CN101239489B - 大直径先张法预应力混凝土管桩 - Google Patents
大直径先张法预应力混凝土管桩 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101239489B CN101239489B CN2008100343913A CN200810034391A CN101239489B CN 101239489 B CN101239489 B CN 101239489B CN 2008100343913 A CN2008100343913 A CN 2008100343913A CN 200810034391 A CN200810034391 A CN 200810034391A CN 101239489 B CN101239489 B CN 101239489B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stretch
- concrete
- draw
- punching block
- diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
一种大直径先张法预应力混凝土管桩，钢筋骨架由圆形排列的张拉钢筋和绕在张拉钢筋的螺旋箍筋构成，置入钢模，浇注高强度混凝土，经预应力张拉后，再通过离心机离心成型，高强度混凝土的组份是：水泥350kg/m3～380kg/m3；硅沙粉150kg/m3～160kg/m3；砂率0.23～0.30；水灰比0.26～0.28；减水剂占水泥用量2.01％～2.4％；混凝土强度等级为C90；张拉预应力采用张拉盘结构。本发明的优点是混凝土管桩的直径大，为800毫米～1600毫米，单节长度长为7米～39米；采用离心成型的方法，并设定低速、中低速、中速和高速，确保混凝土高度密实，最大限度降低混凝土分层。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑基础工程中用的混凝土管桩，特别涉及一种大直径先张法预应力混凝土管桩。
背景技术
在建筑工程中，对于城市高层建筑、桥梁、港口码头，为满足基础的承载能力，需要在地基上打桩，为了降低工程造价，一般采用钢筋混凝土管桩；为了提高混凝土管桩承受打桩机的冲击力，提高管桩的贯穿能力，普遍采用预应力钢筋制造混凝土管桩(PHC)，即将钢筋制成圆筒形骨架，置入钢模内，浇注混凝土，合拢钢模后对其进行张拉，使钢筋承受预应力，再通过离心机离心成型后进行养护。
但是，目前生产的这种钢筋混凝土管桩，一般都是直径在1200毫米以下，单节长度在10米以内。随着国际上集装箱货轮越来越超大型化，同时对码头的水深要求也越来越高，甚至达到20米，桩身泥面以上的自由部分将达到23米，若要保证接头部位入土进到嵌固点(10倍的桩径)，即12米～14米，桩的单节长度就需达到35米～37米，目前国内缺少符合以上条件的预应力混凝土管桩。如工程需要更大直径的管桩只能选用钢管桩，而钢管桩的造价是混凝土管桩的2～3倍，而且还需长期付出很大的防腐措施费用。
发明内容
本发明的技术问题是要提供一种直径大、单节长度超长的大直径超长度先张法预应力混凝土管桩。
为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种大直径先张法预应力混凝土管桩，钢筋骨架由圆形排列的张拉钢筋和绕在张拉钢筋的螺旋箍筋构成，置入钢模，浇注高强度混凝土，经预应力张拉后，再通过离心机离心成型，其中：
高强度混凝土的组份是：
水泥350kg/m3～380kg/m3；
硅沙粉150kg/m3～160kg/m3；
砂率0.23～0.30；
水灰比0.26～0.28；
减水剂占水泥用量2.01％～2.4％；
混凝土强度等级为C90。
以上配合比的特点是充分利用高温高压蒸气养护工艺，将硅砂粉等量替代30％的水泥用量，使硅砂粉中的SiO2与水泥水化反应生成的Ca(OH)2发生二次反应生成大量托勃莫来石，从而使混凝土强度明显提高并且达到C90。
