CN101570969B - 水平力承载桩及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了水平力承载桩及其生产工艺,它包括混凝土及钢筋骨架笼两端固定的端头板,其中,钢筋骨架笼是由预应力钢筋,螺旋筋和非预应力钢筋组成,预应力钢筋可采用抗拉强度高的PC钢棒,并且在管桩的受拉区域的螺旋筋上布置非预应力钢筋,该非预应力钢筋纵向绑扎在螺旋筋上,而且非预应力钢筋不参与管桩合模后的预应力张拉,改变了现有管桩抗弯性能差,破坏为脆性破坏,延性差,管桩出现开裂后迅速蔓延,受拉区钢筋很快进入屈服和紧缩直至断裂,极限弯矩和开裂弯矩相差不大等缺点,提高了管桩的整体性能,而且工艺简单,成本低,性价比高,应用范围广等优点。

Description

水平力承载桩及其生产工艺
技术领域:
[0001] 本发明属于建筑工程技术领域,具体涉及水平力承载桩及其生产工艺。 背景技术:
[0002] 在建筑施工过程中,管桩的运用越来越广泛,预应力混凝土管桩是采用预先加压 的方法间接提高混凝土的抗拉强度,克服混凝土容易开裂的缺点,可延缓混凝土构件的开 裂,提高构件的抗裂度和刚度,并取得节约钢筋,减轻自重的效果。
[0003] 但是,工程界普遍认为预应力混凝土管桩的抗弯性能差,破坏为脆性破坏,延性 差,管桩出现开裂后迅速开展,受拉去钢筋很快进入屈服和颈缩直至断裂,极限弯矩和开裂 弯矩相差不大。提高抗裂弯矩的途径主要是提高管桩混凝土的预应力,即通过提高预应力 钢筋的预拉应力或者增加钢筋数量间接提高混凝土的预压应力。此种途径会带来三个问 题:1)预应力钢筋的预拉应力过大,钢筋容易出现塑性变形,在受弯时预应力钢筋容易脆 断,影响管桩的延性;2)增加钢筋数量意味着成本和工程造价的增加,性价比失衡;3)此种 途径只是延缓混凝土的开裂,提高极限弯矩和开裂弯矩,但对于改善管桩的极限弯矩和开 裂弯矩相差不大和提高管桩的延性没有很大的实际帮助。因而如何改善管桩的这些天然缺 陷具有一定的工程意义。
[0004] 另外,在管桩的生产中,对管桩的配筋往往是参照传统桩基均勻配筋的作法。事实 上,与各向同性的建筑桩基相比,承担水平力的管桩侧向受力的特征明确,均勻布筋显得浪 费。在实际工程中,对于环形的受弯构件如管桩等,通常采用对称布筋,其工作原理与矩形 截面基本类似,但是矩形截面的钢筋是沿一条直线布置,而管桩是沿圆周均勻布置。于是, 管桩的受力状态出现以下新特点:1)在截面受拉区内,由于布置的钢筋至截面水平中心轴 的距离不同,由此引起的每根筋受力也不同,形成“远大近小”的局面,即距离中性轴距离远 的拉应力大,反之则小。2)在受压区,仅仅靠混凝土的压力和受拉区钢筋拉力所构成的力矩 就足够抵抗荷载弯矩,即在受压区布置构造钢筋即可,从而减少钢筋用量,降低成本。
发明内容:
[0005] 综上所述,为了克服现有技术问题的不足,本发明提供了一种水平力承载桩及其 生产工艺,它很好的弥补了现有管桩抗弯性能差,破坏为脆性破坏,延性差,管桩出现开裂 后迅速蔓延,受拉区钢筋很快进入屈服和紧缩直至断裂,极限弯矩和开裂弯矩相差不大等 缺点,提高了管桩的整体性能,而且工艺简单,成本低,性价比高。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
[0007] 水平力承载桩简称PHLC桩,包括混凝土 4、钢筋骨架笼5及钢筋骨架笼5两端固定 的端头板6,其中,钢筋骨架笼5包括预应力钢筋2、螺旋筋3及绑扎在螺旋筋3上的非预应 力钢筋1,预应力钢筋2、螺旋筋3及非预应力钢筋1为固定连接。
