CN116220022A - 一种预应力锚杆静压预制钢筋混凝土方桩及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种预应力锚杆静压预制钢筋混凝土方桩，该方桩由作为标准桩节的预制钢筋混凝土方桩、高强预应力螺纹钢筋、用于桩端锚固的桩尖节混凝土方桩及桩顶张拉端组成，所述预制钢筋混凝土方桩预制时在桩身截面中心留通长预留孔道。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1）通过预留通道，便于后期高强预应力螺纹钢筋的安装张拉，使得采用高强预应筋桩身受拉承载力高，可减少普通钢筋数量的配置，仅按构造即可；2）单桩抗拔承载力不受接桩接头质量影响，稳定可靠；3）桩身截面不会产生裂缝，耐久性得到保证。

Description

一种预应力锚杆静压预制钢筋混凝土方桩及方法
技术领域
本发明属于混凝土方桩技术领域，具体涉及一种预应力锚杆静压预制钢筋混凝土方桩及方法，
背景技术
锚杆静压桩是锚杆和静力压桩结合形成的一种桩基施工工艺，广泛用于既有建筑物狭小空间条件下的地基处理、基础托换及抗浮加固工程。传统锚杆静压预制钢筋混凝土方桩用于抗拔时存在以下缺点：
（1）受空间条件限制，桩节长度一般以2.0m 长为主，务必造成桩节接头多，接桩需角钢或钢板连接、焊接质量不可控；
（2）在水浮力作用下带裂缝状态工作，会对主筋产生腐蚀，耐久性得不到保证，影响抗拔承载力；
（3）单桩竖向抗拔承载力受限于接头焊接质量控制，承载力基本在200-300KN左右，与地基岩土条件确定的竖向抗拔承载力不匹配，造成浪费不经济。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明设计的目的在于提供一种预应力锚杆静压预制钢筋混凝土方桩及方法。
具体通过以下技术方案加以实现：
一种预应力锚杆静压预制钢筋混凝土方桩，由作为标准桩节的预制钢筋混凝土方桩、高强预应力螺纹钢筋、用于桩端锚固的桩尖节混凝土方桩、桩顶张拉端及桩顶锚入承台组成，预制钢筋混凝土方桩预制时沿桩身截面中心通长预留孔道。标准桩节的使用数量可根据设计的土层标高进行确定。
进一步地，预制钢筋混凝土方桩的具体制作步骤为：
1）模具准备，在模具上涂刷隔离剂，隔离剂涂刷完毕后将钢筋笼放置于模具内；
2）钢筋笼截面中心放置波纹管，制备混凝土浇筑到波纹管外壁四周的磨具内，并进行振动捣实，波纹管内成为通长预留孔道。
该预制钢筋混凝土方桩至预制时预留中心孔道，便于后续钢筋的安装及施加预应力。
进一步地，桩尖节混凝土方桩的具体制作步骤为：先在模具内表面涂覆隔离剂，然后放置钢筋笼，钢筋笼截面中心设置有高强预应力螺纹钢筋，高强预应力螺纹钢筋安装完毕后浇筑混凝土，高强预应力螺纹钢筋的上端伸出桩尖节混凝土方桩的上表面100mm。
进一步地，钢筋笼的截面呈方形，且钢筋笼截面的四角处均设置有一纵筋，四根纵筋由箍筋连接,在桩节上下两端设置角钢钢帽。
进一步地，角钢钢帽包括外层角钢、内层角钢及垫筋，外层角钢用于连接上下桩节，内层角钢与垫筋组成钢帽，用于与纵筋和箍筋焊接。
一种预应力锚杆静压预制钢筋混凝土方桩的操作方法，包括以下步骤：
1）准备工作：先定位后凿压桩孔，压桩孔要求上口大，下口小，形成倒喇叭口，埋设反力锚杆；
2）钢筋混凝土方桩制作：分节进行制模，钢筋笼绑扎、预留孔道（6）及混凝土浇筑和养护，具体按照权利要求2和3的步骤进行制作；
3）沉桩：分节进行沉压，桩节沉压与桩节焊接和高强预应力螺纹钢筋安装交错进行，直至沉压至设计深度；
4）预应力螺纹钢筋张拉：沉桩完成后，在桩顶用撑脚液压千斤顶对高强预应力螺纹钢筋进行分级张拉，张拉力按设计要求控制，张拉完后用锚具锁住；
5）孔道灌浆：采用注浆泵通过注浆管对预留孔道进行灌注水泥基灌浆材料，确保孔道密实，形成注浆体；
