一種混凝土樁的預制方法及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及土木工程領域，尤其涉及粧基施工技術。
【背景技術】
[0002]預制粧，是我國建筑領域中常用的粧型之一，主要有混凝土方粧、預應力混凝土管粧、鋼粧等，其中先張法預應力混凝土管粧是應用最為廣泛，它的優(yōu)勢在于能承受較大的荷載、施工速度快，特別是避免現(xiàn)澆混凝土粧基的縮徑、斷粧等問題。但是預應力混凝土管粧也有以下缺點:第一是其產(chǎn)品形狀為環(huán)形空心管，存在有側(cè)向抗裂強度低、抗震性能差的缺點，在遇有碎石層，鵝卵石層和風化巖層等土壤較硬的地質(zhì)情況，抗穿透能力低；第二是目前主要采用錘擊式的方法來沉粧，在錘擊的過程中對粧頭和粧底會產(chǎn)生巨大的應力集中，無論錘擊的重量、次數(shù)或者手段的如何變化，均不可避免的出現(xiàn)粧身強度受損，在施工中就易出現(xiàn)粧頭劈裂、酥裂等現(xiàn)象，特別是將來在建筑物對預應力管粧長期施壓的情況下，一旦出現(xiàn)粧頭劈裂、酥裂，將嚴重影響建筑結(jié)構安全；第三是預應力混凝土管粧雖然有較高的抗壓剛度，但是其鋼筋含量偏低，且高強鋼絲的脆性較高，無法抵抗較大拉力和彎曲應力，導致抗壓強度、抗彎強度和抗裂強度三者匹配程度很低的缺陷，目前我國建筑多數(shù)是高層建筑，對粧基礎要求有較高的抗水平力，因此剛性粧基礎不能完全采用預應力混凝土管粧；第四是預應力混凝土管粧在成粧后需要與承臺梁連接在一起，因此還需要制作各種金屬構件和鋼筋，將粧身與承臺梁鋼筋連接固定，造成工效降低和成本增高，第五是預應力混凝土管粧主要依靠粧側(cè)阻力承擔荷載，沒有充分發(fā)揮端承力作用，在承擔較大荷載時，必須要增加粧長和粧身直徑，因此制作成本較高。
[0003]在專利號ZL98101041.5專利文獻中公開了一種混凝土粧的施工技術，該技術的特點是通過在粧底端進行填料夯實擠密等操作形成人造持力層，使上部荷載通過混凝土粧身和粧底端的人造持力層，傳遞到較好持力層上，從而提高粧的承載力。但是這種粧型的粧身是采用現(xiàn)澆混凝土制成，在淤泥質(zhì)土或含水量較高的土層或飽和土中，容易在粧身和粧端結(jié)合部出現(xiàn)縮徑、斷粧等質(zhì)量問題，嚴重影響粧的承載能力，造成粧的沉降量過大，同時由于上述方法的施工手段和機械裝置的單一性，在粧身成孔和成粧方法受限較大，已不能滿足地質(zhì)條件和設計要求的變化的需求。因此，需要一種能夠解決上述問題，且工序簡單，成本仍較低的施工方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決上述的問題而提出的，目的在于提供一種混凝土粧的預制方法，在預制過程中在混凝土粧身內(nèi)加設高強鋼絲籠和螺紋鋼筋籠，并且預留出將要與承臺梁連接的錨筋，還要在管粧粧身內(nèi)加設混凝土，從而制作出粧頭帶有錨筋的預應力混凝土實心粧，顯著提高預制粧成品的抗壓強度、抗彎強度和抗裂強度，滿足設計施工要求并擴大應用范圍；本發(fā)明還提供一種預制混凝土粧身載體粧的施工方法，通過多種施工工藝的增加和改進，在粧端形成載體實現(xiàn)等效計算面積Ae后，再加入預制混凝土粧身，在避免縮徑、斷粧等質(zhì)量問題的同時，充分發(fā)揮粧端土體的承載力，實現(xiàn)工效的提高和成本的節(jié)約。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括一種混凝土粧的預制方法，其步驟包括:
1)根據(jù)所需混凝土粧的粧長和粧徑，完成下述所需部件的制作和組裝:
定型模具:定型模具由單體模具或者多塊模板組裝而成，定型模具內(nèi)壁涂抹脫模劑；高強鋼絲籠:將直徑為4 mm?16mm、數(shù)量為4?18根的高強鋼絲制成主筋，同時將主筋與箍筋進行環(huán)形或螺旋形滾焊或者綁扎后成鋼絲籠；
螺紋鋼筋籠:將直徑為4 mm?18_、數(shù)量為4?18根的螺紋鋼筋制成主筋，并且要求主筋長度超出定型模具40cm?100cm，超出的主筋部分為預留的將要伸入承臺梁的錨筋，同時將主筋與直徑為4 _?18_箍筋進行環(huán)形或螺旋形滾焊或者綁扎后成鋼筋籠，該螺紋鋼筋籠的直徑大于或者小于上述高強鋼絲籠的直徑；
2)在定型模具內(nèi)，同時或者先后同軸置入上述高強鋼絲籠和螺紋鋼筋籠，并在定型模具的兩端設置粧頭金屬連接件；
