專利名稱：玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種土木工程的混凝土預(yù)制管樁及其制備方法，應(yīng)用于橋梁、港口工 程等領(lǐng)域的地基處理，可方便地在現(xiàn)場(chǎng)制作出任意樁長(zhǎng)的管樁。
背景技術(shù)：
我國(guó)沿海地區(qū)的大型橋梁和港口工程很多采用鋼管樁和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁作為 地基處理措施。鋼管樁具有穿透能力強(qiáng)、承載能力高、擠土效應(yīng)小、接樁方便、水平抗彎能力 強(qiáng)、吊裝重量小等優(yōu)點(diǎn)，但鋼管樁易腐蝕、價(jià)格高。預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制管樁具有造價(jià)低、接樁 方便、施工周期短、預(yù)制質(zhì)量易保證等優(yōu)點(diǎn)，但其運(yùn)輸費(fèi)高、水平抗彎能力差、防腐性差、錘 擊沉樁時(shí)易損。隨著大跨徑橋梁、大噸位碼頭的迅猛發(fā)展，大直徑超長(zhǎng)管樁需求量日益增加。大直 徑超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制管樁特點(diǎn)是直徑為800毫米 1600毫米、單節(jié)長(zhǎng)度長(zhǎng)為30米 50米的預(yù)制管樁。傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制管樁是工廠制作的，超長(zhǎng)管樁長(zhǎng)途搬運(yùn)困難，且 存在著模具規(guī)格單一，單節(jié)樁身長(zhǎng)度固定，需要接樁或截樁處理等問(wèn)題，樁的模具長(zhǎng)度固定 與工程設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)變動(dòng)的矛盾尤其突出。土木工程領(lǐng)域亟需一種價(jià)格低、樁長(zhǎng)任意、可現(xiàn)場(chǎng)制作、抗錘擊能力強(qiáng)、防腐性能 高、水平抗彎能力高的大直徑新型管樁。目前，在土木工程領(lǐng)域中，大直徑的玻璃鋼夾砂管、 玻璃鋼復(fù)合管等等已得到廣泛應(yīng)用，其具有耐腐蝕性能好、輕質(zhì)高強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、規(guī)格多、 價(jià)格低等特點(diǎn)。利用大直徑玻璃鋼管材作為預(yù)制管樁外模板，外圍配置臨時(shí)承擔(dān)預(yù)應(yīng)力張 拉錨固力的裝配拼裝式多節(jié)段鋼套管工作構(gòu)件(一節(jié)段長(zhǎng)約2m 3m，法蘭連接)，采用混 凝土管樁離心制作工藝，在現(xiàn)場(chǎng)可制作出樁身長(zhǎng)度任意的“玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混 凝土管樁”。樁身由內(nèi)、外兩層組成，外層為玻璃鋼管模，內(nèi)層為預(yù)應(yīng)力混凝土內(nèi)襯。本發(fā)明 樁具有承載能力高、樁長(zhǎng)任意、接頭少、成本低、防腐性能強(qiáng)，水平抗彎承載能力大，抗錘擊 能力強(qiáng)，穿透能力高等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明樁可現(xiàn)場(chǎng)制作，克服了傳統(tǒng)大直徑先張法預(yù)應(yīng)力混凝土 管樁的樁身單節(jié)長(zhǎng)度固定(模具固定長(zhǎng)度不變)、超長(zhǎng)管樁長(zhǎng)途搬運(yùn)困難、運(yùn)輸費(fèi)高、預(yù)應(yīng) 力筋易銹蝕、運(yùn)輸?shù)跹b時(shí)易開(kāi)裂等不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明提供一種玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁及其制備方 法，所述預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基具有承載能力高、防腐性能強(qiáng)、抗彎承載能力大、抗錘擊能力 強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，所述制備方法能夠制作樁長(zhǎng)任意的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。