專(zhuān)利名稱(chēng)：暫時(shí)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于房屋建筑基礎(chǔ)工程中的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。
目前一般房屋建筑基礎(chǔ)很多采用沉管灌注樁，這種樁具有造價(jià)低，樁長(zhǎng)可隨地基變化等優(yōu)點(diǎn)。但這種樁容易出現(xiàn)斷樁、瓶頸樁等質(zhì)量事故，特別是在含有軟弱土層的地基中。采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁可克服上述缺點(diǎn)，因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土樁是預(yù)制樁，樁身質(zhì)量保證。但預(yù)應(yīng)力混凝土樁用鋼量大，造價(jià)高。
本發(fā)明的目的是提供一種后張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。樁打入土達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，將預(yù)應(yīng)力鋼筋從樁中取出，預(yù)應(yīng)力鋼筋及其附屬設(shè)備可重復(fù)使用，既節(jié)省鋼材，降低造價(jià)，樁的質(zhì)量又得到保證。
在打樁過(guò)程中，樁在樁錘打擊下，會(huì)出現(xiàn)很大的縱向拉應(yīng)力，拉應(yīng)力往往超過(guò)樁身混凝土抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致樁斷裂。因此，為了抵消和減少這個(gè)拉應(yīng)力，必須對(duì)樁身施加縱向預(yù)應(yīng)力。當(dāng)打樁完畢，打樁引起拉應(yīng)力消失，就沒(méi)有必要繼續(xù)維持樁身的預(yù)應(yīng)力，因此，預(yù)應(yīng)力鋼筋可取出，以節(jié)省鋼材。
本發(fā)明屬于一種后張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，它由管樁身、預(yù)應(yīng)力鋼筋、樁尖、樁頂蓋板四部份組成。
樁身為非預(yù)應(yīng)力的鋼筋混凝土管，分節(jié)制造，每節(jié)長(zhǎng)度一般為9米，還要生產(chǎn)一些短樁以供搭配。樁身必須做成空心的，預(yù)應(yīng)力鋼筋從樁的中空部分穿過(guò)。管樁身可以用離心法制造，混凝土標(biāo)號(hào)要求在450號(hào)以上，樁身也可以在工地預(yù)制，混凝土標(biāo)號(hào)要求在400號(hào)以上。為了滿(mǎn)足運(yùn)輸及吊裝要求，樁身要配少量縱向鋼筋。為了抵抗打樁時(shí)樁身橫向變形，樁身要配環(huán)向鋼筋，在靠近樁端處環(huán)向鋼筋間距密些，在樁身中間段環(huán)向鋼筋間距疏些。樁頭受樁錘打擊力特別大，因此，樁身兩頭要套薄鋼板的套箍。
預(yù)應(yīng)力鋼筋采用冷拉鋼筋，鋼筋直徑視預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)值而定。預(yù)應(yīng)力鋼筋一般采用一根大直徑鋼筋，預(yù)應(yīng)力大時(shí)可采用多根鋼筋。采用大直徑鋼筋的目的是因?yàn)榛厥疹A(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，要扭轉(zhuǎn)預(yù)應(yīng)力鋼筋，使其與樁尖螺絲脫離，因此，預(yù)應(yīng)力筋必須具有一定抗扭轉(zhuǎn)能力。只要滿(mǎn)足這個(gè)抗扭能力要求，也可采用其它種類(lèi)預(yù)應(yīng)力筋，如采用高強(qiáng)鋼絲束外套金屬管做預(yù)應(yīng)力筋或多根非大直徑鋼筋并排做成預(yù)應(yīng)力筋也是可以的。
