CN103276727A - 预应力高强砼管桩、端板和砼料以及管桩生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管桩、端板、砼料组合物以及生产该管桩的方法。管桩包括由钢筋编笼与砼料组成的管桩本体，其特征是：所述管桩本体的横截面外径与壁厚的比例为40:10—13。与现有技术相比，本发明能够达到预应力高强砼管桩在体积不增大的情况下，提高了其桩身竖向极限承载力，以外径为400mm的管桩为例，通过测试，能够达到5000KN的桩身竖向极限承载力。相比现有的同等性能的管桩，其生产成本大大降低。相比现有的同等性能的管桩，由于体积不变，因此能节约存放空间。

Description

预应力高强砼管桩、端板和砼料以及管桩生产方法

技术领域

本发明属于建筑技术领域，涉及与管桩相关的技术领域，特别是管桩、与管桩相配合的端板，应用于该管桩的砼料组合物，以及生产该管桩的方法。

背景技术

预应力高强砼管桩以其制造工期短、质量可靠、管理方便、工厂化生产、工业化生产、造价低等特点。被广泛应用于各类建筑工程基础之中。但是，现有的预应力高强砼管桩在打桩过程中，当碰到地质中的硬质夹层时，由于桩身极限竖向承载力低，经常会出现爆桩的情况。或者打不穿地质硬质夹层，而将桩端停在硬夹层上面，造成桩基础缺陷。这是现有的预应力高强砼管桩存在的技术上的不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有桩身竖向极限承载力高、抗弯及抗折性能好、能穿透地质硬夹层的预应力高强砼管桩。

另一目的是提供能与预应力高强砼管桩相配合且适应的预应力高强砼管桩的端板。

还有另一目的是提供应用于该预应力高强砼管桩的砼料组合物。

还有另一目的是提供该预应力高强砼管桩的生产方法。

本发明的各个技术目的是按照下列的技术方案逐一实现的：一种预应力高强砼管桩，包括由钢筋编笼与砼料组成的管桩本体，其特征是：所述管桩本体的横截面外径与壁厚的比例为40:10—13。

所述管桩本体的横截面外径与壁厚的比例为40:11。

所述砼料包括水泥、中砂、研磨至4000—4200目的磨砂粉、碎石、高效减水剂和水；所述各个组分含量按每立方米砼料计算，其中：

水泥340—400Kg，

中砂670—730Kg，

研磨至4000—4200目的磨砂粉120Kg，

碎石1200—1280Kg，

水141—161Kg，

高效减水剂9.6—11Kg。

所述各个组分含量按每立方米砼料计算，其中：水泥340Kg，中砂730Kg，4000-4200目磨砂粉120Kg，碎石1220Kg，水141Kg，高效减水剂9.6Kg。

所述研磨至4000—4200目的磨砂粉最佳度是4200目。

一种预应力高强砼管桩端板，包括端板，所述端板中间设有端板内孔，端板上还设有主筋锚孔和钢筋孔，其特征是:所述端板横截面外径与壁厚的比例为40:10—13。

所述端板横截面外径与壁厚的比例为40:11。

一种预应力高强砼管桩的砼料组合物，包括水泥、中砂、研磨至4000—4200目的磨砂粉、碎石、高效减水剂和水；所述各个组分含量按每立方米砼料计算，其中：水泥340—400Kg，中砂670—730Kg，研磨至4000—4200目的磨砂粉120Kg，碎石1200—1280Kg，水141—161Kg，高效减水剂9.6—11Kg。

所述各个组分含量按每立方米砼料计算，其中：水泥340Kg，中砂730Kg，研磨至4000—4200目的磨砂粉120Kg，碎石1220Kg，水141Kg，高效减水剂9.6Kg。

一种预应力高强砼管桩的生产方法，包括如下步骤：

步骤A：根据预应力高强砼管桩的外径和长度，将成卷的钢筋进行裁切，然后进行钢筋编笼，控制管桩本体的横截面外径与壁厚的比例为40:10—13，最优选的比例为40：11；

