一种承台式桩结构及其施工方法与流程

本发明涉及一种桩结构，特别涉及一种承台式桩结构及其施工方法。

背景技术：

桩结构应用极为广泛，在土木工程中一般适用于如下领域：1)作为路基填方段支挡结构，与挡土板构成桩板结构，作用是抵抗土压力保持路基结构稳定；2)在滑坡地段作为抗滑桩抵抗滑坡推力，加固滑体保持滑坡稳定。

传统的抗滑桩为现浇结构，采用人工挖孔现浇成型，存在施工工期长、养护困难的问题，特别是在高原地区，海拔2km以上不允许人工作业(缺氧及狭小环境作业)，人工作业风险高、效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种承台式桩结构及其施工方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种承台式桩结构，包括地下段和地上段，所述地上段由若干个预制块拼装而成，所述地下段和地上段之间通过承台相连接，所述地下段、地上段的连接钢筋均与所述承台的内部钢筋相连接，所述承台为现浇钢筋混凝土结构。

本发明所述的承台式桩结构，由于地上段采用预制块装配而成，解决了现浇结构施工工期长、养护困难的问题，提高了施工效率和施工质量，大大节约了施工工期。将所述地下段、地上段的连接钢筋均与所述承台的内部钢筋相连接，使得地下段、承台和地上段形成整体受力结构，可显著提高桩结构的抗剪性能和抗弯性能，极大增加了锚固点处的抵抗弯矩，减小了传递至地下段的内力，因此，可大大增加填方高度，减小地下段的截面尺寸，不仅节约了施工成本，且提高了桩结构的整体性能。

优选的，多个所述桩结构的所述承台连接成整体结构。通过整体结构，可进一步提高桩结构的抗剪性能和抗弯性能。

优选的，所有所述预制块之间连接有预应力筋，通过连接预应力，提高桩结构的抗震性能。

优选的，所有所述预制块均预留有预应力孔，所述承台的内部钢筋焊接固定有锚头。

优选的，每个所述预制块均设有外凸部，所述外凸部用于安装挡土板。

优选的，所述地下段为灌注桩。

优选的，相邻两个所述预制块的纵筋通过灌浆套筒相连接，通过灌浆套筒进行连接，可提高桩结构的抗震性能，且灌浆套筒可采用钢套筒，从而可作为剪力键，提高桩结构的抗剪性能。

本发明还公开了一种承台式桩结构的施工方法，施工所述的一种承台式桩结构，包括以下步骤：

步骤一：施工桩结构的地下段，并预制地上段的预制块；

步骤二：挖除所述地下段的桩头浮浆，露出地下段的连接钢筋；

步骤三：开挖承台预留槽；

步骤四：绑扎承台内部钢筋，将地下段的连接钢筋与承台内部钢筋相连接；

步骤五：在所述承台预留槽内设置垫块，并吊装第一节预制块，将所述第一节预制块放置于所述垫块的上方，将第一节预制块的连接钢筋与承台内部钢筋相连接；

步骤六：在承台内部钢筋上焊接锚头，所述锚头位于所述第一节预制块的底部；

步骤七：灌注承台混凝土，并进行养护；

步骤八：待承台混凝土的强度达到设计值的75％之后，逐块吊装其余预制块，并进行相邻两个预制块之间的连接；

步骤九：完成所有所述预制块的拼装后，张拉预应力筋，并进行封锚。

本发明所述的承台式桩结构的施工方法，施工工序合理，通过将所述地下段、地上段的连接钢筋均与所述承台的内部钢筋相连接，使得地下段、承台和地上段形成整体受力结构，可显著提高桩结构的抗弯和抗剪性能，通过设置后张法预应力，可显著提高桩结构的抗震性能。

优选的，重复所述步骤一至步骤九，完成多个桩结构的施工，并将所有所述承台之间通过湿接缝连接成整体结构。

优选的，在所述步骤九之后，还包括在预制块的外凸部安装预制挡土板。

优选的，所述步骤一中，采用机械开挖所述地下段的桩孔，减少人工挖孔，解决高海拔地区人工作业风险高、效率低的问题。

与现有技术相比，本发明所述的承台式桩结构的有益效果：

本发明所述的承台式桩结构，由于地上段采用预制块装配而成，解决了现浇结构施工工期长、养护困难的问题，提高了施工效率和施工质量，大大节约了施工工期。将所述地下段、地上段的连接钢筋均与所述承台的内部钢筋相连接，使得地下段、承台和地上段形成整体受力结构，可显著提高桩结构的抗剪性能和抗弯性能，极大增加了锚固点处的抵抗弯矩，减小了传递至地下段的内力，因此，可大大增加填方高度，减小地下段的截面尺寸，不仅节约了施工成本，且提高了桩结构的整体性能。

与现有技术相比，本发明所述的承台式桩结构的施工方法的有益效果：

本发明所述的承台式桩结构的施工方法，施工工序合理，通过将所述地下段、地上段的连接钢筋均与所述承台的内部钢筋相连接，使得地下段、承台和地上段形成整体受力结构，可显著提高桩结构的抗弯和抗剪性能，通过设置后张法预应力，可显著提高桩结构的抗震性能。

