專利名稱：一種控裂的預(yù)應(yīng)力混凝土大管樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種控裂的預(yù)應(yīng)力混凝土大管樁技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于土木工程、橋梁工程、港口工程樁基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。
背景技術(shù)：
[0002]近年來，隨著碼頭、跨?？缃髽蚪ㄔO(shè)的蓬勃發(fā)展，管樁憑借其良好的性能以及很好的適應(yīng)能力得到廣泛的應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁憑借其強度高、耐久性好、抗腐蝕能力強、抗?jié)B能力高的特點在還工結(jié)構(gòu)地基處理中得以廣泛應(yīng)用。然而，混凝土抗擊打能力差， 若擊打次數(shù)較大，容易出現(xiàn)樁身開裂以及樁頂破壞的現(xiàn)象。因此，有必要提高其抗裂及韌性性能，保證沉樁過程中樁體的完整性。[0003]為了保證混凝土在海樣環(huán)境下有足夠的耐久性，《港工混凝土設(shè)計規(guī)范》以及《混凝土耐久性設(shè)計規(guī)范》規(guī)定預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的裂縫等級至少為B級，在浪濺區(qū)則是要求達到A級，也就是說至少要求受拉邊緣拉應(yīng)力小于混凝土開裂拉應(yīng)力，且有一定富余。但是， 在一些特殊情況下，受拉邊緣的拉應(yīng)力超過混凝土的拉應(yīng)力，混凝土則會開裂，甚至有較大的寬度，這將對樁體帶來耐久性方面的問題。因此，有必要提高樁體的裂縫控制能力以保證特殊情況下的安全可靠。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種控裂的預(yù)應(yīng)力混凝土大管樁，有效改善普通混凝土大管樁的抗裂、韌性性能以及裂縫控制能力。[0005]本實用新型是通過采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的所述管樁包括鋼管樁尖和若干個管節(jié)；其中，各管節(jié)包括混凝土管節(jié)主體，其外圍設(shè)有控裂防護層來替代所述混凝土，樁頂管節(jié)頂部外圓周設(shè)有鋼板環(huán)箍，樁底管節(jié)底端設(shè)有法蘭盤，各管節(jié)的管壁內(nèi)配有螺旋箍筋并設(shè)置縱向預(yù)留孔道，通過張拉穿過所述預(yù)留孔道的縱向預(yù)應(yīng)力筋將各管節(jié)拼接為一體， 所述預(yù)留孔道在縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后通過注壓水泥凈漿填充密實，鋼管樁尖與所述樁底管節(jié)法蘭盤通過焊接連接，并在鋼管樁尖與法蘭盤的相交部位設(shè)有加勁板。[0006]所述控裂防護層材料可采用超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC，它由短纖維和砂漿基體組成，摻加的短纖維種類為聚乙烯醇纖維、聚乙烯纖維、芳香族聚酰胺纖維中的一種或幾種，體積摻量為UHTCC總體積的廣3% ；砂漿基體的組分重量比為水泥水精細(xì)骨料 粉煤灰硅灰?；郀t礦渣偏高嶺土 = 1: (0.27 2. 2): (0 3) ((Γ6.9): (0^0.3) (0、. 55) :((Γθ. 4)，精細(xì)骨料的最大粒徑不大于0.5 mm;精細(xì)骨料、粉煤灰、硅灰、?；郀t礦渣、偏高嶺土的重量不同時為零；與此同時，還可以根據(jù)實際需要摻加適量的化學(xué)外加劑，如0. 2% 3%的減水劑、0. 059Γ0. 3%的消泡劑、0. 003% 0. 02%的引氣劑、0. 03% 0. 3%的增稠劑等。