CN104018497A - 一种预应力高强混凝土方桩及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预应力高强混凝土方桩及其制造方法，其创新点在于：混凝土方桩和端板的方形外形，四边转角呈应力消除圆弧形，其圆弧形的其中一对圆弧角度数为90度，圆弧半径为18mm，另一对圆弧角度数为90度，圆弧半径为13mm；制造方法中离心旋转成型分为三个阶段，包括低速离心阶段、高速离心阶段和超低速离心阶段。本发明的这种预应力高强混凝土方桩，圆弧形角度和半径的设定，使得成桩在建筑施工锤击中不易损坏，产品成桩率高达99.5～99.8%；本产品的制造方法中，离心成型在离心机上离心三个阶段的设置，使得混凝土的密实度增加，提高了离心桩的承载力，延性度和抗弯抗剪性能，承载力增加了25～30%，延性度增加了15～30%，抗弯抗剪性能增加了10～15%。
Description
技术领域
本发明涉及一种预应力高强混凝土方桩，本发明还涉及一种预应力高强混凝土方桩的制造方法，属于建筑领域。
背景技术
在土木建筑工程中常常需要用钢筋混凝土做地基的基础桩，用压桩机压入地下后成为基础桩，让基础桩的上部承载建筑物，贴别是地质构造比较复杂的地基上建造大型或高层建筑物时，采用基础桩增强基础是目前必不可少的手段。目前基础桩按其结构可分为空心桩和实心桩，按制作方法分可分为预制和灌注桩，按用钢材可分为普通钢筋和应力钢筋，按成型方式可分为人工成型和离心成型等。
现有技术中有多种预应力混凝土实心方桩及其制作方法，如其中的一种钢桩尖全预应力混凝土整根实心方桩及其加工方法，在桩体制作时，先制作箍筋，再穿入预应力主筋，最后在箍筋与预应力主筋结合处进行绑扎，不仅加工麻烦、效率低，也很难保证箍筋与预应力主筋贴合在一起。另外，由于钢筋笼采用的是绑扎工艺，所以按设计要求，钢筋笼预应力主筋的直径必须比采用焊接工艺的钢筋笼预应力主筋的直径大20% 以上，钢筋笼预应力主筋的用量大、耗材多，大大提高了制造成本。还有一种预应力混凝土实心方桩及其制作方法，其采用多个钢筋笼，在实际生产过程中，当预应力主筋大于12 根以上时，生产工艺繁琐、不易控制。另外采用多个钢筋笼无法放置桩尖一次成形。若需桩尖，则需要与桩身另行连接，既麻烦又影响桩身的整体强度。
上述的两种方法，桩身与承台连接时工艺复杂，成本较高。此外，上述的两种方法在沿海地区盐碱地等防腐蚀性要求较高的水文地质条件下，其应用也会受到限制。更重要的是生产的预应力混凝土实心方桩强度不够强，无法满足建筑行业的建筑需求。
由此可见，有必要对现有技术中预应力混凝土方桩以及其制作方法进行改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种预应力高强混凝土方桩及其制造方法，原材料浪费小，生产成本低，方桩强度高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种预应力高强混凝土方桩，包括钢筋笼、混凝土和两端设有与钢筋笼连接的金属端板，；所述两金属端板四周设有焊接坡口，中央是圆孔，圆孔与四边间对称的设有穿线孔和张力孔；所述钢筋笼的箍筋呈螺旋状焊接在主筋上，桩心是与端板中央圆孔直径相同的圆筒形中孔，其创新点在于：所述的混凝土方桩和端板的方形外形，四边转角呈应力消除圆弧形，其圆弧形的其中一对圆弧角度数为90度，圆弧半径为15～20mm，另一对圆弧角度数为90度，圆弧半径为10～15mm。
进一步的，所述圆弧形的其中一对圆弧角度数为90度，圆弧半径为18mm，另一对圆弧角度数为90度，圆弧半径为13mm。
本发明的另一个目的是提供一种预应力高强混凝土方桩的制造方法，包括制备钢筋笼骨架、钢筋笼与端板连接、对钢筋笼实施预应力定值张拉、向模具中浇注混泥土、离心旋转成型、高压蒸养成型和成品脱模，其创新点在于：所述离心旋转成型分为三个阶段，包括低速离心阶段、高速离心阶段和超低速离心阶段。
进一步的，所述的低速离心阶段，离心转数为115.5～126.8转/min，离心时间为22.5～23.5min。
进一步的，所述的高速离心阶段，离心转数为1500.5～1600.5转/min，离心时间为2.5～4.5min。
进一步的，所述的超低速离心阶段，离心转数为60.5～100.5转/min，离心时间为6.5～7.5min。
进一步的，所述的高压蒸养成型步骤中高压养护时间为8～10h，养护温度为100～200℃，养护压力为1～1.2MPA。
本发明的有益效果：本发明的这种预应力高强混凝土方桩，混凝土方桩和端板的方形外形，四边转角呈应力消除圆弧形，圆弧形角度和半径的设定，使得成桩在建筑施工锤击中不易损坏，产品成桩率高达99.5～99.8%；本产品的制造方法中，离心成型在离心机上离心三个阶段的设置，使得混凝土的密实度增加，提高了离心桩的承载力，延性度和抗弯抗剪性能，承载力增加了25～30%，延性度增加了15～30%，抗弯抗剪性能增加了10～15%。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作详细说明。
