CN103526751B - 压力分散型预应力抗拔抗浮桩及施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种压力分散型预应力抗拔抗浮桩及施工方法，改变其钢筋-钢绞线笼结构，由两段以上不连续的钢筋笼轴向连接，最上端的钢筋笼的上端不进入钢筋混凝土底板，每一段钢筋笼的下端焊接成V形底端；在钢筋笼外侧轴向穿过沿圆周均布的数根钢绞线，钢绞线的上端与所述的钢筋混凝土底板固定，钢绞线的下端在V形底端穿过一保护圈对钢绞线进行保护，相邻的两段的钢筋-钢绞线笼之间用轴向的传力管连接，使其轴力沿桩轴线方向有两个或多个轴向受力峰值，从而能较好发挥其承载力，使其承载力较传统成桩方法形成的桩大大提高。使施工变得容易，施工速度提高，质量达到保证，成本下降。
Description
技术领域
本发明压力分散型预应力抗拔抗浮桩及施工方法，属于建筑地基基础施工中的成桩，可用作抗拔抗浮桩，也可用作抗压桩或护坡桩。
背景技术
目前国内外为实施预应力抗浮桩，多采用泥浆护壁正反循环、冲击钻或静态护壁的旋挖钻机成孔，下入事先加工好的钢绞线笼，之后利用导管进行水下混凝土灌注成桩。该方法根本缺陷是承载体采用反力盘，下笼过程中易产生“水桶”效应，更为困难的是导管不能下到底，导致关键部位混凝土不密实，提供反力不理想，即使采用了孔底后压浆补救措施也不理想。如果想要实现压力分散型抗浮桩则相当困难，目前为止尚未见到相关报道。
部分粘结预应力抗拔抗浮桩的优点：改变了混凝土受力性状，使混凝土受力更合理，可按一级抗裂缝进行抗拔抗浮桩设计；节省大量钢筋；长螺旋成孔压灌混凝土后插钢筋-钢绞线笼实现了快速施工，效率高，比传统反循环钻机施工快5～10倍；不用泥浆护壁，没有泥浆污染，实现了干作业，利于安全文明施工，尤其在市内施工，更显其优势。
由本人申请并已授权的 ZL200710065368.6“部分粘接预应力抗拔抗浮桩及其施工方法”及ZL200720104256.2 “部分粘接预应力抗拔抗浮桩的钢绞线笼” 专利技术以其明显的优越性正在迅速推广。其施工工艺是采用长螺旋钻机成孔，管内泵压大坍落度细砾混凝土，后插钢筋-钢绞线笼成桩。但就其受力机理来说，仍然是部分粘结，有部分钢绞线与混凝土粘结，这就使得该抗拔抗浮桩不是全部意义上的预应力抗拔抗浮桩，比如说有20%为粘结，即是说当桩发挥80%承载力之后，剩余20%时其受力变为有粘结，即混凝土由受压变为了受拉。并未实现全部预应力抗拔抗浮桩。同时当桩较长时桩的承载力不能得到很好发挥，尤其上部桩侧摩阻不能得到有效的发挥，就其受力曲线来看，沿轴线方向其轴力只有一个峰值，其受力显然可以改进使其变为有两个或更多个峰值，这样其受力就合理的多，单桩承载力将大大提高，其经济效益也将显著提高。或者同样承载力设计值，桩就可缩短，或减少根数，便于施工，可保证质量和进度。如果需拆除钢绞线的临时性的抗拔桩，还可将利用后的钢绞线拆除。也将更加节约环保。
发明内容
为了解决上述较长抗拔抗浮桩未能实现全部意义上的预应力抗拔抗浮桩，以及沿桩轴线方向轴向受力峰值只有一个，本发明提供一种压力分散型抗拔抗浮桩，改变其钢筋-钢绞线笼结构，使其有两个或多个峰值，同时实现了全部意义上的预应力抗拔抗浮桩，并能将改变后的钢筋-钢绞线笼顺利插入到设计标高，充分体现了“越压越紧”的侧摩阻作用机理，从而能较好发挥其承载力，使其承载力较传统成桩方法形成的桩大大提高。
本发明的技术方案是：一种压力分散型预应力抗拔抗浮桩，包括浇注在混凝土内的钢筋-钢绞线笼，其特征在于：所述的钢筋-钢绞线笼包括两段以上不连续的钢筋笼轴向连接，最上端的钢筋笼的上端不进入钢筋混凝土底板，每一段钢筋笼的下端焊接成V形底端；在钢筋笼外侧轴向穿过沿圆周均布的数根钢绞线，钢绞线的上端与所述的钢筋混凝土底板固定，钢绞线的下端在V形底端穿过一保护圈对钢绞线进行保护，形成二个以上承载体的部分粘结预应力拉力分散型抗拔抗浮桩笼；相邻的两段的钢筋-钢绞线笼之间用轴向的传力管连接，使其轴力沿桩轴线方向有两个或多个轴向受力峰值。