在PHC桩生产中对钢筋预张拉是一项重要工艺，对管桩的抗弯性能起决定性作用。一般在生产直径600毫米以下的管桩大部分采用张拉头法，即用螺杆牵引钢筋笼，达到规定拉力，用螺母将应力锁紧在钢模上(钢模起反力架作用)。这种工艺比较简单，但由于张拉头不够厚，且它与钢模内壁总会有一定间隙，加之螺杆较长，这样张拉油缸活塞与张拉杆、钢模轴线不是在同一中心上，再加上所有预应力钢筋长度不可能绝对一致，每根钢筋受力也略有差异，就容易造成端头板倾斜，导致端头板与管桩轴线不垂直。这种情况对小口径管桩反应还不太明显，但生产直径1300毫米、直径1400毫米的大口径管桩，若中心偏差一点延伸到端板外径就会造成明显的倾斜。为了解决这一缺点，采用张拉盘结构，使张拉的着力点不是集中在中心处螺杆上，而是分布在张拉盘的外周上，通过张拉机上刚性圆盘啮合拧紧在管桩端板上的刚性张拉盘张拉，再由大型锁紧螺母将张拉应力锁紧在钢模端口，保证张拉力受均匀，端头板不易倾斜，与管桩轴线保持垂直。
张拉预应力采用张拉盘结构。所述的张拉盘结构，是在混凝土浇注钢模内，内置一比钢模内径略小的张拉盘，张拉盘与钢筋笼端板用螺栓连接，张拉盘伸出钢模外部位置有锁紧螺母，锁紧螺母与张拉盘的直径相同，张拉时用带油缸的张拉头顶住钢模张拉钢筋，同时以风动装置扳动锁紧螺母，将全部预应力受力在钢模上，钢模起反力架作用。采用张拉盘结构确保拉伸力受力均匀，端头板不易倾斜，特别适合大口径管桩。
所述的混凝土管桩的外径D为800毫米～1600毫米，长度为7米～39米，或者是：
1)管桩外径D＝800毫米，壁厚t＝110毫米，张拉筋直径d＝10毫米～13毫米，共15～30根，单节管桩长L为7米～39米；
2)管桩外径D＝1000毫米，壁厚t＝130毫米，张拉筋直径d＝9毫米～14毫米，共32～40根，单节管桩长L为7米～39米；
3)管桩外径D＝1200毫米，壁厚t＝150毫米，张拉筋直径d＝10毫米～14毫米，共30～45根，单节管桩长L为7米～39米；
4)管桩外径D＝1300毫米，壁厚t＝150毫米，张拉筋直径d＝10毫米～14毫米，共24～48根，单节管桩长L为7米～39米；
5)管桩外径D＝1400毫米，壁厚t＝150毫米，张拉筋直径d＝10毫米～14毫米，共25～50根，单节管桩长L为7米～39米。
所述的离心成型方法是，将浇注混凝土的管桩置于钢模内，通过离心机：
1)低速140转/分～160转/分，时间2分钟；
2)中低速355转/分～395转/分，时间2分钟；
3)中速550转/分～610转/分，时间2～3分钟；
4)高速1000转/分～1150转/分，时间14分钟。
采用离心成型方法并设定低速、中低速、中速和高速，确保混凝土高度密实，最大限度降低混凝土分层。
本发明的优越功效在于：
1)本发明的混凝土管桩的直径大，为800毫米～1600毫米，单节长度长为7米～39米；
2)本发明采用离心成型的方法，并设定低速、中低速、中速和高速，确保混凝土高度密实，最大限度降低混凝土分层；
3)本发明优化混凝土配合比，以优质超细硅砂粉等量替代30％水泥，充分利用高温高压蒸气养护工艺特点，使混凝土强度达到C90。
附图说明
图1为本发明管桩的结构示意图；
图2(包括图2A、2B)为图1的A-A向视图；
图3为本发明张拉盘的结构示意图；
图4为传统的张拉头法张拉预应力结构图；
图中标号说明
1-张拉钢筋； 2-螺旋箍筋；
3-端板裙圈； 4-锚筋；
5-张拉盘； 6-钢筋笼端板；
7-钢模； 8-锁紧螺母；
9-张拉头。
具体实施方式
请参阅附图所示，对本发明作进一步的描述。
根据管桩的抗裂弯矩要求编制钢筋骨架，置入钢模浇注按高强度混凝土配合比搅拌而成的混凝土，合拢钢模对钢筋骨架同步施加预应力，以离心机按低速、中低速、中速和高速要求离心成型，带钢模进行第一次蒸气养护，脱模后对管桩进行第二次高温高压养护，预应力混凝土管桩制成。
如图1和图2所示，大直径先张法预应力混凝土管桩，钢筋骨架由圆形排列的张拉钢筋1和绕在张拉钢筋1的螺旋箍筋2构成，置入钢模，浇注高强度混凝土，经预应力张拉后，再通过离心机离心成型，其中：
高强度混凝土的组份是：
水泥350kg/m3～380kg/m3；
硅沙粉150kg/m3～160kg/m3；
砂率0.23～0.30；
水灰比0.26～0.28；
减水剂占水泥用量2.01％～2.4％；
混凝土强度等级为C90；
