CN105862855B - 耐久性桩基 - Google Patents
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
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Abstract
本发明公开了预制桩加强结构及耐久性桩基,其中所述预制桩加强结构包括桩端板、桩套箍和若干个连接板;所述桩端板设置于预制桩的端部,所述桩套箍与桩端板固定连接;所述连接板焊接于相邻预制桩端部的桩套箍上。本发明能够解决现有技术存在的技术问题,通过加强板的作用,预制桩的抗拉和抗压强度大大提高,减少了施工过程中的损坏;同时,该结构比机械连接方式更加方便快捷。
Description
技术领域
本发明涉及桩基技术,尤其是预制桩技术。
背景技术
在某些厚层淤泥地区,例如沿海地区或沿湖地区,预制桩(包括管桩、方桩或或多边形桩等各种桩,下同)容易在开挖时或水平作用力下损坏,增加施工成本,影响施工进度。
为了解决上述问题,技术人员提出了新的设计,即采用机械式连接结构。例如在专利201210411014.3中,在管桩端部设置快速连接接头,该接头包括法兰盘和抱箍板,抱箍板设置有嵌合槽,法兰盘对应设置有凸缘,两者嵌合,形成连接结构。类似的机械连接方式还有很多,但是在实际施工中发现机械连接存在不少缺点。首先,机械连接方式要求上下桩体对应,以使嵌合件能够对应联接,因此在施工时常常需要调整桩体的位置,耗费大量的时间;其次,在沉桩时,机械连接结构容易松动,从而影响桩体整体的抗拉、抗压等物理性能。
因此,还需要对现有技术进行改进。
发明内容
发明目的:一个目的是提供一种预制桩加强结构,以解决现有技术存在的上述问题;进一步的目的是提供一种耐久性桩基。
技术方案:一种预制桩加强结构,包括桩端板、桩套箍和若干个连接板;所述桩端板设置于预制桩的端部,所述桩套箍与桩端板固定连接;所述连接板焊接于相邻预制桩端部的桩套箍上。
进一步的,所述连接板为2至6块,其形状与预制桩桩身适配,各连接板沿预制桩桩身的周向均匀布设,相邻连接板之间具有预定的间隙。所述连接板的宽度为桩套箍宽度的0.8~2.8倍;所述连接板的厚度为3~12毫米。所述连接板与桩套箍之间的焊脚尺寸为3~12毫米。相邻连接板之间的间隙的宽度与预制桩周长的比例为0.04~0.12。所述桩套箍的厚度为3~12毫米。
优选的,所述预制桩为管桩,连接板为弧形,管桩的外径为400~1000毫米,连接板的长度为350~650毫米,连接板的宽度为160~300毫米,连接板的厚度为4~8毫米,相邻连接板之间的间隙为73~142毫米,连接板与桩套箍之间的焊脚尺寸为4~8毫米。所述桩套箍的厚度为4至8毫米,宽度为120至300毫米。所述桩套箍成圆柱形,接缝处采用通长焊接的方式焊接。
一种耐久性桩基,包括预制桩,预制桩上述加强结构;所述预制桩包括混凝土桩身,所述混凝土桩身中的混凝土配比为:水泥380-620、硅灰90-150、粉煤灰75-125、砂 420-580、石子980-1100、石灰石粉11-23、助剂8-15、水240-280、陶粒15-35、松香 3-6、甲基纤维素5-10、海泡石纤维5-10、二氧化钛5-10;
其中,所述助剂由以下重量份数的组分组成:减水剂5-10、阻锈剂2-6、缓凝剂0.1-0.6、EVA 5-10;
所述减水剂的结构式为:
式中,R1、R2、R3和R7为H或CH3,R4和R5为H、CH3、异丙基中的一种,R6和R8为H或OH,Ph为苯环,A、B为二价有机基团;M为H或Na,Z为Na+或K+离子,a、b、c、d分别为合成共聚物单体时的摩尔分数,即(1~3):(3~5):(1~2):(0.5~1.5); Y为-CH2-,或-CH2CH(CH3)-;m为40~80;
所述缓凝剂为羟基羧酸、糖蜜缓凝剂或木质素磺酸盐类缓凝剂中的一种;
所述阻锈剂为RI钢筋阻锈剂、JK-H2O复合氨基醇、COR防腐阻锈剂、乙酸钙或苯甲酸钠中的至少一种;
所述混凝土桩身外周还设置有防腐涂层,所述防腐涂层由如下重量份数的组分组成:聚乙烯醇5-12、水解维尼纶胶45-55、重晶石粉5-10、甲基纤维素2-5、羟乙基纤维素3-5、甲基硅油3-8、弹性纯丙烯酸酯乳液150-200、疏水改性聚氨酯缔合型增稠剂 20-25、聚醋酸乙烯乳液15-25、十二碳醇酯1-5。
有益效果:本发明能够解决现有技术存在的技术问题,通过加强板的作用,预制桩的抗拉和抗压强度大大提高,减少了施工过程中的损坏;同时,该结构比机械连接方式更加方便快捷。
