阅读说明：本技术 一种圆形截面混凝土预制桩帽及安装方法 (Circular-section concrete prefabricated pile cap and installation method ) 是由 杨红娜 刘思国 张永明 陈星� 王伟广 蔡军 时闽生 宋得亚 满伟 于 2019-10-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种圆形截面混凝土预制桩帽；包括由混凝土预制成型的桩帽本体,其特征在于,所述桩帽本体的截面为直径为D<Sub>1</Sub>的圆形,所述桩帽本体的中心设有装配孔,所述装配孔为等径孔结构；所述装配孔的直径D<Sub>2</Sub>大于圆柱桩基的横截面外径D<Sub>3</Sub>或方形桩基的横截面对角线长度D<Sub>4</Sub>；在桩帽本体的下端部内预埋有两根平行设置的型钢,所述型钢穿过装配孔；所述桩帽本体的顶面预埋三个吊环,每个吊环与圆心连线的夹角均为120度,吊环预埋在(D<Sub>1</Sub>-D<Sub>2</Sub>)/2位置；所述吊环凹进桩帽本体,吊环顶部与桩帽顶面齐平。本发明还涉及一种圆形截面混凝土预制桩帽的安装方法,本发明具有节约模板、提高桩帽施工速度、保证桩帽施工质量、节省造价的等优点。(The invention relates to a circular section concrete prefabricated pile cap; comprises a pile cap body which is prefabricated and formed by concrete, and is characterized in that the section of the pile cap body has a diameter D 1 The center of the pile cap body is provided with an assembly hole, and the assembly hole is of an equal-diameter hole structure; diameter D of the assembly hole 2 Larger than the outer diameter D of the cross section of the cylindrical pile foundation 3 Or the diagonal length D of the cross section of the square pile foundation 4 (ii) a Two pieces of profile steel which are arranged in parallel are pre-embedded in the lower end part of the pile cap body, and the profile steel penetrates through the assembly hole; the top surface of the pile cap body is embedded with three hanging rings, the included angle between each hanging ring and the circle center connecting line is 120 degrees, and the hanging rings are embedded in (D) 1 ‑D 2 ) The/2 position; the rings are recessed into the pile cap body, and the tops of the rings are flush with the top surface of the pile cap. The invention also relates to an installation method of the circular section concrete prefabricated pile cap, which saves templates and improves the construction of the pile capSpeed, guarantee pile cap construction quality, save advantages such as cost.)

一种圆形截面混凝土预制桩帽及安装方法

技术领域

本发明属于水运工程领域，适用于高桩码头结构，尤其涉及一种圆形截面混凝土预制桩帽及安装方法。

背景技术

桩帽是一种应用于高桩码头结构的钢筋混凝土构件，当高桩码头的桩台为预制安装结构时，为了方便预制梁或板的安装，桩的顶端需设置桩帽，即，桩帽是连接桩和梁(或板)的钢筋混凝土构件。由于水上打桩偏位比陆上大的多，桩帽的另一个重要作用是调整打桩时产生的桩顶标高和位置的偏差。

桩帽一般采用现浇钢筋混凝土，其平面尺寸主要决定于基桩的布置形式、桩的断面尺寸、打桩的偏位，此外还应满足预制梁、板的搁置长度和接头宽度要求。但现浇钢筋混凝土桩帽需水上施工，主要步骤是利用桩做支撑结构，在支撑结构上搭设施工平台、安装模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土，养护一定时间后拆除模板。高桩码头现浇钢筋混凝土桩帽的施工步骤繁琐，对模板止水要求高，如果模板不止水，水位上涨时模板内进水将导致桩帽混凝土强度显著降低，形成“***”桩帽。

近年来，一方面随着海上打桩定位技术的进步，打桩的偏位误差得到了有效控制，另一方面随着装配式结构的推广应用，也有人提出预制钢筋混凝土桩帽，但目前预制桩帽未解决吊装就位、节点浇筑等问题，因此在实际工程中几乎没有得到应用。

桩帽的平面形式一般为方形，当采用预应力混凝土管桩或钢管桩时，可考虑做成圆形，当采用多排桩时，可考虑做成多边形或其他形式，以节省造价。目前在高桩码头施工中，方形桩帽的模板便于加工、安装、拆卸、重复利用率高，因此应用广泛，圆形桩帽的应用极少。但圆形桩帽有节约原材料、无掉角缺陷问题等优点。

