于工厂生产的预制桩长度一般为10～12米，当工程地质条件差需要比较长的桩时，需要在工地现场进行接桩。目前常用的接桩技术有焊接连接和法兰盘连接，这两种接桩方法需要在连接桩头预埋钢圈。并且存在以下不足点：1、采用焊接连接的时候，为了避免焊接变形造成的连接桩头错位，需要两名工人对称进行焊接，对工人的技术水平要求较高，需要较高的人工费，同时连接钢圈在焊接残余应力作用下，容易腐蚀。2、采用法兰盘连接时，会造成连接桩头截面大于桩身截面从而增加压桩难度，并且法兰盘在土中也易发生腐蚀。技术实现要素：为解决上述问题，本发明提供了一种榫卯式内接预制桩及其施工方法，可实现从预制桩内部对两节预制桩的连接。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种榫卯式内接预制桩，包括桩尾卯、桩头榫、连接螺栓和加强桩头挡块，桩尾卯布置在预制桩的尾部，最后一节预制桩不设；所述桩尾卯包括桩尾连接钢筒、定位滑槽和螺栓凹口，距预制桩尾部50mm处沿预制桩长度方向每隔100mm布置一个桩尾连接钢筒，相邻两个桩尾连接钢筒中后一个的钢筒的安装角度为前一个钢筒方向绕预制桩中间圆洞的圆心旋转90度；所述桩尾连接钢筒两端通过橡胶帽密封；桩尾连接钢筒和预制桩外壁连接处布置有螺栓凹口；在预制桩壁内部桩尾卯位置处布置有定位滑槽；所述桩头榫包括定位楔块和桩头连接钢筒，所述桩头榫为钢筋混凝土圆柱，布置在预制桩的桩头，第一节预制桩不设，其直径比预制桩内部圆洞直径小2～3mm，长度为400mm，距离其端部50mm与桩尾卯对应位置布置有桩头连接钢筒，所述定位楔体布置在桩头榫的表面，其平面尺寸为95×48mm，长度为400mm；所述连接螺栓为高强度螺栓，直径为12～20mm，长度l＝l1+l2，其螺帽的表面有可供六角扳手施加扭矩的六边形刻槽，连接螺栓穿过桩尾连接钢筒与桩头连接钢筒的螺纹连接从而连接桩尾卯和桩头榫，连接螺栓拧紧后其螺帽填满桩尾卯表面的凹口，所述加强桩头挡块布置在桩头榫的后部，预制桩纵向钢筋在加强桩头挡块处进行弯折布置进桩头榫，实现钢筋的通长，其宽度为100-200mm。优选地，所述桩尾连接钢筒长度l1比预制桩壁的厚度小5-10mm，钢筒的厚度为5mm，内壁光滑，其内径比连接螺栓的直径大1.5-2.5mm。优选地，所述螺栓凹口为圆形，其直径比连接螺栓的螺帽大2-5mm，凹口的深度比连接螺栓螺帽的厚度大5-10mm。优选地，所述定位滑槽布置在桩尾卯的内壁，其平面为矩形，宽×厚＝100×50mm，其长度为400mm。优选地，桩头榫的混凝土强度等级和钢筋直径与预制桩桩体相同，优选地，所述桩头连接钢筒的内径和内部螺纹与连接螺栓直径和螺纹相匹配，钢筒壁厚5mm，长度l2等于预制桩中间圆洞半径的0.6倍，且不小于50mm，桩头连接钢筒一端为开口，可以用橡胶帽密封，另一端封闭。