附图说明
图1:本发明的实施原理图。
图2:桩端板与桩套箍的连接示意图。
图3:图1中A处的放大示意图。
图4:图2中B处的放大示意图。
图5:图2中C处的放大示意图。
图6:桩套箍的剖面图。
图7:实施例一的结构示意图。
图8:实施例二的结构示意图。
具体实施方式
结合附图1至附图8描述本发明的结构和原理。
如图1所示,该结构用于连接预制桩时,在预制桩上段1和预制桩下段2之间设置有加强连接结构,以提高预制桩的物理性能,特别是抗拉、抗压和抗剪性能,减少施工过程中由于淤泥层、孤立石头或地基开挖造成的断裂和损坏。从该图可以看出,相邻预制桩的端部设置有桩端板5和桩套箍4。桩套箍与桩端板之间焊接固定,具体如图2所示,桩套箍和桩端板之间采用埋弧焊的方式焊接。用以加强的连接板3沿桩身的周向焊接于桩套箍4上。相邻端板之间采用堆焊9的方式焊接固定。桩套箍与连接板的焊接处具有角焊缝10。从图1可知,预制桩还设置有端板锚固筋7和预应力筋6。
转到图3,继续描述该加强连接结构,从该图中可知,沿桩身的周向(环向),采用堆焊的方式焊接相邻的端板,在该实施例中分三层堆焊。需要注意的是,该图明确地表明了连接板和桩套箍的连接方式和设置方式。首先,连接板和桩套箍之间焊接。在纵向,即连接板宽度的方向上,连接板覆盖桩套箍约三分之二,桩套箍留有三分之一的宽度。
结合描述图4和图5,图4展示了桩套箍与桩端板之间位置关系和焊接方式。图5 展示了桩套箍两端的连接方式。
转到图6,从该图中可知,桩套箍上有两个凸痕,可以根据实际情况成型,也可以不设置凸痕。
最后结合图7和图8描述该加强连接结构用于管桩时的情况。当管桩外径小于600时,加强连接板为3块,连接板之间的间隙8与连接板长度的比例为0.2~0.5。
当管桩外径大于等于600时,采用四块连接板,连接板之间的间隙8与连接板长度的比例为0.2~0.5。
对于不同型号的管桩,连接板的参数如下:
管桩外径、间隙、连接板长度、连接板宽度、连接板厚度、焊脚尺寸、连接板个数
400、73、350、160、4、4、3,
450、95、380、160、4、4、3
500、98、430、200、4、4、3
550、101、480、200、5、5、3
600、75、400、200、5、5、4
700、105、450、250、6、6、4
800、133、500、300、6、6、4
1000、142、650、300、8、8、4。
桩套箍的参数如下:
管桩外径、桩套箍宽度、桩套箍厚度
400、120、4;450、120、4;500、150、4;550、150、4;600、150、5; 700、200、5;700、200、6;800、250、6;1000、300、8。
当D=550时,有
tb=5,u=π×(D+tb),u=1774,g=101,Lb=(u-3×g)/3,Lb=480.195,
L1=150,La=200
Hf=5,βf=1.22,ffw=160
最大拉应力为1.513×103。
管桩性能测试
实验1~实验6
例1 | 例2 | 例3 | 例4 | 例5 | 例6 | 例7 | |
水泥 | 450 | 382 | 480 | 520 | 580 | 622 | 410 |
硅灰 | 110 | 92 | 145 | 136 | 152 | 124 | 105 |
粉煤灰 | 115 | 95 | 83 | 74 | 126 | 105 | 120 |
砂 | 420 | 575 | 445 | 550 | 480 | 525 | 505 |
石子 | 1005 | 990 | 985 | 1105 | 995 | 1100 | 980 |
石灰石粉 | 11.5 | 13.5 | 23 | 18.5 | 21.5 | 22.5 | 20.5 |
助剂 | 9 | 12 | 15 | 10 | 8 | 14 | 13 |
水 | 250 | 265 | 278 | 242 | 283 | 240 | 270 |
陶粒 | 18 | 25 | 22 | 15 | 28 | 35 | 32 |
松香 | 3.5 | 5.5 | 4.5 | 3.2 | 4.8 | 5.8 | 6.0 |
甲基纤维素 | 6 | 8.8 | 7.5 | 5.2 | 9.5 | 10.1 | 6.5 |
海泡石纤维 | 6.5 | 8.2 | 7.6 | 9.5 | 7.8 | 5.5 | 8.8 |