步骤B：按权利要求3或者权利要求4所记载的组分含量的比例进行掺合，并搅拌成2—4cm的坍落度砼料；

步骤C：将步骤A所得的钢筋编笼置于成型模具之中，并将步骤B所得的砼料于成型模具中进行布料，然后合模；

步骤D：对管桩中的钢筋进行预应力张拉，然后进行管桩进行离心成型，成型之后进行脱模；

步骤E：对步骤D脱模之后的管桩进行高温蒸养，然后进行检验后为成品。

本发明与现有技术相比，本发明能够达到如下有益效果：

1．预应力高强砼管桩在体积不增大的情况下，提高了其桩身竖向极限承载力，以外径为400mm的管桩为例，通过测试，能够达到5000KN的桩身竖向极限承载力。

2．相比现有的同等性能的管桩，其生产成本大大降低。

3．相比现有的同等性能的管桩，由于体积不变，因此能节约存放空间。

4. 砼强度等级≥ C85。

附图说明

    下面结合附图对本发明作进一步详述。

    图1是本发明预应力高强砼管桩横截面示意图。

图2是本发明预应力高强砼管桩端板横截面示意图。

其中图中1.管桩本体、2.管桩壁厚、3.端板、4.主筋锚孔、5.钢筋孔。

具体实施方式

本发明的技术方案包括有如下几类：

第一，提供一种具有桩身竖向极限承载力高、抗弯及抗折性能好、能穿透地质硬夹层的预应力高强砼管桩。

第二，提供能与预应力高强砼管桩相配合且适应的预应力高强砼管桩的端板。

第三，提供应用于该预应力高强砼管桩的砼料组合物。

第四，提供该预应力高强砼管桩的生产方法。

本发明的各个技术目的是按照下列的技术方案逐一实现的：一种预应力高强砼管桩，包括由钢筋编笼与砼料组成的管桩本体1，管桩本体1的横截面外径与壁厚2的比例为40:10—13。最佳的管桩本体1的横截面外径与壁厚2的比例为40:11。

砼料包括水泥、中砂、研磨至4000—4200目的磨砂粉、碎石、高效减水剂和水；所述各个组分含量按每立方米砼料计算，其中：水泥340—400Kg，中砂670—730Kg，研磨至4000—4200目的磨砂粉120Kg，碎石1200—1280Kg，水141—161Kg，高效减水剂9.6—11Kg。

各个组分含量按每立方米砼料计算，最佳配比为水泥340Kg，中砂730Kg，4000-4200目磨砂粉120Kg，碎石1220Kg，水141Kg，高效减水剂9.6Kg。

上述的五个实施例的配比都可以配比出本发明的砼料。

在研磨至4000—4200目的磨砂粉进行选择,其加入的最佳精度为4200目。

如图1和图2所示，预应力高强砼管桩端板，包括端板3，所述端板中间设有端板内孔，端板上还设有主筋锚孔4和钢筋孔5，所述端板横截面外径与壁厚的比例为40:10—13。

所述端板横截面外径与壁厚的比例为40:11。

一种预应力高强砼管桩的砼料组合物，包括水泥、中砂、研磨至4000—4200目的磨砂粉、碎石、高效减水剂和水；所述各个组分含量按每立方米砼料计算，其中：水泥340—400Kg，中砂670—730Kg，研磨至4000—4200目的磨砂粉120Kg，碎石1200—1280Kg，水141—161Kg，高效减水剂9.6—11Kg。

所述各个组分含量按每立方米砼料计算，其中：水泥340Kg，中砂730Kg，研磨至4000—4200目的磨砂粉120Kg，碎石1220Kg，水141Kg，高效减水剂9.6Kg。

一种预应力高强砼管桩的生产方法，包括如下步骤：

步骤A：根据预应力高强砼管桩的外径和长度，将成卷的钢筋进行裁切，然后进行钢筋编笼，控制管桩本体的横截面外径与壁厚的比例为40:10—13，最优选的比例为40：11；

步骤B：按权利要求3或者权利要求4所记载的组分含量的比例进行掺合，并搅拌成2—4cm的坍落度砼料；

步骤C：将步骤A所得的钢筋编笼置于成型模具之中，并将步骤B所得的砼料于成型模具中进行布料，然后合模；

步骤D：对管桩中的钢筋进行预应力张拉，然后进行管桩进行离心成型，成型之后进行脱模；

步骤E：对步骤D脱模之后的管桩进行高温蒸养，然后进行检验后为成品。

下面提供两个应用本发明技术方案的实例，同时也可以到实地查看根据本发明的技术方案所能达到的技术目的和技术效果。

实例甲。

一．工程概况：普宁市汇润地产有限公司拟建汇润·文竹北路商住楼，场址位于普宁市环城北路与文竹北路交叉处东南侧，规划用地面积22653.33m2。工程由多幢26-32层高层住宅楼及3-5层配套构筑物组成，框剪-框架结构，全区设1层地下室。