技術(shù)方案本發(fā)明所述的一種玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，包括玻璃鋼管外模、 混凝土內(nèi)襯、鋼端板和鋼板套箍構(gòu)成，混凝土內(nèi)襯設(shè)在玻璃鋼管外模內(nèi)，混凝土內(nèi)襯中配置 由預(yù)應(yīng)力縱筋及螺旋箍筋組成的鋼筋骨架，鋼端板設(shè)在樁的兩端，所述鋼板套箍設(shè)在鋼端 板上且位于玻璃鋼管外模與混凝土內(nèi)襯之間，預(yù)應(yīng)力縱筋鐓頭錨固在鋼端板的錨固孔內(nèi)。
鋼套管工作構(gòu)件臨時(shí)包裹玻璃鋼管外模，兩者之間縫隙用木制的三角塊楔緊，鋼 套管工作構(gòu)件承擔(dān)預(yù)應(yīng)力縱筋的張拉錨固力，離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)鋼套管工作構(gòu)件，帶動(dòng)玻璃鋼管 外模轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明所述的玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的制備方法，步驟1根據(jù)管樁設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，進(jìn)行玻璃鋼管外模和預(yù)應(yīng)力縱筋下料，預(yù)應(yīng)力縱筋鐓 頭處理后，采用滾焊成籠加工工藝，將預(yù)應(yīng)力縱筋和螺旋箍筋焊接形成樁身鋼筋骨架，鋼筋 骨架定位放置在玻璃鋼管外模內(nèi)，兩端安裝鋼端板和鋼板套箍，根據(jù)混凝土內(nèi)襯的體積要 求，將新拌混凝土用泵導(dǎo)向灌入玻璃鋼管外模管內(nèi)；步驟2在玻璃鋼管外模的外圍，裝配拼裝多節(jié)段鋼套管工作構(gòu)件，每個(gè)鋼套管工 作構(gòu)件的節(jié)段長(zhǎng)2m 3m，采用法蘭盤連接，玻璃鋼管外模與鋼套管臨時(shí)工件之間的縫隙， 使用木制的楔形塊楔緊；步驟3將張拉桿與鋼端板連接，張拉桿與預(yù)應(yīng)力錨固板連接，通過(guò)張拉桿，采用千 斤頂對(duì)預(yù)應(yīng)力縱筋進(jìn)行張拉，張拉至鋼筋強(qiáng)度的70%后，用大螺母將張拉桿固定在鋼套管 工件尾部位置的預(yù)應(yīng)力錨固板上；步驟4吊裝離心機(jī)就位，離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)鋼套管工件，帶動(dòng)玻璃鋼管外模轉(zhuǎn)動(dòng)，混凝土 內(nèi)襯離心定形，蒸氣養(yǎng)護(hù)后，預(yù)應(yīng)力放張、脫模，管樁成型。所述玻璃鋼管外模是大直徑的玻璃鋼夾砂管、玻璃鋼復(fù)合管成品。所述鋼套管工作構(gòu)件是裝配拼裝式多節(jié)段鋼套管，每個(gè)節(jié)段長(zhǎng)2m 3m，節(jié)段間采 用法蘭連接，端部配有承擔(dān)預(yù)應(yīng)力張拉錨固力的張拉錨固板。根據(jù)管樁節(jié)段的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度選用適合的玻璃鋼夾砂復(fù)合管材料，在施工現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行 玻璃鋼管外模的下料；現(xiàn)場(chǎng)將膠粘界面劑攪拌均勻，灌入玻璃鋼管外1內(nèi)，采用離心法工 藝，膠粘界面劑沿管壁涂抹均勻，進(jìn)行玻璃鋼管外模的內(nèi)表面毛糙處理；根據(jù)混凝土內(nèi)襯的 設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，將砂、石、水泥、水、高效減水劑和活性粉末等精確計(jì)量，進(jìn)行高強(qiáng)混凝土制 