氧化钛 | 6.8 | 7.5 | 8.3 | 9.2 | 10.1 | 6.2 | 9.6 |
实施例N1~实施例N7,N为1~5,N1中各实施例的其他组分相同,助剂的配比不同。
当N为1~5时,助剂的配比分别如下:
减水剂6.1、阻锈剂(RI钢筋阻锈剂)4.5、缓凝剂(糖蜜缓凝剂)0.3、EVA 6.5。
减水剂9.2、阻锈剂(苯甲酸钠)3.2、缓凝剂(羟基羧酸)0.1、EVA 7.5。
减水剂5.1、阻锈剂(RI钢筋阻锈剂)5.1、缓凝剂(糖蜜缓凝剂)0.2、EVA 8.5。
减水剂7.3、阻锈剂(苯甲酸钠)2.2、缓凝剂(木质素磺酸盐类缓凝剂)0.4、EVA5.5。
减水剂10.3、阻锈剂(JK-H2O复合氨基醇)6.2、缓凝剂(木质素磺酸盐类缓凝剂)0.5、EVA 10.5。
实施例11至17的实验结果:
实施例21至27的实验结果:
例21 | 例22 | 例23 | 例24 | 例25 | 例26 | 例27 | 对照 | |
抗压强度 | 125 | 118 | 140 | 135 | 165 | 175 | 158 | 65 |
抗折刚度 | 19.5 | 24.5 | 30.5 | 18.5 | 22.5 | 24.5 | 24.5 | 6.2 |
极限弯矩 | 360 | 440 | 560 | 490 | 370 | 390 | 450 | 175 |
抗拉强度 | 5.85 | 6.25 | 7.55 | 8.25 | 7.85 | 5.25 | 8.75 | 4.3 |
断裂能 | 245 | 250 | 275.5 | 250 | 285 | 320 | 330 | 185 |
抗硫酸盐腐蚀 | 220 | 130 | 190 | 180 | 150 | 220 | 175 | 50 |
Cl扩散系数 | 1.35 | 1.10 | 1.45 | 1.05 | 1.20 | 1.45 | 1.30 | 2.4 |
抗冻次数 | 165 | 170 | 180 | 155 | 175 | 175 | 165 | 66 |
电通量 | 320 | 550 | 430 | 390 | 440 | 520 | 560 | 850 |
实施例31至37的实验结果:
实施例41至47的实验结果:
例41 | 例42 | 例43 | 例44 | 例45 | 例46 | 例47 | 对照 | |
抗压强度 | 130 | 125 | 145 | 140 | 170 | 180 | 165 | 65 |
抗折刚度 | 16.5 | 25.5 | 31.5 | 20.5 | 23.5 | 22.5 | 25.5 | 6.2 |
极限弯矩 | 375 | 445 | 565 | 510 | 380 | 400 | 445 | 175 |
抗拉强度 | 5.25 | 6.35 | 7.25 | 8.55 | 7.25 | 6.25 | 8.25 | 4.3 |
断裂能 | 260 | 255 | 270 | 260 | 290 | 340 | 350 | 185 |
抗硫酸盐腐蚀 | 240 | 150 | 210 | 190 | 165 | 240 | 210 | 50 |
Cl扩散系数 | 1.25 | 1.15 | 1.40 | 1.25 | 1.25 | 1.55 | 1.35 | 2.4 |
抗冻次数 | 155 | 175 | 170 | 160 | 170 | 180 | 155 | 66 |
电通量 | 325 | 560 | 440 | 395 | 450 | 540 | 580 | 850 |
实施例51至57的实验结果:
例51 | 例52 | 例53 | 例54 | 例55 | 例56 | 例57 | 对照 | |
抗压强度 | 135 | 120 | 145 | 150 | 160 | 180 | 165 | 65 |
抗折刚度 | 15.5 | 26.5 | 32.5 | 20.5 | 24.5 | 26.5 | 26.5 | 6.2 |
极限弯矩 | 380 | 460 | 580 | 510 | 380 | 420 | 460 | 175 |
抗拉强度 | 5.35 | 6.55 | 7.25 | 8.55 | 7.65 | 5.55 | 8.35 | 4.3 |
断裂能 | 250 | 265 | 270 | 265 | 275 | 330 | 350 | 185 |
