CN112049108A - 分段式uhpc-砼管桩及其离心成型施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分段式UHPC‑砼管桩及其离心成型施工方法，包括混合管桩，混合管桩包括混凝土段管桩，混凝土段管桩的两端分别连接有UHPC段管桩，混合管桩的管壁内设置有钢筋框架，本发明通过UHPC材料与普通混凝土材料分段式结合使用，在结构性能上两则材料能相互补充，各自发挥优势，UHPC段管桩与普通混凝土管桩通过加筋格栅进一步加固，可以弥补普通混凝土易开裂的缺陷，延长结构的使用寿命，并且提高了过渡区桩体抗裂性能和承载能力，延缓桩体裂缝发展，其裂缝宽度逐渐减小，同时，可防止桩头在剧烈冲击下的破坏，以及桩身断裂的情形，大大加快了打桩速度，提高效率。减少桩头不均匀沉降，应力集中现象。且施工方法成熟，造价低、经济效益高。
Description
技术领域
本发明涉及一种分段式UHPC-砼管桩及其离心成型施工方法。
背景技术
传统普通混凝土管桩抗拉强度低、变形性能差、自重大、安装不便，而且混凝土管桩电杆存在最主要是裂缝的问题，在实际运行时开裂较早，裂缝宽度往往较大，裂缝的存在将加重运行过程中电杆受有害物质的侵蚀程度和钢筋锈蚀程度，降低管桩电杆的耐久性，从而降低承载能力，出现混凝土脱落、钢筋裸露、甚至局部断桩的情形。并且打桩时，一端与岩石土体直接接触，在冲击荷载作用下，桩头极易出现开裂甚至破坏，直接影响桩头与土体的相互作用，导致不均匀沉降。由于作用面积减小，出现应力集中现象；现阶段全桩采用UHPC材料，虽说能有效解决上述问题，但实际不可行，其造价太高，每立方的混凝土价格高达数千元。材料很大程度上浪费，无法实现工厂化批量生产，而且为抑制UHPC早期收缩较大的问题，其整段管桩养护条件极为苛刻，总的生产成本较高，耗时较长。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题做出创新，即本发明所要解决的技术问题是提供一种分段式UHPC-砼管桩及其离心成型施工方法。
本发明解决技术问题所采用的方案是，一种分段式UHPC-砼管桩：包括混合管桩，混合管桩包括混凝土段管桩，混凝土段管桩的两端分别连接有UHPC段管桩，混合管桩的管壁内设置有钢筋框架。
进一步的，所述的钢筋框架包括若干纵向钢筋、若干横向箍筋, 混合管桩的管壁内圆周均布纵向钢筋, 混合管桩的管壁内沿混合管桩的长度方向间隔设置横向箍筋，各个纵向钢筋与各个横向箍筋相交处的节点绑扎连接。
进一步的，所述的钢筋框架上于混凝土段管桩与UHPC段管桩连接处设置有过渡框架，所述的过渡框架包括加筋格栅，圆周均布的纵向钢筋围成一个圆柱形区域，加筋格栅套固于圆柱形区域上。
进一步的，所述的混凝土段管桩与UHPC段管桩的长度为2:1。
一种分段式UHPC-砼管桩的离心成型施工方法：
步骤1）通过绑扎纵向钢筋、横向箍筋形成钢筋框架；
步骤2）在钢筋框架的两侧各四分之一处布置加筋格栅，使得加筋格栅一部分在混凝土段管桩内，另一部分在UHPC段管桩内；
步骤3）进行混合管桩中间段普通混凝土离心成型，达到普通混凝土标准强度，形成混凝土段管桩，然后对混凝土段管桩进行超高性能混凝土离心成型，形成UHPC段管桩；
步骤4）全段管桩，调整养护，完成施工。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： UHPC材料与普通混凝土材料分段式结合使用，在结构性能上两则材料能相互补充，各自发挥优势，UHPC段管桩与普通混凝土管桩通过加筋格栅进一步加固，可以弥补普通混凝土易开裂的缺陷，延长结构的使用寿命，并且提高了过渡区桩体抗裂性能和承载能力，延缓桩体裂缝发展，其裂缝宽度逐渐减小，同时，可防止桩头在剧烈冲击下的破坏，以及桩身断裂的情形，大大加快了打桩速度，提高效率。减少桩头不均匀沉降，应力集中现象。且施工方法成熟，造价低、经济效益高。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1 本发明混合管桩结构示意图；
图2 本发明钢筋框架结构示意图。
