CN103485338A - 一种预应力抗拔桩及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预应力抗拔桩及其施工方法，通过钢筋笼及少量的无粘结预应力钢筋制成的抗拔桩。对无粘结预应力钢筋进行长短螺纹齿设置，并采用钢筋笼内固定套管，同时采用节点固定相连接的无粘结预应力钢筋，并进行迅速定位。本发明满足后张法预应力钢筋施工的需要，便于钢筋的预应力力的传递，增强抗拔桩的整体抗拉力与抗拔力，并且节约抗拔桩的制作成本，简化抗拔桩的施工程序，方便了人工操作。

Description

一种预应力抗拔桩及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑领域，更具体地涉及建筑地基基础桩的施工方法，尤其是一种预应力抗拔桩及其施工方法。

背景技术

目前，国内建造地下工程越来越多，特别是多层地下工程都涉及到抗拔桩的应用，国内大部份的抗拔桩都采用预应力管桩和灌注桩，采用预应力管桩作为抗拔桩应用时，由于各个地下工程的地质条件不一，所需抗拔桩的长度不同和连接强度问题，预制和连接管桩较困难，制造成本较高；采用灌注桩作为抗拔桩应用时，解决了连接问题，但受抗拔桩技术要求的限制，且桩体耐久性较差，为了满足抗拉承载力和耐久性的设计要求，常常需要大规格钢筋作为配筋，钢筋用量大，成本偏高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种能够增强抗拔桩的抗拉承载力，节约抗拔桩的制作成本，并且施工程序简单的预应力抗拔桩及其施工方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种预应力抗拔桩及其施工方法。

一种预应力抗拔桩，包括混凝土和钢筋笼框架，还包括无粘结预应力钢筋，无粘结预应力钢筋两端分别设置有第一螺纹齿端和第二螺纹齿端，无粘结预应力钢筋两端分别固定有与之外形尺寸相配合的套管，套管长度小于无粘结预应力钢筋的长度；钢筋笼框架由至少两段钢筋笼连接组成，每段钢筋笼内均安装有两根以上与桩体方向相同的无粘结预应力钢筋，无粘结预应力钢筋两端的套管固定于相对应的钢筋笼的两端；相连接的两段钢筋笼内的无粘结预应力钢筋通过钢筋连接器纵向连接，钢筋连接器外还设有节点加强固定相连接的无粘结预应力钢筋的连接处，钢筋笼框架最顶端和最底端的钢筋笼不与其他钢筋笼相连的一端具有的螺纹齿均依次装有锚板和钢筋连接器。

一种预应力抗拔桩的施工方法，包括以下步骤：

步骤（1）：将切割好的光圆预应力钢筋两端外表面通过滚丝机各加工一段螺纹齿，并将光圆预应力钢筋制作成无粘结预应力钢筋，分别按照所述无粘结预应力钢筋的尺寸、螺纹齿及强度要求，在加工车间制作相匹配的钢筋连接器、锚板、锁紧螺母以及节点；

步骤（2）：去除两端螺纹齿上的塑料，将钢筋连接器与预应力钢筋上的第一螺纹齿端螺纹连接；

步骤（3）：将箍筋与高强钢筋或者无粘结预应力钢筋滚焊成钢筋笼形状，将二根或以上根数两端固定有套管的无粘结预应力钢筋垂直绑扎于钢筋笼内侧，并通过两端的套管进行固定；

步骤（4）：预钻孔并安装钢筋笼，将所述每两个钢筋笼的高强钢筋焊接连接或者将无粘结预应力钢筋通过钢筋连接器连接，钢筋笼的无粘接预应力钢筋通过第一个钢筋笼第一螺纹齿端的钢筋连接器反旋与第二个钢筋笼的第二螺纹齿端连接，并用节点固定在相连接的两个预应力钢筋的连接处；

