一种预制空心桩的桩头构造的制作方法
【专利摘要】本发明是一种预制空心桩的桩头构造，包括预制空心桩、桩头侧面一设定深度和宽度的现浇混凝土箍、现浇混凝土箍中预埋的伸入上部底板进行锚固的钢筋，先做预制空心桩后浇筑混凝土箍，箍包裹桩头的高度不小于桩身外径，桩头侧面的混凝土采取凿毛、刷界面粘结剂、设置剪切元件等一种或多种组合措施，现浇混凝土箍中预埋钢筋伸入上部底板进行锚固，预制空心桩的桩头内部不填芯、或者空心桩桩头内部仅填充混凝土不配置钢筋、或者空心桩桩头内部填充钢筋混凝土但不配置直接伸入上部底板进行锚固的预埋钢筋，空心桩桩头填芯中所配置的钢筋采取包裹在桩的内部、弯折锚固在桩头侧面的现浇混凝土箍中、与桩头侧面箍中的钢筋相连接等一种或多种组合方式处理。
【专利说明】一种预制空心粧的粧头构造
【技术领域】
[0001]本发明属于土木工程领域，涉及空心桩，尤其是一种预制空心桩的桩头构造。
【背景技术】
[0002]2009年上海某13层在建住宅由于的“压力差”倒塌事件引发了业内对各种预制空心桩水平承载能力的担忧，随后采取的措施主要有两项:一是增加预制空心桩的配筋；二是严格执行混凝土顶部填芯。另外，2010年替代03SG409的国家建筑标准图集10G409针对承受较大水平力的桩，提出了一项桩顶部位的加强措施，该措施考虑了桩头侧面外部的加强。
[0003]空心桩的材料分布符合材料力学受弯剪构件的科学规律，从而可以最小的材料用量获取最大的抗弯剪能力，因此，在空心桩中间再填芯的方法事倍功半、得不偿失、效果不佳，而且施工质量难以保证且不可测、不可控，考虑桩头侧面外部加强应当得到更加充分的发展，是创新的方向。
【发明内容】
[0004]本发明提出一种预制空心桩的桩头构造，其特征在于:包括预制空心桩、桩头侧面一设定深度和宽度的现浇混凝土箍、现浇混凝土箍中预埋的伸入上部承台(基础底板)进行锚固的钢筋，先做预制空心桩后浇筑混凝土箍，箍包裹桩头的高度不小于桩身外径，桩头侧面的混凝土采取凿毛、刷界面粘结剂、设置剪切元件等一种或多种组合措施，现浇混凝土箍中预埋钢筋伸入上部承台(基础底板)进行锚固，预制空心桩的桩头内部不填芯、或者空心桩桩头内部仅填充混凝土不配置钢筋、或者空心桩桩头内部填充钢筋混凝土但不配置直接伸入上部承台(基础底板)进行锚固的预埋钢筋，空心桩桩头填芯中所配置的钢筋采取包裹在桩的内部、弯折锚固在桩头侧面的现浇混凝土箍中、与桩头侧面箍中的钢筋相连接等一种或多种组合方式处理。
[0005]上述预制空心桩桩头构造的施工方法包括以下步骤:
(1)预制空心桩施工；
(2)整体开挖至设计标高，桩头周围局部下挖；
(3)清理桩头侧面的浮土或泥浆，对桩头侧面的混凝土采取凿毛、刷界面粘结剂、设置剪切元件等一种或多种组合措施加强新旧混凝土粘结性能；
(4)清运余土废渣，浇筑施工垫层；
(5)绑扎桩头侧面钢筋，预埋伸入上部承台(基础底板)的钢筋；
(6)遮盖桩顶空心部分，或者桩头内部填芯；
(7)桩头侧面浇筑混凝土形成桩头侧面的箍，箍包裹桩头的高度不小于桩身外径。
[0006]桩头侧面的混凝土采取凿毛、刷界面粘结剂、设置剪切元件等一种或多种组合措施的目的是加强桩与箍之间新旧混凝土粘结性能，使得部分或全部上部竖向荷载通过箍与桩头侧面的结合力传递到下部桩身。
[0007]本发明的新颖性和创新性主要体现在以下几个方面。
[0008](I)现有技术中的桩箍或桩帽主要是盖在桩的顶部，主要是为了传递竖向荷载和保护桩头，对于桩头的侧面仅仅是包个边，而本发明的内容是位于桩头侧面的箍，与位于桩头顶部的各类构造措施形成互补。
[0009](2)中国基桩规范根据桩径不同规定桩头进入承台或基础底板的高度为50mm或100mm,美国规范统一规定为70mm,现有技术中后补后烧的扩大头包裹桩头侧面的高度大体上也在这个范围，仅仅满足传递竖向荷载和水平剪力的要求，形成半刚接半铰接的构造，难以传递较大的弯矩，而本发明中，箍包裹桩的高度大于桩身直径，可以大幅度提高桩头节点传递弯矩的能力。
[0010](3)对比实用新型专利无碴轨道板桩结构(201120058462.0)，提出一种无碴轨道板桩结构，包括:承台板和下部桩身，在承台板与下部桩身之间设有伞撑形，并且，下部桩身中的主筋经过伞撑形延伸至承台板，在伞撑形内设有抗剪钢筋且抗剪钢筋自伞撑形延伸并进入承台板。该专利虽然通过扩大的伞形桩头桩基与承台板刚性连接，扩大的伞形桩头虽然是后期浇筑但并未包裹下部桩身。
