CN102814860A

CN102814860A - 一种带螺纹或槽结构的预应力混凝土桩的加工方法

Info

Publication number: CN102814860A
Application number: CN2012102455040A
Authority: CN
Inventors: 黄广龙; 缪海林; 范钦建; 黄建锋
Original assignee: Nanjing Tech University
Current assignee: Nanjing Tech University
Priority date: 2012-07-16
Filing date: 2012-07-16
Publication date: 2012-12-12

Abstract

本发明公开了一种带螺纹、槽结构的预应力混凝土桩的加工方法，主要包括以下步骤：预应力混凝土桩体首先按现行常规方法加工出基体；桩体由离心机驱动作回转运动，进行成型加工；采用切削加工、挤压成型加工、模具加工等方式加工螺纹或槽。本发明提供的新型预应力混凝土桩与承台的加工方法，改变了内填芯抗拔的传统方式，桩顶通过桩帽与基础承台连接，这种新型连接结构将大大提高承台与桩顶的连接强度，保证预应力混凝土桩与承台的连接，更加安全可靠。该预应力混凝土桩的加工工艺简单，节省工程造价，施工效率高，适用范围广。

Description

一种带螺纹或槽结构的预应力混凝土桩的加工方法

技术领域

本发明属于建筑技术领域，尤其涉及一种带螺纹或槽结构的预应力混凝土桩的加工方法。

背景技术

随着我国城市化进程的步伐加快，地下空间的开发利用得到迅猛发展，具有抗拔要求的建筑物日益增多，深度亦越来越深，地下空间的抗浮问题日益突出，工程中经常会遇到由于未考虑结构的抗浮措施或采取的措施不当而引起的工程事故。预应力混凝土桩能有效地控制桩身开裂，其在桩基工程中作为抗压桩得到广泛的推广应用，近年来应用范围已经逐步扩大到抗拔桩基础。

目前预应力混凝土桩与承台连接主要是通过混凝土填芯方法来增加桩与承台的粘结力，由于填芯截面小，提供的摩阻力难以满足上拔荷载的要求，上拔荷载作用时，有时会出现桩内灌注的部分混凝土被拔出；桩顶与承台连接失效(即连接钢筋被拉脱或拉断)等情况，桩与承台锚固失效直接危及建筑物的安全，从而造成安全事故。目前的预应力混凝土桩外壁光滑，已有的预应力混凝土桩加工过程中无法形成螺纹或槽结构，与承台混凝土连接时粘结力小，不利于承台与桩连接的安全性。

发明内容

本发明针对现有预应力混凝土桩与承台连接方法中存在的上拔荷载作用时，有时会出现桩内灌注的部分混凝土被拔出，桩顶与承台连接失效(即连接钢筋被拉脱或拉断)等情况，从而造成安全事故等缺点，提出一种外壁带螺纹或槽结构的预应力混凝土桩，以提高桩身与承台的连接强度，本发明公布了这种外壁带螺纹或槽结构的预应力混凝土桩的加工方法。

本发明实施例是这样实现的，一种带螺纹或槽结构的预应力混凝土桩的加工方法，主要包括以下步骤：

预应力混凝土桩体首先按现行常规方法加工出基体；

桩体由离心机驱动作回转运动，进行成型加工；

采用切削加工、挤压成型加工带螺纹或凹槽结构的预应力混凝土桩，模具加工加工带凸螺纹或凸槽结构的预应力混凝土桩。

进一步，切削加工的步骤为：

加工刀杆相对桩体作轴向和径向运动进入加工工位，调整好加工余量，加工刀杆沿圆形桩体作轴向进给切削，加工刀杆完成切削后，加工刀杆先沿桩体的径向退出，再沿桩体的轴向退出，切削产生的混凝土碎屑进入碎屑收集装置回收。

进一步，挤压成型加工的步骤为：

安装了若干成型滚的加工刀杆相对桩体作轴向和径向运动进入加工工位，根据加工余量，加工刀杆沿桩体作径向进给，对桩体的外表面进行挤压作业，加工刀杆完成挤压作业后，加工刀杆先沿桩体1的径向退出，再沿桩体1的轴向退出。

进一步，模具加工的步骤为：在模具的一端刻上不同形状尺寸的内螺纹或内槽，可以加工出不同的凸螺纹或凸槽结构的预应力混凝土桩。

本发明提供的新型预应力混凝土桩与承台的连接结构及其加工方法，改变了内填芯抗拔的传统方式，桩顶通过桩帽与基础承台连接，这种新型连接结构保证了预应力混凝土桩与承台的连接，更加安全可靠，将大大提高承台与桩顶的连接强度，是解决预应力混凝土桩抗拔薄弱环节的有效方式。本结构加工工艺简单，节省工程造价，效率高，适用范围广，有广泛的市场应用前景。