步骤（5）：浇筑混凝土，进行混凝土养护工作；

步骤（6）：张拉无粘结预应力钢筋至其极限强度的70%，拧紧高强度连接器。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的预应力抗拔桩，其中无粘结预应力钢筋的第一螺纹齿端的长度等于或者大于第二螺纹齿端，第二螺纹齿端的长度是所述钢筋连接器长度的一半。

前述的预应力抗拔桩，其中各段钢筋笼是由箍筋和高强钢筋组成，高强钢筋与桩体方向相同，箍筋与高强钢筋不垂直相交，每段钢筋笼框架通过焊接连接。

前述的预应力抗拔桩，其中节点包括外套Ⅰ和外套Ⅱ，外套Ⅰ和外套Ⅱ的内孔与钢筋连接器紧密套设，外套Ⅰ和外套Ⅱ的封口与无粘结预应力钢筋紧密套设；外套Ⅰ和外套Ⅱ内侧分别设置带开孔的隔板，隔板的强度小于预应力钢筋的张拉力强度，隔板上开孔的大小为小于钢筋连接器的外形尺寸并大于无粘结预应力钢筋的外形尺寸；外套Ⅰ通径的长度大于等于单根无粘结预应力钢筋长度的0.5‰；外套Ⅰ和外套Ⅱ通过螺纹连接，节点的两端封口处内设置O型密封圈。

前述的预应力抗拔桩，其中最底端钢筋笼的无粘结预应力钢筋通过钢筋连接器还连接有高强钢筋或锚杆，高强钢筋或锚杆下端装有锚板和锁紧螺母。

前述的预应力抗拔桩，其中各段钢筋笼还可以是由箍筋和无粘结预应力钢筋组成，无粘结预应力钢筋与桩体方向相同，无粘结预应力钢筋不垂直相交，每段钢筋笼框架通过钢筋连接器连接。

前述的预应力抗拔桩的施工方法，其中步骤（1）中的无粘结预应力钢筋是将滚压好的光圆预应力钢筋涂抹防腐油后，通过注塑机包裹塑料层制成。

前述的预应力抗拔桩的施工方法，其中步骤（4）中，最底端的钢筋笼中的无粘结预应力钢筋的第一螺纹齿端安装锚板和钢筋连接器，并通过钢筋连接器向下连接高强钢筋或锚杆，在高强钢筋或锚杆最底端安装锚板和锁紧螺母，再放入孔内；最顶端的钢筋笼的无粘结预应力钢筋的第二螺纹齿端先装锚板、再装钢筋连接器。

前述的预应力抗拔桩的施工方法，其中步骤（4）中，先将节点的上下外套分别套入需对接的两根无粘结预应力钢筋上，待无粘结预应力钢筋对接并锁上钢筋连接器后，将两只上下外套对接旋紧进行固定。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

（1）采用少量的无粘结预应力钢筋制成的抗拔桩，强度高并可节约70%的普通钢筋用量，大大的节约抗拔桩的制作成本；

（2）采用钢筋笼内置定位套管，可确保无粘结预应力钢筋在施工时多点定位，有效提高施工速度，简便施工程序，节约人力成本；

（3）无粘结预应力钢筋的长短螺纹齿设置，可有效地解决现场预应力钢筋之间的连接问题，方便工人操作与施工定位；

（4）采用节点，既能通过该节点固定相连接的无粘结预应力钢筋，又能迅速定位，不但可以通过密封方式防止混凝土进入该节点内，又能在预应力张拉时由钢筋连接器冲破内侧隔板实现向上滑动，满足后张法预应力钢筋施工的需要，便于钢筋的预应力力的传递，增强抗拔桩的整体抗拉力与抗拔力；

（5）在最底端的无粘接预应力钢筋下面采用高强钢筋或锚杆连接设置，可以通过张拉无粘结预应力钢筋带动高强钢筋或锚杆及周围的混凝土向上运动，有效地避免地下水对无粘结预应力钢筋的腐蚀，提高抗拔桩的使用寿命和耐腐蚀性。