[0011](4)对比日本专利免震建物0基礎構造(登録番号:4634829号)是将原桩头截去以后做扩大头，新的桩头与扩大的部分同时浇筑混凝土，同时形成，而本发明保留原桩头，桩与箍先后形成，后浇的箍包裹原桩头。
[0012](5)对比国家建筑标准图集10G409中针对承受较大水平力的桩，提出了一项桩顶部位的加强措施，该措施考虑了桩头侧面外部的加强，要求桩头侧面箍的高度大于75倍预应力钢筋直径。该对比技术与本发明的区别在于:该对比技术同时要对空心桩桩头内部进行填芯且填芯中埋置的钢筋还要伸入到上部承台(基础底板)中进行锚固，而本发明现浇混凝土箍中配置的钢筋伸入上部承台(基础底板)，预制空心桩的桩头内部可以不填芯，本发明中预制空心桩的桩头内部填芯主要是出于防水而不是受力的需要，在填芯混凝土中可以不配置钢筋，即使配置钢筋也不直接伸入上部承台(基础底板)进行锚固，可以弯折锚固在桩头侧面的现浇混凝土箍中、或者与桩头侧面箍中的钢筋相连接。总之，传统方式侧重于空心桩中间的填芯，而本发明强化空心桩桩身外围的加强。
[0013]首先施工空心桩；整体开挖后，再围绕桩头进行局部土体开挖，形成一个基坑，将桩头侧面的土体下挖一设定深度和宽度，具体的宽度和深度由设计计算或构造要求结合现场土质和降水情况综合确定，宽度越大则形成的箍扩大头的尺寸越大，深度应满足箍包裹桩的高度大于桩身直径；然后清理桩头侧面的浮土或泥浆，对桩头侧面的混凝土采取凿毛、刷界面粘结剂、设置剪切元件等一种或多种组合措施加强新旧混凝土粘结性能；接着清运余土废渣、浇筑施工垫层、绑扎桩头侧面钢筋，预埋深入上部承台(基础底板)的钢筋；最后在桩头侧面浇筑混凝土，形成桩头侧面的箍，浇筑前要遮盖预制空心桩桩顶，使得预制空心桩的桩顶始终为空心。
[0014]在上述实施方式和权利要求中，涉及到箍与桩新旧混凝土的粘结，可采用常规方式解决，例如旧混凝土凿毛、刷界面粘结剂、植筋或采用其他方法设置剪切元件等等，采取何种新旧混凝土的粘结方法取决于箍与桩的接触面积(箍的高度与桩周长的乘积)以及需要通过箍与桩新旧混凝土的结合力传递竖向荷载的大小，如果箍与桩的接触面积较小、需要传递的荷载较大，则需要采取设置剪切元件等方法提高粘结强度，而如果箍与桩的接触面积较大、需要传递的荷载较小时，则只需要将桩身的旧混凝土凿毛即可。
[0015]在上述实施方式中，还包括但不必然包括:预制桩截除超打或超压高度、预制空心桩填芯预埋钢筋、现浇混凝土箍中的构造钢筋、桩用于民用建筑中做防水和防水保护层，必要时在新旧混凝土结合处设置止水环，箍与桩的上部做承台(基础底板)、现浇的混凝土箍与上部承台(基础底板)同时浇筑，以及铺设素混凝土施工垫层等等常规做法，未列举在本发明具有普遍意义的实施方式和权利要求中。
【权利要求】
1.一种预制空心桩的桩头构造，其特征在于:包括预制空心桩、桩头侧面一设定深度和宽度的现浇混凝土箍、现浇混凝土箍中预埋的伸入上部承台(基础底板)进行锚固的钢筋，先做预制空心桩后浇筑混凝土箍，箍包裹桩头的高度不小于桩身外径，桩头侧面的混凝土采取凿毛、刷界面粘结剂、设置剪切元件三种中的一种或多种组合措施，现浇混凝土箍中预埋钢筋伸入上部承台(基础底板)进行锚固，预制空心桩的桩头内部不填芯、或者空心桩桩头内部仅填充混凝土不配置钢筋、或者空心桩桩头内部填充钢筋混凝土但不配置直接伸入上部承台(基础底板)进行锚固的预埋钢筋，空心桩桩头填芯中所配置的钢筋采取包裹在桩的内部、弯折锚固在桩头侧面的现浇混凝土箍中、与桩头侧面箍中的钢筋相连接三种中的一种或多种组合方式处理。
2.按照权利要求1所述的一种预制空心桩的桩头构造，其特征在于施工方法包括以下步骤:(I)预制空心桩施工； (2)整体开挖至设计标高，桩头周围局部下挖； (3)清理桩头侧面的浮土或泥浆，对桩头侧面的混凝土采取凿毛、刷界面粘结剂、设置剪切元件等一种或多种组合措施； (4)清运余土废渣，浇筑施工垫层； (5)绑扎桩头侧面钢筋，预埋伸入上部承台(基础底板)的钢筋； (6)遮盖桩顶空心部分，或者桩头内部填芯； (7)桩头侧面浇筑混凝土形成桩头侧面的箍，箍包裹桩头的高度不小于桩身外径。
3.按照权利要求1所述的一种预制空心桩的桩头构造，其特征在于:预制桩施工时控制粧顶标闻低于设计标闻。
【文档编号】E02D5/50GK104234048SQ201410540532
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】朱文正, 张季超, 徐新星, 蒋鑫云, 唐能, 薛江炜, 其他发明人请求不公开姓名 申请人:薛江炜