抗硫酸盐腐蚀 | 250 | 145 | 180 | 175 | 160 | 230 | 180 | 50 |
Cl扩散系数 | 1.45 | 1.15 | 1.55 | 1.35 | 1.05 | 1.15 | 1.20 | 2.4 |
抗冻次数 | 150 | 175 | 190 | 160 | 170 | 180 | 170 | 66 |
电通量 | 330 | 560 | 440 | 395 | 450 | 400 | 510 | 850 |
本发明的减水剂具有梳形结构,分子中的长链被水溶剂化后,具有显著的空间位阻作用;同时分子结构中的磺酸基/羟基为分散水泥颗粒提供了静电斥力作用。既保证了产品较高的减水率和混凝土的坍落度损失,也确保了混凝土高强度和优良的耐久性能,综合性能极佳。分子侧链上的醇羟基提高了材料的溶解性能,同时能在线性分子间其架桥作用,形成层状结构,提高产品的综合性能。
实验二、防腐涂层性能测试
根据相关标准或规范的方法进行检验,数据如下:
耐碱性实验的标准是不起泡、不龟裂、不剥离。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(例如将本发明的技术思路用于方桩或多边形桩),这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种耐久性桩基,其特征在于,包括预制桩,预制桩具有加强结构;所述加强结构包括桩端板、桩套箍和若干个连接板;所述桩端板设置于预制桩的端部,所述桩套箍与桩端板固定连接;所述连接板焊接于相邻预制桩端部的桩套箍上;所述预制桩包括混凝土桩身,所述混凝土桩身中的混凝土配比为:水泥380-620、硅灰90-150、粉煤灰75-125、砂420-580、石子980-1100、石灰石粉11-23、助剂8-15、水240-280、陶粒15-35、松香3-6、甲基纤维素5-10、海泡石纤维5-10、二氧化钛5-10;
其中,所述助剂由以下重量份数的组分组成:减水剂5-10、阻锈剂2-6、缓凝剂0.1-0.6、EVA 5-10;
所述减水剂的结构式为:
式中,R1、R2、R3和R7为H或CH3,R4和R5为H、CH3、异丙基中的一种,R6和R8为H或OH,Ph为苯环,A、B为二价有机基团;M为H或Na,Z为Na+或K+离子,a、b、c、d分别为合成共聚物单体时的摩尔分数,即(1~3):(3~5):(1~2):(0.5~1.5);Y为-CH2-,或-CH2CH(CH3)-;m为40~80;
所述缓凝剂为羟基羧酸、糖蜜缓凝剂或木质素磺酸盐类缓凝剂中的一种;
所述阻锈剂为RI钢筋阻锈剂、JK-H2O复合氨基醇、COR防腐阻锈剂、乙酸钙或苯甲酸钠中的至少一种;
所述混凝土桩身外周还设置有防腐涂层,所述防腐涂层由如下重量份数的组分组成:聚乙烯醇5-12、水解维尼纶胶45-55、重晶石粉5-10、甲基纤维素2-5、羟乙基纤维素3-5、甲基硅油3-8、弹性纯丙烯酸酯乳液150-200、疏水改性聚氨酯缔合型增稠剂20-25、聚醋酸乙烯乳液15-25、十二碳醇酯1-5。
2.如权利要求1所述的耐久性桩基,其特征在于,所述连接板为2至6块,其形状与预制桩桩身适配,各连接板沿预制桩桩身的周向均匀布设,相邻连接板之间具有预定的间隙。
3.如权利要求2所述的耐久性桩基,其特征在于,所述连接板的宽度为桩套箍宽度的0.8~2.8倍;所述连接板的厚度为3~12毫米。
4.如权利要求2所述的耐久性桩基,其特征在于,所述连接板与桩套箍之间的焊脚尺寸为3~12毫米。
5.如权利要求2所述的耐久性桩基,其特征在于,相邻连接板之间的间隙的宽度与预制桩周长的比例为0.04~0.12。
6.如权利要求1至5任一项所述的耐久性桩基,其特征在于,所述桩套箍的厚度为3~12毫米。
7.如权利要求1或2所述的耐久性桩基,其特征在于,所述预制桩为管桩,连接板为弧形,管桩的外径为400~1000毫米,连接板的长度为350~650毫米,连接板的宽度为160~300毫米,连接板的厚度为4~8毫米,相邻连接板之间的间隙为73~142毫米,连接板与桩套箍之间的焊脚尺寸为4~8毫米。
8.如权利要求7所述的耐久性桩基,其特征在于,所述桩套箍的厚度为4至8毫米,宽度为120至300毫米。
9.如权利要求7所述的耐久性桩基,其特征在于,所述桩套箍成圆柱形,接缝处采用通长焊接的方式焊接。
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