CN102852139B - 一种异形高承载力混凝土桩及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异形高承载力混凝土桩，包括中空异形桩体和端板；异形桩体外表面上设置有至少一条与异形桩体轴向垂直的环绕肋，每相邻两条环绕肋之间的垂直距离为300-5000mm。环绕肋相交形成锐角A的至少一条的异形肋；0°＜锐角A≤90°。还公开了异形高承载力混凝土桩生产方法：在浇注混凝土的同时进行离心或振动成型，在整个成型过程中，依据此成型产品所需的混凝土的总量及整个成型的总时间为7-20min，持续的不间断注入混凝土，直至混凝土总量完全注入；成型后将内孔余浆水倾倒干净。优点：在浇筑混凝土的同时进行离心或振动成型，节省了大量的时间，提高了生产效率；减少混凝土成型后的余浆甚至无余浆；桩的成型更加均匀密实，使桩身混凝土强度更高。

Description

一种异形高承载力混凝土桩及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种异形高承载力混凝土桩，本发明还涉及一种异形高承载力混凝土桩的生产方法。

背景技术

目前建筑界用于桩基础的材料有很多，最常用的主要有混凝土实心方桩、混凝土空心方桩、管桩、现浇混凝土灌注桩、钢桩。

以上混凝土桩用于工程建设中，存在以下的不足之处：

1、实心方桩、现浇灌注桩混凝土抗压强度一般在C45以下，强度偏低；2、施工时受外界等干扰较大，与其是高温与雨天；3、管桩、空心方桩抗水平、抗剪力、竖向承载力等力学性能小、4、生产、运输、吊装时容易断裂；5、混凝土保护层厚度小，难以在有侵蚀性的地质环境中使用；6、配筋率低，桩身的钢度差，在抗震性能方面承受力弱；7、在软土的稳定性差；8、外表面比较光滑，外侧摩阻力小；9、截面积小，竖向承载力小；10、方桩与现浇灌注桩混凝土、钢材用量大，严重浪费国家资源，且在施工时环境污染较大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种竖向承载力高、抗剪力大、抗震性能好、自重小、施工方便的异形高承载力混凝土桩。

本发明的技术方案是一种异形高承载力混凝土桩，其特征在于：包括由混凝土浇筑钢筋骨架笼而形成的中空异形桩体和设置在异形桩体两端头的端板；所述异形桩体外表面上设置有至少一条与异形桩体轴向垂直的环绕肋，每相邻两条环绕肋之间的垂直距离为300-5000mm；所述的混凝土里掺有占胶凝材料总量的5%-45%的速凝剂和占胶凝材料总量的0.3%-8%的去余浆剂。

作为本发明的进一步改进，还包括设置在异形桩体外表面上与环绕肋相交形成锐角A的至少一条的异形肋；0°＜锐角A≤90°。

作为本发明的进一步改进，每相邻两条异形肋之间的垂直距离为300-5000mm。

作为本发明的进一步改进，所述的异形肋与环绕肋的横向截面均呈凹槽状，其凹槽的横截面呈凹矩形状或凹梯形状。有效地提高桩身与土体的摩擦力，使桩自身的承载力充分发挥，节约了桩的用量。

作为本发明的进一步改进，所述的异形肋与环绕肋的横向截面均呈凸柱状，其凸柱的横截面呈凸矩形状或凸梯形状。有效地提高桩身与土体的摩擦力，使桩自身的承载力充分发挥，节约了桩的用量。

作为本发明的进一步改进，所述的异形肋与环绕肋槽口的宽度为5-300mm、深度为8-180mm。

作为本发明的进一步改进，所述的异形肋与环绕肋凸台的宽度为3-300mm、高度为8-200mm。

作为本发明的进一步改进，所述端板横截面形状与异形桩体的横截面形状相同。

本发明的与现有技术相比的优点：

1、由于外表面异形，其有效截面面积较大，单桩承载力高；在设计时其有效桩长和承台可相应减小，节约国家资源，从而提高了其经济性能，为建设单位节约了大量资金。

2、由于异形桩采用的是凹凸状外形，其外摩阻力增大，非常适合软土地区的使用。从而为预制桩的使用拓宽了使用范围。

3、由于异形桩采用了预应力或非预应力钢筋相结合的方式，其抗水平、抗剪力、抗震性能大大提高，建筑物的安全提供了有力的保障。

4、可根据施工要求，在生产时可调整内腔直径大小，采用植桩法进行施工。

5、本发明的混凝土里掺有由句容长江建材有限公司或日本花王减水剂公司生产的粉磨状max608和液体JH-CJ06；所述的粉磨状max608占胶凝材料总量的5%-45%；所述的液体JH-CJ06占胶凝材料总量的0.3%-8%。掺加粉磨状max608和液体JH-CJ06两种外加剂，能显著地提高混凝土的强度，减少余浆甚至无浆。可使混凝土加速凝固，提高产量，环境污染小，经济性能好。

