TW201606162A - 離心法先拉式預力混凝土基樁接樁處的塡芯混凝土灌注裝置及離心法先拉式預力混凝土基樁的接樁方法 - Google Patents

Abstract

一種離心法先拉式預力混凝土基樁(以下簡稱預力基樁)接樁處的填芯混凝土灌注裝置，適用於配合二預力基樁，每一預力基樁包含一呈中空柱狀而圍繞出一容置區的圍繞壁，及一設置於該圍繞壁其中一端並呈環狀的端板。進行接樁時，該二預力基樁上下端接，且該二圍繞壁共同圍繞出一容置空間。該填芯混凝土灌注裝置包含一設置於下方預力基樁之容置區的隔板、一貫穿上方預力基樁之圍繞壁的灌注孔，及一配合該灌注孔的觀察孔。定義該容置空間包括一位於該觀察孔與該隔板之間的安裝區，該安裝區是供安裝一鋼筋架構，混凝土灌注時是與該鋼筋架構配合，並在混凝土乾硬後完成該二預力基樁的接樁。

Description

離心法先拉式預力混凝土基樁接樁處的填芯混凝土灌注裝置及離心法先拉式預力混凝土基樁的接樁方法

本發明是有關於一種離心法先拉式預力混凝土基樁(以下簡稱為預力基樁)的填芯混凝土灌注裝置，及一種預力基樁的接樁方法，特別是指一種便於在預力基樁的接樁處灌注填芯混凝土的填芯混凝土灌注裝置，及一種配合該填芯混凝土灌注裝置之預力基樁的接樁方法。

預力基樁適合用於大型建築物的地基結構，能將建築物的載重傳遞至土壤承載層或較堅硬的地盤，以增加建築物結構的安全性及穩定性。預力基樁因具有高強度、高穩定度，及高耐久性的特性，且具有施工快速的優點，因而是經常被採用的一種樁基礎型式。

參閱圖1，為一習知的預力基樁1，該預力基樁1包含一呈中空柱狀而圍繞出一容置空間10的圍繞壁11、多數支沿該圍繞壁11之軸向佈設於該圍繞壁11中的鋼筋12，及二呈環狀而分別設置於該圍繞壁11之相反兩端的端板13。由於該預力基樁1是在工廠中製造，再運送至建築的工地，考量到運輸車輛的長度限制，以及工廠模具長度 限制的關係，單一的預力基樁1通常是8至18公尺的長度。但該預力基樁1必須形成一種穩定的結構，並且支撐龐大的上部建築結構，故時常需要深入超過18公尺的土層中。此時通常使用分節接樁的方式來延長長度，以達到深入到土層之設計深度的要求。

參閱圖2，進行預力基樁1的接樁時，通常是使二預力基樁1在垂直地面的方向相疊置，並讓位於上方的預力基樁1之位於下端的端板13，與位於下方的預力基樁1之位於上端的端板13接觸，並如圖3所示地採用焊接的方式，在二端板13的接觸位置形成焊接點20，連接所述的二端板13，完成該二預力基樁1的接樁。若是需要連接更多的預力基樁1，則能反覆以上述方式連接，但通常連接四節預力基樁1以上的情況是較為少見的。然而，通常焊接的動作是直接在工地進行，容易受到天候及環境的影響，焊接工作的品質遠不如在工廠的穩定環境下進行焊接的品質。且該焊接點20在該等預力基樁1使用於建築物時，是直接暴露於土壤、空氣，甚至是水中，並無其他的保護措施，經過一段時間後必定會有鏽蝕的情況，當該焊接點20產生鏽蝕，會造成建築物使用上的重大危害。

參閱圖4，為加強接樁的強度及安全性，通常會在二預力基樁1彼此連通的容置空間10當中，設置一位於該二預力基樁1之連接處的鋼筋籠21，並在設置該鋼筋籠21的位置灌注混凝土，在所灌注的混凝土配合該鋼筋籠21且乾硬後，在該二預力基樁1的連接處會形成更強的結合 結構，使接樁的強度更佳。

