一种装配式空心桩及其装配方法与流程

本发明涉及空心桩领域，具体涉及一种装配式空心桩及其装配方法。

背景技术：

公路桥梁钻孔灌注桩已经成为桥梁工程最为重要、使用最广泛的基础形式，经过长期使用在施工过程中也暴露出自身的严重缺陷和不足，如孔壁坍塌、断桩、缩颈、空洞等缺陷，由于基桩属于隐蔽工程，出现病害处理不易发现，处治也相当困难。钻孔灌注桩工程费用巨大、施工周期长、质量难控制，已经不能满足当前需要，装配式混凝土空心桩是在总结钻孔灌注桩经验的基础上，为了消除桩身隐患、提高工程质量、减少混凝土用量和降低工程成本，使桩基工程实现工厂化、装配化施工而提出的一种基础施工方法。但装配式混凝土空心桩桩身节段连接及桩身耐久性一直是施工质量和桩基耐久性的关键技术。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：现有技术中装配式空心桩装配效果不好、耐久性差的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种装配式空心桩，包括竖直设置的上桩段、位于上桩段下方的下桩段，所述上桩段、下桩段均为中空的筒状，且二者同轴设置；

所述上桩段的侧壁中设置有平行于上桩段轴线的第一通孔，第一通孔中设置有第一钢筋；

所述下桩段的侧壁中设置有平行于下桩段轴线的第二通孔，第二通孔与第一通孔位置、数量一一对应，对应的第二通孔与第一通孔同轴，所述第二通孔中设置有第二钢筋；

所述第二钢筋贯穿下桩段且对下桩段施加压应力，第一钢筋的下端与第二钢筋的上端连接，第一钢筋的上端延伸至上桩段的顶部，第一钢筋对上桩段施加压应力。

本发明中的一种装配式空心桩，通过第一钢筋、第二钢筋对上桩段、下桩段施加预紧力，装配效果较好，防止桩身节段在吊装和使用过程中出现裂缝，确保桩身质量和耐久性。

优化的，所述第一钢筋、第二钢筋的两端均设置有外螺纹；

所述第一钢筋的上端拧有第一螺母，第一螺母的底面设置有第一垫板，第一垫板压在上桩段上；

所述第一钢筋的下端与第二钢筋的上端通过第二螺母连接，第二螺母的底部设置有第二垫板，第二垫板压在下桩段上；

所述第二钢筋的下端拧有第三螺母，第三螺母的顶部设置有第三垫板，第三垫板压在下桩段上。

通过螺纹、螺母、垫板等配合对上桩段、下桩段施加预紧力，结构简单、连接可靠、安装方便，且能够施加的预紧力较大，装配效果较好，能够确保其整体耐久性。

优化的，所述第一通孔的上端套设有第一螺旋筋，第一螺旋筋浇注在上桩段中，且第一螺旋筋位于第一垫板下方；

和/或，所述第二通孔的下端套设有第二螺旋筋，第二螺旋筋浇注在下桩段中，且第二螺旋筋位于第三垫板上方。

在第一钢筋或者第二钢筋对上桩段、下桩段施加预紧力时，上桩段、下桩段的端部会受到较大的压力，第一螺旋筋、第二螺旋筋的设置能够抵抗来自外界的压力，进而防止桩段端面因受力过大而出现局部破坏，在一定程度上提高了桩段的承载能力。

优化的，所述第一通孔上端设置有第一沉孔，第一螺母及第一垫板均位于第一沉孔中，且第一钢筋的顶部不高于上桩段的顶面；

所述第一通孔的下端设置有第二沉孔，第二螺母位于第二沉孔中；

所述第二通孔的上端设置有第三沉孔，第二垫板位于第三沉孔中；

所述第二通孔的下端设置有第四沉孔，第三螺母、第三垫板均位于第四沉孔中，且第二钢筋底部不低于下桩段的底面。

第一螺母及第一垫板均位于第一沉孔中，能够确保上桩段的上端面为平面，以便于其更好的与其他桩段进行连接，第二螺母位于第二沉孔中，第二垫板位于第三沉孔中，使上桩段、下桩段有效贴合，结构较为稳定，连接可靠，耐久性较好。

优化的，所述第一通孔、第二沉孔均由浇注在上桩段中的钢管形成，所述第二通孔由浇注在下桩段中的钢管形成。

在进行桩段预制时，直接将钢管浇注在桩段中，形成第一通孔、第二沉孔以及第二通孔，孔的质量较好，便于钢筋的插入，装配效率较高，装配效果好。

优化的，所述第一钢筋、第二钢筋与对应孔壁之间填充浆料。

在第一钢筋、第二钢筋与对应孔壁之间填充浆料，能够使第一钢筋、第二钢筋与对应桩段形成一个整体，使其装配之后的整体结构更加稳定、可靠，耐久性较好。

优化的，所述上桩段底面与下桩段顶面之间设置有环氧胶。

环氧胶能够将上桩段与下桩段粘接，同时填满上桩段底面与下桩段顶面之间的空隙，能够有效防水，提高整体耐久性。

优化的，所述上桩段与下桩段之间设置有防水卷材，防水卷材覆盖在上桩段与下桩段的接缝处。

防水卷材能够防止水进入桩段侧壁内部，提高其整体耐久性。

优化的，所述防水卷材为sbs改性沥青防水卷材。sbs改性沥青防水卷材低温柔性好，达到-25℃不裂纹，耐热性能高，90℃不流淌，延伸性能好，使用寿命长，施工简便，污染小，能够起到有效的防水作用，提高整体桩段的耐久性。