[0008] 进一步,所述的非预应力钢筋1均勻分布在管桩截面的受拉区域7内的螺旋筋3 上。[0009] 进一步,所述的非预应力钢筋1均勻分布在管桩截面上夹角为120度的对称的两 个扇形受拉区域内的螺旋筋3上。
[0010] 进一步,所述的非预应力钢筋1均勻分布在整个管桩内的螺旋筋3上。
[0011] 水平力承载桩简称PHHC桩的生产工艺包括以下步骤:
[0012] a、制作钢筋骨架笼5 :先将预应力钢筋2、非预应力钢筋1、螺旋筋3定长、切断下 料,再将预应力钢筋2镦头,线材冷拔成冷拔丝;预应力钢筋2与螺旋筋3滚焊成钢笼,再将 非预应力钢筋1纵向绑扎在螺旋筋3上,制成钢筋骨架笼5 ;制作好端头板6,然后将钢筋骨 架笼5与端头板6固定后一起放入管模中;
[0013] b、按照符合国家管桩制备标准制备的混凝土 4喂入装好钢筋骨架笼5和端头板6 的管模中,合上盖模后进行预应力张拉;
[0014] C、将管模置于离心机上进行离心成型,完毕后倾倒余浆;
[0015] d、将管模放入蒸养池中,按混凝土强度等级要求进行蒸汽养护;
[0016] e、蒸汽养护后放张、脱模,然后质检,质检后入釜进行高压蒸汽养护,后放入管桩 堆放场,进行自然养护。
[0017] 进一步,所述的预应力钢筋2可采用抗拉强度6 b彡1570Mpa的PC钢棒。
[0018] 本发明的有益效果为:
[0019] 1、本发明很好的弥补了现有管桩抗弯性能差,破坏为脆性破坏,延性差,管桩出现 开裂后迅速蔓延,受拉区钢筋很快进入屈服和紧缩直至断裂,极限弯矩和开裂弯矩相差不 大等缺点,提高了管桩的整体性能,而且工艺简单,成本低,性价比高。
[0020] 2、由于本发明管桩具有很高的开裂弯矩和极限弯矩,而且延性得到很大程度的提 高,可在江河、湖波、水库等水利设施的护提防滑,坝身土体加固等工程中广泛使用,也在公 路、铁路等基础设施的边坡维护、边坡防滑,桥墩基础施工,港口码头基础施工加固,工业和 民用建筑的深基坑支护,边坡维护等领域广泛使用。并且在7级以上的抗震建筑的基础施 工中也可使用。
附图说明:
[0021] 图1为本发明的结构一的截面示意图;
[0022] 图2为本发明钢筋骨架笼与端头板的结构示意图;
[0023] 图3为本发明的结构二的截面示意图;
[0024] 图4为本发明的结构三的截面示意图;
[0025] 图5为本发明的抗弯实验加载简图。
具体实施方式:
[0026] 下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0027] 实施例一
[0028] 如图1、2所示,本实施例桩型为<2 500X100,可采用传统配方设计混凝土 4强度等 级为C60,预应力钢筋2可采用十三根直径为<2 10. 7的高强预应力混凝土用钢棒,其抗拉强 度为1570Mpa,非预应力钢筋1可采用四根直径为<2 12的HRB335螺纹钢。
[0029] 先将预应力钢筋2、非预应力钢筋1、螺旋筋3定长、切断下料,再将预应力钢筋2镦头,线材冷拔成冷拔丝;预应力钢筋2与螺旋筋3滚焊成钢笼,再将非预应力钢筋1纵向 绑扎并均勻分布在管桩截面的受拉区域7内的螺旋筋3的内侧,制成钢筋骨架笼5 ;制作好 端头板6,将钢筋骨架笼5与端头板6固定后一起放入管模中;将按照国家管桩制备标准制 备的混凝土 4喂入装好钢筋骨架笼5与端头板6的管模中,合上盖模后进行预应力张拉,非 预应力钢筋1不参与预应力张拉;然后再将管模置于离心机上进行离心成型,完毕后倾倒 余浆;然后将管模放入蒸养池中,按混凝土强度等级要求进行蒸汽养护;蒸汽养护后放张、 脱模,然后质检,质检后入釜进行高压蒸汽养护,后放入管桩堆放场,进行自然养护。
