CN103015412A - 设有预应力芯材的变截面复合结构抗拔桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了设有预应力芯材的变截面复合结构抗拔桩，包括水泥搅拌桩，水泥搅拌桩中的混凝土柱状芯，所述混凝土柱状芯同轴线设有后张预应力芯材，所述水泥搅拌桩上半部分的横截面小于下半部分的横截面。用本发明进行建造时，根据拉应力分布图，将水泥搅拌桩建造为上小下大的桩体结构，并通过水泥搅拌桩、钢筋混凝土及芯材相互握裹形成复合锚固体，锚固体所受拉力通过钢筋混凝土扩散到水泥土再传递到稳定的土层中，抗拔锚桩经预应力张拉与基础底板连成整体。由此可知，用本发明进行抗拔桩的建造，不仅扩大了土承面积，使拉应力分散，增加了抗拔桩的可承受载荷；并且建造施工简单、噪声小、钢用量和水泥用量少，进一步降低了生产成本。

Description

设有预应力芯材的变截面复合结构抗拔桩

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体涉及一种设有预应力芯材的变截面复合结构抗拔桩。

背景技术

建筑领域中，桩基通常都是用于承压的，随着楼房建筑越来越高，桩基的建造深度也越来越深，导致桩基承受地下一定的浮力，所以桩基抗浮成为了一个新的热点问题。传统的抗拔桩，采用的是非预应力的钢筋混凝土结构，钢筋在纵向受拉时，使桩基的径身收缩，降低了桩基与土的摩擦力；同时，桩基受拉后，容易开裂，导致里面的钢筋裸露而锈蚀，影响了桩基的抗拉与抗压能力。针对以上情况，市面上出现了许多钢绞索结构的抗拔、抗浮桩，桩体按抗拔荷载配置4~12根无粘结钢绞索，绑扎于钢筋笼上，钢绞索的下端为无粘结，底部采用承压钢板固定，在混凝土强度达到75%以上后开始张拉，张拉后锚固。这种桩能够节省钢材，提高桩身刚度及抗裂度，但也存在着明显的缺陷，即抗拔承载力仅为桩身与土体的摩擦力，所需要的桩身较大较长，耗材多、成本高，不经济。

本申请人之前申请的《一种后张预应力复合抗拔桩》专利，很好地解决了目前市面上抗拔桩的桩身长、耗材多、成本高等缺陷，但是水泥用量仍然相当大，成本仍然很高。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种设有预应力芯材的变截面复合结构抗拔桩，抗拔、抗浮效果好，建造施工过程简单、噪声小、建材用量少，进一步降低成本。

本发明所采取的技术方案是：

设有预应力芯材的变截面复合结构抗拔桩，包括水泥搅拌桩，水泥搅拌桩中的混凝土柱状芯，所述混凝土柱状芯同轴线设有后张预应力芯材，所述水泥搅拌桩纵横截面的顶部小于底部，侧壁为曲面。

本发明进一步改进方案是，所述水泥搅拌桩上端设有承台面，所述芯材围绕柱状芯周边部设置或芯材设于柱状芯的中轴线上，芯材张拉后通过连接件固定，所述连接件位于承台面。

本发明更进一步改进方案是，所述芯材上至少设有一个扩大头。

本发明更进一步改进方案是，所述芯材设有一个扩大头时，所述扩大头设于芯材的下端。

本发明更进一步改进方案是，当芯材设有一个以上的扩大头时，所述扩大头从芯材的下端自下而上依次设置。

本发明更进一步改进方案是，所述扩大头为混凝土预制时，所述混凝土预制件上设有孔，芯材穿过所述孔用连接件连接固定；所述扩大头为螺母或挤压锚件时，在螺母或挤压锚或预制件上方的芯材上设有钢垫板。

本发明更进一步改进方案是，所述芯材的上部套有套管，芯材的下部与混凝土柱状芯粘结。

本发明更进一步改进方案是，所述套管为塑料管或金属管。

本发明更进一步改进方案是，所述芯材为钢绞索或碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维增强塑料棒材或管材。

本发明更进一步改进方案是，所述水泥土搅拌桩纵截面顶部直径与底部直径所成的比例在 1:1.25~3的范围内。

本发明的有益效果在于：

用本发明进行建造时，根据拉应力分布图，将水泥搅拌桩建造为上小下大的柱状桩体结构，并通过水泥搅拌桩、钢筋混凝土及芯材相互握裹形成复合锚固体，锚固体所受拉力通过钢筋混凝土扩散到水泥土再传递到稳定的土层中，抗拔锚桩经预应力张拉与基础底板连成整体。由此可知，用本发明进行抗拔桩的建造，不仅扩大了土承面积，使拉应力分散，增加了抗拔桩的可承受载荷；并且建造施工简单、噪声小、钢用量和水泥用量少，进一步降低了生产成本。