然而，由於進行接樁後的多節預力基樁1之長度很長，並且深入地層中。而進行灌注混凝土的動作時，通常是自位於最上方的預力基樁1的頂端開始灌注，當混凝土經過相當程度的高度落差後，混凝土中的骨材容易過於集中，並使水泥漿無法完全填滿骨材間的縫隙，造成材料分離的情況，因而會影響混凝土與該鋼筋籠21結合的強度。再者，自位於最上方的預力基樁1進行混凝土灌注時，工程人員並無法直接目視灌注的情況，亦無法衡量混凝土灌注量是否已足夠，通常是以經驗估計用量，或者使用超量的混凝土來確保充足的灌注量。如此不但造成灌注上的不便，而使用超量的混凝土也會造成成本的浪費。

因此，本發明之目的，即在提供一種在預力基樁接樁時能準確評估混凝土灌注量，並提高接樁處強度及耐久性之離心法先拉式預力混凝土基樁接樁處的填芯混凝土灌注裝置。

於是，本發明離心法先拉式預力混凝土基樁接樁處的填芯混凝土灌注裝置，適用於配合二預力基樁。每一預力基樁包含一呈中空柱狀而圍繞出一容置區的圍繞壁，及一設置於該圍繞壁其中一端並呈環狀的端板。進行接樁時，該二預力基樁是以上下端接的方式連接，使該二端板彼此疊合，且使該二預力基樁的圍繞壁共同圍繞出一容置空間。

該填芯混凝土灌注裝置包含一設置於進行接樁時位於下方的預力基樁之容置區中的隔板、至少一貫穿進行接樁時位於上方的預力基樁之圍繞壁的灌注孔，及至少一貫穿進行接樁時位於上方的預力基樁之圍繞壁，並配合該灌注孔的位置而設置的觀察孔。

該灌注孔用以供混凝土進行灌注，定義該容置空間包括一位於該觀察孔與該隔板之間的安裝區，該安裝區是供安裝一鋼筋架構。混凝土自該灌注孔灌注的過程中，混凝土是漸漸填滿該安裝區，在持續灌注混凝土的過程中，若混凝土已填滿該安裝區後，則會自該觀察孔流出，該觀察孔能藉混凝土流出與否觀察混凝土灌注的情況。所灌注的混凝土是與該鋼筋架構配合，並在混凝土乾硬後固定該二預力基樁而完成接樁。

本發明之另一目的，在於提供一種在預力基樁接樁時能準確評估混凝土灌注量，並提高接樁處強度及耐久性之離心法先拉式預力混凝土基樁的接樁方法。

於是，本發明離心法先拉式預力混凝土基樁的接樁方法，適用於連接二預力基樁。每一預力基樁包含一呈中空柱狀而圍繞出一容置區的圍繞壁，及一設置於該圍繞壁其中一端並呈環狀的端板，進行接樁時，該二基樁是以上下端接的方式連接，使該二端板彼此疊合，且使該二預力基樁的圍繞壁共同圍繞出一容置空間。

該接樁方法包含一準備步驟、一安裝步驟、一焊接步驟、一灌注步驟，及一固定步驟。

該準備步驟是在進行接樁時位於下方的預力基樁之容置區中設置一隔板，並在進行接樁時位於上方的預力基樁之圍繞壁穿設至少一灌注孔，及至少一配合該灌注孔的觀察孔。

該安裝步驟，是當該二預力基樁進行接樁時，定義該容置空間包括一位於該觀察孔與該隔板之間的安裝區，並在該安裝區中安裝一鋼筋架構。

該焊接步驟是將該二預力基樁上下端接，並以焊接的方式連接彼此疊合的二端板。

該灌注步驟是自該灌注孔灌注混凝土，當混凝土已填滿於該安裝區時，混凝土則自該觀察孔流出，顯示混凝土已確實灌注。

該固定步驟是待灌注至該安裝區的混凝土乾硬，並與該鋼筋架構配合而固定該二預力基樁，完成該二預力基樁的接樁。

本發明之功效在於：在進行該二預力基樁的接樁時，能由該灌注孔灌注混凝土，當混凝土確實填滿該安裝區後，混凝土會自該觀察孔流出，能藉由該觀察孔評估混凝土灌注量，在該安裝區確實灌注足夠的混凝土，而混凝土與該鋼筋架構緊密結合後，能提高接樁處的強度及耐久性。