[0007]所述控裂的預(yù)應(yīng)力混凝土大管樁的控裂防護層材料UHTCC的拉應(yīng)變?yōu)?%以上，抗壓強度為30 60 MPa，抗拉強度為3 6 MPa0[0008]所述鋼板環(huán)箍設(shè)置范圍為樁頂30(T500 mm，厚度為3 5 mm。[0009]所述鋼管樁尖，其長度為0. 6^1. 2 m,內(nèi)徑與管樁內(nèi)徑相同。[0010]所述管樁的樁徑一般為1200 1400 mm，壁厚為130 150 mm。 所述外層UHTCC控裂防護層厚度為3(T50 mm。[0012]由于采用本實用新型的技術(shù)方案，本實用新型采用一定厚度的控裂防護層，不僅提高了樁體的抗裂、控裂能力、以及抗侵蝕能力，保證了沉樁過程中樁身的完整性，而且顯著降低了日常運行期間的維護費用，延長了管樁的使用壽命，具有顯著的經(jīng)濟效益。與大管樁和PHC樁相比，進一步提高了管樁的抗裂彎矩。其次，控裂防護層可有效約束內(nèi)層混凝土有害裂縫的擴展，將其分散為多條微細(xì)裂縫，寬度限制在100 μπι之內(nèi)。而且，控裂防護層具有的優(yōu)良的沖擊韌性，能夠抵抗浪濺區(qū)海水的往復(fù)沖擊作用，并且能夠避免在沉樁過程中由于錘擊作用而出現(xiàn)樁頂破壞以及樁身開裂等缺陷。[0013]因此，本實用新型能夠廣泛應(yīng)用于耐久性要求很高的海洋以及江河等環(huán)境的地基處理。


[0014]圖1為本實用新型管樁的軸向截面示意圖。[0015]圖2為圖1的A-A剖視圖。[0016]圖3為本實用新型管樁樁頂管壁放大示意圖。[0017]圖4為圖1的B-B剖視圖。[0018]圖中1 縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋；2 混凝土管節(jié)主體；3 控裂防護層；4 螺旋箍筋；5 鋼板環(huán)箍；6 預(yù)留孔道；7 法蘭盤；8 鋼管樁尖；9 加勁板；10 管壁。
具體實施方式
[0019]參照附圖。本實用新型所提供的一種控裂的預(yù)應(yīng)力混凝土大管樁包括鋼管樁尖8 和若干個管節(jié)；其中，各管節(jié)包括混凝土管節(jié)主體2，并且管樁外側(cè)混凝土設(shè)有控裂防護層 3來替代混凝土 2，樁頂管節(jié)頂部外圍設(shè)有鋼板環(huán)箍5，樁底管節(jié)底端設(shè)有法蘭盤7，管壁內(nèi)配有螺旋箍筋4，并設(shè)置預(yù)留孔道6，通過張拉穿過預(yù)留孔道6的縱向預(yù)應(yīng)力筋1將各管節(jié)拼接為一體，所述預(yù)留孔道6在縱向預(yù)應(yīng)力筋1張拉完成后通過注壓水泥凈漿填充密實，鋼管樁尖8與樁底管節(jié)法蘭盤7通過焊接連接，并在鋼管樁尖8與法蘭盤7的相交部位設(shè)有加勁板9。[0020]所述控裂防護層3材料可采用超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC，它由短纖維和砂漿基體組成，摻加的短纖維種類為聚乙烯醇纖維、聚乙烯纖維、芳香族聚酰胺纖維中的一種或幾種，體積摻量為UHTCC總體積的廣3% ；砂漿基體的組分重量比為水泥水精細(xì)骨料 粉煤灰硅灰?；郀t礦渣偏高嶺土 = 1: (0.27 2. 2): (0 3) ((Γ6.9): (0^0.3) ((Π). 55) ((Π). 4)，精細(xì)骨料的最大粒徑不大于0. 5 mm ；精細(xì)骨料、粉煤灰、硅灰、粒化高爐礦渣、偏高嶺土的重量不同時為零；與此同時，還可以根據(jù)實際需要摻加適量的化學(xué)外加劑，如0. 2% 3%的減水劑、0. 059Γ0. 3%的消泡劑、0. 003% 0. 02%的引氣劑、0. 03% 0. 3%的增稠劑等。[0021]所述控裂防護層3材料UHTCC的拉應(yīng)變?yōu)?%以上，抗壓強度為3(T60 MPa，抗拉強度為3 6 MPa。[0022]所述管樁的樁徑為1200 1400 mm，壁厚為130 150 mm，管樁外層UHTCC控裂防護層厚度為30 50 mm。