每段所述的钢筋笼的轴向钢筋为通长钢筋；该钢绞线的下端去皮2~4m，分成二组或多组穿过钢筋笼，并分别用保护圈对钢绞线进行保护。
一种所述的压力分散型预应力抗拔抗浮桩的施工方法，其特征在于：用中空式长螺旋钻机钻桩孔；在桩孔内压灌混凝土后将所述的钢筋-钢绞线笼插入到桩孔内的压灌混凝土内，并达到设计标高；之后将钢绞线对称锁定在桩顶上或底板预留位置上，形成压力分散型预应力抗拔抗浮桩。
所述的钢绞线需事先用弯曲机弯曲，用不同颜色油漆或其他方式做好标记，锁定时按照标记对称进行，相同标记颜色的钢绞线要同时拉拔锁定。
本发明的优点是：该新型桩能应用于抗拔抗浮桩，也可用于抗压桩以及护坡桩（部分），并能广泛适用于不同的地层，用途广泛；实现了全部意义上的预应力抗拔抗浮桩；解决了较长抗拔抗浮桩轴力沿桩轴线方向使其有两个或多个轴向受力峰值，并能将改变后的钢筋-钢绞线笼顺利插入到设计标高，从而能较好发挥其承载力，使其承载力较传统成桩方法形成的桩大大提高的难题；使施工变得容易，施工速度大大提高，质量达到保证；同时大大提高了桩的承载力，成本大大下降。如果需拆除钢绞线的临时性的抗拔桩，还可将利用后的钢绞线拆除。环保节约，显示了其极大的优越性。
附图说明
图1是本发明施工方法的工艺流程图；
图2a是本发明具有二个承载体的压力分散型钢筋-钢绞线笼的第一实施例（两个承载体之间无通长钢筋连接）的结构示意图；
图2b是图2a的A-A剖视图；
图2c是图2a的B-B剖视图；
图3a是本发明具有二个承载体的压力分散型钢筋-钢绞线笼的第二实施例（两个承载体之间有通长钢筋连接）的结构示意图；
图3b是图3a的C-C剖视图；
图3c是图3a的D-D剖视图；
图4a是本发明具有三个承载体的压力分散型钢筋-钢绞线笼的第一实施例（相邻的两个承载体之间无通长钢筋连接）结构示意图；
图4b是图4a 的E-E剖视图；
图4c是图4a 的F-F剖视图；
图4d是图4a 的G-G剖视图；
图5a是本发明具有三个承载体的压力分散型钢筋-钢绞线笼的第二实施例（相邻的两个承载体之间有通长钢筋连接）结构示意图；
图5b是图5a 的H-H剖视图；
图5c是图5a 的I-I剖视图；
图5d是图5a 的J-J剖视图。
具体实施方式
参见图2a-图5d，本发明一种压力分散型预应力抗拔抗浮桩，包括浇注在混凝土内的钢筋-钢绞线笼，其特征在于：所述的钢筋-钢绞线笼包括两段以上不连续的钢筋笼1（由轴向钢筋11和螺旋钢筋12焊接构成）轴向连接，最上端的钢筋笼1的上端不进入钢筋混凝土底板6，每一段钢筋笼1的下端焊接成V形底端13。在钢筋笼1外侧轴向穿过沿圆周均布的数根钢绞线2，钢绞线2的上端与所述的钢筋混凝土底板6固定，钢绞线2的下端在V形底端13穿过一保护圈3对钢绞线2的（下端）进行保护，形成二个以上承载体的部分粘结预应力压力分散型抗拔抗浮桩笼；相邻的两段的钢筋-钢绞线笼之间用轴向的传力管4连接，使其轴力沿桩的轴线方向有两个或多个轴向受力峰值。
每段所述的钢筋笼1的轴向钢筋11可以单独设置（如图2a和图4a所示），或者为通长钢筋11′（即贯穿于各段钢筋笼1的轴向钢筋11，如图3a和图5a所示）。该钢绞线2的下端去皮2~4m，分成二组或多组穿过钢筋笼1的底端，并分别用保护圈3对钢绞线2进行保护。
所述的传力管4可以是钢铁等强度高的管子，也可是钢筋混凝土预制管，或其他具有相当强度的材料制成的管子。
本发明施工（成桩）方法的基本工艺流程如图1所示，以下结合具体实施例和图2-图5进行细述：
1、测量放线定桩位：首先在平整场地上测量放线定桩位，两端用测量仪器做好定位桩，防止桩位出现偏差时随时复核；定桩位通常是用钢钎或打孔器在地上打一深孔，灌入白石灰粉，在桩位处插上钢筋棍等明显标志。
2、长螺旋钻机就位打孔：利用双线锤法分别从两侧对钻机调平，保证钻机水平，同时保证钻具的垂直度偏差在0.5%范围之内。视土层、水位、周边环境情况可采取挨个钻孔或“跳打”（可以跳一个孔或多个孔）。