以上混凝土配合比的特点是充分利用高温高压蒸气养护工艺，将硅砂粉等量替代30％的水泥用量，使硅砂粉中的SiO2与水泥水化反应生成的Ca(OH)2发生二次反应生成大量托勃莫来石，从而使混凝土强度明显提高并且达到C90。
在PHC桩生产中对钢筋预张拉是一项重要工艺，对管桩的抗弯性能起决定性作用。一般在生产直径600毫米以下的管桩大部分采用张拉头9法，如图4所示，即用螺杆牵引钢筋笼，达到规定拉力，用锁紧螺母8将应力锁紧在钢模7上(钢模起反力架作用)。这种工艺比较简单，但由于张拉头9不够厚，且它与钢模7内壁总会有一定间隙，加之螺杆较长，这样张拉油缸活塞与张拉杆、钢模轴线不是在同一中心上，再加上所有预应力钢筋长度不可能绝对一致，每根钢筋受力也略有差异，就容易造成端头板倾斜，导致端头板与管桩轴线不垂直。这种情况对小口径管桩反应还不太明显，但生产直径1300毫米、直径1400毫米的大口径管桩，若中心偏差一点延伸到端板外径就会造成明显的倾斜。为了解决这一缺点，采用张拉盘结构，使张拉的着力点不是集中在中心处螺杆上，而是分布在张拉盘5的外周上，通过张拉机上刚性圆盘啮合拧紧在管桩端板上的刚性张拉盘张拉，再由大型锁紧螺母8将张拉应力锁紧在钢模7端口，保证张拉力受均匀，端头板不易倾斜，与管桩轴线保持垂直。
如图3所示，张拉预应力采用张拉盘5结构。所述的张拉盘5结构，是在混凝土浇注钢模7内，内置一比钢模7内径略小的张拉盘5，张拉盘5与钢筋笼端板6用高强螺栓连接，张拉盘5伸出钢模7外部位置有锁紧螺母8，锁紧螺母8与张拉盘5的直径相同，张拉时用带油缸的张拉头顶住钢模拉动张拉盘5，同时由风动装置扳动锁紧螺母8，将全部拉力固定在钢模7上，钢模7起反力架作用。采用张拉盘5结构确保拉伸受力均匀，端头板不易倾斜，特别适合大口径管桩。
所述的混凝土管桩的外径D为800毫米～1600毫米，长度为7米～39米，或者是：
1)管桩外径D＝800毫米，壁厚t＝110毫米，张拉筋直径d＝10毫米～13毫米，共15～30根，单节管桩长L为7米～39米；
2)管桩外径D＝1000毫米，壁厚t＝130毫米，张拉筋直径d＝9毫米～14毫米，共32～40根，单节管桩长L为7米～39米；
3)管桩外径D＝1200毫米，壁厚t＝150毫米，张拉筋直径d＝10毫米～14毫米，共30～45根，单节管桩长L为7米～39米；
4)管桩外径D＝1300毫米，壁厚t＝150毫米，张拉筋直径d＝10毫米～14毫米，共24～48根，单节管桩长L为7米～39米；
5)管桩外径D＝1400毫米，壁厚t＝150毫米，张拉筋直径d＝10毫米～14毫米，共25～50根，单节管桩长L为7米～39米。
所述的离心成型方法是，将浇注混凝土的管桩置于钢模内，通过离心机：
1)低速140转/分～160转/分，时间2分钟；
2)中低速355转/分～395转/分，时间2分钟；
3)中速550转/分～610转/分，时间2～3分钟；
4)高速1000转/分～1150转/分，时间14分钟。
大口径管桩由于直径大、管壁厚、模具内混凝土混合料比小口径管桩多得多，而且由于内径大离心加速度也比小管桩大得多，因此离心速度、离心时间都会有改变。离心成型的最终目的是既要保证混凝土密实，又要尽量减少混凝土分层(由于石子、黄砂、水泥、掺合料各自质量不同，在同样离心力作用下，颗料沉降速度差异很大，往往容易造成分层)。为了达到较好的离心效果，一般把离心速度的作用分为二阶段。慢速为第一阶段，其作用是在离心力作用下，使投入钢模内的混凝土混合料进行均匀分布；快速视为第二阶段，其主要作用是在离心力作用下，使混凝土混合物更加密实，并通过固体物的挤压，挤出混凝土中大量水份，从而使混凝土剩余水灰比最小，强度达到最佳。但是中速的作用也很重要，不只是从慢速到高速的过渡，因为没有适当的中速，旋转速度发生急剧变化，混凝土混合料尚未很好地分布到位，由于离心力的急剧增加，会导致混合料分离现象严重，影响了充分发挥离心密实效果。
经过对离心成型原理的深入研究和反复的试验、摸索，最终确定了低速、中低速、中速、高速的离心参数：
表1
采用离心成型方法并设定低速、中低速、中速和高速，确保混凝土高度密实，最大限度降低混凝土分层。混凝土养护采取普通蒸气养护和高温高压蒸气养护，其中：
普通蒸气养护是时间约6小时，温度为80℃～90℃；
