專利名稱：增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種離心混凝土樁，特別是一種在具有高單樁豎向承載力的基準(zhǔn)上，提高樁基水平承載力的增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁，屬于建筑材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
混凝土是典型的脆性材料，彈性模量高，抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度無(wú)線性對(duì)應(yīng)關(guān)系；而鋼筋抗拉強(qiáng)度高，韌性好；鋼筋混凝土的組合充分利用了這兩種材料自身的特點(diǎn)；預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用顯著提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼材用量與鋼筋混凝土材料容重，有利于大跨度空間結(jié)構(gòu)、高層建筑以及重載結(jié)構(gòu)的發(fā)展。上世紀(jì)50年代，國(guó)際預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會(huì)(FIP)的成立促進(jìn)了世界各國(guó)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)也是從這一時(shí)期發(fā)展起來(lái)的。我國(guó)鐵道部1%4年推行采用預(yù)應(yīng)力的混凝土軌枕， 1955年豐臺(tái)橋梁廠開始試制Urn跨度的橋梁。目前預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)已成為我國(guó)工程建設(shè)領(lǐng)域中的一種主要結(jié)構(gòu)型式。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展而逐漸發(fā)展壯大，我國(guó)是全球生產(chǎn)和應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁最多的國(guó)家，其規(guī)格型號(hào)也是全球最多的。 上世紀(jì)90年代后我國(guó)開始大量應(yīng)用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PHC)。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、預(yù)應(yīng)力混凝土方樁以及預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁、方樁具有單樁堅(jiān)向承載力高、工廠化預(yù)制、質(zhì)量控制較現(xiàn)場(chǎng)施工容易、現(xiàn)場(chǎng)施工速度快、降低建筑物基礎(chǔ)工程造價(jià)的特點(diǎn)。樁身所用混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C6(TC80，預(yù)應(yīng)力筋張拉控制應(yīng)力不低于預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度和塑性均較高標(biāo)準(zhǔn)值的70%。雖然混凝土強(qiáng)度等級(jí)已經(jīng)較高，預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度、塑性均較好，但預(yù)應(yīng)力混凝土管樁依然存在脆斷問題，即水平承載力不高，韌性較差。隨著近年來(lái)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和方樁研究的深入，對(duì)其水平承載力，特別是預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的水平承載力有不同的觀點(diǎn)，因此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及部分省標(biāo)準(zhǔn)或者圖集做出相關(guān)規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁適用范圍為非抗震區(qū)和抗震設(shè)防烈度6度、7度的地區(qū)，若使用于抗震設(shè)防烈度 8度的地區(qū)，則需另行驗(yàn)算；或者不宜在抗震設(shè)防烈度8度的地區(qū)使用。在對(duì)有抗震要求或者抗震設(shè)防烈度8度的地區(qū)，樁基可選擇的范圍較窄，通常采用預(yù)制實(shí)心方樁或者現(xiàn)場(chǎng)灌注樁。目前的預(yù)制實(shí)心方樁的制備盡管可以工廠預(yù)制，但是由于其自重大，一般采用自然養(yǎng)護(hù)工藝，生產(chǎn)效率低，齡期到14 d或者觀d才能在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用；現(xiàn)場(chǎng)制作實(shí)心方樁以及現(xiàn)場(chǎng)灌注樁的問題是，混凝土質(zhì)量難以控制和保證，砂、石等不可再生原材料得不到高效利用，造成資源浪費(fèi)、很難保證清潔施工；并且實(shí)心方樁或者現(xiàn)場(chǎng)灌注樁都存在鋼材消耗量大、混凝土材料消耗量大的問題，與我國(guó)建材的資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略背道而馳。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、方樁脆斷和樁基礎(chǔ)水平承載力不足的問題，克服預(yù)制實(shí)心方樁或者現(xiàn)場(chǎng)灌注樁鋼材使用量大的不足之處，在現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁的配筋設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工序的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種豎向承載力高，同時(shí)提高樁基水平承載力，使其滿足結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要求的增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁。本實(shí)用新型的增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁，包括離心混凝土樁身、預(yù)應(yīng)力主筋、螺旋箍筋、2塊端板和預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔，還包括非預(yù)應(yīng)力主筋和非預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔，所述預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔和非預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔依次分布在端板上，預(yù)應(yīng)力主筋和非預(yù)應(yīng)力主筋依次縱向分布并焊接或綁扎在螺旋箍筋上，預(yù)應(yīng)力主筋兩端分別錨固在2塊端板的預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔中，非預(yù)應(yīng)力主筋的一端錨固在1塊端板的非預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔中，非預(yù)應(yīng)力主筋的另一端在施加預(yù)應(yīng)力后再錨固在另1塊端板的非預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔中。