備；預(yù)應(yīng)力縱筋選用PC鋼棒材料，根據(jù)樁身節(jié)段長(zhǎng)度，將預(yù)應(yīng)力縱筋精確定長(zhǎng)、切斷、鐓頭， 螺旋箍筋選用冷拔低碳鋼絲或低碳鋼熱軋圓盤鋼筋，采用滾焊成籠加工工藝，將預(yù)應(yīng)力縱 筋和螺旋箍筋焊接形成樁身鋼筋骨架；鋼筋骨架定位放置在玻璃鋼管外模內(nèi)，兩端安裝鋼 端板和鋼板套箍，鋼板套箍?jī)?nèi)套插入玻璃鋼管外模里面，在玻璃鋼管外模與鋼板套箍之間 填充高強(qiáng)緩凝結(jié)構(gòu)膠；根據(jù)混凝土內(nèi)襯的體積要求，將新拌混凝土用泵導(dǎo)向灌入玻璃鋼管 外模管內(nèi)，沿玻璃鋼夾砂復(fù)合管均勻填充下半管，在張拉一端盡可能多布一些混凝土 ；玻璃 鋼管外模的外圍，配置承擔(dān)預(yù)應(yīng)力張拉錨固的裝配拼裝式多節(jié)段鋼套管工作構(gòu)件(一個(gè)節(jié) 段長(zhǎng)約2m 3m，法蘭連接)，形成鋼套管臨時(shí)工件，使用楔形塊將玻璃鋼管外模與鋼套管 臨時(shí)工件之間的縫隙楔緊；鋼端板與張拉桿連接，張拉桿與鋼套管臨時(shí)工件的錨固板連接， 通過(guò)張拉桿，采用千斤頂對(duì)預(yù)應(yīng)力縱筋進(jìn)行張拉，張拉至鋼筋強(qiáng)度的70%后，用大螺母將張 拉桿固定在鋼套管工件的錨固板上；吊裝離心機(jī)就位，離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)鋼套管工件，帶動(dòng)玻璃鋼 管外模轉(zhuǎn)動(dòng)，按初速、中速、中高速、高速的離心速度逐級(jí)加速，使新拌混凝土沿玻璃鋼管外 模的管壁均勻密實(shí)，管樁混凝土離心定形，離心時(shí)間一般為IOmin 20min ；將離心成型后 的帶模離心管樁吊至常壓蒸氣養(yǎng)護(hù)池(坑)內(nèi)，靜停lh，緩慢升溫至90°C 100°C，常壓下 養(yǎng)護(hù)6h 8h，使混凝土強(qiáng)度達(dá)到40MPa以上；用風(fēng)動(dòng)扳手卸去張拉螺栓及合模螺栓，進(jìn)行 放張、脫模，使樁體受到預(yù)應(yīng)力；吊裝離心管樁進(jìn)入高壓釜進(jìn)行高溫蒸氣養(yǎng)護(hù)，最高溫度為180°C 200°C，飽和蒸氣壓力為1. OMPa，養(yǎng)護(hù)時(shí)間8h 12h，使混凝土強(qiáng)度達(dá)到80MPa以 上，經(jīng)高壓養(yǎng)護(hù)后的管樁可以直接出廠供樁。玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，樁身由內(nèi)、外兩層組成，外層為玻璃鋼管 外模，內(nèi)層為預(yù)應(yīng)力混凝土內(nèi)襯。利用大直徑玻璃鋼管材作為預(yù)制管樁外模板，外圍配置臨 時(shí)承擔(dān)預(yù)應(yīng)力張拉錨固力的裝配拼裝式多節(jié)段鋼套管工作構(gòu)件(一節(jié)段長(zhǎng)約2m 3m，法蘭 連接)，采用混凝土管樁離心制作工藝，在現(xiàn)場(chǎng)制作出樁身長(zhǎng)度任意的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土 管樁。本發(fā)明樁具有承載能力高、可現(xiàn)場(chǎng)制作、防腐性能強(qiáng)、樁身抗彎承載能力大、樁長(zhǎng) 可任意、接樁焊接接頭少、成本低、抗錘擊能力強(qiáng)，穿透能力高等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明樁克服了傳統(tǒng) 大直徑先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的樁身長(zhǎng)度固定(模具固定長(zhǎng)度不變)、超長(zhǎng)管樁長(zhǎng)途搬 運(yùn)困難，運(yùn)輸費(fèi)高，預(yù)應(yīng)力筋易銹蝕、運(yùn)輸?shù)跹b時(shí)易開(kāi)裂等不足之處。樁尖處，可方便地與鋼 管樁或鋼樁靴焊接連接。