附图说明

图1本发明实施例提供的新型预应力混凝土桩与承台连接的结构示意图；

图2本发明实施例提供的预应力混凝土桩与承台连接结构的结构示意图；

图3本发明实施例提供的加固结构的结构示意图；

图4本发明实施例提供的凹环槽的横截面形状选择方案的结构示意图；

图5本发明实施例提供的土桩外壁凹槽选择方案的结构示意图；

图6本发明实施例提供的土桩外壁凹槽选择方案的结构示意图；

图7本发明实施例提供的土桩外壁凹槽选择方案的结构示意图；

图8本发明实施例提供的预应力混凝土桩与承台连接结构的结构示意图；

图9本发明实施例提供的土桩外壁凹槽选择方案的结构示意图；

图10本发明实施例提供的土桩外壁凹槽选择方案的结构示意图；

图11本发明实施例提供的土桩外壁凹槽选择方案的结构示意图；

图12本发明实施例提供的土桩外壁凹槽选择方案的结构示意图；

图13本发明实施例提供的带螺纹或槽结构的预应力混凝土桩的加工方法的实现流程图。

图中：1、桩体；2、桩帽；3、基础承台；4、端板；5、螺纹；6、钢筋笼；7、填芯混凝土；8、圆钢托板；9、混凝土垫层；10、加固钢筋；11、环凹槽；12、矩形凹槽；13、梯形凹槽；14、三角形凹槽A；15、三角形凹槽B；16、圆弧形凹槽；17、锯齿形凹槽；18、折线构成槽边的凹槽；19、直线和圆弧线构成槽边的凹槽；20、螺旋凹环槽；21、交叉螺旋凹环槽；22、凹坑；23、凸螺纹；24、凸环槽；25、螺旋凸环槽；26、交叉螺旋凸环槽；27、凸块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1、2、8示出了本发明提供的预应力混凝土桩与承台的连接结构的结构。为了便于说明仅仅示出了与本发明相关的部分。该连接结构的主要包括：

桩帽2设置在桩体1周围；

基础承台3通过桩帽2与桩体1相连；

端板4设置在桩体1顶部；

端板4上设置加固钢筋10；

桩体1外壁的一端上设有螺纹5；

桩体1由钢筋笼6和填芯混凝土7组成；

钢筋笼6设置在桩体1的空腔内；

圆钢托板8设置在纵筋61的底端，圆钢托板8上方的混凝土桩的空腔内浇注有填芯混凝土7；

混凝土垫层9位于基础承台3下方。

以下对该连接结构的三种具体实施方式进行详细说明。

图1中，一种新型预应力混凝土桩与承台连接结构(一)，包括预应力混凝桩体1，桩帽2，基础承台3，端板4，混凝土垫层9，桩体1含有钢筋笼6和填芯混凝土7，所述钢筋笼6设置在桩体1的空腔内，钢筋笼6由内插纵筋61，箍筋62和圆钢托板8组成，圆钢托板8设置在纵筋61的底端，圆钢托板8上方的混凝土桩的空腔内浇注有填芯混凝土7，桩芯纵筋61不伸入基础承台3，桩体1外壁的一端上设有螺纹5，螺纹5的轴向长度为1000mm，螺纹5的螺纹齿的深度为15mm，齿深另一个选择方案为20mm，再一个选择方案为25mm。

桩芯纵筋61伸入基础承台3时，应在端板4上设置加固钢筋10，纵筋61满足钢筋的锚固要求。

图2中，一种新型预应力混凝土桩与承台连接结构(二)；包括预应力混凝桩体1，桩帽2，基础承台3，端板4和混凝土垫层9，桩体1含有钢筋笼6 和填芯混凝土7，所述钢筋笼6设置在桩体1的空腔内，钢筋笼6由内插纵筋61，箍筋62和圆钢托板8组成，圆钢托板8设置在纵筋61的底端，圆钢托板8上方的混凝土桩的空腔内浇注有填芯混凝土7，桩芯纵筋61不深入承台3，桩体1外壁的一端上设有凹环槽11，凹环槽11的轴向长度为2000mm，凹环槽11的槽深为20mm，槽深的另一个选择方案为15mm，再一个选择方案为30mm。

图3中，所述加固钢筋10与内插纵筋61应沿桩体外边均匀布置，且两钢筋需焊牢。

图4中，根据不同的需要，凹环槽11的横截面形状有几种不同的选择。方案一：凹环槽11的横截面形状为矩形，在桩体1一端的外壁上设置了若干矩形凹槽12。方案二：凹环槽11的横截面形状为梯形，在桩体1一端的外壁上设置了若干梯形凹槽13，梯形凹槽13的两侧边之间的夹角β选择为30°，夹角β的另一个选择为60°，夹角β的再一个选择为100°；梯形凹槽13的上底边与下底边之间的长度比为0.2，；梯形凹槽13的上底边与下底边之间的长度比另一个选择为0.6；梯形凹槽13的上底边与下底边之间的长度比再一个选择为0.9。方案三：凹环槽11的横截面形状为三角形，在桩体1一端的外壁上设置了若干三角形凹槽A14或者三角形凹槽B15。方案四：凹环槽11的横截面形状为圆弧形，在桩体1一端的外壁上设置了若干圆弧形凹槽16。方案五：凹环槽11的横截面形状为锯齿形，在桩体1一端的外壁上设置了若干锯齿形凹槽17。方案六：凹环槽11的横截面形状为由若干直线、弧线线段构成凹槽的槽边，在桩体1一端的外壁上设置了若干折线构成槽边的凹槽18。在桩体1一端的外壁上设置了若干直线与圆弧线构成槽边的凹槽19。