樁尖可以用鋼筋混凝土預(yù)制，也可以用鋼板加工焊接；不過(guò)這里，樁尖又是預(yù)應(yīng)力錨具，樁尖頂部(或樁底鋼板)預(yù)埋螺絲(或扣頭)，以便與預(yù)應(yīng)力鋼筋連接。預(yù)應(yīng)力鋼筋穿過(guò)管樁身，下端用樁尖做錨具，上端則以樁頂蓋板作錨具，樁頂蓋板靠螺帽與預(yù)應(yīng)力鋼筋連接。施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，千斤頂以樁頂蓋板為支座張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。
由于吊裝和運(yùn)輸原因，每節(jié)樁不能做得太長(zhǎng)，一般為9米，因此，打樁施工時(shí)要接樁。接樁可采用兩種方法，一個(gè)是焊接法，即在樁身兩端頂部埋設(shè)少量鋼板，接樁時(shí)將兩節(jié)樁頭對(duì)齊焊接；另一種方法是采用硫磺膠泥接樁，即將兩節(jié)樁縱向鋼筋對(duì)焊接，樁間間隙填充硫磺膠泥。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明

圖1是管樁身構(gòu)造圖；圖2是圖1的管樁身的剖面圖；圖3是暫時(shí)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁構(gòu)造圖；圖4是是施加預(yù)應(yīng)力時(shí)千斤頂張拉圖。
如圖1和圖2所示，樁身直徑為400毫米，管樁壁厚度為80毫米；樁身混凝土500號(hào)，采用離心法預(yù)制。沿管壁配8根直徑為10毫米的縱向鋼筋[1]，配直徑為5毫米的環(huán)向鋼筋[2]，在近樁端1米范圍內(nèi)，環(huán)向鋼筋間距為40毫米，其余樁身中間段的環(huán)向鋼筋間距為80毫米。樁端各套薄鋼板套箍[3]，鋼板厚度為1.6毫米，套箍高150毫米，外徑與樁直徑相等。樁兩端頂部埋設(shè)接樁用的連接鋼板[4]，連接鋼板厚度10毫米，它靠錨筋與樁身混凝土連結(jié)。
圖3是暫時(shí)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁構(gòu)造圖，預(yù)應(yīng)力鋼筋[2]為一根直徑為32毫米冷拉鋼筋，預(yù)應(yīng)力值為35噸(350千牛)；鋼筋混凝土預(yù)制樁尖[4]預(yù)埋螺絲桿[6]；樁頂蓋板[3]中心要留孔，以便預(yù)應(yīng)力鋼筋穿過(guò)。施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋[2]穿過(guò)管樁身[1]，預(yù)應(yīng)力鋼筋下端與樁尖螺絲[6]連接，上端靠螺帽[5]與樁頂蓋板[3]連接。圖4是施加預(yù)應(yīng)力時(shí)千斤頂張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋示意圖，千斤頂[7]的拉伸頭與預(yù)應(yīng)力鋼筋[2]連接，以樁頂蓋板[3]做支座，張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋[2]；張拉值由油壓表讀出，達(dá)到預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)值后，扭緊螺帽[5]，卸下千斤頂[7]，吊樁并放上樁帽，即可打樁。
每節(jié)樁長(zhǎng)度9米，施工時(shí)一節(jié)樁是不夠長(zhǎng)的，打樁時(shí)必須接樁，這里接樁采用焊接法。對(duì)于第一、第二節(jié)樁，打樁前先將兩節(jié)樁在地面對(duì)接焊好，并施加預(yù)應(yīng)力，吊上樁架打樁，兩節(jié)樁最大長(zhǎng)度為18米。如用二節(jié)樁不夠長(zhǎng)，則須在打樁架上接第三節(jié)樁，即將已打入土的樁的預(yù)應(yīng)力釋放，取出樁頂蓋板，吊起起第三節(jié)樁，連接預(yù)應(yīng)力鋼筋，將二、三節(jié)樁接頭焊接，重新施加預(yù)應(yīng)力后，卸下千斤頂，繼續(xù)打樁。
下面將本發(fā)明同沉管灌注樁及預(yù)應(yīng)力混凝土管作比較。
如上述實(shí)例，本發(fā)明樁直徑為400毫米(圖1-3)，單樁設(shè)計(jì)承載力90噸(900千牛)；每米樁長(zhǎng)度用混凝土0.08方，鋼材11公斤；樁的單位長(zhǎng)度造價(jià)約180元(其中預(yù)制管樁身每米約100元，運(yùn)輸、打樁等費(fèi)用每米約80元)。
