一種預制塑料套管鋼筋混凝土樁及其預制方法與流程

本發明涉及一種預制樁體及其制作方法，特別涉及一種預制塑料套管鋼筋混凝土樁及其預制方法，適用于路堤樁加筋系統和建筑樁基等土建工程之中。

背景技術：

當前，一種塑料套管現澆混凝土樁已在高速公路、公路拓寬、鐵路、市政、機場等軟基處理工程中得到一定的應用，相關專利有：塑料套管混凝土樁(ZL 200920036795.6)、單壁螺紋塑料套管現澆混凝土樁的施工方法(ZL 200610097347.8)、塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁(ZL 201120340788.2)、防止塑料套管混凝土樁彎曲變形的施工方法及其裝置(ZL 201110004366.2)、塑料套管混凝土樁打設機(ZL 200820170698.1)、塑料套管混凝土樁及其加固處理軟土地基的方法(ZL 200910024639.2)、用于冰凍成孔現澆混凝土樁的沉管及冰凍成孔現澆混凝土樁的施工方法(實質審查中，申請號CN201510190787.7)。該樁體與傳統現澆的樁體相比，外部設置了粗糙狀的塑料套管，增強了樁體與周圍土體的摩擦作用，提高了樁體的承載力。然而該樁體也存在著一些不足：①塑料套管的存在為樁體的施工增加了一定的難度，在一定程度上減緩了施工速度；②該樁體為小直徑樁，常用的直徑為16cm或20cm，而打設深度在10～20m范圍內，導致該樁體的長細比在50以上，最高可至125，如此大長細比樁體在豎向荷載下已發生屈曲破壞，導致樁體的承載力在一定程度上有所折減；③該樁體為素混凝土樁，其承載力較低，因此主要作為路堤樁應用在路堤工程中，而在工民建工程方面尚無應用先例；④混凝土在如此細長的塑料套管內不宜填充密實，且振搗棒無法插到如此細長的塑料套管的底部；⑤由于該樁體是預先打設塑料套管的，因此塑料套管在樁周土的作用力下會發生擠破的現象，從而嚴重降低了其成樁質量；⑥由于該樁體的長細比過大，增加了其成樁的質量檢測難度，工程中常用的低應變動力監測難以獲得完好的波普曲線。然而，在樁身外側設置一層塑料套管具有一定的優勢，它能夠防止樁周土對樁身混凝土的侵蝕，特別是在近海、濱江等氯離子濃度較高的環境中，因此該種地區的路堤、工民建等工程中需要考慮樁基的侵蝕，延長樁基的使用壽命。因此，為了克服塑料套管混凝土樁的缺陷和提高其適用范圍，亟需尋找一種新的成樁方式既保存塑料套管混凝土樁的優勢又能擴大其應用前景顯得十分重要。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種預制塑料套管鋼筋混凝土樁及其預制方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的:這種預制塑料套管鋼筋混凝土樁，包括：塑料套管、接樁段、鋼筋籠、混凝土和樁尖；所述接樁段是由接盤、接環和接帽組成的，接盤周邊均勻設置栓孔；最下端的鋼筋籠的末端與樁尖連接；所述塑料套管設于最外側，最下端塑料套管與樁尖通過膠結劑連接；鋼筋籠的端部設有接環，接環的端部焊接在接盤上，相鄰的接盤通過接帽連接。

作為優選：所述塑料套管為雙壁塑料管材。

這種預制塑料套管鋼筋混凝土樁的預制方法，包括以下的步驟：

1)、在場地內設置樁頂槽和樁尖槽；

2)、將塑料套管作為模板，豎向放置在樁頂槽和樁尖槽內；

3)、在塑料套管周圍設置固定架，并在塑料套管內插入鋼筋籠；

4)、在塑料套管上部澆筑混凝土，同時將振動棒插入到塑料套管內振動密實成樁；

5)、在頂部設置好接盤和接環，然后將樁體兩端的預制段養護成型；

6)、在場地內設置與單元樁體長度一致的振動臺；

7)、將塑料套管兩端各開設一個進料口和一個出氣口，并將該塑料套管作為模板，橫向放置在振動臺上，同時在塑料套管內橫向插入鋼筋籠，并露出塑料套管一定長度；

8)、在塑料套管兩端設置封閉端，然后通過進料口澆筑混凝土，待出氣口有混凝土溢出時，停止澆筑；

9)、在兩端設置好接盤和接環，然后將樁體中間的預制段養護成型，最后撤去封閉端；

10)、吊裝樁體兩端的預制段和樁體中間的預制段，準確對接各預制段的接盤上的栓孔，最后利用接帽將各預制段連為一體，形成預制塑料套管鋼筋混凝土樁。

本發明的有益效果是:

1)、預制塑料套管鋼筋混凝土樁替代現澆的塑料套管混凝土樁提高了施工速度、成樁質量和承載能力；

2)、預制塑料套管鋼筋混凝土樁可做成小直徑樁(d≤25cm)、中等直徑樁(25cm<d<80cm)和大直徑樁(d≥80cm)，減小了樁體的長細比，并在樁體內配筋，提高了樁基承載力，既可用于路堤樁，又可用于建筑樁基，增加了其適用范圍；