有益效果本發(fā)明的玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁新樁型，應(yīng)用于建筑、 橋梁和港口工程中的樁基礎(chǔ)，可替代鉆孔灌注樁、鋼管樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。本發(fā)明樁的 樁身由內(nèi)、外兩層組成，外層為玻璃鋼夾砂復(fù)合管，內(nèi)層為預(yù)應(yīng)力混凝土內(nèi)襯。利用大直徑 玻璃管材作為外模板，外圍配置臨時(shí)承擔(dān)預(yù)應(yīng)力張拉錨固的裝配拼裝式多節(jié)段鋼套管工作 構(gòu)件(一節(jié)段長(zhǎng)約2m 3m，法蘭連接)，采用混凝土管離心制作工藝，就可方便地制作任意 長(zhǎng)度的管樁，管樁可在現(xiàn)場(chǎng)或工廠制作。本發(fā)明樁具有承載能力高、防腐性能強(qiáng)、抗彎承載 能力大、抗錘擊能力強(qiáng)、穿透能力高、樁長(zhǎng)任意、可現(xiàn)場(chǎng)制作、成本低等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明樁由于 采用玻璃鋼夾砂復(fù)合管作為外模，因而，可現(xiàn)場(chǎng)制作(可減少運(yùn)輸工作量)，樁長(zhǎng)任意，克服 了傳統(tǒng)大直徑先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的樁身長(zhǎng)度固定(模具固定長(zhǎng)度不變)、超長(zhǎng)管樁 長(zhǎng)途搬運(yùn)困難、運(yùn)輸費(fèi)高、預(yù)應(yīng)力筋易銹蝕、運(yùn)輸?shù)跹b時(shí)易開(kāi)裂等不足之處。與鋼管樁相比， 具有良好的防腐性能，耐久性高，維護(hù)費(fèi)用低；與傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁相比，具有水平 抗彎能力高、制作工藝簡(jiǎn)單、防腐耐久性好等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明樁外層玻璃鋼夾砂復(fù)合管相當(dāng)于 增加了管樁的縱向普通鋼筋和環(huán)向箍筋的配筋量，其抗彎性能比普通的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁 有較大地提高，避免了長(zhǎng)樁吊裝開(kāi)裂問(wèn)題，管樁單節(jié)制作長(zhǎng)度可顯著增加；混凝土內(nèi)襯的螺 旋箍筋間距可適當(dāng)放大，減少箍筋的用量；玻璃鋼夾砂復(fù)合管對(duì)混凝土內(nèi)襯具有側(cè)向約束 作用，提高了混凝土管樁的抗錘擊能力和穿透能力。本發(fā)明樁尤其適用于大跨橋梁、大噸位 碼頭、海洋工程中大直徑超長(zhǎng)樁基礎(chǔ)工程。


圖1是樁身配筋剖面示意圖；圖2是樁身制備方法示意圖；圖3是樁身斷面示意圖；圖4是樁身端頭節(jié)點(diǎn)大樣圖。圖中有玻璃鋼管外模1 ；混凝土內(nèi)襯2 ；預(yù)應(yīng)力縱筋3 ；螺旋箍筋4 ；鋼端板5 ；鋼 板套箍6 ；鋼套管臨時(shí)工件7，楔形塊8，法蘭盤9，張拉桿10，預(yù)應(yīng)力錨固板11。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1一種玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，其特征在于，包括玻璃鋼管外模 1、混凝土內(nèi)襯2、鋼端板5和鋼板套箍6，混凝土內(nèi)襯2設(shè)在玻璃鋼管外模1內(nèi)，混凝土內(nèi)襯 2中配置由預(yù)應(yīng)力縱筋3及螺旋箍筋4組成的鋼筋骨架，鋼端板5設(shè)在樁的兩端，所述鋼板 套箍6設(shè)在鋼端板5上且位于玻璃鋼管外模1與混凝土內(nèi)襯2之間，預(yù)應(yīng)力縱筋3鐓頭錨 固在鋼端板5的錨固孔內(nèi)。鋼套管工作構(gòu)件7臨時(shí)包裹玻璃鋼管外模1，兩者之間縫隙用木制的三角塊楔緊， 鋼套管工作構(gòu)件7承擔(dān)預(yù)應(yīng)力縱筋3的張拉錨固力，離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)鋼套管工作構(gòu)件7，帶動(dòng)玻 璃鋼管外模1轉(zhuǎn)動(dòng)。