现有技术的缺陷主要包括以下几点：

(1)现浇钢筋混凝土桩帽的施工步骤繁琐，降低了施工速度，对模板止水要求高，增加了施工难度。

(2)预制桩帽施工时，存在吊装就位精度差，不能精确控制桩帽的高程、倾斜，而且桩帽与桩顶之间的节点浇筑容易漏浆，限制了预制桩帽的工程应用。

(3)圆形桩帽受模板加工精度要求高、重复利用率低等限制，工程应用极少。

为此申请人设计开发解决上述问题的一种圆形截面型钢混凝土预制桩帽。

对于现浇钢筋混凝土桩帽，其安装步骤主要为：在桩基上部设置支撑结构，通常钢管桩焊接钢支架或牛腿，钢筋混凝土桩设反吊装置等；在支撑结构上安装钢模板或组合模板；分两层绑扎桩帽钢筋后，用地泵或泵车现场浇筑商品混凝土。预制桩帽目前的工程应用很少。

综上所述，现有安装方法存在的问题是：

(1)现浇钢筋混凝土桩帽的施工步骤繁琐，施工速度慢。

(2)现场施工易受天气影响。

(3)水上施工步骤多，风险大。

为解决上述技术问题本发明提供一种节约模板、提高桩帽施工速度、保证桩帽施工质量、节省造价的圆形截面混凝土预制桩帽及安装方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种节约模板、提高桩帽施工速度、保证桩帽施工质量、节省造价的圆形截面混凝土预制桩帽及安装方法，

本发明是这样实现的，一种圆形截面混凝土预制桩帽及安装方法；包括由混凝土预制成型的桩帽本体，其特征在于，所述桩帽本体的截面为直径为D₁的圆形，所述桩帽本体的中心设有装配孔，所述装配孔为等径孔结构；所述装配孔的直径D₂大于圆柱桩基的横截面外径D₃或方形桩基的横截面对角线长度D₄；在桩帽本体的下端部内预埋有两根平行设置的型钢，所述型钢穿过装配孔；所述桩帽本体的顶面预埋三个吊环，每个吊环与圆心连线的夹角均为120度，吊环预埋在(D₁-D₂)/2位置；所述吊环凹进桩帽本体，吊环顶部与桩帽顶面齐平。

上述技术方案优选的，所述装配孔的直径比圆柱桩基横截面外径或方形桩基横截面对角线长度大5～15cm，便于桩基的上端部插装在预制桩帽的装配孔内。

上述技术方案优选的，所述型钢采用工字钢或槽钢，型钢起扁担梁的作用，将桩帽自重传递到桩基上，避免了在桩基上部设置支撑结构的水上施工步骤；型钢牌号根据受力计算确定。

上述技术方案优选的，所述型钢的底面与桩帽底面的距离L₁为50mm，增加桩与桩帽的整体性；两根型钢的间隔L₂为D₃/2(圆柱桩基)或D₄/2(方形桩基)，保持桩帽安装在桩顶时的稳定性。

上述技术方案优选的，所述桩帽本体的下端部边缘设有倒角，防止磕碰，并节省混凝土用量。

本发明还用公开一种基于上述圆形截面混凝土预制桩帽的安装方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、按照上述任一结构制作圆形截面混凝土预制桩帽，并养护28天后，运输至高桩码头施工现场；

S2、处理桩头：采用凿除或接长的方式使桩顶标高达到设计标高，并使桩顶面平整；

S3、安装套箍：在预制桩帽和桩基结合部位所述桩基上安装套箍，套箍与桩接触的位置贴橡胶止水条；所述套箍上布置木模板，模板顶面与桩顶距离为L₁；所述木模板上预先贴有橡胶止水条；通过木模板封堵预制桩帽与桩基之间的空隙；利用橡胶止水条止水；

S4、利用起吊设备将上述的预制桩帽起升至指定高度，然后安装预制桩帽，在安装时，首选将桩基上表面的外伸筋***预制桩帽的装配孔内；然后桩基的上端部插装在预制桩帽的装配孔内，直至桩基的上表抵接型钢的下表面；必要时，采用砂浆找平的方式对预制桩帽顶部标高和倾角进行微调；调整到桩帽顶部标高满足设计要求、且桩帽倾角满足规范限值后，摘除起重设备；

S5、待套箍和预制桩帽安装就位后，从预制装套的上端面向装配孔内浇筑混凝土并振捣密实；所述混凝土的强度不低于预制桩帽混凝土强度、且满足设计要求；混凝土浇筑施工完成后，先覆盖塑料薄膜保水、再覆盖混凝土保温被保温，养护28天后拆除套箍、保温被、塑料薄膜，即完成预制桩帽与桩基的连接安装。

本发明具有的优点和技术效果：本发明和现有技术相比具有以下优点：

(1)采用圆形截面桩帽，可以节约原材料、避免使用期桩帽混凝土掉角等缺陷。

(2)在预制厂预制桩帽，避免了恶劣天气条件下施工，保证了桩帽质量。

(3)免去了水上安装模板工序，不仅节约了模板，而且提高了施工速度，明显节省了造价。

附图说明

图1是本发明预制桩帽结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是预制桩帽安装结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是套箍结构图；