為了防止鋼筋骨架下垂，可增設(shè)架立箍筋，所述架立箍筋為環(huán)形鋼筋，以InTaii間隔分布并焊接或綁扎在螺旋箍筋和預(yù)應(yīng)力主筋及非預(yù)應(yīng)力主筋外側(cè)。當(dāng)所述增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁為增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土管樁時(shí)，螺旋箍筋為圓螺旋箍筋，架立箍筋為圓環(huán)形鋼筋，端板為圓環(huán)形或圓形鋼板。當(dāng)所述增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁為增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土方樁時(shí)，螺旋箍筋為方螺旋箍筋，架立箍筋為方環(huán)形鋼筋，端板為內(nèi)圓外方形或方形鋼板。上述非預(yù)應(yīng)力主筋選用熱軋II、III級(jí)鋼筋或冷拔低碳鋼絲、預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼絲及消除應(yīng)力鋼絲。本實(shí)用新型的增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁，其生產(chǎn)方法與現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁的方法基本相同，主要包括原材料檢測(cè)；模具清理；鋼筋籠制作；安裝端板，預(yù)應(yīng)力主筋兩端焊接或錨固，非預(yù)應(yīng)力主筋的一端焊接或錨固；混凝土攪拌，布料；合模；施加預(yù)應(yīng)力； 非預(yù)應(yīng)力主筋的另一端焊接或錨固；離心成型；熱養(yǎng)護(hù)；脫模；檢測(cè)。本實(shí)用新型的增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁，主要是在現(xiàn)有的預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁的鋼筋骨架的基礎(chǔ)上，將兩頭端板上分別安裝的短錨固筋改為長(zhǎng)的能縱向貫穿整個(gè)骨架的非預(yù)應(yīng)力主筋，使離心混凝土樁因預(yù)應(yīng)力主筋的作用而具有豎向承載力高的優(yōu)點(diǎn)，又因非預(yù)應(yīng)力主筋的作用賦予樁基水平承載力高的優(yōu)點(diǎn)，有效的解決了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、方樁脆斷和樁基水平承載力不足的問題，所以能夠代替預(yù)制實(shí)心方樁或者現(xiàn)場(chǎng)灌注樁在抗震設(shè)防烈度8度的地區(qū)使用。同時(shí)，還由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，完全可以沿用現(xiàn)有的生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁的所有設(shè)備和生產(chǎn)方法，所以很容易推廣普及，為混凝土樁增加了新的品種。

圖1是本實(shí)用新型的增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中預(yù)應(yīng)力主筋和非預(yù)應(yīng)力主筋分布在端板上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是預(yù)設(shè)在端板上的錨固孔的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
因方樁結(jié)構(gòu)圖除外方內(nèi)圓外均與管樁相同而省略，現(xiàn)以管樁結(jié)構(gòu)圖為例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明如下參見附圖，圖中的1是離心混凝土樁身，2是端板，3是非預(yù)應(yīng)力主筋，4是預(yù)應(yīng)力主筋，5是螺旋箍筋，6是架立箍筋，7是非預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔，8是預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔。本實(shí)用新型的增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁，包括離心混凝土樁身1、預(yù)應(yīng)力主筋 4、螺旋箍筋5、2塊端板2和預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔8，還包括非預(yù)應(yīng)力主筋3和非預(yù)應(yīng)力主筋錨
4固孔7，所述預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔8和非預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔7依次分布在端板2上，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，預(yù)應(yīng)力主筋4和非預(yù)應(yīng)力主筋3依次縱向分布并焊接或綁扎在螺旋箍筋5上，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，預(yù)應(yīng)力主筋3兩端分別錨固在2塊端板2的預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔8中，非預(yù)應(yīng)力主筋3的一端錨固在1塊端板2的非預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔7中，非預(yù)應(yīng)力主筋3的另一端在施加預(yù)應(yīng)力后再錨固在另1塊端板2的非預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔7中。為防止鋼筋骨架下垂，可增設(shè)有架立箍筋6，所述架立箍筋6為環(huán)形鋼筋，以InTaii 間隔分布并焊接或綁扎在螺旋箍筋5和預(yù)應(yīng)力主筋4及非預(yù)應(yīng)力主筋3的外側(cè)。當(dāng)所述增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁為增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土管樁時(shí)，螺旋箍筋 5為圓螺旋箍筋，架立箍筋6為圓環(huán)形鋼筋，端板2為圓環(huán)形或圓形鋼板。