本发明还提出一种异形高承载力的混凝土桩的生产方法，包括如下步骤：

A）先将相应的模具清理干净，涂上隔离剂；

B）将钢筋骨架笼吊放在模体内；

C）端板安装在钢筋骨架笼两端上，采用镦头或铰接方式连接；

D）对钢筋骨架笼内的预应力钢筋施加应力，将上好钢筋骨架笼的模具放置在离心机上离心机或振动台上，启动设备；

E）在浇注混凝土的同时进行离心或振动成型，在整个成型过程中，依据此成型产品所需的混凝土的总量及整个成型的总时间为7-20min，持续的不间断注入混凝土，直至混凝土总量完全注入；成型后将内孔余浆水倾倒干净；

F）将上述的模具吊入蒸汽养护池内进行蒸汽养护，蒸汽温度为30-120℃，100%的湿气养护时间为2小时以上，蒸汽养护完后，拆模，形成成品；

G）将形成成品的异形桩装入圆形釜内进行二次蒸汽养护，蒸汽温度根据异形桩桩身混凝土抗压强度的要求为120-210℃，蒸汽压力在0.5Mpa以上的湿气，时间为3-10小时，即得最终产品。

本生产方法与现有技术相比：1、由于异形桩采取了工厂化生产，其在外型、尺寸，质量上可根据工程设计要求进行调整，不受设备和场地限制，其生产采用离心成型工艺，成桩质量高，桩身完整性好，桩身力学性能好，桩与桩的连接采用焊接或者机械连接。环境污染小，经济性能好；2、由于本生产方法是采用离心或振动成型，其桩身混凝土密实性好，强度等级较高，为C60~C200以上；3、在浇筑混凝土的同时进行离心或振动成型，节省了大量的时间，提高了生产效率；4、减少混凝土成型后的余浆甚至无余浆，减少了环境污染；5、使桩的成型更加均匀密实，使桩身混凝土强度更高，质量得到保证。6、具有较高的综合性价比。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

其中：1、异形桩体，2、钢筋骨架笼，21、主筋，22、螺旋箍筋，3、端板，4、环绕肋，5、异形肋。

具体实施方式

以下实施例和附图只用来说明发明的特点和进一步解释如何实施本发明，并不用来限制本发明的保护范围。

本发明的具体结构为：如图1、图2所示。

一种异形高承载力混凝土桩，主要包括异形桩体1，钢筋骨架笼2，端板3，环绕肋4，异形肋5。所述的异形桩体1由混凝土通过浇筑成型。混凝土里掺有占胶凝材料总量的5%-45%的速凝剂和占胶凝材料总量的0.3%-8%的去余浆剂。速凝剂由句容长江建材有限公司或日本花王减水剂公司生产的，其型号为max608。去余浆剂由句容长江建材有限公司或日本花王减水剂公司生产的，其型号为JH-CJ06。能显著地提高混凝土的强度，减少余浆甚至无浆。可使混凝土加速凝固，提高产量，环境污染小，经济性能好。

钢筋骨架笼2主要包括主筋21和螺旋箍筋22。在所述的异形桩体1两端分别设有与异形桩体1截面等同形状的端板3，钢筋骨架笼22两端与端板3连接后，再与混凝土共同离心或振动而形成一体的带有环绕肋4、异形肋5和中空的异形高承载力混凝土桩。端板3的横截面形状与异形桩体横截面形状相同。

环绕肋4与异形桩体1轴垂直的设置在异形桩体1的外圆周面上，环绕肋4的横截面呈凹槽状，其凹槽的横截面呈凹矩形状或凹梯形状，其槽口的宽度为5-300mm、深度为8-180mm；环绕肋4的横截面还可以是凸柱状，其凸柱的横截面呈凸矩形状或凸梯形状，其凸台的宽度为3-300mm、高度为8-200mm。每相邻两条环绕肋4之间的垂直距离为300-5000mm。异形肋5与环绕肋4相交叉，交叉形成一个角度A，0°＜角度A≤90°。异形肋5的横向截面呈凹槽状，其凹槽的横截面呈凹矩形状或凹梯形状；异形肋5槽口的宽度为5-300mm、深度为8-180mm。异形肋5的横截面形状还可以设计成凸柱状，其凸柱的横截面呈凸矩形状或凸梯形状，凸台的宽度为3-300mm、高度为8-200mm。每相邻两条异形肋5之间的垂直距离为300-5000mm。