本发明还公开一种应用于上述任一种装配式空心桩的装配方法，包括如下步骤：

a、预制桩段：预制上桩段、下桩段；

b、下桩段预紧：将第二钢筋安装在第二通孔中，对第二钢筋施加拉应力并固定，使其对下桩段施加压应力，实现下桩段预紧；

c、上、下桩段对准：将上桩段放置在下桩段上，使第一通孔与第二通孔对准；

d、整体预紧：将第一钢筋安装在第一通孔中，并将第一钢筋的下端与第二钢筋的上端连接，对第一钢筋施加拉应力并固定，使其对上、下桩段施加压应力，实现整体预紧。

本发明中的一种装配式空心桩的装配方法，能够很方便的实现上桩段、下桩段之间的装配，且装配效果较好，通过第一钢筋、第二钢筋对上桩段、下桩段施加预紧力，能够防止桩身节段在吊装和使用过程中出现裂缝，确保桩身质量和耐久性。

本发明的有益效果在于：

1.本发明中的一种装配式空心桩，通过第一钢筋、第二钢筋对上桩段、下桩段施加预紧力，装配效果较好，防止桩身节段在吊装和使用过程中出现裂缝，确保桩身质量和耐久性。

2.通过螺纹、螺母、垫板等配合对上桩段、下桩段施加预紧力，结构简单、连接可靠、安装方便，且能够施加的预紧力较大，装配效果较好，能够确保其整体耐久性。

3.在第一钢筋或者第二钢筋对上桩段、下桩段施加预紧力时，上桩段、下桩段的端部会受到较大的压力，第一螺旋筋、第二螺旋筋的设置能够抵抗来自外界的压力，进而防止桩段端面因受力过大而出现局部破坏，在一定程度上提高了桩段的承载能力。

4.第一螺母及第一垫板均位于第一沉孔中，能够确保上桩段的上端面为平面，以便于其更好的与其他桩段进行连接，第二螺母位于第二沉孔中，第二垫板位于第三沉孔中，使上桩段、下桩段有效贴合，结构较为稳定，连接可靠，耐久性较好。

5.在进行桩段预制时，直接将钢管浇注在桩段中，形成第一通孔、第二沉孔以及第二通孔，孔的质量较好，便于钢筋的插入，装配效率较高，装配效果好。

6.在第一钢筋、第二钢筋与对应孔壁之间填充浆料，能够使第一钢筋、第二钢筋与对应桩段形成一个整体，使其装配之后的整体结构更加稳定、可靠，耐久性较好。

7.环氧胶能够将上桩段与下桩段粘接，同时填满上桩段底面与下桩段顶面之间的空隙，能够有效防水，提高整体耐久性。

8.防水卷材能够防止水进入桩段侧壁内部，提高其整体耐久性。

9.sbs改性沥青防水卷材低温柔性好，达到-25℃不裂纹，耐热性能高，90℃不流淌，延伸性能好，使用寿命长，施工简便，污染小，能够起到有效的防水作用，提高整体桩段的耐久性。

10.本发明中的一种装配式空心桩的装配方法，能够很方便的实现上桩段、下桩段之间的装配，且装配效果较好，通过第一钢筋、第二钢筋对上桩段、下桩段施加预紧力，能够防止桩身节段在吊装和使用过程中出现裂缝，确保桩身质量和耐久性。

附图说明

图1为本发明实施例中一种装配式空心桩的剖视图；

图2为图1中a的局部放大图；

图3为图1中b的局部放大图；

图4为图1中c的局部放大图；

图5为图1中d-d的剖视图；

图6为本发明实施例中一种装配式空心桩的俯视图；

其中，

上桩段-1、第一通孔-11、第一钢筋-12、第一螺母-13、第一螺旋筋-14、第一沉孔-15、第二沉孔-16、第一垫板-131；

下桩段-2、第二通孔-21、第二钢筋-22、第二螺母-23、第三螺母-24、第二螺旋筋-25、第三沉孔-26、第四沉孔-27、第二垫板-231、第三垫板-241；

环氧胶-3；

防水卷材-4。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，一种装配式空心桩，包括竖直设置的上桩段1、位于上桩段1下方的下桩段2，所述上桩段1、下桩段2均为中空的圆形筒状，且二者同轴设置，如图1、5、6所示，上桩段1与下桩段2水平截面尺寸相同。

如图1所示，所述上桩段1的侧壁中设置有平行于上桩段1轴线的第一通孔11，第一通孔11中设置有第一钢筋12。

如图1所示，所述下桩段2的侧壁中设置有平行于下桩段2轴线的第二通孔21，第二通孔21与第一通孔11位置、数量一一对应，对应的第二通孔21与第一通孔11同轴，所述第二通孔21中设置有第二钢筋22。