[0023]所述管樁在管樁頂部設(shè)置鋼板環(huán)箍5，保證樁頂在錘擊作用下不發(fā)生局部破，其設(shè)置范圍為樁頂30(T500 mm，厚度為3、mm ；在樁底管節(jié)設(shè)有鋼管樁尖8，提高管樁穿越密實土層的能力，其長度為0. 6^1. 2 m,內(nèi)徑與管樁內(nèi)徑相同。[0024]本實用新型所提供的控裂的預(yù)應(yīng)力混凝土大管樁的實施例管樁參數(shù)如下[0025]外徑1200 mm,內(nèi)徑910 mm, UHTCC厚35 mm,混凝土厚110 mm,預(yù)留16孔，預(yù)留孔直徑40匪，每孔配筋2Φ31Χ7，直徑為15.2 mm，/#=1860 MPa，/。=60 MPa (/。為混凝土的標(biāo)準(zhǔn)抗壓強度)。設(shè)置1 m長的鋼管樁尖，其內(nèi)徑與壁厚分別為910 mm、16mm;ri、r3分別為管樁內(nèi)徑、外徑，r2為外層UHTCC與內(nèi)層混凝土之間的界面位置的半徑。
權(quán)利要求1.一種控裂的預(yù)應(yīng)力混凝土大管樁，其特征在于所述管樁包括鋼管樁尖和若干個管節(jié)；其中，各管節(jié)包括混凝土管節(jié)主體，其外圍設(shè)有控裂防護層來替代所述混凝土，樁頂管節(jié)頂部外圓周設(shè)有鋼板環(huán)箍，樁底管節(jié)底端設(shè)有法蘭盤，各管節(jié)的管壁內(nèi)配有螺旋箍筋并設(shè)置縱向預(yù)留孔道，通過張拉穿過所述預(yù)留孔道的縱向預(yù)應(yīng)力筋將各管節(jié)拼接為一體，所述預(yù)留孔道在縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后通過注壓水泥凈漿填充密實，鋼管樁尖與所述樁底管節(jié)法蘭盤通過焊接連接，并在鋼管樁尖與法蘭盤的相交部位設(shè)有加勁板。
2.如權(quán)利要求1所述的一種控裂的預(yù)應(yīng)力混凝土大管樁，其特征在于所述鋼板環(huán)箍設(shè)置范圍為樁頂30(T500 mm，厚度為3 5 mm。
3.如權(quán)利要求1所述的一種控裂的預(yù)應(yīng)力混凝土大管樁，其特征在于所述鋼管樁尖的長度為0. 6^1. 2 m,內(nèi)徑與管樁內(nèi)徑相同。
4.如權(quán)利要求1所述的一種控裂的預(yù)應(yīng)力混凝土大管樁，其特征在于所述預(yù)應(yīng)力混凝大管樁的樁徑為1200 1400 mm，壁厚為130 150 mm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種控裂的預(yù)應(yīng)力混凝土大管樁，其特征在于所述控裂防護層厚度為30 50 mm。
專利摘要本實用新型提供了一種控裂的預(yù)應(yīng)力混凝土大管樁，所述管樁包括鋼管樁尖和若干個管節(jié)；各管節(jié)包括混凝土管節(jié)主體，其外圍設(shè)有控裂防護層來替代所述混凝土，樁頂管節(jié)頂部外圓周設(shè)有鋼板環(huán)箍，樁底管節(jié)底端設(shè)有法蘭盤，各管節(jié)的管壁內(nèi)配有螺旋箍筋并設(shè)置縱向預(yù)留孔道，通過張拉穿過所述預(yù)留孔道的縱向預(yù)應(yīng)力筋將各管節(jié)拼接為一體，所述預(yù)留孔道在縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后通過注壓水泥凈漿填充密實，鋼管樁尖與所述樁底管節(jié)法蘭盤通過焊接連接。本實用新型不僅提高了樁體的抗裂、控裂能力、以及抗侵蝕能力，保證了沉樁過程中樁身的完整性，而且顯著降低了日常運行期間的維護費用，延長了管樁的使用壽命，具有顯著的經(jīng)濟效益。
文檔編號E02D5/52GK202247859SQ20112026807
公開日2012年5月30日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者侯利軍, 徐世烺, 李慶華 申請人:杭州固華復(fù)合材料科技有限公司