本发明还提供了一种榫卯式内接预制桩的施工方法，包括以下步骤：s1、根据预制桩的长度和桩头加强挡块的位置，截取通长钢筋，使预制桩纵筋和桩头榫内部钢筋通长；s2、在预制桩绑扎钢筋时，在其桩尾卯相应位置处的钢筋处绑扎桩尾连接钢筒，钢筒两端用橡胶帽密封，以防混凝土浇筑时钢筒被堵住，除第一节桩之外，其余桩的桩头均需多出400mm的桩头榫钢筋，然后在桩头榫钢筋上绑扎桩头连接钢筒，并用橡胶帽将桩头连接钢筒的开口堵住，防止水泥砂浆进入钢筒，制作模板，并浇筑混凝土；s3、拆除模板并对预制桩进行养护，达到强度的各节预制桩进行编号，按类进行堆放，堆放和运输过程中注意对桩头榫和桩尾卯的保护；s4、压入第一节预制桩之后，取出连接钢筒中的橡胶帽，在第一节桩的桩尾桩壁和第二节桩的桩头桩壁涂一层环氧树脂胶，然后将第二节桩的桩头榫的定位楔块对准第一节桩的桩尾卯定位滑槽，使第二节桩桩头榫进入第一节桩的桩尾卯；s5、将4个连接螺栓依次穿过桩尾连接钢筒并拧入桩头连接钢筒，完成初拧，检查桩头连接状态，并完成终拧，在连接螺栓螺帽涂一层防锈漆；s6、进行第二节桩的压桩，重复步骤s4和s5，以致完成预制桩的压桩。优选地，所述桩头榫钢筋与预制桩的主筋通长。本发明具有以下有益效果：1、采用内接桩，不影响预制桩的压桩；2、采用高强度螺栓连接桩头榫和桩头卯以承担连接处的拉力，桩头榫用于抵抗连接处的剪力。并且螺栓不在同一水平面，保证了桩头榫的有效面积；3、高强度螺栓螺帽表面用防锈漆处理，接桩处用环氧树脂连接，能够防止螺栓的锈蚀；4、接桩处涂抹环氧树脂，防止水进入预制内部；6、连接钢筒的密封橡胶帽可以重复利用，节约资源；7、内接桩结构可以作为预制桩的一部分，同时生产，基本不会影响预制桩的生产进度，并且对其生产工艺影响不大。附图说明图1为本发明实施例中首节榫卯式预制桩结构简图。图2为本发明实施例中中间的榫卯式预制桩结构简图。图3为本发明实施例中末节榫卯式预制桩结构简图。图4为本发明实施例中桩尾卯水平剖面图。图5为本发明实施例中桩头榫水平剖面图。图6为本发明实施例中的连接螺栓示意图。图中：1-中间节预制桩，11-预制桩桩壁，12-桩尾卯，13-桩头榫，121-桩尾连接钢筒，122-定位滑槽，123-螺栓凹口，131-定位楔块，132-桩头连接钢筒，14-连接螺栓，141-螺帽，15-加强桩头挡块，16-纵向受力钢筋，17-箍筋，2-首节预制桩，21-桩头，3-末节预制桩。具体实施方式为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。以外径500mm，壁厚100mm，长度12m的a型phc管桩为例，对本发明的技术方案做进一步的说明。如图1-图6所示，本发明实施例提供了一种榫卯式内接预制桩，包括桩尾卯12，桩头榫13，连接螺栓14和加强桩头挡块15。所述桩尾卯12包括桩尾连接钢筒121、定位滑槽122和螺栓凹口123，桩尾卯布置在预制桩1的尾部(末节桩不设)，距尾部50mm沿预制桩长度方向每隔100mm布置一个桩尾连接钢筒121，每个钢筒的方向为前一个钢筒方向绕预制桩1中间圆洞的圆心转90度。所述桩尾连接钢筒长度为90-95mm，优选90mm。钢筒的厚度为5mm，内壁光滑，其内径为18mm，连接钢筒两端可用橡胶帽密封。在桩尾连接钢筒121和预制桩外壁连接处布置螺栓凹口123。所述螺栓凹口为圆形，其直径比连接螺栓14的螺帽大2-5mm，凹口的深度比连接螺栓螺帽的厚度大5-10mm。在预制桩壁11内部桩尾卯位置处布置定位滑槽122。所述定位滑槽122布置在桩尾卯12的内壁，其平面为矩形，宽×厚＝100×50mm，其长度为400mm。所述桩头榫13包括定位楔块131和桩头连接钢筒132。