附图说明

图1为实施例1的结构主视剖视示意图。

图2为实施例1的结构俯视半剖示意图。

图3为图1中柱状芯钢筋笼骨架示意图。

图4为实施例2的结构主视剖视示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，本发明包括水泥搅拌桩1，水泥搅拌桩1中的混凝土柱状芯7，围绕混凝土柱状芯7周边部同轴线设有后张预应力芯材2（本实施案例中，芯材2的材料为钢绞索），并与柱状芯7中的钢筋笼骨架9的先张预应力钢筋间隔设置，其连接于钢筋笼骨架9；所述水泥搅拌桩1纵横截面的顶部小于底部，侧壁为曲面；所述水泥土搅拌桩1纵截面顶部直径与底部直径所成的比例在 1:1.25~3的范围内（本实施案例中，水泥土搅拌桩1纵截面顶部直径与底部直径所成的比例为1:1.5）。

如图1、图3所示，所述芯材2设有一个扩大头6时，所述扩大头6设于芯材2的下端（本实施例中，扩大头5选用挤压锚，在挤压锚上方的芯材2上设有钢垫板7）；芯材2上部设有套管8，下部与柱状芯7粘结。去掉芯材2大致四分之一以下部位的套管8（本实施例中，芯材2本身带有套管8，套管8内有润滑剂。如果芯材2未设外套管8，则需另加套管8及管内润滑剂）；芯材2张拉后通过连接件4固定，所述芯材2及其连接件4位于承台面内（本实施例中，连接件4选用锚夹具）。

本发明制备过程：先制备水泥搅拌桩1，待水泥搅拌桩1完成12~14小时后钻孔，加入钢筋笼9，浇捣桩身混凝土及其承台面3，在水泥搅拌桩1及钢筋混凝土桩身达到强度后对芯材2进行张拉，张拉锁定后，采用膨胀砼灌注承台面3上的孔（在本实施例中，将连接件4埋于承台面3内）。

实施例2

如图4所示，本发明包括水泥搅拌桩1，水泥搅拌桩1中的混凝土柱状芯7，所述混凝土柱状芯7中轴线上设有后张预应力芯材2（本实施案例中，芯材2的材料为钢绞索），并与柱状芯7中的钢筋笼骨架9的先张预应力钢筋间隔设置，其连接于钢筋笼骨架9；所述水泥搅拌桩1纵横截面的顶部小于底部，侧壁为曲面；所述水泥土搅拌桩1纵截面顶部直径与底部直径所成的比例在 1:1.25~3的范围内（本实施案例中，水泥土搅拌桩1纵截面顶部直径与底部直径所成的比例为1:1.5）。

本实施案例中的其余结构以及制备过程与实施例1相同。

Claims (10)

1.设有预应力芯材的变截面复合结构抗拔桩，包括水泥搅拌桩（1），水泥搅拌桩（1）中的混凝土柱状芯（7），所述混凝土柱状芯（7）同轴线设有后张预应力芯材（2），其特征在于：所述水泥搅拌桩（1）纵横截面的顶部小于底部，侧壁为曲面。

2.如权利要求1所述的设有预应力芯材的变截面复合结构抗拔桩，其特征在于：所述水泥搅拌桩（1）上端设有承台面（3），所述芯材（2）围绕柱状芯（7）周边部设置或芯材（2）设于柱状芯（7）的中轴线上，芯材（2）张拉后通过连接件（4）固定，所述连接件（4）位于承台面（3）。

3.如权利要求1所述的设有预应力芯材的变截面复合结构抗拔桩，其特征在于：所述芯材（2）上至少设有一个扩大头（6）。

4.如权利要求3所述的设有预应力芯材的变截面复合结构抗拔桩，其特征在于：所述芯材（2）设有一个扩大头（6）时，所述扩大头（6）设于芯材（2）的下端。

5.如权利要求3所述的设有预应力芯材的变截面复合结构抗拔桩，其特征在于：当芯材（2）设有一个以上的扩大头（6）时，所述扩大头（6）从芯材（2）的下端自下而上依次设置。

6.如权利要求4或5所述的设有预应力芯材的变截面复合结构抗拔桩，其特征在于：所述扩大头（6）为混凝土预制时，所述混凝土预制件上设有孔，芯材（2）穿过所述孔用连接件连接固定；所述扩大头（6）为螺母或挤压锚时，在螺母或挤压锚上方的芯材（2）上设有钢垫板。

7.如权利要求1所述的设有预应力芯材的变截面复合结构抗拔桩，其特征在于：所述芯材（2）的上部套有套管（8），芯材（2）的下部与混凝土柱状芯（7）粘结。

8.如权利要求7所述的设有预应力芯材的变截面复合结构抗拔桩，其特征在于：所述套管（8）为塑料管或金属管。

9.如权利要求1所述的设有预应力芯材的变截面复合结构抗拔桩，其特征在于：所述芯材（2）为钢绞索或碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维增强塑料棒材或管材。

10.如权利要求1所述的设有预应力芯材的变截面复合结构抗拔桩，其特征在于：所述水泥土搅拌桩（1）纵截面顶部直径与底部直径所成的比例在 1:1.25~3的范围内。

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