所述玻璃鋼管外模是大直徑的玻璃鋼夾砂管、玻璃鋼復(fù)合管成品。實(shí)施例2一種玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的制備方法，主要步驟如下步驟1根據(jù)管樁設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，進(jìn)行玻璃鋼管外模1和預(yù)應(yīng)力縱筋3下料，預(yù)應(yīng)力縱筋 3鐓頭處理后，采用滾焊成籠加工工藝，將預(yù)應(yīng)力縱筋3和螺旋箍筋4焊接形成樁身鋼筋骨 架，鋼筋骨架定位放置在玻璃鋼管外模1內(nèi)，兩端安裝鋼端板5和鋼板套箍6，根據(jù)混凝土內(nèi) 襯2的體積要求，將新拌混凝土用泵導(dǎo)向灌入玻璃鋼管外模1管內(nèi)；步驟2在玻璃鋼管外模1的外圍，裝配拼裝多節(jié)段鋼套管工作構(gòu)件7，每個(gè)鋼套管 工作構(gòu)件7的節(jié)段長(zhǎng)2m 3m，采用法蘭盤9連接，玻璃鋼管外模1與鋼套管臨時(shí)工件7之 間的縫隙，使用木制的楔形塊8楔緊；步驟3將張拉桿10與鋼端板5連接，張拉桿10與預(yù)應(yīng)力錨固板11連接，通過(guò)張 拉桿10，采用千斤頂對(duì)預(yù)應(yīng)力縱筋3進(jìn)行張拉，張拉至鋼筋強(qiáng)度的70%后，用大螺母將張拉 桿10固定在鋼套管工件7尾部位置的預(yù)應(yīng)力錨固板11上；步驟4吊裝離心機(jī)就位，離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)鋼套管工件7，帶動(dòng)玻璃鋼管外模1轉(zhuǎn)動(dòng)，混凝 土內(nèi)襯2離心定形，蒸氣養(yǎng)護(hù)后，預(yù)應(yīng)力放張、脫模，管樁成型。所述鋼套管工作構(gòu)件是裝配拼裝式多節(jié)段鋼套管，每個(gè)節(jié)段長(zhǎng)2m 3m，節(jié)段間采 用法蘭連接，端部配有承擔(dān)預(yù)應(yīng)力張拉錨固力的張拉錨固板。下面對(duì)本發(fā)明作出更為詳細(xì)地說(shuō)明玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，可在現(xiàn)場(chǎng)或工廠批量生產(chǎn)。本發(fā)明樁適 合用于大型橋梁或大噸位碼頭樁基工程，以便發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。管樁直徑宜為800mm 1600mm， 預(yù)制單節(jié)樁長(zhǎng)30m 50m每節(jié)制作長(zhǎng)度宜為20 30倍管徑，。施工工藝流程為混凝 土制備——玻璃鋼管內(nèi)表面界面毛糙處理——鋼筋骨架制作——鋼筋骨架進(jìn)入玻璃鋼管 ?！惭b鋼端板和鋼板套箍——泵管導(dǎo)灌混凝土布料——現(xiàn)場(chǎng)拼裝鋼套管工件——預(yù) 應(yīng)力張拉——離心定形——初級(jí)蒸汽養(yǎng)護(hù)——放張、脫?！邏赫羝B(yǎng)護(hù)——吊裝運(yùn) 輸——輝接接樁——沉樁施工。在玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁現(xiàn)場(chǎng)制作或工廠 制作施工作業(yè)中，必須注意抓緊抓細(xì)各環(huán)節(jié)，具體生產(chǎn)工藝要點(diǎn)如下(1)高強(qiáng)混凝土制備根據(jù)設(shè)計(jì)好的配合比，將砂、石、水泥、水、高效減水劑和微硅粉摻合料等經(jīng)精確計(jì) 量，用混凝土強(qiáng)制式攪拌機(jī)制成5cm 8cm的低坍落度的新拌混凝土，設(shè)計(jì)要求混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C60或C80。(2)玻璃鋼管內(nèi)表面界面毛糙處理膠粘界面劑宜由水性膠粘劑、高標(biāo)號(hào)水泥、細(xì)石英砂、粉煤灰、微硅粉、高效減水 劑、膨脹劑等組成，膠粘界面劑應(yīng)攪拌均勻，灌入玻璃鋼夾砂復(fù)合管內(nèi)，采用離心法工藝，膠 粘界面劑沿管壁涂抹均勻。