二．地基岩土层评价：根据钻孔揭露资料，第①杂、素填土，松散，含碎石及少量生活垃圾，为场地不良土层；第②层耕表土，主要由软塑～可塑状粘土组成，工程力学性质差；第③层淤泥，高压缩性，遇强震时会发生不均匀沉陷，工程力学性质极差；第④层粘土、粉质粘土，软塑～可塑，工程力学性质差；第⑤层粗砂，中密，层厚0.80～8.20m，厚度变化大，工程力学性质稍好；第⑥层粘土、粉质粘土，可塑，工程力学性稍好；第⑦层中砂、粗砂，灰～灰白、灰黄、黄褐色，饱和，中密～密实，以中粗砂粒为主，含泥质。层顶埋深20.80～21.00m，层底埋深22.60～28.76m，层厚1.40～7.76m。标准贯入试验88次，修正后击数N=16.9～32.3击，平均值23.9击。分布较稳定，厚度变化较大，工程力学性质较好；第⑧层粘土、粉质粘土，可塑，工程力学性质一般；第⑨层中砂、粗砂，中密～密实，层厚1.10～7.10m，厚度变化较大，工程力学性质较好；第⑩层粘土、粉质粘土，可塑，工程力学性质一般；第⑾层砾质、砂质粘性土（粘性土），可塑～硬塑，分布较稳定，工程力学性质稍好，但遇水易软化崩解；第⑿全风化花岗岩、煌斑岩，为极软岩，分布不稳定，工程力学性质较好；第⒀层强风化花岗岩，为软岩，厚度变化较大，工程力学性质好，但埋藏较深；第⒁层中风化花岗岩，为较硬岩，工程力学性质良好，为场地硬质基底。

三．设计要求：设计单位根据有关资料进行基础设计，采用PHC管桩基础，具体要求如下：Φ400管桩桩端支承于第9层中粗砂层中，桩长由自然地面算起大约37~42米，进入持力层0.5~1米。沉桩方式为静力压桩。单桩竖向承载力特征值：Φ400为1200KN，管桩壁厚为95mm。

四．施工过程及措施：施工单位采用一台ZJY800的静压桩机，根据现场条件和设计要求进行正常施工。由于地质资料显示第5、7层为不均匀的砂夹层，不能用做桩持力层，故设计要求桩端支承于第9层中粗砂层中。这样要求管桩施工一定要穿过第5、7层的砂夹层，而第5、7层的砂夹层的最大厚度达到8.2米，这对静压桩施工的难度很高。于是我们按通常情况进行试桩，结果管桩进入第7层的砂夹层时的压桩力已经达到4000KN还没办法穿过夹层。这时的压桩力已经大大超过桩身极限承载力，继续压管桩就会爆桩。

采用本发明所提供的技术方案，即预应力高强度砼管桩。该产品具有自身极限竖向承载力高（4400KN）、抗弯及抗折性能好的特点，是地质有硬夹层的管桩基础的理想选择。于是我们改用本发明的管桩进行试压，结果很顺利地穿过了第5、7层的砂夹层，在穿越砂夹层的过程中，压桩力最大的达到5200KN。该施工过程没有出现爆桩。

五．总结：通过试用，本发明的预应力高强度砼管桩真的很好，由于它具有自身极限竖向承载力高、抗弯及抗折性能好的特点，它不仅可以用来解决厚砂夹层的问题，还可以解决很多较为复杂的地质层（容易产出附加弯矩和水平剪力）。是桩基础的福音。

 实例乙。

一．工程概况：林楚龙先生拟建的“林楚龙先生厂房”工程场址位于汕头市潮南区国道324峡山路段。

二．地基岩土层评价：据钻孔揭露资料，第1层素填土，松散～稍压实，工程力学性质差；第2层粉质粘土，分布不均匀，厚度小，工程力学性质差；第3层淤泥及第5层淤泥质土，流塑、高压缩性，工程力学性质极差；第4层由粘性土及砂性土组成，分布不均匀，各砂土层呈透镜体交错分布，厚度变化大，密实度差异明显，工程力学性质差～一般；第6层中粗砂，中密～密实，分布不均匀，厚度变化大，局部孔段本层的厚度较大，工程力学性质较好；第7层粘土、粉质粘土，可塑，分布不均匀，局部厚度较大，工程力学性质一般；第8层砾质粘性土，可塑～硬塑，分布不均匀，厚度变化大，往下地基土强度逐渐增强，工程力学性质一般～较好；第9层强风化花岗岩，硬，分布不均匀，厚度变化大，工程力学性质较好；第10层中风化花岗岩，坚硬，厚度大，工程力学性质好。