采用沉管灌注樁，樁直徑480毫米，單樁設(shè)計(jì)承載力60噸(600千牛)；每米樁用混凝土0.19方，樁每米長(zhǎng)造價(jià)約110元。
從表面看，本發(fā)明的價(jià)格比沉管灌注樁高，但進(jìn)一步分析，就發(fā)現(xiàn)兩者價(jià)格差不多；首先，本發(fā)明的單樁承載力是沉管灌注樁的1.5倍，即一根等于一根半；其次，本發(fā)明樁承臺(tái)體積減少，如沉管灌注樁用的是三樁承臺(tái)，用本發(fā)明可改為二樁承臺(tái)，相應(yīng)降低了承臺(tái)造價(jià)；因此兩種樁基總造價(jià)大致持平，但是，采用本發(fā)明可以避免出現(xiàn)斷樁、瓶頸樁等質(zhì)量事故，特別是在軟土地基中。
和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約鋼材。因?yàn)?1)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的縱向筋是用高強(qiáng)鋼筋，而本發(fā)明的縱向筋只配少量普通鋼筋；(2)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的樁端連接鋼板除做為接樁用構(gòu)件外，還是張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨具，承受很大張力，連接鋼板用19毫米鋼板整塊加工而成，用鋼量大；本發(fā)明的樁端連接鋼板純粹是連接樁用的構(gòu)件，鋼板的用量大大減少。(3)樁打入土后，有一小段多余的樁要截除，其長(zhǎng)度從1米到數(shù)米。對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，截?cái)嗟臉额A(yù)應(yīng)力已消失，斷樁廢棄不用；但本發(fā)明可將二節(jié)截?cái)鄻哆B接，即將兩節(jié)斷樁縱筋焊接，兩斷樁間用高強(qiáng)粘結(jié)材料粘結(jié)，成為一根短樁重新使用。
權(quán)利要求
(1)一種后張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，它由管樁身[1]、預(yù)應(yīng)力鋼筋[2]、樁尖[4]和樁頂蓋板[3]組成；其特征在于管樁身是空心的，預(yù)應(yīng)力鋼筋[2]穿過(guò)樁身[1]空心部分，利用樁頂蓋板[3]和樁尖[4]或樁底鋼板做預(yù)應(yīng)力錨具，對(duì)樁身施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力是暫時(shí)的；樁在工地分節(jié)接樁并打入土中，打完一根樁后，將該樁預(yù)應(yīng)力釋放，取出預(yù)應(yīng)力鋼筋[2]和樁頂蓋板[3]，預(yù)應(yīng)力鋼筋和樁頂蓋板可多次重復(fù)使用。
(2)按照權(quán)利要求1所述，其特征是采用大直徑鋼筋做預(yù)應(yīng)力鋼筋，或采用與大直徑鋼筋抗扭轉(zhuǎn)剛度相同的其它鋼材做預(yù)應(yīng)力筋。
(3)按照權(quán)利要求1所述，其特征是預(yù)應(yīng)力鋼筋[2]依靠螺絲或扣頭與樁尖[4]或樁底鋼板連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種節(jié)省鋼材的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁,它特別適合于建在軟土地基上的建筑物的基礎(chǔ)。它由:管樁身(1)、預(yù)應(yīng)力鋼筋(2)、樁尖(4)和樁頂蓋板(3)組成。預(yù)應(yīng)力鋼筋靠樁頂蓋板和樁尖做預(yù)應(yīng)力錨具,打樁前對(duì)樁身施加預(yù)應(yīng)力,預(yù)應(yīng)力是暫時(shí)的,當(dāng)樁打入土后,將預(yù)應(yīng)力鋼筋和樁頂蓋板取出;預(yù)應(yīng)力鋼筋和樁頂蓋板可多次重復(fù)使用,既保證樁的質(zhì)量,又節(jié)省鋼材。
文檔編號(hào)E02D5/58GK1246568SQ98113330
公開(kāi)日2000年3月8日 申請(qǐng)日期1998年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月1日
發(fā)明者朱傳浦 申請(qǐng)人:朱傳浦