图5中，桩体1的一端外壁上设置螺旋凹环槽20，螺旋凹环槽20的轴向长度为1800mm，螺旋凹槽的槽深为20mm，槽深的另一个选择方案为15mm，再一个选择方案为30mm。

图6中，桩体1的一端外壁上设置有交叉螺旋凹环槽21。

图7中，桩体1的一端外壁上设置若干凹坑22。

图8中，一种预应力混凝土桩与承台连接结构示意图(三)，包括预应力混凝土桩体1，桩帽2，基础承台3，端板4和混凝土垫层9，桩体1含有钢筋笼6和填芯混凝土7，所述钢筋笼6设置在桩体1的空腔内，钢筋笼6由内插纵筋61，箍筋62和圆钢托板8组成，圆钢托板8设置在纵筋61的底端，圆钢托板8上方的混凝土桩的空腔内浇注有填芯混凝土7，桩芯纵筋61不深入承台3，桩体外壁的一端上设有凸螺纹23，凸螺纹23的轴向长度为1000mm，凸螺纹23的螺纹齿的深度为15mm，齿深另一个选择方案为20mm，再一个选择方案为25mm。

图9中，连接结构与图2相似，主要差别在于桩体一端外壁由凹环槽11变为凸环槽24。

图10中，连接结构与图5相似，主要差别在于桩体一端外壁由螺旋凹环槽20变为螺旋凸环槽25。

图11中，连接结构与图6相似，主要差别在于桩体一端外壁由交叉螺旋凹环槽21变为交叉螺旋凸环槽26。

图12中，连接结构与图7相似，主要差别在于桩体一端外壁由若干凹坑22变为若干凸坑27。

图13示出了一种带螺纹或槽结构的预应力混凝土桩的加工方法的实现流程，主要包括以下步骤：

S1301：常规加工。预应力混凝土桩体1首先按现行常规方法加工出基体。

S1302：成型加工。桩体1由离心机驱动作回转运动，进行成型加工。

S1303：螺纹或槽的加工方式，主要由三种：切削加工、挤压成型加工和模具加工。

S1304：切削加工。加工刀杆相对桩体1作轴向和径向运动进入加工工位，调整好加工余量，加工刀杆沿圆形桩体作轴向进给切削，加工刀杆完成切削后，加工刀杆先沿桩体1的径向退出，再沿桩体1的轴向退出，切削产生的混凝土碎屑进入碎屑收集装置回收。

S1305：挤压成型加工。安装了若干成型滚的加工刀杆相对桩体1作轴向和径向运动进入加工工位，根据加工余量，加工刀杆沿桩体1作径向进给，对桩体1的外表面进行挤压作业，加工刀杆完成挤压作业后，加工刀杆先沿桩体1的径向退出，再沿桩体1的轴向退出。

S1306：模具加工。在模具的一端刻上不同形状尺寸的内螺纹或内槽，可以加工出不同的凸螺纹或凸槽结构的预应力混凝土桩1。

本发明实施例提供的新型预应力混凝土桩与承台的连接结构及其加工方法，改变了内填芯抗拔的传统方式，桩顶通过桩帽2与基础承台3连接，这种新型连接结构保证了预应力混凝土桩与承台的连接，更加安全可靠，将大大提高承台与桩顶的连接强度，是解决预应力混凝土桩抗拔薄弱环节的有效方式。本结构加工工艺简单，节省工程造价，效率高，适用范围广，有广泛的市场应用前景。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种带螺纹或槽结构的预应力混凝土桩的加工方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

预应力混凝土桩体首先按现行常规方法加工出基体；

桩体由离心机驱动作回转运动，进行成型加工；

采用切削加工、挤压成型加工带螺纹或凹槽结构的预应力混凝土桩，采用模具加工工艺加工带凸螺纹或凸槽结构的预应力混凝土桩。

2.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述切削加工的步骤为：

3.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述挤压成型加工的步骤为：

安装了若干成型滚的加工刀杆相对桩体作轴向和径向运动进入加工工位，根据加工余量，加工刀杆沿桩体作径向进给，对桩体的外表面进行挤压作业，加工刀杆完成挤压作业后，加工刀杆先沿桩体的径向退出，再沿桩体的轴向退出。

4.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述模具加工的步骤为：在模具的一端刻上不同形状尺寸的内螺纹或内槽，加工出不同的凸螺纹或凸槽结构的预应力混凝土桩。