附图说明

图1为本发明的桩身结构示意图。

图2为本发明中无粘结预应力钢筋连接处的结构示意图。

图3为本发明中节点的结构示意图。

图4为本发明中节点内密封圈的结构示意图。

图5为本发明中节点内密封圈的剖视图。

图6为本发明中节点的剖视图。

附图标记：

1-光圆预应力钢筋、2-塑料层、3-节点、4-钢筋连接器、5-高强钢筋、6-箍筋、7-连接螺纹、8-隔板、9-O型密封圈、10-锚板、11-锁紧螺母、12-高强钢筋或锚杆、13-套管、14-外套Ⅰ、15-外套Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

本实施例提供一种预应力抗拔桩，见图1-2，包括混凝土和钢筋笼框架，还包括无粘结预应力钢筋。

无粘结预应力钢筋两端分别设置有第一螺纹齿端和第二螺纹齿端，第一螺纹齿端的长度等于或者大于第二螺纹齿端，第二螺纹齿端的长度是所述钢筋连接器长度的一半。无粘结预应力钢筋的筋体两端分别固定有与之外形尺寸相配合的套管13，套管13长度小于所述无粘结预应力钢筋的长度。钢筋笼框架由至少两段钢筋笼连接组成，每段段钢筋笼均是由箍筋6和高强钢筋5组成，高强钢筋5与桩体方向相同，箍筋6与高强钢筋5不垂直相交，每段钢筋笼框架通过焊接连接高强钢筋5。每段钢筋笼内均安装有两根以上与桩体方向相同的无粘结预应力钢筋，无粘结预应力钢筋两端的套管13固定于相对应的钢筋笼的两端；相连接的两段钢筋笼内的无粘结预应力钢筋通过钢筋连接器4纵向连接，钢筋连接器4外还设有节点3加强固定相连接的无粘结预应力钢筋的连接处，钢筋笼框架最顶端和最底端的钢筋笼不与其他钢筋笼相连的一端具有的所述螺纹齿均依次装有锚板10和钢筋连接器4，最底端钢筋笼的无粘结预应力钢筋通过钢筋连接器还连接有高强钢筋或者锚杆12，高强钢筋或者锚杆12下端装有锚板10和锁紧螺母11。

节点3包括外套Ⅰ14和外套Ⅱ15，见图3-5，外套Ⅰ14和外套Ⅱ15的内孔与钢筋连接器4紧密套设，外套Ⅰ14和外套Ⅱ15的封口与无粘结预应力钢筋紧密套设；外套Ⅰ14和外套Ⅱ15内侧分别设置带开孔的隔板8，隔板8的强度小于预应力钢筋的张拉力强度，隔板8上开孔的大小为小于钢筋连接器4的外形尺寸并大于无粘结预应力钢筋的外形尺寸；外套Ⅰ14通径的长度大于等于单根无粘结预应力钢筋长度的0.5‰。外套Ⅰ14和外套Ⅱ15通过连接螺纹7连接，节点3的两端封口处内设置O型密封圈9。

实施例2

本实施例提供一种预应力抗拔桩，见图1-2，包括混凝土和钢筋笼框架，还包括无粘结预应力钢筋。

无粘结预应力钢筋两端分别设置有第一螺纹齿端和第二螺纹齿端，第一螺纹齿端的长度等于或者大于第二螺纹齿端，第二螺纹齿端的长度是所述钢筋连接器长度的一半。无粘结预应力钢筋的筋体两端分别固定有与之外形尺寸相配合的套管13，套管13长度小于所述无粘结预应力钢筋的长度。钢筋笼框架由至少两段钢筋笼连接组成，每段段钢筋笼均是由箍筋6和无粘结预应力钢筋组成，无粘结预应力钢筋与桩体方向相同，箍筋6与无粘结预应力钢筋不垂直相交，每段钢筋笼框架通过钢筋连接器4纵向连接无粘结预应力钢筋。每段钢筋笼内均安装有两根以上与桩体方向相同的无粘结预应力钢筋，无粘结预应力钢筋两端的套管13固定于相对应的钢筋笼的两端；相连接的两段钢筋笼内的无粘结预应力钢筋通过钢筋连接器4纵向连接，钢筋连接器4外还设有节点3加强固定相连接的无粘结预应力钢筋的连接处，钢筋笼框架最顶端和最底端的钢筋笼不与其他钢筋笼相连的一端具有的所述螺纹齿均依次装有锚板10和钢筋连接器4，最底端钢筋笼的无粘结预应力钢筋通过钢筋连接器还连接有高强钢筋或者锚杆12，高强钢筋或者锚杆12下端装有锚板10和锁紧螺母11。

