一种缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种灌注桩钢筋笼结构，具体涉及一种缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构。


背景技术：

2.随着城市建设的不断发展，地下空间的开发规模不断扩大，多层地下室项目越来越多，基础埋置越来越深，抗拔灌注桩的应用非常广泛。基于耐久性设计需要，抗拔桩配筋往往由桩身裂缝控制，普通灌注桩受拉容易开裂，缓凝结预应力灌注桩通过施加预压应力，不产生裂缝，其耐久性高、经济性好等特点，正被逐步推广。
3.目前的缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构一般由非预应力筋、缓凝结预应力筋和螺旋箍筋组成。缓凝结预应力灌注桩一般采用以下两种施工方式，
4.其一，一次成型施工方式，具体的，钢筋笼一次成型，直接将灌注桩钢筋笼与预应力钢绞线绑扎成一体，使用大型起重设备进行起吊、放置，并灌注混凝土；这种施工方式对场地、作业面、起重设备要求较高，局限性较大，难以适用于常规项目，不利于缓凝结预应力灌注桩的推广及实际使用。
5.其二，分段制作施工方式，具体的，根据现场起重设备及场地情况，将钢筋笼分段制作，逐段吊起钢筋笼，并将钢筋笼下放到桩孔内，相邻两段钢筋笼在桩孔的孔口处进行钢筋笼的非预应力骨架筋及箍筋的焊接连接，最后灌注混凝土；这种施工方式存在以下不足，由于预应力灌注桩长一般在20m-80m之间，预应力钢绞线长度较长（预应力钢绞线无法搭接，长度仍旧为整根桩的长度），且预应力钢绞线的刚度较大、难以折弯，因而实际施工过程中（逐段吊起钢筋笼并下放到桩孔内的过程中），无法将几十米的钢绞线依次穿入成品钢筋笼，无法形成“封闭箍在外，预应力钢绞线在内”的构造形式；因而目前的分段制作施工方式中经常会出现以下两种情况，一种情况中，将预应力钢绞线布置在钢筋笼的外侧，如此，虽然能够方便施工，但将预应力钢绞线布置在钢筋笼的外侧，对缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构的承载力会产生较大的影响，从而降低灌注桩结构的承载力能力；另一种情况中，为使预应力钢绞线能处于钢筋笼内侧，采用在桩孔的孔口位置现场绑扎、制作钢筋笼，将预应力钢绞线置于钢筋笼内，如此，虽然能够使预应力钢绞线能处于箍筋内侧，但其施工流程复杂，施工时间极大延长，会使桩孔出现长时间空置，增加塌孔风险，也将大幅降低钻机效率，耗费大量人力和时间成本。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是为了克服现有技术中的缓凝结预应力灌注桩的分段制作施工方式中存在的，为了方便施工，将预应力钢绞线布置在钢筋笼的外侧，而影响缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构的承载力，进而降低灌注桩结构的承载能力的问题，以及为了使预应力钢绞线能处于钢筋笼内侧，以提高灌注桩结构的承载能力，而使得施工流程复杂，施工时间极大延长，会使桩孔出现长时间空置，增加塌孔风险，耗费大量人力和时间成本的问题，
提供一种能够在不影响灌注桩结构的承载能力的情况下，简化施工流程，方便施工，节省人力和时间成本的缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构。
7.本实用新型的技术方案是：
8.一种缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构，包括：
9.钢筋笼组件，钢筋笼组件包括若干节自下而上依次分布的钢筋笼，任意相邻的两节钢筋笼相连接；
10.缓凝结预应力筋，缓凝结预应力筋包括自下而上依次分布的内下段预应力筋、外中段预应力筋与内上段预应力筋，且内下段预应力筋、外中段预应力筋与内上段预应力筋由同一根缓凝结预应力筋构成，
11.所述内下段预应力筋位于钢筋笼组件的中部或下部的一节钢筋笼内，内下段预应力筋的下端固定在该节钢筋笼上，内下段预应力筋的上端沿钢筋笼的内壁往上延伸并由该节钢筋笼的上端穿出到钢筋笼组件的外侧；