高温高压蒸气养护是时间约12小时，温度为175℃～185℃，压力1.0±0.1MPa。
依据以上的工艺方法，生产出直径为1300毫米、直径为1400毫米，单节长度39米的高强度预应力大直径管桩各项指标均达到和超过设计标准。
针对大直径混凝土管桩都是应用于国家重点工程项目，海洋深水水工项目的特点，对混凝土管桩有特殊要求，经权威检测单位检测出以下的数据：
表2
| 检测内容 | 计量单位 | 标准规定 | 检测结果 | |
| 抗裂弯矩 | KN·m | 2440 | 2501 | |
| 极限抗裂弯矩 | KN·m | 4400 | 4620 | |
| 混凝土抗冻性 | 相对动弹性摸量 | ％ | ≥75 | 89.7 |
| 重量损失率 | ％ | ≤5 | 2.4 | |
| 氯离子扩散系数(RCM法) | X10<sup>-12</sup>m<sup>2</sup>/s | ≤2.50 | 2.04 | |
Claims (3)
1.一种大直径先张法预应力混凝土管桩，钢筋骨架由圆形排列的张拉钢筋和绕在张拉钢筋的螺旋箍筋构成，置入钢模，浇注高强度混凝土，经预应力张拉后，再通过离心机离心成型，其特征在于：
高强度混凝土的组份是：
水泥350kg/m3～380kg/m3；
硅沙粉150kg/m3～160kg/m3；
砂率0.23～0.30；
水灰比0.26～0.28；
减水剂占水泥用量2.01％～2.4％；
混凝土强度等级为C90；
张拉预应力采用张拉盘结构。
2.按权利要求1所述的大直径先张法预应力混凝土管桩，其特征在于：
所述的张拉盘结构，是在混凝土浇注钢模内，内置一比钢模内径略小的张拉盘，张拉盘与钢筋笼端板用高强螺栓连接，张拉盘伸出钢模外部位置有锁紧螺母，锁紧螺母与张拉盘的直径相同，锁紧螺母将张拉应力固定在钢模上。
3.按权利要求1所述的大直径先张法预应力混凝土管桩，其特征在于：
所述的混凝土管桩的外径D为800毫米～1600毫米，长度为7米～39米。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100343913A CN101239489B (zh) | 2008-03-07 | 2008-03-07 | 大直径先张法预应力混凝土管桩 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100343913A CN101239489B (zh) | 2008-03-07 | 2008-03-07 | 大直径先张法预应力混凝土管桩 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101239489A CN101239489A (zh) | 2008-08-13 |
| CN101239489B true CN101239489B (zh) | 2010-11-24 |
Family
ID=39931460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008100343913A Expired - Fee Related CN101239489B (zh) | 2008-03-07 | 2008-03-07 | 大直径先张法预应力混凝土管桩 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101239489B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101863078A (zh) * | 2010-06-12 | 2010-10-20 | 江苏建华管桩有限公司 | 一种混凝土管桩的生产方法 |
| CN104556870A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-29 | 泉州建华管桩有限公司 | 大理石粉高强混凝土 |
| CN109665773A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-04-23 | 建华建材(河南)有限公司 | 一种炉渣代替细骨料的c80高强混凝土 |