注：槽口的宽度是指环绕肋4或异形肋5呈凹槽状形成的槽口的两边之间的垂直距离。

槽口的深度是指环绕肋4或异形肋5呈凹槽状形成的槽口与槽底之间的垂直距离。

凸台的宽度是指环绕肋4或异形肋5呈凸台状形成的凸台的两边之间的垂直距离。

凸台的高度是指环绕肋4或异形肋5呈凸台状形成的凸台到异形桩体1外表面之间的垂直距离。

环绕肋4或异形肋5的槽口或凸台尺寸的选择与异形桩体1的最大外径尺寸相关。

每相邻两条环绕肋4或者异形肋5之间的垂直距离的选择与异形桩体1的最大外径尺寸相关。

实施例1

一种异形高承载力混凝土桩，主要包括异形桩体1，钢筋骨架笼2，端板3，3条环绕肋4，4条异形肋5。所述的异形桩体1由混凝土通过离心成型，异形桩体1的截面呈空心方形。混凝土里掺有40%的max608的速凝剂和5%的JH-CJ06的去余浆剂。钢筋骨架笼2主要包括主筋21和螺旋箍筋22。在所述的异形桩体1两端分别设有空心方形或与异形桩体1截面等同形状的端板3，钢筋骨架笼2两端与端板3连接后，再与混凝土共同离心或振动而形成一体的带有环绕肋4、异形肋5和中空的异形高承载力混凝土桩。端板3的横截面形状与异形桩体横截面形状相同。

本实施例中的异形肋5呈凸肋状；其截面呈矩形状，异形肋5凸台的宽度为100mm，高度为50mm。环绕肋4呈凸肋状，截面呈矩形状，环绕肋4凸台的宽度为100mm，高度为50mm。相邻两异形肋5间的间距为2000mm；异形肋5与环绕肋4相交叉，其角度为90°。

钢筋笼骨架2包括多根主钢筋21，在所述的主钢筋上焊接有螺旋箍筋22。主筋21为预应力钢筋，其力学性能应符合GB5223.3的规定，其抗拉强度在1420MPa。主筋21在异形高载力混凝土桩成型前采用预先张拉应力方式施加应力。钢筋笼骨架2两端端板3采取主筋镦头的方式进行连接。

如上所述的异形高承载力桩的生产方法，为以下步骤：

a)先将相应的模具清理干净，涂上隔离剂；

b)将钢筋笼架吊放在模体内；

c)端板安装在钢筋笼骨架两端上，采用镦头方式连接；

d)对预应力钢筋施加应力，将模具放置在离心机上，启动设备；

e)在浇注混凝土的同时进行离心成型，成型后将内孔余浆水倾倒干净；

f)将上述的模具吊入蒸汽养护池内进行蒸汽养护，蒸汽温度为90°C，100%的湿气养护时间5个小时，蒸汽养护完后，拆模，形成成品；

g)将形成成品的异形桩装入圆形釜内进行二次蒸汽养护，蒸汽温度根据异形桩桩身混凝土抗压强度的要求为180℃，蒸汽压力为0.95Mpa，时间为7小时，即得最终产品。

本实施例发明的异形高承载力混凝土桩与同规格的空心方桩、实心方桩比较，其力学性能与经济性能见表1所示：

表1

注：为了便于比较，计算时将异形桩指标标准化为1，空心方桩、实心方桩的指标数据为相对数据。

实施例2

一种异形高承载力混凝土桩，主要包括异形桩体1，钢筋骨架笼2，端板3，3条环绕肋4，4条异形肋5。所述的异形桩体1由混凝土通过振动成型，异形桩体1的截面呈空心方形。混凝土里掺有38%的max608的速凝剂和5%的JH-CJ06的去余浆剂。钢筋骨架笼2主要包括主筋21和螺旋箍筋22。在所述的异形桩体1两端分别设有空心方形或与异形桩体1截面等同形状的端板3，钢筋骨架笼2两端与端板3连接后，再与混凝土共同离心或振动而形成一体的带有环绕肋4、异形肋5和中空的异形高承载力混凝土桩。端板3的横截面形状与异形桩体横截面形状相同。

本实施例中的异形肋5呈凸肋状；其截面呈梯形状，异形肋5凸台的宽度为120mm，高度为60mm。环绕肋4呈凸肋状，截面呈梯形状，环绕肋4凸台的宽度为120mm，高度为60mm。相邻两环绕肋4间的间距为2000mm；异形肋5与环绕肋4相交叉，其角度为90°。