12.所述外中段预应力筋位于钢筋笼组件的外侧，外中段预应力筋的上端在距钢筋笼组件顶端h米的位置穿入到钢筋笼组件的钢筋笼内侧，所述钢筋笼的长度大于h米；
13.所述内上段预应力筋位于钢筋笼组件的钢筋笼的内侧，内上段预应力筋的上端沿钢筋笼的内壁往上延伸，内上段预应力筋的上端固定在位于最上方的一节钢筋笼的上部。
14.本方案的缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构采用分段制作施工方式，其优化了缓凝结预应力筋的布置，缓凝结预应力筋采用“中段外置，两端内置”的布置方式，具体的，内下段预应力筋位于钢筋笼组件的中部或下部的一节钢筋笼内，内下段预应力筋的上端由该节钢筋笼的上端穿出到钢筋笼组件的外侧；外中段预应力筋位于钢筋笼组件的外侧，外中段预应力筋的上端在距钢筋笼组件顶端h米的位置穿入到钢筋笼组件的钢筋笼内侧，内上段预应力筋的上端固定在位于最上方的钢筋笼的上部；如此，形成的缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构具有可靠的承载能力，不会影响灌注桩结构的承载能力，同时由于缓凝结预应力筋的外中段预应力筋外置，从外侧穿过中间段的钢筋笼，可以有效的简化施工流程，方便施工，节省人力和时间成本；因而其能够在不影响灌注桩结构的承载能力的情况下，简化施工流程，方便施工，节省人力和时间成本。
15.作为优选，最下方的一节钢筋笼的下端设有下端板，内下段预应力筋的下端固定在下端板上。如此，在桩底设置下端板来固定最下方的一节钢筋笼和内下段预应力筋，能够有效保证缓凝结预应力筋与钢筋笼的初始形态，提高桩体的施工质量，且对混凝土的灌注产生干扰极小。
16.作为优选，下端板为环形板。如此，可以进一步减小下端板对混凝土的灌注产生的干扰。
17.作为优选，最上方的一节钢筋笼的上端设有上端板，内上段预应力筋的上端固定在上端板上。如此，在桩定设置上端板来固定最上方的一节钢筋笼和内上段预应力筋，能够有效保证缓凝结预应力筋与钢筋笼的初始形态，提高桩体的施工质量。
18.作为优选，还包括加强箍结构，加强箍结构由环绕在外中段预应力筋外的加强箍筋构成，加强箍筋将外中段预应力筋箍紧在钢筋笼上。如此，可以进一步提高位于钢筋笼外侧的外中段预应力筋的结构稳定性，提高灌注桩结构的承载能力。
19.作为优选，钢筋笼包括竖向钢筋及环绕在竖向钢筋外侧的主箍筋，所述钢筋笼中
至少有部分的钢筋笼上还设有固定环板，固定环板上设有若干与竖向钢筋一一对应的钢筋过孔，所述钢筋笼的竖向钢筋穿过对应的钢筋过孔，且固定环板与竖向钢筋固定连接。如此，可以进一步提高钢筋笼的结构稳定性和承载能力。
20.作为优选，还包括导向结构，导向结构与固定环板一一对应，导向结构包括若干绕固定环板的周向均匀分布的导向筋条，导向筋条自下而上依次包括下连接段、弧形导向段与上连接段，弧形导向段位于固定环板的内侧，下连接段位于固定环板的下方并固定在钢筋笼上，上连接段位于固定环板的上方并固定在钢筋笼上。如此，在混凝土浇筑过程中，用于浇筑混凝土的导管在振捣与提升的过程中，在导管经过固定环板的位置时，可以通过导向筋条进行导向，避免混凝土浇筑过程中对导管的振捣与提升产生影响，提高桩体施工成型质量，确保结构安全性。
21.作为优选，任意相邻的两节钢筋笼通过焊接相连接。
22.本实用新型的有益效果是：能够在不影响灌注桩结构的承载能力的情况下，有效简化缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构的分段施工流程，方便施工，节省人力和时间成本。
附图说明
23.图1是本实用新型的缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构中位于最下方的两节钢筋笼的连接部位的一种局部结构示意图。
24.图2是本实用新型的缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构中的导向结构的一种局部结构示意图（图中去除主箍筋）。
25.图中：
26.钢筋笼1，竖向钢筋1.1，主箍筋1.2，固定环板1.3；
27.缓凝结预应力筋2，内下段预应力筋2.1，外中段预应力筋2.2；