[0030] 如图5所示,在本实施例管桩成型24小时后,对本实施例管桩进行抗弯实验,当本 实施例管桩破坏时,管桩的上部(以桩直径处为界)混凝土 4被压碎,而底部的预应力钢筋 2和非预应力钢筋1未断裂,从管桩出现第一条裂缝开始,管桩裂缝延伸缓慢,裂缝数量增 加快,但在管桩断裂前裂缝的最大宽度仅为0. 5mm,破坏时裂缝数量为十六条,裂缝未延伸 至管桩上部,管桩下部预应力钢筋2和非预应力钢筋1断裂滞后,上部混凝土 4出现压碎现 象,符合预应力混凝土的超筋构件破坏形式,说明本实施例管桩有很好的延性,开裂弯矩和 极限弯矩相差较大。
[0031] 实施例二
[0032] 如图3所示,重复实施例1,有以下不同点:预应力钢筋2可采用十二根直径为<2 10. 7的高强预应力混凝土用钢棒,其抗拉强度为1570Mpa,非预应力钢筋1可采用八根直径 为<2 12的HRB335螺纹钢,非预应力钢筋1纵向绑扎并均勻分布在管桩截面上夹角为120 度的对称的两个扇形受拉区域内的螺旋筋3的内侧。
[0033] 实施例三
[0034] 如图4所示,重复实施例1,有以下不同点:预应力钢筋2可采用十二根直径为<2 10. 7的高强预应力混凝土用钢棒,其抗拉强度为1570Mpa,非预应力钢筋1可采用十二根直 径为<2 12的HRB335螺纹钢,非预应力钢筋1纵向绑扎并成圆周状均勻分布在螺旋筋3的 内侧。
[0035] 最后要说明的是,以上所述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制,所属技 术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改,只要没超出本发明技 术方案的思路和范围,均应包含在本发明所要求的权利范围之内。

Claims (3)

  1. 水平力承载桩,包括混凝土(4)、钢筋骨架笼(5)及钢筋骨架笼(5)两端固定的端头板(6),钢筋骨架笼(5)包括预应力钢筋(2)、螺旋筋(3)及绑扎在螺旋筋(3)上的非预应力钢筋(1),预应力钢筋(2)、螺旋筋(3)及非预应力钢筋(1)为固定连接,其特征在于:所述的非预应力钢筋(1)均匀分布在管桩截面的受拉区域(7)内的螺旋筋(3)上,或者均匀分布在管桩截面上夹角为120度的对称的两个扇形受拉区域内的螺旋筋(3)上。
  2. 2.根据权利要求1所述的水平力承载桩的生产工艺,其特征在于:它包括以下步骤:a、制作钢筋骨架笼(5):先将预应力钢筋(2)、非预应力钢筋(1)、螺旋筋(3)定长、切 断下料,再将预应力钢筋(2)镦头,线材冷拔成冷拔丝;预应力钢筋(2)与螺旋筋(3)滚焊 成钢笼,再将非预应力钢筋⑴纵向绑扎在螺旋筋⑶上,制成钢筋骨架笼(5);制作好端 头板(6),然后将钢筋骨架笼(5)与端头板(6)固定后一起放入管模中;b、将按照国家管桩制备标准制备的混凝土(4)喂入装好钢筋骨架笼(5)和端头板(6) 的管模中,合上盖模后进行预应力张拉;c、将管模置于离心机上进行离心成型,完毕后倾倒余浆;d、将管模放入蒸养池中,按混凝土强度等级要求进行蒸汽养护;e、蒸汽养护后放张、脱模、质检,质检后入釜进行高压蒸汽养护,最后放入管桩堆放场, 进行自然养护。
  3. 3.根据权利要求2所述的水平力承载桩的生产工艺,其特征在于:所述的预应力钢筋 (2)可采用抗拉强度6 b彡1570Mpa的PC钢棒。
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