CN101745984A

CN101745984A - 先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法

Info

Publication number: CN101745984A
Application number: CN201010300794A
Authority: CN
Inventors: 贾樵; 张强军; 伍平
Original assignee: SICHUAN FUQIAO INDUSTRY CO LTD
Current assignee: SICHUAN FUQIAO INDUSTRY CO LTD
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2010-06-23

Abstract

本发明公开了一种既能够保证混凝土立方体抗压强度大于85MPa，又能提高桩端抗锤击能力的先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法。该方法包括混凝土的配制、入模及离心成型的工艺步骤，在配制混凝土时将原料按水泥500～520份、砂710～780份、碎石1030～1100份、水138～144份、高效减水剂5.7～5.9份的重量配比进行拌制，并将混凝土的坍落度值S控制在3cm＜S≤5cm。检测证明，根据本发明的技术方案生产的高强度混凝土管桩混凝土立方体抗压强度达到85MPa以上，并且由于桩端头的混凝土密实度提高以及混凝土柔韧性的增强，在使用过程中桩端头被击破的现象几乎为零。可见，本发明所生产的先张法预应力高强度混凝土管桩尤其适合于在地质构造复杂的地区使用。

Description

先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法

技术领域

本发明涉及先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法。

背景技术

预应力混凝土管桩可分为后张法预应力混凝土管桩和先张法预应力混凝土管桩。先张法预应力混凝土管桩是国内开发成功的土木建筑领域一项受人注目的产品，具有承载能力高，生产周期较短等优点，广泛用于我国沿海地区的工业与民用建筑、道路、桥梁、水利、电力、冶金等重大基础工程。按混凝土强度等级，将混凝土强度等级不得低于C80(即混凝土立方体抗压强度不低于80Mpa)的先张法预应力混凝土管桩称为先张法预应力高强度混凝土管桩。不仅如此，受施工需要甚至还开发了混凝土立方体抗压强度大于85Mpa的先张法预应力高强度混凝土管桩。

先张法预应力高强度混凝土管桩的现有生产方法包括混凝土的配制、钢筋骨架的制作、入模、离心成型以及脱模、压蒸养护等工艺步骤。由于这些工艺步骤均为现有技术，故不再赘述。其中，混凝土的配制是决定先张法预应力高强度混凝土管桩承载能力的决定因素。而混凝土配制时确保混凝土的和易性是关键。

众所周知，混凝土的和易性是一项综合性的技术性能，它包括混凝土的流动性、黏聚性、保水性三个方面的性能。这三种性能之间既互相联系，又互相矛盾。主要表现在：当增大混凝土的流动性时，混凝土的黏聚性和保水性就会变差，进而降低混凝土的强度；当增大混凝土的黏聚性时，混凝土的保水性也会相应的提高，但会降低混凝土的流动性，从而影响混凝土的成型质量。可见，混凝土和易性良好的条件必须建立在流动性、黏聚性、保水性这三方面性能在某种具体工作条件下达到统一的基础上。

前面提到，目前开发了混凝土立方体抗压强度大于85Mpa的先张法预应力高强度混凝土管桩。这种管桩相比一般的先张法预应力高强度混凝土管桩具有更高的混凝土抗压强度，因此配制混凝土时为了保证混凝土的黏聚性和保水性，对混凝土的流动性要求较小。混凝土的流动性主要通过混凝土的坍落度值S来表现。为了保证管桩的混凝土立方体抗压强度大于85Mpa，按现有的技术要求必须将混凝土的坍落度S控制在1～3cm的范围内。不仅如此，在混凝土配制时还要将混凝土的砂率(所用砂与碎石中砂所占的重量百分比)控制在26％～29％的范围内，以进一步确保混凝土的强度。

上述这种混凝土立方体抗压强度大于85Mpa的先张法预应力高强度混凝土管桩原来只在沿海地区使用。该地区属淤积形成，土质较厚，一般常采用摩擦和承载桩，植桩时桩端头承受的锤击力相应较小，因此很少出现管桩端头被击破的情况发生。但本申请的申请人在西南地区试用时却发现，由于西南地区地质构造与沿海地区不同，西南片区土层较薄，砂卵石层在5～8m之间就进入持力层，都采用端承桩，因此在植桩时端承桩桩端承受的锤击力更大，因而出现了植桩时管桩端头被击破的技术问题，某试验中甚至达到了60％以上的击破率。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种既能够保证混凝土立方体抗压强度大于85Mpa，又能提高桩端抗锤击能力的先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法。