节点3包括外套Ⅰ14和外套Ⅱ15，见图3-5，外套Ⅰ14和外套Ⅱ15的内孔与钢筋连接器4紧密套设，外套Ⅰ14和外套Ⅱ15的封口与无粘结预应力钢筋紧密套设；外套Ⅰ14和外套Ⅱ15内侧分别设置带开孔的隔板8，隔板8的强度小于预应力钢筋的张拉力强度，隔板8上开孔的大小为小于钢筋连接器4的外形尺寸并大于无粘结预应力钢筋的外形尺寸；外套Ⅰ14通径的长度大于等于单根无粘结预应力钢筋长度的0.5‰。外套Ⅰ14和外套Ⅱ15通过连接螺纹7连接，节点3的两端封口处内设置O型密封圈9。

下面对本发明提供的一种预应力抗拔桩的施工方法做详细说明。

实施例3

本实施例是一种预应力抗拔桩的施工方法，包括以下步骤。

首先在工厂内将光圆预应力钢筋1按工程所需长度切断，在其两端通过滚丝机滚压成所需的螺纹齿，其中螺纹齿一端的长度等于或者大于另一端，将滚压好的光圆预应力钢筋涂抹防腐油后通过注塑机包裹塑料套2，制成无粘结预应力钢筋。

按照预应力钢筋1的尺寸、螺纹齿及强度要求制作成钢筋连接器4、锚板11，锁紧螺母10以及节点3。

将加工好的无粘结预应力钢筋运到施工现场，切割去除包裹在螺纹齿的塑料后，将钢筋连接器拧到无粘结预应力钢筋的长螺纹一端底部；

在施工时，首先在地面上所需要位置钻孔，将箍筋6与高强钢筋5滚焊成钢筋笼形状，将二根或以上根数无粘结预应力钢筋垂直绑扎于钢筋笼内侧，其中第二螺纹齿端的朝下，带有钢筋连接器4的第一螺纹齿端朝上设置，在其两端用套管13固定于钢筋笼。预安装最底端的钢筋笼，最底端的钢筋笼中的每根无粘结预应力钢筋的第一螺纹齿先安装锚板11和钢筋连接器4，并通过钢筋连接器4向下连接高强钢筋或者锚杆12，在高强钢筋或者锚杆12的另一端安装锚板11和锁紧螺母10。预安装结束后向下放入钻好的孔内。将第二个钢筋笼放入孔中与第一个钢筋笼对接，在对接之前，先将节点3的两只外套分别套入需对接的两个无粘结预应力钢筋上，将第二个钢筋笼与第一个钢筋笼的高强钢筋5焊接连接，并将预先拧在第一个钢筋笼的无粘结预应力钢筋第一螺纹齿端的钢筋连接器4反旋拧入第二个钢筋笼无粘结预应力钢筋的第二螺纹齿端，使两个钢筋笼的无粘结预应力钢筋连接。待无粘结预应力钢筋锁上钢筋连接器4后，将两只外套对接旋紧。按此方法，依次进行第二段与第三段钢筋笼的连接，其中最后一个钢筋笼的无粘结预应力钢筋长螺纹的部分先拧入锚板12，再拧入锁紧螺母10。