-
2008
- 2008-03-07 CN CN2008100343913A patent/CN101239489B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101239489A (zh) | 2008-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dong et al. | Flexural behavior of seawater sea-sand coral concrete–UHPC composite beams reinforced with BFRP bars | |
| CN107587506A (zh) | 一种预制预应力锚杆杆件及施工工法 | |
| CN101343871A (zh) | 具有高耐久性保护层的复合桩及其制作和施工方法 | |
| CN100371537C (zh) | 加固深厚软基的砼芯砂石桩复合地基法 | |
| CN104129958A (zh) | 一种高强抗裂混凝土材料 | |
| CN103015396A (zh) | 软土地基施工方法 | |
| CN1746434A (zh) | 薄壁钢管离心混凝土管桩及其生产方法 | |
| CN107178179A (zh) | 一种rpc外筒内填微膨胀混凝土组合柱 | |
| CN101831904A (zh) | 一种透水型混凝土桩 | |
| CN101239489B (zh) | 大直径先张法预应力混凝土管桩 | |
| CN102505948B (zh) | 一种用于煤矿支护用泡沫混凝土罐型墩柱及制备方法 | |
| CN1460751A (zh) | 一种组合桩和组合桩、组合桩基础的组合施工方法及用途 | |
| CN102373702B (zh) | 混凝土圆桩及其加工方法 | |
| CN101745984A (zh) | 先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法 | |
| CN201358457Y (zh) | 一种干取土预应力钢筋砼筒桩成桩装置 | |
| CN103482907A (zh) | 高抗裂混凝土生产方法 | |
| CN107489431A (zh) | 一种大变形围岩段复合式衬砌 | |
| CN114277779A (zh) | 一种高含水率淤泥质土体中混凝土防渗墙的建造方法 | |
| CN207553442U (zh) | 一种rpc外筒内填微膨胀混凝土组合柱 | |
| CN204385724U (zh) | 一种聚氨酯砂石桩 | |
| Hou | Research on preparation and casting construction technology of self-compacting concrete in marine climate environments | |
| CN201158097Y (zh) | 大直径先张法预应力混凝土管桩 | |
| CN110056129A (zh) | Frp管型材海砂速凝混凝土方形组合柱 | |
| CN201343726Y (zh) | 水平力承载桩 | |
| CN204570676U (zh) | 一种凸形齿管桩 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 201402, Shanghai, Fengxian District Pu Wei Road No. 50 Patentee after: SHANGHAI ZHEZHONG GROUP CO., LTD. Address before: 201402, Shanghai, Fengxian District Pu Wei Road No. 50 Patentee before: Shanghai Zheshi Building Co., Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101124 Termination date: 20160307 |