图中：1-UHPC段管桩；2-混凝土段管桩；3-纵向钢筋；4-加筋格栅，5-横向箍筋。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1-2所示，一种分段式UHPC-砼管桩：包括混合管桩，混合管桩包括混凝土段管桩2，混凝土段管桩的两端分别连接有UHPC段管桩1，混合管桩的管壁内设置有钢筋框架；两侧UHPC的高强度、较高的抗拉、抗压强度、高耐久性、高韧性、耐腐蚀性、自重轻等优越的材性指标，可满足建设严酷环境下建筑的需要，尤其是在打桩的过程中，两端的UHPC材料性能可以得到充分的发挥。可防止桩头在剧烈冲击下的破坏，以及桩身断裂的情形，大大加快了打桩速度，提高效率；其较高的抗拉强度可以弥补普通混凝土易开裂的缺陷，延长结构的使用寿命。
在本实施例中，所述的钢筋框架包括若干纵向钢筋3、若干横向箍筋5, 混合管桩的管壁内圆周均布纵向钢筋, 混合管桩的管壁内沿混合管桩的长度方向间隔设置横向箍筋，各个纵向钢筋与各个横向箍筋相交处的节点通过绑扎固连，即各个纵向钢筋与各个横向箍筋相交处通过使用线绳绑扎固定。
在本实施例中，所述的钢筋框架上于混凝土段管桩与UHPC段管桩连接处设置有过渡框架，所述的过渡框架包括加筋格栅4，圆周均布的纵向钢筋围成一个圆柱形区域，加筋格栅套固于圆柱形区域上，并与混凝土段管桩与UHPC段管桩连接处的纵向钢筋、横向箍筋绑扎固连，在使用时，加筋格栅提高了过渡区桩体抗裂性能和承载能力，延缓桩体裂缝发展，其裂缝宽度也逐渐减小，并增大了弹塑性发展的空间；
所述的加筋格栅采用若干直径为10~12mm的纵向格栅钢筋与横向格栅箍筋，间隔排布的横向格栅箍筋外周圆周排布若干纵向格栅钢筋，纵向格栅钢筋与横向格栅箍筋的相交处可绑扎也可直接焊接固定。
在本实施例中，所述的混凝土段管桩与UHPC段管桩的长度比为2:1，即单一段混凝土段管桩与单一段UHPC段管桩的长度比为2:1；混凝土段管桩占全长的1/2，两锻的UHPC段管桩分别占占全长的1/4，桩体的总质量会降低三分之一到二分之一；相比于全段UHPC管桩，其造价减低了三分之一左右。整体结构强度高。耐久性强，施工方便，适用于山区地形复杂、严酷环境的需要。
一种分段式UHPC-砼管桩的离心成型施工方法：
步骤1）通过绑扎纵向钢筋、横向箍筋形成钢筋框架；
步骤2）在钢筋框架的两侧各四分之一处布置加筋格栅，使得加筋格栅一部分在混凝土段管桩内，另一部分在UHPC段管桩内；
步骤3）进行混合管桩中间段普通混凝土离心成型，达到普通混凝土标准强度，形成混凝土段管桩，然后对混凝土段管桩进行超高性能混凝土离心成型，形成UHPC段管桩；
步骤4）全段管桩，调整养护，完成施工。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系例如“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制，且上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (5)
1.一种分段式UHPC-砼管桩，其特征在于：包括混合管桩，混合管桩包括混凝土段管桩，混凝土段管桩的两端分别连接有UHPC段管桩，混合管桩的管壁内设置有钢筋框架。
2. 根据权利要求1所述的分段式UHPC-砼管桩,其特征在于：所述的钢筋框架包括若干纵向钢筋、若干横向箍筋, 混合管桩的管壁内圆周均布纵向钢筋, 混合管桩的管壁内沿混合管桩的长度方向间隔设置横向箍筋，各个纵向钢筋与各个横向箍筋相交处的节点绑扎连接。
3.根据权利要求2所述的分段式UHPC-砼管桩,其特征在于：所述的钢筋框架上于混凝土段管桩与UHPC段管桩连接处设置有过渡框架，所述的过渡框架包括加筋格栅，圆周均布的纵向钢筋围成一个圆柱形区域，加筋格栅套固于圆柱形区域上。
4.根据权利要求1所述的分段式UHPC-砼管桩,其特征在于：所述的混凝土段管桩与UHPC段管桩的长度为2:1。
5.一种分段式UHPC-砼管桩的离心成型施工方法，采用如权利要求3所述的分段式UHPC-砼管桩,其特征在于：
步骤1）通过绑扎纵向钢筋、横向箍筋形成钢筋框架；
步骤2）在钢筋框架的两侧各四分之一处布置加筋格栅，使得加筋格栅一部分在混凝土段管桩内，另一部分在UHPC段管桩内；
步骤3）进行混合管桩中间段普通混凝土离心成型，达到普通混凝土标准强度，形成混凝土段管桩，然后对混凝土段管桩进行超高性能混凝土离心成型，形成UHPC段管桩；
步骤4）全段管桩，调整养护，完成施工。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |