CN110029668A - 便于工后桩长测定的phc管桩及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于工后桩长测定的PHC管桩及其测试方法，涉及管桩技术。本PHC管桩包括绝缘纵筋、普通纵向钢筋、箍筋、加强筋、C型绝缘钢筋、桩身混凝土、端头板、桩尖、导线和直流电阻测量仪；在首节入土管桩的上部依次连接若干节单元管桩构成一个整体，直流电阻测量仪通过导线连接测试左根绝缘纵筋、C型绝缘钢筋和右根绝缘纵筋的电阻回路。测试方法包括：①PHC管桩的制作；②PHC管桩的施工；③PHC管桩的桩长测定。本发明借助物理电学原理测试管桩纵向钢筋电阻，间接获得桩身入土深度；管桩设计和测试方法标准统一，可操作性强，能够满足管桩施工现场的工后桩长测量需求。

Description

便于工后桩长测定的PHC管桩及其测试方法

技术领域

本发明涉及管桩技术，尤其涉及一种便于工后桩长测定的PHC管桩设计及其测试方法。

背景技术

PHC管桩（高强预应力管桩）具有强度高、耐打性好、穿透力强、施工机械化程度高、施工速度快和对环境影响小等优点，特别适用于建设工期短、环保要求高的工程建设。此外，PHC管桩为工业化生产、质量可控和沉桩后的桩身承载力、抗弯性能和抗拨性能较灌注桩等桩型有充分保证。因此，PHC管桩的工程应用迅速发展，在房建、机场、码头、堤坝和道路等工程中得到广泛应用。

PHC管桩施工后，由于桩身的挤土效应，管桩底部的波阻抗与土体相似，小应变波形的桩底反射不明显，同时，接桩焊接节点对应力波反射明显，难以检测PHC管桩的工后入土深度。

发明内容

本发明的目的就在于解决PHC管桩工后桩长检测困难的问题，结合管桩设计及施工、桩基检测和物理电学技术，提供一种便于工后桩长测定的PHC管桩及其测试方法，可准确获得PHC管桩工后的桩长。

本发明的目的是这样实现的：

一、便于工后桩长测定的PHC管桩

本PHC管桩包括绝缘纵筋、普通纵向钢筋、箍筋、加强筋、C型绝缘钢筋、桩身混凝土、端头板、桩尖、导线和直流电阻测量仪；

其位置和连接关系是：

每节单元管桩包括左右两根绝缘纵筋与普通纵向钢筋、箍筋和加强筋构成管桩的钢筋笼骨架，填充的桩身混凝土构成管桩的主体，在管桩的上下端部设置有端头板；首节入土管桩钢筋笼的底部增设有C型绝缘钢筋；

首节入土管桩的底部连接有桩尖；

在首节入土管桩的上部依次连接若干节单元管桩构成一个整体，直流电阻测量仪通过导线连接测试左根绝缘纵筋、C型绝缘钢筋和右根绝缘纵筋的电阻回路。

二、便于工后桩长测定的PHC管桩的测试方法（简称方法）

本方法包括下列步骤：

①PHC管桩的制作

管桩钢筋笼制作时，在绝缘纵筋表面均匀涂抹环氧树脂，并在与箍筋、加强筋的交汇处安装绝缘套管完成绝缘纵筋制作，首根入土管桩在此基础上，其底部增设有C型绝缘钢筋；

桩身的左右两根绝缘纵筋沿桩身轴线对称敷设，绝缘纵筋在桩端露头处留置凹槽，填充的桩身混凝土构成管桩的主体；

②PHC管桩的施工

首根入土管桩的桩底焊接桩尖，桩尖与桩底的端头板之间通过满焊的桩尖焊缝连接；

接桩焊接时，首先对上下节桩的绝缘纵筋焊接，后采用热熔胶填充绝缘纵筋露头处的凹槽，使绝缘纵筋在焊接部位保持绝缘，最后上下节桩的端头板通过满焊的接桩焊缝牢固连接；

③PHC管桩的桩长测定

管桩施工结束后，绝缘纵筋和首根管桩桩底的C型绝缘钢筋构成U型连通电路，利用直流电阻测量仪和导线可准确测得桩身绝缘钢筋的电阻值，依据单位长度绝缘钢筋的电阻，并考虑C型绝缘钢筋的长度，换算可得管桩的入土深度。

本发明具有下列优点和积极效果：

①借助物理电学原理测试管桩纵向钢筋电阻，间接获得桩身入土深度；

②绝缘纵筋表面均匀涂有环氧树脂，并在与箍筋、加强筋的交汇处安装绝缘套管，保证纵筋绝缘可靠；

③首根入土管桩底部增设有C型绝缘钢筋，两端分别与两根纵筋连接，保证桩身绝缘钢筋U型电学回路连通；

④绝缘纵筋在桩端露头处设有圆形凹槽，便于绝缘纵筋焊接后进行热熔胶填充绝缘；

⑤管桩设计和测试方法标准统一，可操作性强，能够满足管桩施工现场的工后桩长测量需求。

附图说明

图1是PHC管桩的结构示意图；

图2是PHC管桩的钢筋笼结构示意图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是PHC管桩的工后桩身示意图；