3‧‧‧預力基樁

30‧‧‧容置空間

300‧‧‧安裝區

31‧‧‧圍繞壁

310‧‧‧容置區

32‧‧‧端板

4‧‧‧填芯混凝土灌注裝置

41‧‧‧隔板

42‧‧‧灌注孔

43‧‧‧觀察孔

44‧‧‧填塞件

51‧‧‧鋼筋架構

511‧‧‧垂直鋼筋

512‧‧‧螺旋箍筋

513‧‧‧水平鋼筋

6‧‧‧填芯混凝土

71‧‧‧準備步驟

72‧‧‧安裝步驟

73‧‧‧焊接步驟

74‧‧‧灌注步驟

741‧‧‧填塞子步驟

75‧‧‧固定步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一剖視圖，說明一習知的預力基樁；圖2是一剖視圖，說明二預力基樁的接樁；圖3是一局部放大剖視圖，輔助說明圖2；圖4是一剖視圖，說明在接樁時設置一鋼筋籠；圖5是一剖視圖，說明本發明離心法先拉式預力混凝土基樁接樁處的填芯混凝土灌注裝置之第一實施例；圖6是一局部放大剖視圖，輔助說明圖5；圖7是一剖視圖，說明本發明離心法先拉式預力混凝土基樁接樁處的填芯混凝土灌注裝置之第二實施例；圖8是一局部放大剖視圖，輔助說明圖7；圖9是一剖視圖，輔助說明圖7，並說明安裝於一安裝區中的一鋼筋架構；及圖10是一流程圖，說明本發明離心法先拉式預力混凝土基樁的接樁方法之一實施例。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖5，本發明離心法先拉式預力混凝土基樁接樁處的填芯混凝土灌注裝置4之第一實施例，適用於配合二預力基樁3。每一預力基樁3包含一呈中空柱狀而圍繞出一容置區310的圍繞壁31，及一設置於該圍繞壁31其中一端並呈環狀的端板32。進行接樁時，該二預力基樁3是以上下端接的方式連接，使該二端板32彼此疊合，並將該二端板32以焊接的方式連接，且使該二預力基樁3的圍繞 壁31共同圍繞出一容置空間30。

該第一實施例包含一設置於進行接樁時位於下方的預力基樁3之容置區310中的隔板41、一貫穿進行接樁時位於上方的預力基樁3之圍繞壁31的灌注孔42、一貫穿進行接樁時位於上方的預力基樁3之圍繞壁31並配合該灌注孔42的位置而設置的觀察孔43，及兩個用以分別封閉該灌注孔42及該觀察孔43的填塞件44(顯示於圖6)。其中，該隔板41為一鋼板。

參閱圖6，該灌注孔42用以供混凝土進行灌注，而該灌注孔42的孔徑是20至30公厘，較佳是25公厘，以配合用以進行灌注的設備。要特別說明的是，通常需要自該灌注孔42灌注的填芯混凝土6之體積並不大，故設置單一灌注孔42來進行灌注動作已相當足夠。當該二預力基樁3進行接樁而上下端接時，定義該容置空間30包括一位於該觀察孔43與該隔板41之間的安裝區300，該安裝區300是供安裝一鋼筋架構51。該鋼筋架構51為一鋼筋籠，並包括多數條沿該圍繞壁31內側環繞排列的垂直鋼筋511，及一螺旋環繞該等垂直鋼筋511之外側的螺旋箍筋512。