实施例1
一种预应力高强混凝土方桩，包括钢筋笼和混凝土，方桩的两端设有与钢筋笼连接的金属端板，两方形端板四周设有焊接坡口，中央是圆孔，圆孔与四边间对称的设有穿线孔和张力孔，钢筋笼的箍筋呈螺旋状连接的焊接在主筋上，桩心是与端板中央圆孔直径相同的圆筒形中孔，其创新点在于：混凝土方桩和端板的方形外形，四边转角呈应力消除圆弧形，其圆弧形的其中一对圆弧角度数为90度，圆弧半径为15～20mm，另一对圆弧角度数为90度，圆弧半径为10～15mm。
一种预应力高强混凝土方桩的制造方法，包括制备钢筋笼骨架、钢筋笼与端板连接、对钢筋笼实施预应力定值张拉、向模具中浇注混泥土、离心旋转成型、高压蒸养成型和成品脱模，其创新点在于：离心旋转成型分为三个阶段，包括低速离心阶段、高速离心阶段和超低速离心阶段。
低速离心阶段，离心转数为150转/min，离心时间为20min。
高速离心阶段，离心转数为1500转/min，离心时间为2min。
超低速离心阶段，离心转数为50转/min，离心时间为5min。
其中，设置高压蒸养成型步骤中高压养护时间为8h，养护温度为80℃，养护压力为1MPA。
基于本实施例的这种预应力高强混凝土方桩，圆弧形角度和半径的设定，产品成桩率高达99.5%；本实施例产品的制造方法中，混凝土的密实度增加，提高了离心桩的承载力、延性度和抗弯抗剪性能，其中，承载力增加了25%，延性度增加了15%，抗弯抗剪性能增加了10%。
实施例2
一种预应力高强混凝土方桩，包括钢筋笼和混凝土，方桩的两端设有与钢筋笼连接的金属端板，两方形端板四周设有焊接坡口，中央是圆孔，圆孔与四边间对称的设有穿线孔和张力孔，钢筋笼的箍筋呈螺旋状连接的焊接在主筋上，桩心是与端板中央圆孔直径相同的圆筒形中孔，其创新点在于：混凝土方桩和端板的方形外形，四边转角呈应力消除圆弧形，其圆弧形的其中一对圆弧角度数为90度，圆弧半径为18mm，另一对圆弧角度数为90度，圆弧半径为13mm。
一种预应力高强混凝土方桩的制造方法，包括制备钢筋笼骨架、钢筋笼与端板连接、对钢筋笼实施预应力定值张拉、向模具中浇注混泥土、离心旋转成型、高压蒸养成型和成品脱模，其创新点在于：离心旋转成型分为三个阶段，包括低速离心阶段、高速离心阶段和超低速离心阶段。
低速离心阶段，离心转数为200转/min，离心时间为25min。
高速离心阶段，离心转数为2000转/min，离心时间为5min。
超低速离心阶段，离心转数为120转/min，离心时间为10min。
其中，设置高压蒸养成型步骤中高压养护时间为10h，养护温度为220℃，养护压力为1.2MPA。
基于本实施例的这种预应力高强混凝土方桩，圆弧形角度和半径的设定，产品成桩率高达99.8%；本实施例产品的制造方法中，混凝土的密实度增加，提高了离心桩的承载力、延性度和抗弯抗剪性能，其中，承载力增加了30%，延性度增加了30%，抗弯抗剪性能增加了15%。
Claims (7)
1.一种预应力高强混凝土方桩，包括钢筋笼、混凝土和两端设有与钢筋笼连接的金属端板；所述两金属端板四周设有焊接坡口，中央是圆孔，圆孔与四边间对称的设有穿线孔和张力孔；所述钢筋笼的箍筋呈螺旋状焊接在主筋上，桩心是与端板中央圆孔直径相同的圆筒形中孔，其特征在于：所述的混凝土方桩和端板的方形外形，四边转角呈应力消除圆弧形，其圆弧形的其中一对圆弧角度数为90度，圆弧半径为15～20mm，另一对圆弧角度数为90度，圆弧半径为10～15mm。
2. 根据权利要求1所述的预应力高强混凝土方桩，其特征在于：所述圆弧形的其中一对圆弧角度数为90度，圆弧半径为18mm，另一对圆弧角度数为90度，圆弧半径为13mm。
3.一种权利要求1所述的预应力高强混凝土方桩的制造方法，包括制备钢筋笼骨架、钢筋笼与端板连接、对钢筋笼实施预应力定值张拉、向模具中浇注混泥土、离心旋转成型、高压蒸养成型和成品脱模，其特征在于：所述离心旋转成型分为三个阶段，包括低速离心阶段、高速离心阶段和超低速离心阶段。
4. 根据权利要求3所述的预应力高强混凝土方桩的制造方法，其特征在于：所述的低速离心阶段，离心转数为115.5～126.8转/min，离心时间为22.5～23.5min。
5. 根据权利要求3所述的预应力高强混凝土方桩的制造方法，其特征在于：所述的高速离心阶段，离心转数为1500.5～1600.5转/min，离心时间为2.5～4.5min。
6.根据权利要求3所述的预应力高强混凝土方桩的制造方法，其特征在于：所述的超低速离心阶段，离心转数为60.5～100.5转/min，离心时间为6.5～7.5min。
7. 根据权利要求3所述的预应力高强混凝土方桩的制造方法，其特征在于：所述的高压蒸养成型步骤中高压养护时间为8～10h，养护温度为100～200℃，养护压力为1～1.2MPA。
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