外模為玻璃鋼P(yáng)VC復(fù)合管時(shí)，PVC內(nèi)管壁宜帶有螺紋凹槽，管樁 混凝土內(nèi)襯與玻璃鋼P(yáng)VC復(fù)合管內(nèi)表面摩擦力增加，兩者更好地共同工作。(3)鋼筋骨架制作預(yù)應(yīng)力主筋采用低松馳型的預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒(PC鋼棒)，PC鋼棒表面有周期 性變化的刻痕，與混凝土有良好的握裹力，PC鋼棒是低碳鋼，具有良好的點(diǎn)焊性能，PC鋼棒 應(yīng)精確定長(zhǎng)、切斷、鐓頭。螺旋箍筋采用直徑為5mm 8mm的冷拔低碳鋼絲或低碳鋼熱軋圓 盤鋼筋，樁外徑800mm 1000mm，螺旋筋直徑不應(yīng)小于5mm ；樁外徑IOOOmm 1200mm，螺旋 筋直徑不應(yīng)小于6mm ；樁外徑1200mm 1600mm，螺旋筋直徑不應(yīng)小于8mm。鋼筋骨架螺距最 大不宜超過(guò)200mm。距樁兩端在IOOOmm 1600mm長(zhǎng)度范圍內(nèi)，螺距為75mm 100mm。管 樁鋼筋骨架制作采用滾焊成籠加工工藝。(4)鋼筋骨架進(jìn)入玻璃鋼管模大直徑塑料管外層纏繞玻璃纖維的工藝已經(jīng)成熟，大直徑玻璃鋼夾砂復(fù)合管已得 到廣泛應(yīng)用，其具有耐腐蝕性能好、輕質(zhì)高強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、規(guī)格多、價(jià)格低等特點(diǎn)。玻璃鋼 復(fù)合管的內(nèi)襯塑料可以選用聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯塑料管，內(nèi)襯塑料管內(nèi)帶有螺紋凹 槽。表面宜為了增加樁與土體的摩擦力，玻璃鋼夾砂復(fù)合管外表面宜帶有螺紋凹槽。為了增 加混凝土內(nèi)襯與玻璃鋼夾砂復(fù)合管的摩擦力，玻璃鋼夾砂復(fù)合管內(nèi)表面宜帶有螺紋凹槽。鋼筋骨架進(jìn)入玻璃鋼復(fù)合管模時(shí)，應(yīng)中心對(duì)齊。使用墊塊，定位保護(hù)層厚度。(5)安裝鋼端板和鋼板套箍將制作好的玻璃鋼夾砂復(fù)合管、鋼筋骨架、鋼端板(已焊套箍)按照?qǐng)D紙就位，鋼 筋骨架應(yīng)在玻璃鋼夾砂復(fù)合管內(nèi)用定位墊塊精確定位，安裝鋼端板和鋼板套箍，鋼板套箍 應(yīng)內(nèi)套在玻璃鋼夾砂復(fù)合管模中，在玻璃鋼夾砂復(fù)合管與鋼箍板間填充高強(qiáng)緩凝結(jié)構(gòu)膠， 玻璃鋼夾砂復(fù)合管與鋼端板應(yīng)頂緊，鋼端板與張拉桿、預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固板等連接。(6)泵管導(dǎo)灌混凝土布料根據(jù)每根離心管樁的新拌混凝土用量要求，將新拌混凝土用泵管導(dǎo)灌入玻璃鋼夾 砂復(fù)合管內(nèi)，沿玻璃鋼夾砂復(fù)合管均勻填充下半管，在張拉一端盡可能多布一些混凝土。(7)拼裝鋼套管工件玻璃鋼夾砂復(fù)合管外圍配置承擔(dān)預(yù)應(yīng)力張拉錨固的裝配拼裝式多節(jié)段鋼套管工 作構(gòu)件，節(jié)段套管間采用法蘭、螺栓連接，一節(jié)段長(zhǎng)約2m 3m，應(yīng)保證鋼管套能承擔(dān)預(yù)應(yīng)力 張拉錨固力。使用楔形塊將玻璃鋼夾砂復(fù)合管與外圍鋼套管的縫隙楔緊，以保證離心轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)，帶動(dòng)玻璃鋼夾砂復(fù)合管同步轉(zhuǎn)動(dòng)。(8)預(yù)應(yīng)力張拉采用千斤頂式的張拉機(jī)對(duì)合模后的離心管樁鋼筋骨架進(jìn)行整體張拉，張拉至鋼筋 強(qiáng)度的70 %后，用大螺母將張拉桿固定在鋼套管錨固板上。(9)離心定形將帶拼裝鋼套管模工件的離心管樁吊至離心機(jī)上方，按初速、中速、中高速、高速的離心速度逐級(jí)加速，離心時(shí)間一般為IOmin 20min。通過(guò)離心密實(shí)成型工藝，使新拌混 凝土沿玻璃鋼夾砂復(fù)合管外套均勻密實(shí)。