解决上述技术问题的技术方案是：先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法，包括混凝土的配制、入模及离心成型的工艺步骤，其中在配制混凝土时将原料按水泥500～520份、砂710～780份、碎石1030～1100份、水138～144份、高效减水剂5.7～5.9份的重量配比进行拌制，并将混凝土的坍落度值S控制在3cm＜S≤5cm。

进一步的是，离心成型时根据管桩外径规格将高速离心阶段的管模转速控制在：当管桩外径为Φ300mm时，管模转速为520～540转/分；当管桩外径为Φ400mm时，管模转速为470～490转/分；当管桩外径为Φ500mm时，管模转速为440～460转/分。

本发明的有益效果是：本发明克服了将混凝土的坍落度控制在1～3cm范围内的技术偏见，创造性的在特定原料配比的基础上将坍落度控制在3cm＜S≤5cm的范围。由于坍落度的提高，增强了混凝土的流动性，使离心成型时桩端头的混凝土更容易达到饱满，从而增强桩端头的混凝土密实度，提高桩端抗锤击能力；同时根据所述原料配比，混凝土的砂率达到了39％～43％，提高了混凝土的柔韧性，从而增强了混凝土的抗脆裂性；此外经检测发现，本发明在特定原料配比的基础上提高坍落度后混凝土立方体抗压强度几乎没有下降，根据本发明的技术方案生产的高强度混凝土管桩混凝土立方体抗压强度仍达到85Mpa以上。试验证明，根据本发明的技术方案生产的高强度混凝土管桩在地质构造复杂的区域使用时桩端头被击破的现象几乎为零。可见，本发明所生产的先张法预应力高强度混凝土管桩尤其适合于在此类地质构造复杂的地区使用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

表1

实施例1的先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法包括混凝土的配制、入模及离心成型等现有的工艺步骤。所生产的先张法预应力高强度混凝土管桩根据管桩外径主要有Φ300、Φ400和Φ500几种规格。

如表1所示，配制混凝土时各原料的重量配比为水泥500份、砂748份、碎石1076份、水141份、高效减水剂5.7份，混凝土坍落度值S为5cm。其中，所用水泥标号为PO42.5R，所用高效减水剂采用MD-150高效减水剂，砂、碎石的质量指标如砂的细度模数及级配等应复合现有高强度混凝土的配制要求。根据表1所述原料配比，混凝土的砂率为41％。

离心成型时根据管桩外径规格将高速离心阶段的管模转速控制在：当管桩外径为Φ300mm时，管模转速为520～540转/分；当管桩外径为Φ400mm时，管模转速为470～490转/分；当管桩外径为Φ500mm时，管模转速为440～460转/分。将管模转速调整在上述的范围后，可以保证离心成型时产生足够的离心力，使离心成型时桩端头的混凝土更容易达到饱满，进一步增强桩端头的混凝土密实度。

检测证明，通过上述方法生产的先张法预应力高强度混凝土管桩的混凝土的立方体抗压强度为87MPa，符合设计要求。经试验，在表层回填土只有2m左右，下层为泥夹石，厚度约6m，卵石直径最大达到60cm的地质构造地区植桩时桩端头被击破的现象为零。

实施例2

表2

实施例2的先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法包括混凝土的配制、入模及离心成型等现有的工艺步骤。所生产的先张法预应力高强度混凝土管桩根据管桩外径主要有Φ300、Φ400和Φ500几种规格。

如表2所示，配制混凝土时各原料的重量配比为水泥510份、砂744份、碎石1070份、水141份、高效减水剂5.8份，混凝土坍落度值S为4.5cm。其中，所用水泥标号为PO42.5R，所用高效减水剂采用MD-150高效减水剂，砂、碎石的质量指标如砂的细度模数及级配等应复合现有高强度混凝土的配制要求。根据表2所述原料配比，混凝土的砂率为41％。

检测证明，通过上述方法生产的先张法预应力高强度混凝土管桩的混凝土的立方体抗压强度为91MPa，符合设计要求。经试验，在表层回填土只有2m左右，下层为泥夹石，厚度约6m，卵石直径最大达到60cm的地质构造地区植桩时桩端头被击破的现象为零。

实施例3

表3

实施例3的先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法包括混凝土的配制、入模及离心成型等现有的工艺步骤。所生产的先张法预应力高强度混凝土管桩根据管桩外径主要有Φ300、Φ400和Φ500几种规格。