上述步骤完成后，浇筑混凝土；并进行混凝土养护工作。

混凝土养护完成后，将无粘结预应力钢筋张拉为极限强度的70%，并拧紧螺纹即可制成预应力抗拔桩。 

实施例4

本实施例是一种预应力抗拔桩的施工方法，包括以下步骤。

首先在工厂内将光圆预应力钢筋1按工程所需长度切断，在其两端通过滚丝机滚压成所需的螺纹齿，其中螺纹齿一端的长度等于或者大于另一端，将滚压好的光圆预应力钢筋涂抹防腐油后通过注塑机包裹塑料套2，制成无粘结预应力钢筋。

按照预应力钢筋1的尺寸、螺纹齿及强度要求制作成钢筋连接器4、锚板11，锁紧螺母10以及节点3。

将加工好的无粘结预应力钢筋运到施工现场，切割去除包裹在螺纹齿的塑料后，将钢筋连接器拧到无粘结预应力钢筋的长螺纹一端底部；

在施工时，首先在地面上所需要位置钻孔，将箍筋6与无粘结预应力钢筋滚焊成钢筋笼形状，将二根或以上根数无粘结预应力钢筋垂直绑扎于钢筋笼内侧，其中第二螺纹齿端的朝下，带有钢筋连接器4的第一螺纹齿端朝上设置，在其两端用套管13固定于钢筋笼。预安装最底端的钢筋笼，最底端的钢筋笼中的每根无粘结预应力钢筋的第一螺纹齿先安装锚板11和钢筋连接器4，并通过钢筋连接器4向下连接高强钢筋或者锚杆12，在高强钢筋或者锚杆12的另一端安装锚板11和锁紧螺母10。预安装结束后向下放入钻好的孔内。将第二个钢筋笼放入孔中与第一个钢筋笼对接，在对接之前，先将节点3的两只外套分别套入需对接钢筋笼内侧固定的两个无粘结预应力钢筋上。将第二个钢筋笼与第一个钢筋笼上所有的无粘结预应力钢筋均通过钢筋连接器4连接，将预先拧在第一个钢筋笼的无粘结预应力钢筋第一螺纹齿端的钢筋连接器4反旋拧入第二个钢筋笼无粘结预应力钢筋的第二螺纹齿端，使两个钢筋笼的无粘结预应力钢筋连接。待钢筋笼内侧固定的无粘结预应力钢筋锁上钢筋连接器4后，将两只外套对接旋紧。按此方法，依次进行第二段与第三段钢筋笼的连接，其中最后一个钢筋笼的无粘结预应力钢筋长螺纹的部分先拧入锚板12，再拧入锁紧螺母10。

上述步骤完成后，浇筑混凝土；并进行混凝土养护工作。

混凝土养护完成后，将无粘结预应力钢筋张拉为极限强度的70%，并拧紧螺纹即可制成预应力抗拔桩。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种预应力抗拔桩，包括混凝土和钢筋笼框架，其特征在于：还包括无粘结预应力钢筋，所述无粘结预应力钢筋两端分别设置有第一螺纹齿端和第二螺纹齿端，所述无粘结预应力钢筋的筋体两端分别固定有与之外形尺寸相配合的套管，所述套管长度小于所述无粘结预应力钢筋的长度；钢筋笼框架由至少两段钢筋笼连接组成，所述每段钢筋笼内均安装有两根以上与桩体方向相同的所述无粘结预应力钢筋，所述无粘结预应力钢筋两端的套管固定于相对应的钢筋笼的两端；相连接的两段钢筋笼内的所述无粘结预应力钢筋通过钢筋连接器纵向连接，所述钢筋连接器外还设有节点加强固定相连接的无粘结预应力钢筋的连接处，所述钢筋笼框架最顶端和最底端的钢筋笼不与其他钢筋笼相连的一端具有的所述螺纹齿均依次装有锚板和钢筋连接器。

2.根据权利要求1所述的预应力抗拔桩，其特征在于：所述无粘结预应力钢筋的第一螺纹齿端的长度等于或者大于第二螺纹齿端，所述第二螺纹齿端的长度是所述钢筋连接器长度的一半。

3.根据权利要求1所述的预应力抗拔桩，其特征在于：所述各段钢筋笼是由箍筋和高强钢筋组成，所述高强钢筋与桩体方向相同，所述箍筋与高强钢筋不垂直相交，所述每段钢筋笼框架通过焊接连接。