離心結(jié)束后，將張拉端抬高，傾倒離心過(guò)程中產(chǎn)生 的廢漿水。(10)初級(jí)蒸氣養(yǎng)護(hù)將離心成型后的帶模離心管樁吊至常壓蒸氣養(yǎng)護(hù)池(坑)內(nèi)，靜停lh，緩慢升溫至 90°C 100°C，常壓下養(yǎng)護(hù)6h 8h，使混凝土強(qiáng)度達(dá)到40MPa以上。(11)放張、脫模將初級(jí)蒸氣養(yǎng)護(hù)后的帶模離心管樁吊至專用脫模臺(tái)位上，用風(fēng)動(dòng)扳手卸去張拉螺 栓及合模螺栓，使樁體受到預(yù)應(yīng)力，然后吊走套管模具。清理套管模具、錨固板、張拉桿。對(duì) 于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C60的離心管樁，將脫模后的離心管樁直接吊運(yùn)至成品堆場(chǎng)碼 堆，自然養(yǎng)護(hù)，達(dá)到出廠強(qiáng)度后即可出廠。(12)高壓蒸養(yǎng)設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80以上的離心管樁，需將脫模后的離心管樁再進(jìn)入高壓 釜進(jìn)行高溫蒸氣養(yǎng)護(hù)，最高溫度為180°C 200°C，飽和蒸氣壓力為1. OMPa，養(yǎng)護(hù)時(shí)間8h 12h，使混凝土強(qiáng)度達(dá)到SOMPa以上。經(jīng)高壓養(yǎng)護(hù)后的管樁可以直接出廠供樁。(13)吊裝運(yùn)輸玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有較大的抗彎承載能力和抗裂彎矩，外 層玻璃鋼夾砂復(fù)合管相當(dāng)于增加了管樁的非預(yù)應(yīng)力筋結(jié)構(gòu)配筋，其抗彎性能比普通的預(yù) 應(yīng)力混凝土管樁有較大地提高。因此，管樁單節(jié)制作長(zhǎng)度可顯著增加，以減少現(xiàn)場(chǎng)拼接接 頭，方便施工。建議單節(jié)預(yù)制長(zhǎng)度為20 30倍管徑；直徑800mm-樁長(zhǎng)16m 24m，直徑 1000mm-樁長(zhǎng)20m 30m，直徑1200mm-樁長(zhǎng)24m 36m，直徑1400mm-樁長(zhǎng)28m 42m，直 徑1600mm-樁長(zhǎng)32m 48m。管樁起吊時(shí)，用特別的吊鉤勾住管樁的兩端就可方便地起吊。 玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁宜現(xiàn)場(chǎng)制作、浮運(yùn)運(yùn)輸。(14)焊接接樁管樁焊接施工應(yīng)按照規(guī)范進(jìn)行施工，焊接接樁時(shí)，管樁中心應(yīng)上下對(duì)直，用臨時(shí)定 位器進(jìn)行定位，采用4 6處點(diǎn)焊臨時(shí)固定，進(jìn)行管樁接頭焊接，焊縫焊接工藝不應(yīng)少于3 道，所有焊縫應(yīng)牢固飽滿，不得帶有夾渣等焊接缺陷。(15)沉樁施工玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁沉樁可采用錘擊沉樁或靜力壓樁沉樁方 式，樁端可制成敞口式或加設(shè)樁尖式。
權(quán)利要求
一種玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，其特征在于，包括玻璃鋼管外模(1)、混凝土內(nèi)襯(2)、鋼端板(5)和鋼板套箍(6)，混凝土內(nèi)襯(2)設(shè)在玻璃鋼管外模(1)內(nèi)，混凝土內(nèi)襯(2)中配置由預(yù)應(yīng)力縱筋(3)及螺旋箍筋(4)組成的鋼筋骨架，鋼端板(5)設(shè)在樁的兩端，所述鋼板套箍(6)設(shè)在鋼端板(5)上且位于玻璃鋼管外模(1)與混凝土內(nèi)襯(2)之間，預(yù)應(yīng)力縱筋(3)鐓頭錨固在鋼端板(5)的錨固孔內(nèi)。