如表3所示，配制混凝土时各原料的重量配比为水泥520份、砂740份、碎石1064份、水141份、高效减水剂5.9份，混凝土坍落度值S为4cm。其中，所用水泥标号为PO42.5R，所用高效减水剂采用MD-150高效减水剂，砂、碎石的质量指标如砂的细度模数及级配等应复合现有高强度混凝土的配制要求。根据表2所述原料配比，混凝土的砂率为41％。

检测证明，通过上述方法生产的先张法预应力高强度混凝土管桩的混凝土的立方体抗压强度为95MPa，符合设计要求。经试验，在表层回填土只有2m左右，下层为泥夹石，厚度约6m，卵石直径最大达到60cm的地质构造地区植桩时桩端头被击破的现象为零。

实施例4

表4

实施例4的先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法包括混凝土的配制、入模及离心成型等现有的工艺步骤。所生产的先张法预应力高强度混凝土管桩根据管桩外径主要有Φ300、Φ400和Φ500几种规格。

如表4所示，配制混凝土时各原料的重量配比为水泥500份、砂770份、碎石1040份、水143份、高效减水剂5.7份，混凝土坍落度值S为5cm。其中，所用水泥标号为PO42.5R，所用高效减水剂采用MD-150高效减水剂，砂、碎石的质量指标如砂的细度模数及级配等应复合现有高强度混凝土的配制要求。根据表4所述原料配比，混凝土的砂率为42.5％。

检测证明，通过上述方法生产的先张法预应力高强度混凝土管桩的混凝土的立方体抗压强度为86MPa，符合设计要求。经试验，在表层回填土只有2m左右，下层为泥夹石，厚度约6m，卵石直径最大达到60cm的地质构造地区植桩时桩端头被击破的现象为零。

实施例5

表5

实施例5的先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法包括混凝土的配制、入模及离心成型等现有的工艺步骤。所生产的先张法预应力高强度混凝土管桩根据管桩外径主要有Φ300、Φ400和Φ500几种规格。

如表5所示，配制混凝土时各原料的重量配比为水泥500份、砂720份、碎石1090份、水139份、高效减水剂5.7份，混凝土坍落度值S为5cm。其中，所用水泥标号为PO42.5R，所用高效减水剂采用MD-150高效减水剂，砂、碎石的质量指标如砂的细度模数及级配等应复合现有高强度混凝土的配制要求。根据表5所述原料配比，混凝土的砂率为39.7％。

检测证明，通过上述方法生产的先张法预应力高强度混凝土管桩的混凝土的立方体抗压强度为88MPa，符合设计要求。经试验，在表层回填土只有2m左右，下层为泥夹石，厚度约6m，卵石直径最大达到60cm的地质构造地区植桩时桩端头被击破的现象为零。

需要特别指出的是，上述五个实施例中所采用的MD-150高效减水剂的具体介绍可参见《化学建材》(2005年第3期)中所发表的“MD-150高效减水剂在PHC管状生产中的应用”一文。

Claims

1.先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法，包括混凝土的配制、入模及离心成型的工艺步骤，其特征在于：配制混凝土时将原料按水泥500～520份、砂710～780份、碎石1030～1100份、水138～144份、高效减水剂5.7～5.9份的重量配比进行拌制，并将混凝土的坍落度值S控制在3cm＜S≤5cm。

2.如权利要求1所述的先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法，其特征在于：配制混凝土时各原料的重量配比为水泥500份、砂748份、碎石1076份、水141份、高效减水剂5.7份，混凝土坍落度值S为5cm。

3.如权利要求1所述的先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法，其特征在于：配制混凝土时各原料的重量配比为水泥510份、砂744份、碎石1070份、水141份、高效减水剂5.8份，混凝土坍落度值S为4.5cm。

4.如权利要求1所述的先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法，其特征在于：配制混凝土时各原料的重量配比为水泥520份、砂740份、碎石1064份、水141份、高效减水剂5.9份，混凝土坍落度值S为4cm。

5.如权利要求1、2、3或4所述的先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法，其特征在于：离心成型时根据管桩外径规格将高速离心阶段的管模转速控制在：当管桩外径为Ф300mm时，管模转速为520～540转/分；当管桩外径为Ф400mm时，管模转速为470～490转/分；当管桩外径为Ф500mm时，管模转速为440～460转/分。

6.如权利要求1、2、3或4所述的先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法，其特征在于：所用水泥标号为PO42.5R。

7.如权利要求1、2、3或4所述的先张法预应力高强度混凝土管桩的生产方法，其特征在于：所用高效减水剂采用MD-150高效减水剂。