4.根据权利要求1所述的预应力抗拔桩，其特征在于：所述节点包括外套Ⅰ和外套Ⅱ，所述外套Ⅰ和外套Ⅱ的内孔与钢筋连接器紧密套设，外套Ⅰ和外套Ⅱ的封口与无粘结预应力钢筋紧密套设；所述外套Ⅰ和外套Ⅱ内侧分别设置带开孔的隔板，隔板的强度小于预应力钢筋的张拉力强度，所述隔板上开孔的大小为小于钢筋连接器的外形尺寸并大于无粘结预应力钢筋的外形尺寸；外套Ⅰ通径的长度大于等于单根无粘结预应力钢筋长度的0.5‰；所述外套Ⅰ和外套Ⅱ通过螺纹连接，所述节点的两端封口处内设置O型密封圈。

5.根据权利要求1中所述的预应力抗拔桩，其特征在于：所述最底端钢筋笼的无粘结预应力钢筋通过钢筋连接器还连接有高强钢筋或者锚杆，所述高强钢筋或者锚杆下端装有锚板和锁紧螺母。

6.根据权利要求3中所述的预应力抗拔桩，其特征在于：所述各段钢筋笼还可以是由箍筋和无粘结预应力钢筋组成，所述无粘结预应力钢筋与桩体方向相同，所述无粘结预应力钢筋不垂直相交，所述每段钢筋笼框架通过钢筋连接器连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的预应力抗拔桩的施工方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤（1）：将切割好的光圆预应力钢筋两端外表面通过滚丝机各加工一段螺纹齿，并将所述光圆预应力钢筋制作成无粘结预应力钢筋，分别按照所述无粘结预应力钢筋的尺寸、螺纹齿及强度要求，在加工车间制作相匹配的钢筋连接器、锚板、锁紧螺母以及节点；

步骤（2）：去除两端螺纹齿上的塑料，将钢筋连接器与预应力钢筋上的第一螺纹齿端螺纹连接；

步骤（3）：将箍筋与高强钢筋或者无粘结预应力钢筋滚焊成钢筋笼形状，将二根或以上根数两端固定有套管的无粘结预应力钢筋垂直绑扎于钢筋笼内侧，并通过两端的套管进行固定；

步骤（4）：预钻孔并安装钢筋笼，将所述每两个钢筋笼的高强钢筋焊接连接或者将无粘结预应力钢筋通过钢筋连接器连接，钢筋笼的无粘接预应力钢筋通过第一个钢筋笼第一螺纹齿端的钢筋连接器反旋与第二个钢筋笼的第二螺纹齿端连接，并用节点固定在相连接的两个预应力钢筋的连接处；

步骤（5）：浇筑混凝土，进行混凝土养护工作；

步骤（6）：张拉无粘结预应力钢筋至其极限强度的70%，拧紧高强度连接器。

8.根据权利要求7所述的预应力抗拔桩的施工方法，其特征在于：所述步骤（1）中的无粘结预应力钢筋是将滚压好的光圆预应力钢筋涂抹防腐油后，通过注塑机包裹塑料层制成。

9.根据权利要求7所述的预应力抗拔桩的施工方法，其特征在于：所述步骤（4）中，最底端的钢筋笼中的无粘结预应力钢筋的第一螺纹齿端安装锚板和钢筋连接器，并通过钢筋连接器向下连接高强钢筋或锚杆，在高强钢筋或锚杆最底端安装锚板和锁紧螺母，再放入孔内；最顶端的钢筋笼的无粘结预应力钢筋的第二螺纹齿端先装锚板、再装钢筋连接器。

10.根据权利要求7所述的预应力抗拔桩的施工方法，其特征在于：所述步骤（4）中，先将节点的上下外套分别套入需对接的两根无粘结预应力钢筋上，待无粘结预应力钢筋对接并锁上钢筋连接器后，将两只上下外套对接旋紧进行固定。

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