28.加强箍筋3；
29.导向筋条4，上连接段4.1，弧形导向段4.2，下连接段4.3。
具体实施方式
30.为使本实用新型技术方案实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型实施例的技术方案进行清楚地解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，而不是全部实施例。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
31.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本方案，而不能解释为对本实用新型方案的限制。
32.参照下面的描述和附图，将清楚本实用新型的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本实用新型的实施例中的一些特定实施方式来表示实施本实用新型的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本实用新型的实施例的范围不受此限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，“上部”包括上端，“下部”包括下端。
34.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.具体实施例一：如图1 、图2所示，一种缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构，包括钢筋笼组件与缓凝结预应力筋2。
36.钢筋笼组件包括若干节自下而上依次分布的钢筋笼1，任意相邻的两节钢筋笼相连接。本实施例中，任意相邻的两节钢筋笼通过焊接相连接。
37.缓凝结预应力筋2包括自下而上依次分布的内下段预应力筋2.1、外中段预应力筋2.2与内上段预应力筋，内下段预应力筋、外中段预应力筋与内上段预应力筋由同一根缓凝结预应力筋构成。
38.内下段预应力筋2.1位于最下方的一节钢筋笼内，内下段预应力筋的下端固定在最下方的钢筋笼的下端，内下段预应力筋的上端沿钢筋笼的内壁往上延伸并由最下方的一节钢筋笼的上端穿出到钢筋笼组件的外侧。外中段预应力筋2.2位于钢筋笼组件的外侧，外中段预应力筋的上端在距钢筋笼组件顶端h米的位置穿入到钢筋笼组件的钢筋笼内侧；本实施例中，钢筋笼的长度大于h米，例如，钢筋笼的长度为9米，h取值为5米。内上段预应力筋位于钢筋笼组件的钢筋笼的内侧，内上段预应力筋的上端沿钢筋笼的内壁往上延伸，内上段预应力筋的上端固定在位于最上方的钢筋笼的上端。
39.本实施例的缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构采用分段制作施工方式，其优化了缓凝结预应力筋的布置，缓凝结预应力筋采用“中段外置，两端内置”的布置方式，具体的，内下段预应力筋位于最下方的一节钢筋笼内，内下段预应力筋的上端由最下方的一节钢筋笼的上端穿出到钢筋笼组件的外侧；外中段预应力筋位于钢筋笼组件的外侧，外中段预应力筋的上端在距钢筋笼组件顶端h米的位置穿入到钢筋笼组件的钢筋笼内侧，内上段预应力筋的上端固定在位于最上方的钢筋笼的上端；如此，形成的缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构具有可靠的承载能力，不会影响灌注桩结构的承载能力，同时由于缓凝结预应力筋的外中段预应力筋外置，从外侧穿过中间段的钢筋笼，可以有效的简化施工流程，方便施工，节省人力和时间成本；因而其能够在不影响灌注桩结构的承载能力的情况下，简化施工流程，方便施工，节省人力和时间成本。
40.具体的，钢筋笼1包括若干周向依次分布的竖向钢筋1.1及环绕在竖向钢筋外侧的主箍筋1.2。
41.进一步的，最下方的一节钢筋笼的下端设有下端板，内下段预应力筋的下端固定在下端板上。本实施例中，下端板为环形板。如此，在桩底设置下端板来固定最下方的一节钢筋笼和内下段预应力筋，能够有效保证缓凝结预应力筋与钢筋笼的初始形态，提高桩体
的施工质量，且对混凝土的灌注产生干扰极小。