图5是PHC管桩中C型绝缘钢筋在首桩桩底的连接示意图；

图6是PHC管桩中绝缘纵筋在管桩端部的细节示意图；

图7是PHC管桩中绝缘纵筋焊接节点示意图。

图中：

1—绝缘纵筋，

1-1—环氧树脂，

1-2—绝缘套管，

1-3—凹槽，

1-4—热熔胶，

1-5—绝缘纵筋焊缝；

2—普通纵向钢筋；

3—箍筋；

4—加强筋；

5—C型绝缘钢筋；

6—桩身混凝土；

7—端头板，

7-1—接桩焊缝；

8—桩尖，

8-1—桩尖焊缝；

9—导线；

10—直流电阻测量仪。

具体实施方式

下面结合附图和实施流程详细说明：

一、PHC管桩

1、总体

如图1，本PHC管桩包括绝缘纵筋1、普通纵向钢筋2、箍筋3、加强筋4、C型绝缘钢筋5、桩身混凝土6、端头板7、桩尖8、导线9和直流电阻测量仪10；

其位置和连接关系是：

每节单元管桩包括左右两根绝缘纵筋1与普通纵向钢筋2、箍筋3和加强筋4构成管桩的钢筋笼骨架，填充的桩身混凝土6构成管桩的主体，在管桩的上下端部设置有端头板7，首节入土管桩钢筋笼的底部增设有C型绝缘钢筋5；

首节入土管桩的底部连接有桩尖8；

在首节入土管桩的上部依次连接若干节单元管桩构成一个整体，直流电阻测量仪10通过导线9连接测试左根绝缘纵筋1、C型绝缘钢筋5和右根绝缘纵筋1的电阻回路。

2、功能部件

如图1、2、3、4、5、6、7：

1）绝缘纵筋1

绝缘纵筋1为热轧带肋钢筋，直径和型号与普通纵向钢筋2相同，表面均匀涂抹有环氧树脂1-1进行绝缘处理，并在与箍筋3、加强筋4的交汇处，安装绝缘套管1-2加强绝缘保护，每节PHC管桩中设置两根绝缘纵筋1，两根绝缘纵筋1沿桩身轴线对称敷设，绝缘纵筋1在桩端露头处留置圆形凹槽1-3。

（1）环氧树脂1-1

环氧树脂1-1为热熔双酚A型环氧树脂，具有粘接强度高、固化收缩率小、电绝缘性优良等优点，环氧树脂1-1均匀涂抹于绝缘纵筋1表面。

（2）绝缘套管1-2

绝缘套管1-2为内径与绝缘纵筋1适配的波纹管或其他绝缘材质的套管，绝缘套管1-2设置在绝缘纵筋1与箍筋3、加强筋4的交汇处，可避免绝缘纵筋1表面的环氧树脂1-1涂层遭受破坏。

（3）凹槽1-3

凹槽1-3设置在管桩端部的绝缘纵筋1露头处，为圆形，凹槽1-3中心为绝缘纵筋1，接桩时，在绝缘纵筋1焊接后，凹槽1-3中填充热熔胶1-4保持绝缘纵筋1绝缘。

（4）热熔胶1-4

热熔胶1-4为高粘型热熔胶，在绝缘纵筋1焊接后，用于填充凹槽1-3和隔离绝缘纵筋1，使绝缘纵筋1在焊接部位保持绝缘。

（5）绝缘纵筋焊缝1-5

绝缘纵筋焊缝1-5位于上下节桩的绝缘纵筋1之间，用于保证绝缘纵筋1在桩间的连通，在绝缘纵筋1焊接前，首先清除绝缘纵筋1端部截面的环氧树脂1-1，后采用埋弧焊焊接或气体保护焊接的方式，完成绝缘纵筋焊缝1-5的焊接施工。

2）普通纵向钢筋2

普通纵向钢筋2为热轧带肋钢筋，直径、型号和数量经桩身设计计算确定，普通纵向钢筋2与绝缘纵筋1构成管桩钢筋笼的主筋，并沿纵向均匀分布。

3）箍筋3

箍筋3为光圆钢筋，直径、型号和间距经设计计算确定，箍筋3与普通纵向钢筋2的交接点处均焊接牢固，箍筋3在与绝缘纵筋1的交接点处，采用铁丝绑扎。

4）加强筋4

加强筋4为光圆钢筋，直径、型号和间距经设计计算确定，加强筋4与普通纵向钢筋2的交接点处均焊接牢固，加强筋4在与绝缘纵筋1的交接点处，采用铁丝绑扎。

5）C型绝缘钢筋5

C型绝缘钢筋5为热轧带肋钢筋，仅在首节入土管桩的底部设置，直径和型号与绝缘纵筋1、普通纵向钢筋2相同，C型绝缘钢筋5表面均匀涂抹有环氧树脂1-1，两端与2根绝缘纵筋1端部焊接。