三．设计要求：设计单位根据有关资料进行基础设计，采用PHC管桩基础，具体要求如下：Φ400管桩桩端支承于第8层砾质粘性土，桩长由自然地面算起大约38~46米，进入持力层0.5~1米。沉桩方式为静力压桩。单桩竖向承载力特征值：Φ400为1000KN，管桩壁厚为95mm。

四．施工过程及措施：施工单位采用一台ZJY800的静压桩机，根据现场条件和设计要求进行正常施工。由于地质资料显示第6层为不均匀的中砂、粗砂夹层，不能用做桩持力层，故设计要求桩端支承于第8层砾质粘性土。这样要求管桩施工一定要穿过第6层的砂夹层，而第6层的砂夹层的最大厚度达到5.4米，这样对压桩力的要求一定很高。于是我们按通常情况进行试桩，结果管桩进入第6层的砂夹层时的压桩力已经达到3800KN还没办法穿过夹层。于是我们改用本发明的管桩进行试压，在穿越砂夹层的过程中，通常在4200~5000KN的压力下顺利地穿过了第6层的砂夹层。施工过程没有出现任何异常。由于采用了本发明的管桩，我们顺利地完成了施工任务。

Claims (10)

1.一种预应力高强砼管桩，包括由钢筋编笼与砼料组成的管桩本体，其特征是：所述管桩本体的横截面外径与壁厚的比例为40:10—13。

2.如权利要求1所述的预应力高强砼管桩，其特征是：所述管桩本体的横截面外径与壁厚的比例为40:11。

3.如权利要求1或2所述的预应力高强砼管桩，其特征是：所述砼料包括水泥、中砂、研磨至4000—4200目的磨砂粉、碎石、高效减水剂和水；所述各个组分含量按每立方米砼料计算，其中：

水泥340—400Kg，

中砂670—730Kg，

研磨至4000—4200目的磨砂粉120Kg，

碎石1200—1280Kg，

水141—161Kg，

高效减水剂9.6—11Kg。

4.如权利要求3所述的预应力高强砼管桩，其特征是：所述各个组分含量按每立方米砼料计算，其中：水泥340Kg，中砂730Kg，研磨至4000—4200目的磨砂粉120Kg，碎石1220Kg，水141Kg，高效减水剂9.6Kg。

5.如权利要求4所述的预应力高强砼管桩，其特征是：所述研磨至4000—4200目的磨砂粉最佳度是4200目。

6.一种预应力高强砼管桩端板，包括端板，所述端板中间设有端板内孔，端板上还设有主筋锚孔和钢筋孔，其特征是:所述端板横截面外径与壁厚的比例为40:10—13。

7.如权利要求6所述的预应力高强砼管桩端板，其特征是：所述端板横截面外径与壁厚的比例为40:11。

8.一种预应力高强砼管桩的砼料组合物，包括水泥、中砂、研磨至4000—4200目的磨砂粉、碎石、高效减水剂和水；所述各个组分含量按每立方米砼料计算，其中：水泥340—400Kg，中砂670—730Kg，研磨至4000—4200目的磨砂粉120Kg，碎石1200—1280Kg，水141—161Kg，高效减水剂9.6—11Kg。

9.如权利要求8所述的预应力高强砼管桩的砼料组合物，其特征是：所述各个组分含量按每立方米砼料计算，其中：水泥340Kg，中砂730Kg，研磨至4000—4200目的磨砂粉120Kg，碎石1220Kg，水141Kg，高效减水剂9.6Kg。

10.一种预应力高强砼管桩的生产方法，包括如下步骤：

步骤A：根据预应力高强砼管桩的外径和长度，将成卷的钢筋进行裁切，然后进行钢筋编笼，控制管桩本体的横截面外径与壁厚的比例为40:10—13，最优选的比例为40：11；

步骤B：按权利要求3或者权利要求4所记载的组分含量的比例进行掺合，并搅拌成2—4cm的坍落度砼料；

步骤C：将步骤A所得的钢筋编笼置于成型模具之中，并将步骤B所得的砼料于成型模具中进行布料，然后合模；

步骤D：对管桩中的钢筋进行预应力张拉，然后进行管桩进行离心成型，成型之后进行脱模；

步骤E：对步骤D脱模之后的管桩进行高温蒸养，然后进行检验后为成品。

Images