42.进一步的，最上方的一节钢筋笼的上端设有上端板，内上段预应力筋的上端固定在上端板上。如此，在桩定设置上端板来固定最上方的一节钢筋笼和内上段预应力筋，能够有效保证缓凝结预应力筋与钢筋笼的初始形态，提高桩体的施工质量。
43.进一步的，如图1所示，缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构还包括加强箍结构。加强箍结构由环绕在外中段预应力筋外的加强箍筋3构成，加强箍筋将外中段预应力筋箍紧在钢筋笼上。如此，可以进一步提高位于钢筋笼外侧的外中段预应力筋的结构稳定性，以提高灌注桩结构的承载能力。
44.进一步的，如图2所示，钢筋笼中至少有部分的钢筋笼上还设有固定环板，本实施例中，各钢筋笼中均设有若干个自上而下依次分布的固定环板1.3。固定环板上设有若干与竖向钢筋一一对应的钢筋过孔，钢筋笼的竖向钢筋穿过对应的钢筋过孔，且固定环板与竖向钢筋固定连接。固定环板通过焊接与竖向钢筋相连接。如此，可以进一步提高钢筋笼的结构稳定性和承载能力。
45.进一步的，如图2所示，缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构还包括导向结构。导向结构与固定环板一一对应。导向结构包括若干绕固定环板的周向均匀分布的导向筋条4。导向筋条自下而上依次包括下连接段4.3、弧形导向段4.2与上连接段4.1。弧形导向段位于固定环板的内侧，下连接段位于固定环板的下方并固定在钢筋笼上，上连接段位于固定环板的上方并固定在钢筋笼上。如此，在混凝土浇筑过程中，用于浇筑混凝土的导管在振捣与提升的过程中，在导管经过固定环板的位置时，可以通过导向筋条进行导向，避免混凝土浇筑过程中对导管的振捣与提升产生影响，提高桩体施工成型质量，确保结构安全性。
46.具体实施例二：如图1 、图2所示，一种缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构，包括钢筋笼组件与缓凝结预应力筋2。钢筋笼组件包括若干节自下而上依次分布的钢筋笼1，任意相邻的两节钢筋笼相连接。本实施例中，任意相邻的两节钢筋笼通过焊接相连接。
47.缓凝结预应力筋2包括自下而上依次分布的内下段预应力筋2.1、外中段预应力筋2.2与内上段预应力筋，内下段预应力筋、外中段预应力筋与内上段预应力筋由同一根缓凝结预应力筋构成。
48.内下段预应力筋位于钢筋笼组件的下部的一节钢筋笼内，内下段预应力筋的下端固定在该节钢筋笼上，例如，内下段预应力筋的下端固定在该节钢筋笼的下端，或者内下段预应力筋的下端固定在该节钢筋笼的下部或中部。内下段预应力筋的上端沿钢筋笼的内壁往上延伸并由该节钢筋笼的上端穿出到钢筋笼组件的外侧。
49.外中段预应力筋2.2位于钢筋笼组件的外侧，外中段预应力筋的上端在距钢筋笼组件顶端h米的位置穿入到钢筋笼组件的钢筋笼内侧；本实施例中，钢筋笼的长度大于h米，例如，钢筋笼的长度为9米，h取值为5米。内上段预应力筋位于钢筋笼组件的钢筋笼的内侧，内上段预应力筋的上端沿钢筋笼的内壁往上延伸，内上段预应力筋的上端固定在位于最上方的钢筋笼的上部，本实施例中，内上段预应力筋的上端固定在位于最上方的钢筋笼的上端。
50.进一步的，各钢筋笼中均设有若干个自上而下依次分布的固定环板。固定环板上设有若干与竖向钢筋一一对应的钢筋过孔，钢筋笼的竖向钢筋穿过对应的钢筋过孔，且固定环板与竖向钢筋固定连接。固定环板通过焊接与竖向钢筋相连接。本实施例中，内下段预
应力筋的下端固定在该节钢筋笼的下部或中部的焊接在固定环板上，或者内下段预应力筋的下端固定在该节钢筋笼的下部或中部的焊接在竖向钢筋上，以实现内下段预应力筋的下端固定在该节钢筋笼的下部或中部。
51.具体实施例三：如图1 、图2所示，一种缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构，包括钢筋笼组件与缓凝结预应力筋2。钢筋笼组件包括若干节自下而上依次分布的钢筋笼1，任意相邻的两节钢筋笼相连接。本实施例中，任意相邻的两节钢筋笼通过焊接相连接。
52.缓凝结预应力筋2包括自下而上依次分布的内下段预应力筋2.1、外中段预应力筋2.2与内上段预应力筋，内下段预应力筋、外中段预应力筋与内上段预应力筋由同一根缓凝结预应力筋构成。