桩头榫13为钢筋混凝土圆柱，布置在预制桩1的桩头(首节桩不设)，其直径为297-298mm比预制桩1内部圆洞直径小2～3mm，长度为400mm，桩头榫13的混凝土强度等级和钢筋直径与预制桩1桩体相同，距离其端部50mm与桩尾卯12对应位置布置桩头连接钢筒132，可用橡胶帽密封。所述桩头连接钢筒132的内径和内部螺纹与连接螺栓14直径和螺纹相匹配，钢筒壁厚5mm，长度为90mm等于预制桩1中间圆洞半径的0.6倍，桩头连接钢筒132一端为开口，另一端封闭。所述定位楔体131布置在桩头榫13的表面，其平面尺寸为95×48mm，长度为400mm。所述连接螺栓14为高强度螺栓，直径为12～20mm，优选16mm，长度为270mm，其螺帽141的表面有可供六角扳手施加扭矩的六边形刻槽，连接螺栓14穿过桩尾连接钢筒121与桩头连接钢筒132的螺纹连接从而连接桩尾卯12和桩头榫13，连接螺栓14拧紧后其螺帽141填满桩尾卯14表面的凹口。所述加强桩头挡块15布置在桩头榫13的后部，预制桩纵向钢筋在加强桩头挡块15处进行弯折布置进桩头榫13，实现钢筋的通长，其宽度为100-200mm，在此选100mm。本发明实施例还提供了一种榫卯式内接预制桩施工方法，包括以下步骤：s1、根据预制桩的长度和桩头加强挡块的位置，截取通长钢筋，使预制桩纵筋和桩头榫内部钢筋通长。s2、在预制桩绑扎钢筋时，在其桩尾卯12相应位置处的钢筋处绑扎桩尾连接钢筒121，钢筒两端用橡胶帽密封，以防混凝土浇筑时钢筒被堵住，除第一节桩之外，其余桩的桩头多出400mm的桩头榫13的钢筋，钢筋与预制桩的主筋通长。在桩头榫13相应位置的钢筋上绑扎桩头连接钢筒132，并用橡胶帽将桩头连接钢筒132的开口堵住，防止水泥砂浆进入钢筒。制作模板，并浇筑混凝土。s3、拆除模板并对预制桩进行养护，达到强度的各节预制桩进行编号，按类进行堆放。堆放和运输过程中注意对桩头榫13和桩尾卯12的保护。s4、压入第一节桩之后，取出连接钢筒的橡胶帽，在第一节桩的桩尾桩壁和第二节桩的桩头桩壁涂一层环氧树脂胶。然后将第二节桩的桩头榫13的定位楔块131对准第一节桩的桩尾卯12定位滑槽122，使第二节桩桩头榫13进入第一节桩的桩尾卯12。s5、将4个连接螺栓14依次穿过桩尾连接钢筒121并拧入桩头连接钢筒132，完成初拧，检查桩头连接状态，并完成终拧，在连接螺栓螺帽涂一层防锈漆。s6、进行第二节桩的压桩，重复步骤s4和s5，以致完成预制桩的压桩。本发明采用桩头榫和桩尾卯实现预制装的内部连接，不影响预制桩的压桩。与传统的预制桩接桩对比如表1。表1榫卯式内接预制桩接桩与传统接桩技术的对比比较项目内接桩焊接法法兰盘连接桩头处理桩头榫和桩尾卯连接钢板连接钢板和法兰盘桩头是否易锈蚀不锈蚀易锈蚀易锈蚀所需人工一人两人1-2人连接所需时间5-10分钟20-30分钟10-20分钟以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
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的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12