當(dāng)所述增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁為增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土方樁時(shí)，螺旋箍筋 5為方螺旋箍筋，架立箍筋6為方環(huán)形鋼筋，端板2為內(nèi)圓外方形或方形鋼板。上述非預(yù)應(yīng)力主筋3選用熱軋II、III級(jí)鋼筋或冷拔低碳鋼絲、預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼絲及消除應(yīng)力鋼絲。還可以選上述2種或多種鋼筋或鋼絲混合使用。預(yù)應(yīng)力主筋4的選配與現(xiàn)有選配相同。本實(shí)用新型的增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁，其生產(chǎn)方法與現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁的方法基本相同，主要包括原材料檢測(cè)；模具清理；鋼筋籠制作；安裝端板，預(yù)應(yīng)力主筋兩端焊接或錨固，非預(yù)應(yīng)力主筋的一端焊接或錨固；混凝土攪拌，布料；合模；施加預(yù)應(yīng)力； 非預(yù)應(yīng)力主筋的另一端焊接或錨固；離心成型；熱養(yǎng)護(hù)；脫模；檢測(cè)。生產(chǎn)工序中的熱養(yǎng)護(hù)包括常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)、高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)、熱水養(yǎng)護(hù)等技術(shù)手段， 提高養(yǎng)護(hù)溫度可以加速水泥水化反應(yīng)，提高水泥基材料強(qiáng)度主要來(lái)源的C-S-H凝膠的總體體積和C-S-H結(jié)晶度，因此，其脫模強(qiáng)度也得到提高。如對(duì)于組成水泥的四大礦物之一的 C3S，90°C溫度下1 d的水化程度接近20°C溫度下3個(gè)月的水化程度。使生產(chǎn)效率很高。
權(quán)利要求1.一種增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁，包括離心混凝土樁身、預(yù)應(yīng)力主筋、螺旋箍筋、2 塊端板和預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔，其特征在于還包括非預(yù)應(yīng)力主筋和非預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔，所述預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔和非預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔依次分布在端板上，預(yù)應(yīng)力主筋和非預(yù)應(yīng)力主筋依次縱向分布并焊接或綁扎在螺旋箍筋上，預(yù)應(yīng)力主筋兩端分別錨固在2塊端板的預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔中，非預(yù)應(yīng)力主筋的一端錨固在1塊端板的非預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔中，非預(yù)應(yīng)力主筋的另一端在施加預(yù)應(yīng)力后再錨固在另1塊端板的非預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔中。
2.如權(quán)利要求1所述的增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁，其特征在于還增設(shè)有架立箍筋， 所述架立箍筋為環(huán)形鋼筋，以InTan間隔分布并焊接或綁扎在螺旋箍筋和預(yù)應(yīng)力主筋及非預(yù)應(yīng)力主筋外側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁，其特征在于所述增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁為增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土管樁時(shí)，螺旋箍筋為圓螺旋箍筋，架立箍筋為圓環(huán)形鋼筋，端板為圓環(huán)形或圓形鋼板。
4.如權(quán)利要求2所述的增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁，其特征在于所述增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁為增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土方樁時(shí)，螺旋箍筋為方螺旋箍筋，架立箍筋為方環(huán)形鋼筋，端板為內(nèi)圓外方形或方形鋼板。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁，其特征在于所述非預(yù)應(yīng)力主筋選用熱軋II、III級(jí)鋼筋或冷拔低碳鋼絲、預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼絲及消除應(yīng)力鋼絲。
專利摘要本實(shí)用新型的增韌型預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁，包括離心混凝土樁身、預(yù)應(yīng)力主筋、螺旋箍筋、2塊端板和預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔，還包括非預(yù)應(yīng)力主筋和非預(yù)應(yīng)力主筋錨固孔。主要是在現(xiàn)有的預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁的鋼筋骨架的基礎(chǔ)上，將兩頭端板上安裝的短錨固筋改為長(zhǎng)的能縱向貫穿整個(gè)骨架的非預(yù)應(yīng)力主筋，使離心混凝土樁因預(yù)應(yīng)力主筋的作用而具有豎向承載力高的優(yōu)點(diǎn)，又因非預(yù)應(yīng)力主筋的作用賦予樁基水平承載力高的優(yōu)點(diǎn)，所以能代替預(yù)制實(shí)心方樁或者現(xiàn)場(chǎng)灌注樁在抗震設(shè)防烈度8度的地區(qū)使用。同時(shí)，還由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，完全可以沿用現(xiàn)有的生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁的所有設(shè)備和生產(chǎn)方法，所以很容易推廣普及，為混凝土樁增加了新的品種。
文檔編號(hào)E04C5/04GK201943070SQ20112003053
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者劉海鵬, 華文升, 張風(fēng)臣, 朱克平, 湯永柳 申請(qǐng)人:宿遷市固豐管樁有限公司