附图说明：

图1是本发明所述的地下段的结构示意图。

图2是本发明所述的预制块的结构示意图。

图3是本发明所述的开挖承台预留槽的结构示意图。

图4是本发明所述的在所述预留槽内设置垫块的结构示意图。

图5是本发明所述的放置第一节预制块的结构示意图。

图6是本发明所述的灌注承台混凝土的结构示意图。

图7是本发明所述的一种承台式桩结构的示意图。

图8是本发明所述的另一种承台式桩结构的示意图。

图9是本发明所述的结构性能分析中承台式桩结构和无承台桩结构的水平位移对比图。

图10是本发明所述的结构性能分析中承台式桩结构和无承台桩结构的弯矩对比图。

图11是本发明所述的结构性能分析中承台式桩结构和无承台桩结构的剪力矩对比图。

图中标记：0-周围土体，1-地下段，11-连接钢筋，2-承台预留槽，3-垫块，4-地上段，41-预制块，42-预应力筋，43-外凸部，5-承台，6-锚头。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图7或图8所示，一种承台式桩结构，包括地下段1和地上段4，所述地下段1和地上段4之间通过承台5相连接。如图7所示，所述桩结构可以是圆形桩结构；如图8所示，所述桩结构也可以是矩形桩结构。

如图1所示，所述地下段1为机械挖孔、现场浇筑的灌注桩，所述灌注桩内部设有钢筋网，且顶部设有外露的连接钢筋11，所述连接钢筋11用于和所述承台5的内部钢筋相连接。

所述地上段4由若干个预制块41拼装而成，如图2所示，每个所述预制块41为在工厂预制成型的钢筋混凝土结构，并预设有若干个预应力孔，所述预应力孔用于安装预应力筋42。每个所述预制块41的一端设有外露的连接钢筋11，另一端预埋有灌浆套筒，所述灌浆套筒为钢套筒，相邻两个所述预制块41的纵筋通过灌浆套筒相连接。优选的，每个所述预制块41均设有外凸部43，所述外凸部43用于安装挡土板。

所述承台5为现浇钢筋混凝土结构，所述承台5的内部钢筋网和所述地下段1的连接钢筋11相连接，且所述承台5的内部钢筋网和第一节预制块的连接钢筋11相连接，其中，所述第一节预制块指与所述承台5相连接的预制块41。

在所述承台5的内部钢筋焊接固定有锚头6，所述锚头6位于所述第一节预制块的正下方，当完成所有所述预制块41的拼装后，采用后张法张拉预应力筋42，将地上段4连接成整体受力结构，并进行封锚。

作为一种优选的实施方案，多个所述桩结构的所述承台5连接成整体结构，相邻两个所述承台5之间通过湿接缝相连接，从而可进一步提高桩结构的抗剪性能和抗弯性能。

为了验证本发明所述的承台式桩结构的结构性能，进行了有限元模拟计算，采用flac3d软件对结构性能进行分析。

在铁路工程中，桩板墙的高度一般不超过12m，按地上段为12m高路肩桩板墙进行验证性计算，关键参数如表1所示：

表1计算参数汇总

采用填方段采用一次性填筑，计算结果如图9-图11所示。从图9中可以看出，采用传统的抗滑桩结构(无承台)，桩顶的水平位移为127mm，保持其他条件不变，采用本发明所述的承台式桩结构后，桩顶的水平位移为28mm，变形减小了78％；从图10-图11中可以看出，采用本发明所述的承台式桩结构，减小了锚固点以下桩结构(地下段)内力，并改变了剪力的分布特征，剪力的极值也有一定幅度降低，承台桩效果显著。

实施例2

一种承台式桩结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：机械开挖桩孔，搭建地下段1的内部钢筋网，现场浇筑地下段1及进行养护；在工厂预制地上段4的所有预制块41，并将预制好的预制块41运输至施工现场，如图2所示；

步骤二：待所述地下段1施工完成后，挖除所述地下段1的桩头浮浆，露出地下段的连接钢筋11，如图1所示；

步骤三：在所述地下段1上方的周围土体0开挖承台预留槽2，如图3所示；

步骤四：在承台预留槽2处绑扎承台内部钢筋，将地下段1的连接钢筋11与承台内部钢筋相连接；

步骤五：在所述承台预留槽2内设置垫块3，如图4所示，所述垫块3用于支撑第一节预制块41，并吊装第一节预制块41，将第一节预制块41放置于所述垫块3的上方，将第一节预制块41的连接钢筋与承台内部钢筋相连接，如图5所示；

步骤六：在承台内部钢筋上焊接锚头6，所述锚头6位于第一节预制块41的底部；

步骤七：灌注承台混凝土，并进行养护，形成承台5，如图6所示；

步骤八：待承台混凝土的强度达到设计值的75％之后，逐块吊装其余预制41，相邻两个预制块41之间通过灌浆套筒进行连接；

步骤九：完成所有所述预制块41的拼装后，张拉预应力筋42，并进行封锚，如图7所示。

作为一种优选的实施方案，在所述步骤九之后，还包括步骤十，在预制块41的外凸部43安装预制挡土板，从而形成桩板墙结构。

作为一种优选的实施方案，重复所述步骤一至步骤九，完成多个桩结构的施工，并将所有所述承台5之间通过湿接缝连接成整体结构。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。