混凝土自該灌注孔42灌注的過程中，混凝土是藉由一泵浦(圖未示)注入，並自該隔板41開始漸漸填滿該安裝區300，並與安裝於該安裝區300的鋼筋架構51結合。在持續灌注混凝土的過程中，若混凝土已填滿該安裝區300後，則會自該觀察孔43流出，施工者能藉混凝土是否自該 觀察孔43流出與否觀察混凝土灌注的情況，當確認混凝土已自該觀察孔43流出，即代表灌注填芯混凝土6的動作已完成。要特別說明的是，該觀察孔43設置的位置可略高於該鋼筋架構51的頂端，確保混凝土自該觀察孔43流出時，填芯混凝土6已確實填滿該安裝區300並與該鋼筋架構51完整結合。該觀察孔43的孔徑是在10至20公厘之間，較佳是15公厘，能在該填芯混凝土6已填滿該安裝區300後，使混凝土適量地自該觀察孔43流出。關於該灌注孔42的設置高度，只要能順利將混凝土灌注至該安裝區300中，並避免因過大的高度落差而使混凝土的水泥漿與骨材分離即可，但通常為了避免灌注時因已灌注入該安裝區300的填芯混凝土6產生阻力，該灌注孔42與該觀察孔43是設置於齊平的高度，但不以此為限。

當確認灌注填芯混凝土6的動作已確實完成，並清除自該觀察孔43所流出的混凝土後，即能以該等填塞件44分別封閉該灌注孔42及該觀察孔43，避免混凝土又自該灌注孔42或者自該觀察孔43流出。其中，該等填塞件44是以塑膠材質所製成，但該等填塞件44亦能以塑膠以外的材質製造，只要能確實填塞該灌注孔42及該觀察孔43而避免混凝土流出即可，不以塑膠材質為限。

要特別說明的是，灌注於該安裝區300的填芯混凝土6添加有膨脹劑，在乾硬後能使填芯混凝土6的體積膨脹，使所灌注的填芯混凝土6與該鋼筋架構51確實結合，並使乾硬的填芯混凝土6能與該二預力基樁3的圍繞 壁31產生更大的摩擦力，藉此固定並連接該二預力基樁3而完成接樁。

參閱圖7與圖8，為本發明離心法先拉式預力混凝土基樁接樁處的填芯混凝土灌注裝置4之第二實施例，與該第一實施例的差異在於：該第二實施例所配合的鋼筋架構51，包括多數條沿該圍繞壁31內側環繞排列的垂直鋼筋511，及多數條分別錨定於該二預力基樁3之圍繞壁31，並垂直於該等垂直鋼筋511的水平鋼筋513。

當混凝土如同該第一實施例而自該灌注孔42灌注至該安裝區300時，同樣能自該灌注孔42以一泵浦(圖未示)進行混凝土的灌注。當填芯混凝土6確實填滿該安裝區300並與該鋼筋架構51結合後，混凝土會自該觀察孔43流出，施工者藉此能判斷混凝土已灌注完成，能與該第一實施例達成同樣的功效。除此之外，由於該鋼筋架構51的水平鋼筋513是錨定於該二預力基樁3之圍繞壁31上，且該等水平鋼筋513是如圖9所示以兩兩交錯的方式分層錨定，但當所需的水平鋼筋513數量較多時，則不以兩兩交錯的方式分層錨定為限。因此，該第二實施例的鋼筋架構51與灌注的填芯混凝土6緊密結合後，能具有更好的結構強度。將完成接樁的該二預力基樁3用於建構建築物時，自上部建築結構所傳遞來的力量，除了藉由灌注於該安裝區300的填芯混凝土6傳遞外，也能藉由該等水平鋼筋513傳送至該二預力基樁3的圍繞壁31，使分散建築結構所受之力道的效果更好。