图6是图5的俯视图；

图中、1、桩帽本体；1-1、装配孔；2、型钢；3、桩基；3-1、钢筋；4、吊环；5、套箍；6、木模板；7、橡胶止水条。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

桩帽是预制安装施工高桩码头结构不可或缺的钢筋混凝土构件，起连接桩和梁(或板)的作用，还可以调整打桩时产生的桩顶标高和位置的偏差。然而，目前桩帽施工存在一些缺陷，如：现浇施工的钢筋混凝土桩帽施工步骤繁琐、模板止水、难度大，预制桩帽的安装精度差、节点浇筑容易漏浆，圆形桩帽模板加工精度要求高、重复利用率低。为此本发明提高一种节约模板、提高桩帽施工速度、保证桩帽施工质量、节省造价的圆形截面混凝土预制桩帽及安装方法，

请参阅图1至图6，一种圆形截面混凝土预制桩帽及安装方法；包括由混凝土预制成型的桩帽本体1，所述桩帽本体的截面为直径为D₁的圆形，所述桩帽本体的中心设有装配孔1-1，所述装配孔为等径孔结构；所述装配孔的直径D₂大于圆柱桩基的横截面外径D₃或方形桩基的横截面对角线长度D₄；在桩帽本体的下端部内预埋有两根平行设置的型钢2，所述型钢穿过装配孔；所述桩帽本体的顶面预埋吊环4，共布置三个吊环，每个吊环与圆心连线的夹角均为120度，吊环预埋在(D₁-D₂)/2位置；所述吊环凹进桩帽本体，吊环顶部与桩帽顶面齐平。

上述技术方案优选的，所述装配孔的直径比圆柱桩基横截面外径或方形桩基横截面对角线长度大5～15cm，便于桩基3的上端部的钢筋3-1插装在预制桩帽的装配孔内。

上述技术方案优选的，所述型钢采用工字钢或C型槽钢，型钢起扁担梁的作用，将桩帽自重传递到桩基上，避免了在桩基上部设置支撑结构的水上施工步骤；型钢牌号根据受力计算确定。

上述技术方案优选的，所述型钢的底面与桩帽底面的距离L₁为50mm或设计要求的其他数值，增加桩与桩帽的整体性；两根型钢的间隔L₂为D₃/2(圆柱桩基)或D₄/2(方形桩基)，保持桩帽安装在桩顶时的稳定性。

上述技术方案优选的，所述桩帽本体的下端部边缘设有倒角，防止磕碰，并节省混凝土用量。

本发明还用公开一种基于上述圆形截面混凝土预制桩帽的安装方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、按照上述结构制作圆形截面混凝土预制桩帽，并养护28天后，运输至高桩码头施工现场；

S2、处理桩头：采用凿除或接长的方式使桩顶标高达到设计标高，并使桩顶面平整；

S3、安装套箍：在预制桩帽和桩基结合部位所述桩基上安装套箍，套箍与桩接触的位置贴橡胶止水条；所述套箍上布置木模板，模板顶面与桩顶距离为L₁；所述木模板上预先贴有橡胶止水条；通过木模板封堵预制桩帽与桩基之间的空隙；利用橡胶止水条止水；

S4、利用起吊设备将上述的预制桩帽起升至指定高度，然后安装预制桩帽，在安装时，首选将桩基上表面的外伸筋***预制桩帽的装配孔内；然后桩基的上端部插装在预制桩帽的装配孔内，直至桩基的上表抵接型钢的下表面；必要时，采用砂浆找平的方式对预制桩帽顶部标高和倾角进行微调；调整到桩帽顶部标高满足设计要求、且桩帽倾角满足规范限值后，摘除起重设备；

S5、待套箍和预制桩帽安装就位后，从预制装套的上端面向装配孔内浇筑混凝土并振捣密实；所述混凝土的强度不低于预制桩帽混凝土强度、且满足设计要求；混凝土浇筑施工完成后，先覆盖塑料薄膜保水、再覆盖混凝土保温被保温，养护28天后拆除套箍、保温被、塑料薄膜，即完成预制桩帽与桩基的连接安装。

综上所述，达到了节约模板、提高桩帽施工速度、保证桩帽施工质量、节省造价发明目的。具体来说本发明具有以下优点：

(1)采用圆形截面桩帽，可以节约原材料、避免使用期桩帽混凝土掉角等缺陷。

(2)在预制厂预制桩帽，避免了恶劣天气条件下施工，保证了桩帽质量。

(3)免去了水上安装模板工序，不仅节约了模板，而且提高了施工速度，明显节省了造价。

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，例如型钢型号的变化、桩帽尺寸的变化、止水方式的变化、混凝土配合比的变化等，均应包含在本发明的保护范围之内。