3)按設計的配比制成需要的混凝土后，將混凝土灌注到定型模具的內(nèi)腔中，在灌注上述混凝土之前或者之后，對上述高強鋼絲籠進行預應力張拉；
4)對上述定型模具進行繞粧軸旋轉(zhuǎn)，將混凝土離心擠密成型，必要時進行二次填料及二次離心成型；
5)通過蒸汽或者高溫或者加壓或者上述三種方法組合的方式進行養(yǎng)護，待混凝土粧體的強度符合要求后撤除定型模具，得到粧頭帶有錨筋的預應力鋼筋混凝土管粧；
6)在預應力混凝土管粧的中心孔中，灌注等于或者次于粧身標號的混凝土并振搗密實，靜置或者再次進行蒸汽或者高溫養(yǎng)護，得到粧頭帶有錨筋的預應力鋼筋混凝土實心粧。
[0006]上述的混凝土粧的預制方法中的步驟I)中，上述高強鋼絲籠和螺紋鋼筋籠的最大直徑，小于定型模具的內(nèi)徑20mm以上，以保證鋼筋籠外有足夠厚的混凝土保護層。
[0007]上述的預制方法中的步驟I)中，上述螺紋鋼筋籠的超出的主筋部分不設箍筋。
[0008]上述的預制方法中的步驟2)中，上述在定型模具的兩端設置粧頭金屬連接件，粧頭金屬連接件可以是鋼質(zhì)端板和鋼質(zhì)裙箍或者其它成品連接鋼構件或者上述構件的組合。
[0009]上述的預制方法中的步驟2)中，上述粧頭金屬連接件與高強鋼絲籠或者螺紋鋼筋籠用焊接或者螺栓的方式連接。
[0010]上述的預制方法中的步驟3)中，上述按設計的配比制成需要的混凝土，混凝土包括砂子、石子、水泥、水、混凝土添加材料，該混凝土添加材料可以是各種目的特制的添加劑，如強化、早強、減水、膨脹、防腐蝕劑，也可以是各種材料制作的粗細粉料，還可以是各種材料制作的纖維制品。
[0011]上述的預制方法中的步驟6)中，上述在預應力混凝土管粧的中心孔中灌注等于或者次于粧身標號的混凝土時，將預應力混凝土管豎直放置，便于混凝土灌注和振搗密實。
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還包括一種預制混凝土粧身載體粧的施工方法，包括下述步驟:
1)在地基中的粧位處，通過動力將護筒或者外管沉入，直至設定深度；
2)根據(jù)土層性質(zhì)和上部荷載要求，通過下列方法之一進行粧端的加固處理:
①在護筒或者外管內(nèi)填入定量的填充料，利用重錘或者內(nèi)管的錘擊動能對填充料進行夯擊； ②在護筒或者外管內(nèi)填入定量的填充料，將護筒或者外管上提一定高度后，利用重錘或者內(nèi)管的錘擊動能對填充料進行夯擊，并再次將護筒或者外管向下沉入；
③不填料，直接利用重錘或者內(nèi)管的錘擊動能對粧端土體進行夯擊；
3)重復進行上述步驟3)的操作，使粧端下一定深度和范圍內(nèi)的土體被加固密實，并通過下述兩種控制標準之一檢測密實度，從而形成粧端載體，實現(xiàn)載體粧的等效計算面積Ae:
①測量重錘或者內(nèi)管的數(shù)擊的貫入度，當貫入度測量值滿足設計值時，停止夯擊，當貫入度測量值不滿足設計值時，繼續(xù)夯擊直至貫入度測量值滿足設計標準值；
②根據(jù)地質(zhì)條件和荷載要求，計算粧端土體達到設計承載力時填充料的設定填充量，根據(jù)設定填充量將全部的填充料分次填入并夯實完畢；
4)通過下述兩種方法之一，進行混凝土預制粧身施工:
①在護筒中置入數(shù)根注漿管，注漿管的下口分別位于護筒底部和中部和上部，在護筒中沉入混凝土預制粧身，提出護筒并通過注漿泵向注漿管內(nèi)注入水泥砂漿，將混凝土預制粧身與粧孔之間的空隙用水泥砂漿填滿后，收回注漿管；
②在護筒內(nèi)灌注水泥砂漿，然后在護筒內(nèi)放入混凝土預制粧身，提出護筒，混凝土粧與粧孔之間的空隙用水泥砂漿填滿；
5)制作粧頂承臺梁時，將混凝土預制粧身預留的錨筋與承臺梁內(nèi)部鋼筋連接。
[0013]上述的施工方法中的步驟I)中，上述通過動力將護筒或者外管沉入的方式包括下述多種方法之一或者組合:
①通過重錘或者內(nèi)管在護筒或者外管內(nèi)的自由落體運動，對地基土體進行沖切，形成粧孔后向下沉入護筒，直至設計深度；
②采用振動或者錘擊的方式，將帶有粧尖的護筒或者外管沉入至設定深度；
③采用振動或者錘擊的方式，將底端開口的護筒或者外管沉入成孔，并通過螺旋鉆頭或者取土器將護筒中的土體排出；
④采用螺旋鉆頭或者旋挖鉆旋轉(zhuǎn)成孔后將護筒或者外管沉入到粧孔中；
⑤采用柴油錘或者液壓錘或者電動錘帶動內(nèi)管夯擊外管，使內(nèi)管