3、混凝土的配制：搅拌站须对进站的水泥、沙、石子及外掺剂进行复试，合格后方可使用。尤其对坍落度要求应满足长螺旋压灌使用，一般为200~240mm，控制粗骨料粒径不大于20mm。为满足和易性需要及工业废料利用，适量掺入粉煤灰，粉煤灰还有低标号水泥作用。
4、钢筋-钢绞线笼（简称笼子）制作：压力分散型钢筋-钢筋线笼制作是关键，该专利设计有两种常用：一种是如图2a-2c、图4a-4d所示，钢筋笼1分别是两段和三段不连续的笼子，笼子上端的轴向钢筋11不穿入钢筋混凝土底板6（位于桩顶），且下端均为“V”字形，钢绞线2事先用弯曲机弯曲，穿过钢筋笼1外侧，并用钢筋焊接成环形保护圈3对钢绞线2保护。形成两个（或多个）承载体，两承载体之间用传力管4连接，保证输送装置能将笼子下到设计位置。该传力管4常用预制钢筋混凝土管。另一种如图3a-3c、图5a-5d所示，所有钢筋笼1之间的轴向钢筋11部分采用通长钢筋11′，笼子上端的钢筋不穿入底板，两部分下端均为“V”字形，钢绞线2事先用弯曲机弯曲，穿过两部分钢筋笼1的外侧，并用钢筋焊接成环形的保护圈3对钢绞线2（的下端外围）进行保护；形成两个（或多个）承载体，两承载体之间用传力管4连接，保证输送装置能将笼子下到设计位置。该传力管4常用预制钢筋混凝土管。
5、混凝土压灌：长螺旋钻机钻到设计标高后，开泵输送已检验合格的混凝土，提离孔底20~30cm，压灌过程中要连续，遇到停泵或混凝土不能连续供应时，应每隔一段时间活动一下，或打泵数下，避免混凝土凝结；灌至孔口处，避免下笼时掉入泥土造成夹泥。
6、钢筋-钢绞线笼插入：用起重设备将振动管穿入笼子中吊起，利用其自重下沉，不能达到设计深度时，开动振动锤，振动插入，在插入过程中采取可靠导正措施保证笼子的垂直度。钢绞线2上端高出底板0.8~1.0m，并在钢筋混凝土底板6施工完成后，钢绞线2锁定前将该部分无粘结钢绞线2外皮剥去，并将油脂去除，以利钢绞线锁定。
7、钢绞线2对称锁定：在桩施工达到要求后，清除桩间土，凿掉保护桩头，做好防水后进行底板6施工，整个过程中做好钢绞线的保护工作，避免钢绞线上头散开。在钢筋混凝土底板防水做好后进行张拉并用锚头7锁定，或锁在钢筋混凝土底板6上表面或锁在钢筋混凝土底板6预留位置。如图3、图5所示。锁定时要找好标记，对称进行，相同颜色的钢绞线2要同时拉拔锁定。为可靠计采用电阻计进行测量复核。如底板上无覆土，可锁在桩顶上，其外露部分0.8~1.0m去皮去脂钢绞线与钢筋绑扎后打入钢筋混凝土底板6混凝土中。如图2、图4所示。
Claims (3)
1.一种压力分散型预应力抗拔抗浮桩，包括浇注在混凝土内的钢筋-钢绞线笼，其特征在于：所述的钢筋-钢绞线笼包括两段以上不连续的钢筋笼轴向连接，最上端的钢筋笼的上端不进入钢筋混凝土底板，每一段钢筋笼的下端焊接成V形底端；在钢筋笼外侧轴向穿过沿圆周均布的数根钢绞线，钢绞线的上端与所述的钢筋混凝土底板固定，钢绞线的下端在V形底端穿过一保护圈对钢绞线进行保护，形成二个以上承载体的部分粘结预应力拉力分散型抗拔抗浮桩笼；相邻的两段的钢筋-钢绞线笼之间用轴向的传力管连接，使其轴力沿桩轴线方向有两个或多个轴向受力峰值；
所述的压力分散型预应力抗拔抗浮桩的施工方法：用中空式长螺旋钻机钻桩孔；在桩孔内压灌混凝土后将所述的钢筋-钢绞线笼插入到桩孔内的压灌混凝土内，并达到设计标高；之后将钢绞线对称锁定在桩顶上或底板预留位置上，形成压力分散型预应力抗拔抗浮桩。
2.根据权利要求1所述的压力分散型预应力抗拔抗浮桩，其特征在于：每段所述的钢筋笼的轴向钢筋为通长钢筋；该钢绞线的下端去皮2~4m，分成二组或多组穿过钢筋笼，并分别用保护圈对钢绞线进行保护。
3.根据权利要求1所述的压力分散型预应力抗拔抗浮桩，其特征在于：所述的钢绞线需事先用弯曲机弯曲，用不同颜色油漆或其他方式做好标记，锁定时按照标记对称进行，相同标记颜色的钢绞线要同时拉拔锁定。
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