[实用新型]一种预制桩帽

说明书

技术领域

本实用新型涉及复合地基处理工程技术领域。

背景技术

预应力管桩桩体具有工厂化生产，质量可靠，耐久性好，强度高，单桩承载力高，单位承载力价格便宜，耐施打、穿透能力强、施工快速，工期短，施工现场简洁文明和沉桩质量易于控制等优点，同时可以采用较大的桩距(故称为疏桩),能降低地基处理的总费用。因此，预应力管桩复合地基在深厚软土路基中的应用越来越多。

预应力管桩桩顶配置桩帽，能明显增大桩体与垫层或路堤填土的接触面积，一方面可以充分利用管桩的承载能力，提高复合地基的控沉能力；同时还可以对桩顶集中力起到均化作用，减少因桩土刚度差异大而造成的桩顶对路基的上刺入量。目前常用的桩帽为表面为正方形的柱体，尺寸为1.5m×1.5m×0.4m，内部配置纵横配筋，如图1所示。

管桩桩帽目前一般采用现浇工艺，预制工艺几乎未见。现浇工艺主要工序如下：(1)整平桩头位置并按帽设计尺寸立模。(2)按照设计要求绑扎钢筋和钢筋笼，浇注混凝土并养护。

借鉴其他刚性桩桩帽实施情况，桩帽存在现浇与预制两种方案，对比如下：

从制帽工艺和养护条件看，两种工艺成帽后桩帽本身的强度没有明显差异，整体上看预制桩帽强度优于现浇桩帽，且模型制作简易。

从工期上看，现浇桩帽需在去桩头工序完成后才能进行，比预制桩帽多一个养护时间，一般在7d以上。

桩帽顶面所受来自于路堤填土的荷载和桩帽底面所受的桩身对其的支承力是桩帽受力的最主要部分，该荷载和支承力的平衡是桩帽受力计算和设计的基础。桩帽承载性能由受弯承载力控制，其受弯主裂缝在桩帽顶面大致沿直径方向发展，在桩帽侧面呈上宽下窄，并向下延伸。

现有研究成果表明，随着桩帽尺寸的增大，桩帽的应力集中程度减弱，在1.5m桩帽尺寸下，桩体荷载分担比已经几乎没有变化。在工程应用上桩帽的尺寸通常在0.9m～1.5m之间为宜。

发明目的

为解决现浇桩帽养护时间长，受力不合理、影响管桩施工速度这一技术问题，本发明意在提供一种预制管桩桩帽，该桩帽施工速度快，根据受力特点改为圆形，并重新配筋，在满足工程要求的前提下，减少桩帽的水泥和钢筋用量，同时使桩帽具有足够的抗裂能力，保证管桩良好的使用功能。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种预制桩帽，所述桩帽主体为钢筋混凝土预制圆形桩，所述钢筋混凝土预制圆形桩配筋采用环向钢筋和径向钢筋布筋。

上述技术方案中，采用预制工艺可以明显减少桩帽的养护时间，提高管桩施工速度，并能更有效保证桩帽质量。

采用圆形桩帽形式：根据现有研究资料，在1.5m桩帽尺寸下，桩体荷载分担比已经几乎没有变化。在工程应用上桩帽的尺寸通常在0.9m～1.5m之间为宜。采用方形桩帽，桩帽对角位置范围对分担荷载作用微乎其微，采用圆形桩帽形式，不但可以满足工程需要，还能有效减少水泥和钢筋用量，提高管桩经济性。

上述技术方案中，根据桩帽受力特点及破坏形式，将常见的纵横向布筋形式改为环向钢筋和径向钢筋布筋形式，钢筋在交叉点处采用焊接。该形式受力更为合理。

作为本实用新型的进一步改进，所述桩主体帽中部设有贯通式阶梯孔，所述该贯通式阶梯孔分为上下两个台阶，下台阶的孔径大于上台阶的孔径。其主要作用：（1）作为连接管桩桩身和桩帽的通道；（2）底部阶梯分担桩身对桩帽的上刺作用。

作为本实用新型的进一步改进，所述桩帽还设有连接件，用于连接桩身和桩帽，所述连接件的上部设置在所述贯通式阶梯孔中。所述连接件由木塞、钢筋笼和现浇混凝土构成。

作为本实用新型的进一步改进，在桩帽顶部均匀布有吊环，该吊环便于运输和安装。

本实用新型的预制桩帽具有施工过程比较好控制、抗裂效果较好、使用寿命较长、经济成本较低、适合广泛推广和使用等特点。

根据现有研究成果，采用直径1.5m的圆形桩帽取代目前常用的1.5m×1.5m方形桩帽,不但可以满足工程需要，还能有效减少桩帽水泥和钢筋用量，从而降低管桩造价，同时采用预制方案代替现浇方案，明显减少养护时间，提高管桩施工速度。

同时，根据桩帽主要受力为顶面路堤填土的荷载和底部桩身的支承力以及桩帽承载性能由受弯承载力控制等特点，将桩帽受力简化为：桩帽顶部受均布荷载作用，底部轴心受集中荷载作用。在此基础上，针对目前钢筋布设存在的受力不合理性，对桩帽钢筋布设进行优化。将常见的纵横向布筋形式改为环向钢筋和径向钢筋布筋形式，该形式受力更为合理。

附图说明

图1为现有的桩帽及内部配筋结构示意图；