參閱圖10並配合圖5，為本發明預力基樁的接樁方法之一實施例，適用於配合上述的填芯混凝土灌注裝置4而連接二預力基樁3。每一預力基樁3包含一呈中空柱狀而圍繞出一容置區310的圍繞壁31，及一設置於該圍繞壁31其中一端並呈環狀的端板32。進行接樁時，該二預力基樁3是以上下端接的方式連接，使該二端板32彼此疊合，且使該二預力基樁3的圍繞壁31共同圍繞出一容置空間30。

參閱圖10並配合圖6與圖8，該實施例包含一準備步驟71、一安裝步驟72、一焊接步驟73、一灌注步驟74，及一固定步驟75。

該準備步驟71是在進行接樁時位於下方的預力基樁3之容置區310中設置一隔板41，並在進行接樁時位於上方的預力基樁3之圍繞壁31穿設至少一灌注孔42，及至少一配合該灌注孔42的觀察孔43。其中，該隔板41為一鋼板。

該安裝步驟72是當該二預力基樁3進行接樁時，定義該容置空間30包括一位於該觀察孔43與該隔板41之間的安裝區300，並在該安裝區300中安裝一鋼筋架構51。要特別說明的是，安裝於該安裝區300的鋼筋架構51，可以是如圖6所示包括多數條沿該圍繞壁31內側環繞排列的垂直鋼筋511，及一螺旋環繞該等垂直鋼筋511之外側的螺旋箍筋512；也可以是如圖8所示包括多數條沿該圍繞壁31內側環繞排列的垂直鋼筋511，及多數條分別錨定 於該二預力基樁3之圍繞壁31，並垂直於該等垂直鋼筋511的水平鋼筋513。

該焊接步驟73是將該二預力基樁3上下端接，並以焊接的方式連接彼此疊合的二端板32。

該灌注步驟74是自該灌注孔42灌注混凝土，當填芯混凝土6已填滿於該安裝區300時，混凝土則自該觀察孔43流出，顯示填芯混凝土6已確實灌注。該灌注步驟74包括一填塞子步驟741，確認填芯混凝土6確實填滿該安裝區300後，以至少兩個填塞件44分別封閉該灌注孔42及該觀察孔43。

該固定步驟75是待灌注至該安裝區300的混凝土乾硬，並與該鋼筋架構51配合而固定該二預力基樁3，完成該二預力基樁3的接樁作業。

因此，由上述內容可知，本發明預力基樁的接樁方法之實施例，於實際應用上確實有以下功效：

1.自該灌注孔42進行混凝土灌注時，能藉由混凝土是否自該觀察孔43流出，確實掌握填芯混凝土6灌注的情況，確保填芯混凝土6確實填滿於該安裝區300，並能避免過量灌注而造成材料的浪費。

2.該二預力基樁3完成接樁後，填芯混凝土6與該鋼筋架構51形成緊密的結構，能確保接樁的強度，並能在該二預力基樁3使用於建構建築物時，將自上部建築結構傳遞來的力量分散，避免力量過度集中於進行焊接的位置，確保建築物的安全性。

綜上所述，進行該二預力基樁3的接樁時，能自該灌注孔42進行混凝土的灌注，當填芯混凝土6已自該隔板41向上填滿該安裝區300後，混凝土會自該觀察孔43流出，藉由觀察混凝土自該觀察孔43流出與否，能準確評估混凝土灌注量，且填芯混凝土6與該鋼筋架構51緊密結合後，亦能有效提高接樁處強度及耐久性，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

3‧‧‧預力基樁

30‧‧‧容置空間

300‧‧‧安裝區

31‧‧‧圍繞壁

32‧‧‧端板

4‧‧‧填芯混凝土灌注裝置

41‧‧‧隔板

42‧‧‧灌注孔

43‧‧‧觀察孔

51‧‧‧鋼筋架構

511‧‧‧垂直鋼筋

512‧‧‧螺旋箍筋

6‧‧‧填芯混凝土

Claims (8)