3)、樁體的成樁質量易于檢測；

4)、對于鋼筋籠，則無需擔心混凝土保護層厚度問題，可適用于侵蝕性較強的海洋、近海和濱江等環境中。

附圖說明

圖1是預制塑料套管鋼筋混凝土樁結構示意圖；

圖2是接樁段示意圖；

圖3是接盤、接環和接帽連接平面示意圖；

圖4是樁體兩端預制段豎向澆筑示意圖；

圖5是樁體兩端預制段豎向養護成型并設置接樁段示意圖；

圖6是樁體中間預制段橫向澆筑示意圖；

圖7是樁體中間預制段橫向養護成型并設置連接段示意圖。

附圖標記說明：塑料套管1、接樁段2、鋼筋籠3、混凝土4、樁尖5、接盤6、接環7、接帽8、栓孔9、場地10、樁頂槽11、樁尖槽12、振動棒13、固定架14、振動臺15、進料口16、出氣口17、封閉端18。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步描述。下述實施例的說明只是用于幫助理解本發明。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。

圖1是預制塑料套管鋼筋混凝土樁的結構示意圖，這種預制塑料套管鋼筋混凝土樁，包括：塑料套管1、接樁段2、鋼筋籠3、混凝土4和樁尖5；所述接樁段2是由接盤6、接環7和接帽8組成的，接盤6周邊均勻設置栓孔9；最下端的鋼筋籠3的末端與樁尖5連接；所述塑料套管1設于最外側，最下端塑料套管1與樁尖5通過膠結劑連接；鋼筋籠3的端部設有接環7，接環7的端部焊接在接盤6上，相鄰的接盤6通過接帽8連接。所述塑料套管1為雙壁塑料管材。

現欲制作一個長度為15m、直徑為0.5m的預制塑料套管鋼筋混凝土樁，其具體實施方式為：選取三段直徑為0.5m、壁厚9mm、長度為5m的PVC管作為外包的塑料套管1，采用鐵板制作一個直徑為0.5m的錐形的樁尖5，選用直徑為8mm的HRB235鋼筋作為箍筋、直徑為12mm的HRB335鋼筋作為主筋，制作長度為5.2m、直徑為0.44m的鋼筋籠3，同時，采用鋼板制作直徑為0.5m、厚度為1cm的接盤6，接盤6上按照圖3的方式，在周邊均勻設置栓孔9，以便于接帽8進行拼接，采用鋼管制作長度0.3m、壁厚1cm，外徑0.45m的接環7。

依次制作三段鋼筋籠3，現將第一段鋼筋籠3與樁尖5進行焊接，另一端與接環7相連，然后將其套在第一段塑料套管1內，塑料套管1與樁尖5采用膠結劑連接，待膠結完成后，向塑料套管1內澆灌混凝土4，并采用振動器對混凝土進行振動密實，養護成型；與此同時，將第二段鋼筋籠3套在第二段塑料套管1內，鋼筋籠3兩端各自設置接環7，澆灌混凝土4并振密，依次類推，對第三段的鋼筋籠3和塑料套管1進行組裝，其中鋼筋籠3的一端與接環7相連，然后澆灌混凝土4，振動密實，養護成型。

最后，采用將設有接環7的端部全部焊接相應的接盤6，如圖2所示，通過接帽8，將上述的三個塑料套管鋼筋混凝土預制段連接起來，便形成塑料套管鋼筋混凝土樁。

如圖4所示，在場地10內制作一定數量的樁頂槽11和樁尖槽12，將長度3m左右的塑料套管1作為模板，豎向放置在樁頂槽11和樁尖槽12內，分別作為樁體兩端的預制段，然后在塑料套管1周圍設置固定架14，以保證在向塑料套管1內澆筑混凝土4時不發生彎曲或塑料套管1在混凝土4的澆筑壓力作用下跳出樁頂槽11和樁尖槽12外側；在塑料套管1內插入鋼筋籠3，鋼筋籠3的外直徑要小于塑料套管內直徑約3～6cm左右，然后在塑料套管1的上部澆筑混凝土4，同時將振動棒13插入到塑料套管1從下往上不斷振動密實已澆筑的混凝土4，保證成樁質量；按照圖5所示，待塑料套管1內的混凝土4澆筑密實后，在鋼筋籠3的頂部設置好接盤6和接環7，接環7的外直徑與鋼筋籠3的相等，通過焊接工藝連接，接環7部分鑲嵌在混凝土4內，外露的部分與接盤6中央對準焊接即可，同時接盤6周邊上要預留好栓孔9；接樁段2的連接參照圖3。

如圖6所示，在預制場地10內設置振動臺15，振動臺15的長度與塑料套管1的長度保持一致，振動臺15呈平底槽形，這樣可以箍住塑料套管1，在振動時保持塑料套管1的位置不變；將約3m長的塑料套管1作為模板，豎向放置并固定在振動臺15上，同時在塑料套管1的兩端設置一個進料口16和一個出氣口17，進料口16采用大口徑，出氣口17采用小口徑，與此同時，在塑料套管1內橫向拉進鋼筋籠3，鋼筋籠3的長度要超出橫向的塑料套管1兩端10～30cm左右；然后在塑料套管1的兩端設置好封閉端18，封閉端18要穿過露出的鋼筋籠3與塑料套管1的兩端緊密連接，此時通過進料口16向橫向的塑料套管1內澆筑混凝土4，并同時開啟振動臺15，邊澆筑邊振動，保證塑料套管1內混凝土4的密實性，到出氣口17處發現有混凝土4溢出后，則停止澆筑，然后塑料套管1的兩端設置好接盤6和接環7，按照標準養護28天后，撤去封閉端18，最后形成樁體中間預制段。

采用吊車吊裝樁體兩端的預制段和樁體中間的預制段，然后對接各預制段的接盤6上的栓孔9，使之貫通，此時在栓孔9內塞入樁帽8，如圖2所示，將各預制段連為一體，最終形成如圖1所示的預制塑料套管鋼筋混凝土樁。