6）桩身混凝土6

桩身混凝土6为具有一定流动度的自密实混凝土，桩身混凝土6型号及强度依据设计需要确定。

7）端头板7

端头板7为圆环型钢板，尺寸与管桩适配，厚度、钢材规格满足规范和使用要求，端头板7在普通纵向钢筋2的端部对应处，均留置预应力张拉孔，在绝缘纵筋1的端部对应处预留与凹槽1-3外径相当的孔洞。

（1）接桩焊缝7-1

接桩焊缝7-1采用满焊的方式焊接，用于连接上下节桩的端头板7，焊接由3位焊工成120°角的方向进行施焊，焊接层数不少于3层。

8）桩尖8

桩尖8为钢制尖底十字型桩尖，桩尖8通过桩尖焊缝8-1焊接在首节管桩底部，在沉桩过程中可减少断桩几率，增加管桩对土层的穿透能力。

（1）桩尖焊缝8-1

桩尖焊缝8-1采用满焊的方式焊接，焊接由3位焊工成120°角的方向进行施焊，焊接层数不少于3层。

9）导线9

导线9用于在管桩沉桩结束后，连通绝缘纵筋1和直流电阻测量仪10，测试桩身U型回路的电阻值。

10）直流电阻测量仪10

直流电阻测量仪10用于测试管桩沉桩后的桩身U型回路电阻值。

3、工作机理

本PHC管桩包括绝缘纵筋1、普通纵向钢筋2、箍筋3、加强筋4、C型绝缘钢筋5、桩身混凝土6、端头板7、桩尖8、绝缘纵筋导线9、直流电阻测量仪10。绝缘纵筋1表面喷涂有环氧树脂1-1；在与箍筋3、加强筋4的交汇处，绝缘纵筋1上安装有绝缘套管1-2；绝缘纵筋1端部设置有凹槽1-3。

管桩施工时，首根入土管桩的桩底，通过桩尖焊缝8-1焊接桩尖8；接桩焊接时，首先对上下节桩的绝缘纵筋1通过绝缘纵筋焊缝1-5焊接，后采用热熔胶1-4填充绝缘纵筋1露头处的凹槽1-3，使绝缘纵筋1在焊接部位保持绝缘，最后采用满焊的方式通过接桩焊缝7-1将上下节桩的端头板7焊接牢固；管桩施工结束后，绝缘纵筋1和首根管桩桩底的C型绝缘钢筋5构成U型连通电路，利用直流电阻测量仪10可准确测得桩身绝缘钢筋的电阻值，依据单位长度绝缘钢筋的电阻，并考虑C型绝缘钢筋5的长度，可准确测得管桩的入土深度。

Claims (2)

1.一种便于工后桩长测定的PHC管桩，其特征在于：

包括绝缘纵筋（1）、普通纵向钢筋（2）、箍筋（3）、加强筋（4）、C型绝缘钢筋（5）、桩身混凝土（6）、端头板（7）、桩尖（8）、导线（9）和直流电阻测量仪（10）；

其位置和连接关系是：

每节单元管桩包括左右两根绝缘纵筋（1）与普通纵向钢筋（2）、箍筋（3）和加强筋（4）构成管桩的钢筋笼骨架，填充的桩身混凝土（6）构成管桩的主体，在管桩的上下端部设置有端头板（7），首节入土管桩钢筋笼的底部增设有C型绝缘钢筋（5）；

首节入土管桩的底部连接有桩尖（8）；

在首节入土管桩的上部依次连接若干节单元管桩构成一个整体，直流电阻测量仪（10）通过导线（9）连接测试左根绝缘纵筋（1）、C型绝缘钢筋（5）和右根绝缘纵筋（1）的电阻回路。

2.基于权利要求1所述的便于工后桩长测定的PHC管桩的测试方法，其特征在于：

①PHC管桩的制作

管桩钢筋笼制作时，在绝缘纵筋（1）表面均匀涂抹环氧树脂（1-1），并在与箍筋（3）、加强筋（4）的交汇处安装绝缘套管（1-2）完成绝缘纵筋（1）制作；首根入土管桩在此基础上，其底部增设有C型绝缘钢筋（5）；

桩身的左右两根绝缘纵筋（1）沿桩身轴线对称敷设，绝缘纵筋（1）在桩端露头处留置凹槽（1-3），填充的桩身混凝土（6）构成管桩的主体；

②PHC管桩的施工

首根入土管桩的桩底焊接桩尖（8），桩尖（8）与桩底的端头板（7）之间通过满焊的桩尖焊缝（8-1）连接；

接桩焊接时，首先对上下节桩的绝缘纵筋（1）焊接，后采用热熔胶（1-4）填充绝缘纵筋（1）露头处的凹槽（1-3），使绝缘纵筋（1）在焊接部位保持绝缘，最后上下节桩的端头板（7）通过满焊的接桩焊缝（7-1）牢固连接；

③PHC管桩的桩长测定

管桩施工结束后，绝缘纵筋（1）和首根管桩桩底的C型绝缘钢筋（5）构成U型连通电路，利用直流电阻测量仪（10）和导线（9）可准确测得桩身绝缘钢筋（1）的电阻值，依据单位长度绝缘钢筋（1）的电阻，并考虑C型绝缘钢筋（5）的长度，换算可得管桩的入土深度。