1. 一種離心法先拉式預力混凝土基樁接樁處的填芯混凝土灌注裝置，適用於配合二預力基樁，每一預力基樁包含一呈中空柱狀而圍繞出一容置區的圍繞壁，及一設置於該圍繞壁其中一端並呈環狀的端板，進行接樁時，該二預力基樁是以上下端接的方式連接，使該二端板彼此疊合，且使該二預力基樁的圍繞壁共同圍繞出一容置空間，而該填芯混凝土灌注裝置包含：一隔板，設置於進行接樁時位於下方的預力基樁之容置區中；至少一灌注孔，貫穿進行接樁時位於上方的預力基樁之圍繞壁，用以供混凝土進行灌注；及至少一觀察孔，貫穿進行接樁時位於上方的預力基樁之圍繞壁，並配合該灌注孔的位置而設置，用以藉混凝土流出與否觀察混凝土灌注的情況；定義該容置空間包括一位於該觀察孔與該隔板之間的安裝區，該安裝區是供安裝一鋼筋架構，混凝土灌注時是與該鋼筋架構配合，並在混凝土乾硬後固定該二預力基樁。
2. 如請求項1所述離心法先拉式預力混凝土基樁接樁處的填芯混凝土灌注裝置，還包含至少兩個用以在混凝土灌注完成後，分別封閉該灌注孔及該觀察孔的填塞件。
3. 如請求項1所述離心法先拉式預力混凝土基樁接樁處 的填芯混凝土灌注裝置，其中，該鋼筋架構為一鋼筋籠，並包括多數條沿該圍繞壁內側環繞排列的垂直鋼筋，及一螺旋環繞該等垂直鋼筋之外側的螺旋箍筋。
4. 如請求項1所述離心法先拉式預力混凝土基樁接樁處的填芯混凝土灌注裝置，其中，該鋼筋架構包括多數條沿該圍繞壁內側環繞排列的垂直鋼筋，及多數條分別錨定於該二預力基樁之圍繞壁，並垂直於該等垂直鋼筋的水平鋼筋。
5. 一種離心法先拉式預力混凝土基樁的接樁方法，適用於連接二預力基樁，每一預力基樁包含一呈中空柱狀而圍繞出一容置區的圍繞壁，及一設置於該圍繞壁其中一端並呈環狀的端板，進行接樁時，該二基樁是以上下端接的方式連接，使該二端板彼此疊合，且使該二預力基樁的圍繞壁共同圍繞出一容置空間，該接樁方法包含：一準備步驟，在進行接樁時位於下方的預力基樁之容置區中設置一隔板，並在進行接樁時位於上方的預力基樁之圍繞壁穿設至少一灌注孔，及至少一配合該灌注孔的觀察孔；一安裝步驟，當該二預力基樁進行接樁時，定義該容置空間包括一位於該觀察孔與該隔板之間的安裝區，在該安裝區中安裝一鋼筋架構；一焊接步驟，將該二預力基樁上下端接，並以焊接的方式連接彼此疊合的二端板； 一灌注步驟，自該灌注孔灌注混凝土，當混凝土已填滿於該安裝區時，混凝土則自該觀察孔流出，顯示混凝土已確實灌注；及一固定步驟，待灌注至該安裝區的混凝土乾硬，並與該鋼筋架構配合而固定該二預力基樁。
6. 如請求項5所述離心法先拉式預力混凝土基樁的接樁方法，其中，該灌注步驟包括一填塞子步驟，確認混凝土確實填滿該安裝區後，以至少兩個填塞件分別封閉該灌注孔及該觀察孔。
7. 如請求項5所述離心法先拉式預力混凝土基樁的接樁方法，其中，該鋼筋架構為一鋼筋籠，並包括多數條沿該圍繞壁內側環繞排列的垂直鋼筋，及一螺旋環繞該等垂直鋼筋之外側的螺旋箍筋。
8. 如請求項5所述離心法先拉式預力混凝土基樁的接樁方法，其中，該鋼筋架構包括多數條沿該圍繞壁內側環繞排列的垂直鋼筋，及多數條分別錨定於該二預力基樁之圍繞壁，並垂直於該等垂直鋼筋的水平鋼筋。