如图1所示，所述第二钢筋22贯穿下桩段2且对下桩段2施加压应力，第一钢筋12的下端与第二钢筋22的上端连接，第一钢筋12的上端延伸至上桩段1的顶部，第一钢筋12对上桩段1施加压应力。

综合参考图1-4，所述第一钢筋12、第二钢筋22的两端均设置有外螺纹。

如图1-2所示，所述第一钢筋12的上端拧有第一螺母13，第一螺母13的底面设置有第一垫板131，第一垫板131压在上桩段1上，所述第一通孔11上端设置有第一沉孔15，第一螺母13及第一垫板131均位于第一沉孔15中，且第一钢筋12的顶部不高于上桩段1的顶面。

所述第一通孔11的上端套设有第一螺旋筋14，第一螺旋筋14浇注在上桩段1中，且第一螺旋筋14位于第一垫板131下方。

如图1、3所示，所述第一钢筋12的下端与第二钢筋22的上端通过第二螺母23连接，第二螺母23的底部设置有第二垫板231，第二垫板231压在下桩段2上，所述第一通孔11的下端设置有第二沉孔16，第二螺母23位于第二沉孔16中，所述第二通孔21的上端设置有第三沉孔26，第二垫板231位于第三沉孔26中。

如图1、4所示，所述第二钢筋22的下端拧有第三螺母24，第三螺母24的顶部设置有第三垫板241，第三垫板241压在下桩段2上，所述第二通孔21的下端设置有第四沉孔27，第三螺母24、第三垫板241均位于第四沉孔27中，且第二钢筋22底部不低于下桩段2的底面。

如图4所示，所述第二通孔21的下端套设有第二螺旋筋25，第二螺旋筋25浇注在下桩段2中，且第二螺旋筋25位于第三垫板241上方。

所述第一通孔11、第二沉孔16均由浇注在上桩段1中的钢管形成，所述第二通孔21由浇注在下桩段2中的钢管形成，所述第一钢筋12、第二钢筋22与对应孔壁之间填充浆料，根据实际情况，在第一垫板131、第二垫板231上开设通向第一通孔11、第二通孔21的进浆孔及排气孔，外设的注浆设备通过进浆孔向第一钢筋12、第二钢筋22与对应孔壁之间注浆，注浆的浆料为水泥。

如图1、3所示，所述上桩段1底面与下桩段2顶面之间设置有环氧胶3，所述上桩段1与下桩段2之间设置有防水卷材4，防水卷材4覆盖在上桩段1与下桩段2的接缝处，所述防水卷材4为sbs改性沥青防水卷材。

上述实施例仅以两段桩段的装配为例，根据实际需求，可在同一桩段上开设不同的孔，采用同样的技术方案进而实现多段桩段的装配。

本发明还公开一种应用于上述一种装配式空心桩的装配方法，包括如下步骤：

a、预制桩段：预制上桩段1、下桩段2，在此过程中，预先将钢管浇注在桩段的侧壁中，进而形成第一通孔11、第二沉孔16、第二通孔21，同时，将第一螺旋筋14、第二螺旋筋25分别浇注在第一通孔11的上端及第二通孔21的下端；

b、下桩段2预紧：将第二钢筋22安装在第二通孔21中，对第二钢筋22施加拉应力并固定，使其对下桩段2施加压应力，实现下桩段2预紧，具体过程为：将第二钢筋22穿入第二通孔21中，按照图3、4所示的结构将第二螺母23、第二垫板231、第三螺母24、第三垫板241安装在第二钢筋22上，并对第二钢筋22施加拉应力，然后将其固定，实现下桩段2预紧，此时应确保第二螺母23上段预留出供安装第一钢筋12的螺纹段；

c、上、下桩段对准：在上桩段1底面及下桩段2顶面上涂上环氧胶3，将上桩段1放置在下桩段2上，使第一通孔11与对应的第二通孔21对准，然后使上桩段1与下桩段2贴合；

d、整体预紧：将第一钢筋12安装在第一通孔11中，并将第一钢筋12的下端与第二钢筋22的上端连接，对第一钢筋12施加拉应力并固定，使其对上、下桩段施加压应力，实现整体预紧，具体为：将第一钢筋12从第一通孔11的上端插入第一通孔11中，然后将第一钢筋12拧在第二螺母23中，随后将第一螺母13、第一垫板131安装在第一钢筋12的上端，对第一钢筋12施加拉应力，通过第一螺母13将第一钢筋12固定，以实现整体桩段的预紧。

e、孔道压浆：在第一垫板131、第二垫板231上均开设通向第一通孔11、第二通孔21的进浆孔及排气孔，外设的注浆设备通过进浆孔向第一钢筋12、第二钢筋22与对应孔壁之间注浆，注浆的浆料为水泥。

f、粘贴防水卷材4：将防水卷材4粘贴在上桩段1、下桩段2内外侧的接缝处。

g、完成上述操作后，可根据实际需求将其与其他桩段装配，装配过程与上述过程相同。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。