钢筋笼骨架2包括多根主钢筋21，在所述的主钢筋上焊接有螺旋箍筋22。主筋21为预应力钢筋与非预应力钢筋的组合，预应力钢筋的力学性能应符合GB5223.3的规定，其抗拉强度为1420MPa，非预应力钢筋的抗拉强度为800MPa。预应力钢筋在异形高载力混凝土桩成型前采用预先张拉应力方式施加应力。钢筋笼骨架2两端与端板3采取主筋镦头方式进行连接。

如上所述的异形高承载力桩生产方法，其包括以下步骤：

a)先将相应的模具清理干净，涂上隔离剂；

b)将钢筋笼架吊放在模体内；

c)端板安装在钢筋笼骨架两端上，采用镦头方式连接；

d)对预应力钢筋施加应力，将模具放置在振动台上，启动设备；

e)在浇注混凝土的同时进行振动成型，成型后将内孔余浆水倾倒干净；

f)将上述的模具吊入蒸汽养护池内进行蒸汽养护，蒸汽温度为80°C，100%的湿气养护时间为5小时，蒸汽养护完后，拆模，形成成品；

g)将形成成品的异形桩装入圆形釜内进行二次蒸汽养护，蒸汽温度根据异形桩桩身混凝土抗压强度的要求为170℃，蒸汽压力为0.98Mpa，时间为8小时，即得

最终产品。

本实施例发明的异形高承载力混凝土桩，与同规格的空心方桩、实心方桩比较，其力学性能与经济性能，见表2所示：

表2

注：为了便于比较，计算时将异形桩指标标准化为1，空心方桩、实心方桩的指标数据为相对数据。

Claims (1)

1.一种异形高承载力混凝土桩的生产方法，其特征在于：所述异形高承载力混凝土桩，包括由混凝土浇筑钢筋骨架笼(2)而形成的中空异形桩体(1)和设置在异形桩体(1)两端头的端板(3)；所述异形桩体(1)外表面上设置有至少一条与异形桩体(1)轴向垂直的环绕肋(4)，每相邻两条环绕肋(4)之间的垂直距离为300-5000mm；所述的混凝土里掺有占胶凝材料总量的5％-45％的速凝剂和占胶凝材料总量的0.3％-8％的去余浆剂；所述异形高承载力混凝土桩还包括设置在异形桩体(1)外表面上与环绕肋(4)相交形成锐角A的至少一条的异形肋(5)；0°＜锐角A≤90°；每相邻两条异形肋(5)之间的垂直距离为300-5000mm；所述的异形肋(5)与环绕肋(4)槽口的宽度为5-300mm、深度为8-180mm；槽口的宽度是指环绕肋(4)或异形肋(5)呈凹槽状形成的槽口的两边之间的垂直距离，槽口的深度是指环绕肋(4)或异形肋(5)呈凹槽状形成的槽口与槽底之间的垂直距离；所述的异形肋(5)与环绕肋(4)凸台的宽度为3-300mm、高度为8-200mm；凸台的宽度是指环绕肋(4)或异形肋(5)呈凸台状形成的凸台的两边之间的垂直距离，凸台的高度是指环绕肋(4)或异形肋(5)呈凸台状形成的凸台到异形桩体(1)外表面之间的垂直距离；一种异性高承载力混凝土桩的生产方法，包括如下步骤：

A)先将相应的模具清理干净，涂上隔离剂；

B)将钢筋骨架笼(2)吊放在模体内；

C)端板(3)安装在钢筋骨架笼(2)两端上，采用镦头或铰接方式连接；

D)对钢筋骨架笼(2)内的预应力钢筋施加应力，将上好钢筋骨架笼(2)的模具放置在离心机上离心机或振动台上，启动设备；

E)在浇注混凝土的同时进行离心或振动成型，在整个成型过程中，依据此成型产品所需的混凝土的总量及整个成型的总时间为7-20min，持续的不间断注入混凝土，直至混凝土总量完全注入；成型后将内孔余浆水倾倒干净；

F)将上述的模具吊入蒸汽养护池内进行蒸汽养护，蒸汽温度为30-120℃，100％的湿气养护时间为2小时以上，蒸汽养护完后，拆模，形成成品；

G)将形成成品的异形桩装入圆形釜内进行二次蒸汽养护，蒸汽温度根据异形桩桩身混凝土抗压强度的要求为120-210℃，蒸汽压力在0.5Mpa以上的湿气，时间为3-10小时，即得最终产品。