53.内下段预应力筋位于钢筋笼组件的中部的一节钢筋笼内，内下段预应力筋的下端固定在该节钢筋笼上，例如，内下段预应力筋的下端固定在该节钢筋笼的下端，或者内下段预应力筋的下端固定在该节钢筋笼的下部或中部。内下段预应力筋的上端沿钢筋笼的内壁往上延伸并由该节钢筋笼的上端穿出到钢筋笼组件的外侧。
54.外中段预应力筋2.2位于钢筋笼组件的外侧，外中段预应力筋的上端在距钢筋笼组件顶端h米的位置穿入到钢筋笼组件的钢筋笼内侧；本实施例中，钢筋笼的长度大于h米，例如，钢筋笼的长度为9米，h取值为5米。内上段预应力筋位于钢筋笼组件的钢筋笼的内侧，内上段预应力筋的上端沿钢筋笼的内壁往上延伸，内上段预应力筋的上端固定在位于最上方的钢筋笼的上部，本实施例中，内上段预应力筋的上端固定在位于最上方的钢筋笼的上端。
55.进一步的，各钢筋笼中均设有若干个自上而下依次分布的固定环板。固定环板上设有若干与竖向钢筋一一对应的钢筋过孔，钢筋笼的竖向钢筋穿过对应的钢筋过孔，且固定环板与竖向钢筋固定连接。固定环板通过焊接与竖向钢筋相连接。本实施例中，内下段预应力筋的下端固定在该节钢筋笼的下部或中部的焊接在固定环板上，或者内下段预应力筋的下端固定在该节钢筋笼的下部或中部的焊接在竖向钢筋上，以实现内下段预应力筋的下端固定在该节钢筋笼的下部或中部。
56.具体实施例四，本实施例中的缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构的具体结构参照具体实施例一，
57.一种缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构的分段施工方法，依次包括以下步骤：
58.第一，施工桩孔。
59.第二，将缓凝结预应力筋置于第一节钢筋笼内，并将缓凝结预应力筋的一端固定连接在第一节钢筋笼的一端，具体的，在第一节钢筋笼平放在地表时，将缓凝结预应力筋置于第一节钢筋笼内，并将缓凝结预应力筋的一端固定连接在第一节钢筋笼的一端；接着，将第一节钢筋笼吊放至桩孔内，与缓凝结预应力筋的一端固定连接的钢筋笼的一端朝下；如此，第二步骤的操作方便。
60.第三，将第二节钢筋笼吊放至桩孔的上端口处，将缓凝结预应力筋由第一节钢筋笼的上端穿出到钢筋笼的外侧，使缓凝结预应力筋处于第二节钢筋笼的外侧，接着，将第一节钢筋笼的上端与第二节钢筋笼的下端焊接相连；其中，位于第一节钢筋笼内的缓凝结预应力筋构成内下段预应力筋；由于吊放第二节钢筋笼时，缓凝结预应力筋处于第二节钢筋笼的外侧，如此，可以很方便的吊放第二节钢筋笼，使第三步骤的操作方便。
61.第四，将第三节钢筋笼吊放至桩孔的上端口处，并使缓凝结预应力筋处于第三节钢筋笼的外侧，接着，将第二节钢筋笼的上端与第三节钢筋笼的下端焊接相连；由于吊放第三节钢筋笼时，缓凝结预应力筋处于第三节钢筋笼的外侧，如此，可以很方便的吊放第三节钢筋笼，使第四步骤的操作方便。
62.第五，返回第四步，直至钢筋笼组件的长度达到设定高度。
63.第六，将缓凝结预应力筋的上端在距钢筋笼组件顶端h米的位置穿入到钢筋笼组件的钢筋笼内侧，接着，将缓凝结预应力筋的上端固定在位于最上方的钢筋笼的上端；其中位于钢筋笼组件外侧的缓凝结预应力筋构成外中段预应力筋，靠近的钢筋笼组件上端的钢筋笼内的缓凝结预应力筋构成内上段预应力筋。如此，可以很方便的最上方的一段缓凝结预应力筋穿入到钢筋笼组件的钢筋笼内侧，其操作方便。本实施例中，h取值为5米，钢筋笼的高度为9米。
64.采用本实施例的分段施工方法形成的缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构中，缓凝结预应力筋呈
ꢀ“
中段外置，两端内置”的布置方式，这种结构的缓凝结预应力灌注桩钢筋笼结构具有可靠的承载能力，可以提高灌注桩结构的承载能力；同时，可以有效的简化施工流程，方便施工，节省人力和时间成本；因而其能够在不影响灌注桩结构的承载能力的情况下，简化施工流程，方便施工，节省人力和时间成本。
65.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。