2.—種權(quán)利要求1所述玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，其特征在于，鋼套管 工作構(gòu)件(7)臨時(shí)包裹玻璃鋼管外模(1)，兩者之間縫隙用木制的三角塊楔緊，鋼套管工作 構(gòu)件(7)承擔(dān)預(yù)應(yīng)力縱筋(3)的張拉錨固力，離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)鋼套管工作構(gòu)件(7)，帶動(dòng)玻璃鋼 管外模(1)轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.—種權(quán)利要求1、2所述玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的制備方法，其特征 在于，步驟1根據(jù)管樁設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，進(jìn)行玻璃鋼管外模(1)和預(yù)應(yīng)力縱筋(3)下料，預(yù)應(yīng)力縱筋 (3)鐓頭處理后，采用滾焊成籠加工工藝，將預(yù)應(yīng)力縱筋(3)和螺旋箍筋(4)焊接形成樁身 鋼筋骨架，鋼筋骨架定位放置在玻璃鋼管外模⑴內(nèi)，兩端安裝鋼端板(5)和鋼板套箍(6)， 根據(jù)混凝土內(nèi)襯(2)的體積要求，將新拌混凝土用泵導(dǎo)向灌入玻璃鋼管外模(1)管內(nèi)；步驟2在玻璃鋼管外模(1)的外圍，裝配拼裝多節(jié)段鋼套管工作構(gòu)件(7)，每個(gè)鋼套管 工作構(gòu)件(7)的節(jié)段長(zhǎng)2m 3m，采用法蘭盤(9)連接，玻璃鋼管外模(1)與鋼套管臨時(shí)工 件(7)之間的縫隙，使用木制的楔形塊(8)楔緊；步驟3將張拉桿(10)與鋼端板(5)連接，張拉桿(10)與預(yù)應(yīng)力錨固板(11)連接，通 過(guò)張拉桿(10)，采用千斤頂對(duì)預(yù)應(yīng)力縱筋(3)進(jìn)行張拉，張拉至鋼筋強(qiáng)度的70%后，用大螺 母將張拉桿(10)固定在鋼套管工件(7)尾部位置的預(yù)應(yīng)力錨固板(11)上；步驟4吊裝離心機(jī)就位，離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)鋼套管工件(7)，帶動(dòng)玻璃鋼管外模(1)轉(zhuǎn)動(dòng)，混凝 土內(nèi)襯(2)離心定形，蒸氣養(yǎng)護(hù)后，預(yù)應(yīng)力放張、脫模，管樁成型。所述玻璃鋼管外模(1)是大直徑的玻璃鋼夾砂管、玻璃鋼復(fù)合管成品。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種玻璃鋼管模的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，混凝土內(nèi)襯設(shè)在玻璃鋼管外模內(nèi)，混凝土內(nèi)襯中配置由預(yù)應(yīng)力縱筋及螺旋箍筋組成的鋼筋骨架，鋼端板和鋼板套箍設(shè)在樁的兩端。外圍配置臨時(shí)承擔(dān)預(yù)應(yīng)力張拉錨固力的裝配拼裝式多節(jié)段鋼套管工作構(gòu)件，鋼套管工作構(gòu)件臨時(shí)包裹玻璃鋼管外模，兩者之間縫隙用木制的三角塊楔緊，鋼套管工作構(gòu)件承擔(dān)預(yù)應(yīng)力縱筋的張拉錨固力，離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)鋼套管工作構(gòu)件，帶動(dòng)玻璃鋼管外模轉(zhuǎn)動(dòng)，可在現(xiàn)場(chǎng)制作出樁身長(zhǎng)度任意的大直徑預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，克服了傳統(tǒng)大直徑先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的樁身長(zhǎng)度固定、超長(zhǎng)管樁長(zhǎng)途搬運(yùn)困難、預(yù)應(yīng)力筋易銹蝕、運(yùn)輸?shù)跹b時(shí)易開(kāi)裂等不足之處。
文檔編號(hào)B28B21/30GK101906776SQ201010222218
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者夏葉飛, 孫大松, 張宇峰, 徐文平, 李亞楓, 沈旭鴻, 王仙美 申請(qǐng)人:東南大學(xué)