6）桩成型：在桩顶外侧焊接承台锚固筋同高强预应力螺纹钢筋一并锚入桩顶锚入承台，并在高强预应力螺纹钢筋顶部设置套筒螺母锚具，加强与桩顶锚入承台混凝土的粘结锚固，压桩孔孔口内壁预先凿毛和湿润，然后浇筑高强无收缩灌浆料，确保封桩孔不渗漏。
进一步地，相邻桩节之间通过外层角钢进行焊接，相邻高强预应力螺纹钢筋之间通过连接器焊接连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1）通过预留通道，便于后期高强预应力螺纹钢筋的安装张拉，使得采用高强预应螺纹钢筋桩身受拉承载力高，可减少普通钢筋数量的配置，仅按构造即可；
2）采用套筒连接器连接预应力螺纹钢筋，接头质量稳定可靠，保证单桩抗拔承载力达到设计值；
3）通过对高强预应力螺纹钢筋的张拉，使桩身截面建立压应力，从而保证水浮力作用下桩身截面不会产生拉应力和裂缝，耐久性得到保证。
附图说明
图1为桩身剖面结构示意图；
图2为标准桩节剖面图；
图3为标准桩节截面图；
图4为桩尖节混凝土方桩剖面图；
图5为桩尖节混凝土方桩截面图；
图6为桩顶施加预应力图的施工结构示意图；
图7为角钢钢帽结构图；
图中，1-预制钢筋混凝土方桩，2-高强预应力螺纹钢筋，3-桩尖节混凝土方桩，4-桩顶张拉端，5-桩顶锚入承台，6-预留孔道，7-波纹管，8-钢筋笼，9-纵筋，10-箍筋，11-撑脚液压千斤顶，12-锚具，13-注浆管，14-注浆体，15-承台锚固筋，16-角钢钢帽，1601-外层角钢，1602-内层角钢，1603-垫筋，17-套筒螺母锚具，18-连接器。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做进一步详细说明，以便更好地理解本技术方案。
如图1-7所示，一种预应力锚杆静压预制钢筋混凝土方桩，由预制钢筋混凝土方桩1、高强预应力螺纹钢筋2、桩尖节混凝土方桩3、桩顶张拉端4及桩顶锚入承台5组成，且预制钢筋混凝土方桩预制时在桩身截面中心通长留预留孔道6，该预留孔道6用于后续高强预应力螺纹钢筋2的安装。
预制钢筋混凝土方桩的具体制作步骤为：1）模具准备，在模具上涂刷隔离剂，隔离剂涂刷完毕后将钢筋笼8放置于模具内；2）钢筋笼8截面中心放置波纹管7，制备混凝土浇筑到波纹管7外壁四周的模具内，并进行振动捣实，波纹管7内成为通长预留孔道6。桩尖节混凝土方桩3的具体制作步骤为：先在模具内表面涂覆隔离剂，然后放置钢筋笼8，钢筋笼8截面中心设置有高强预应力螺纹钢筋2，高强预应力螺纹钢筋2安装完毕后浇筑混凝土，高强预应力螺纹钢筋2的上端伸出桩尖节混凝土方桩3的上表面100mm。其中，钢筋笼8的截面呈方形，且钢筋笼8截面的四角处均设置有一纵筋9，四根纵筋9由箍筋10连接,在桩节上下两端设置角钢钢帽16，该角钢钢帽16包括外层角钢1601、内层角钢1602及垫筋1603，外层角钢1601用于连接上下桩节，内层角钢1602与垫筋1603组成钢帽，用于与纵筋9和箍筋10焊接。
上述结构设置的预应力锚杆静压预制钢筋混凝土方桩的操作方法，具体为：1）准备工作：先定位后凿压桩孔，压桩孔要求上口大，下口小，形成倒喇叭口，埋设反力锚杆；2）钢筋混凝土方桩制作：分节进行制模，钢筋笼绑扎、孔道预留及混凝土浇筑和养护，具体按照权利要求2和3的步骤进行制作；3）沉桩：分节进行沉压，桩节沉压与桩节焊接和高强预应力螺纹钢筋2安装交错进行，直至沉压至设计深度，具体地，相邻桩节之间通过外层角钢1601进行焊接，相邻高强预应力螺纹钢筋2之间通过连接器18焊接连接；4）预应力筋张力：沉桩完成后，在桩顶用撑脚液压千斤顶11对高强预应力螺纹钢筋2进行分级张拉，张拉力按设计要求控制，张拉完后用锚具12锁住；5）孔道灌浆：采用注浆泵通过注浆管13对孔道6进行灌注水泥基灌浆材料，确保孔道密实，形成注浆体14；6）桩成型：在桩顶外侧焊接承台锚固筋15同高强预应力螺纹钢筋2一并锚入桩顶锚入承台5，压桩孔孔口内壁预先凿毛和湿润，然后浇筑高强无收缩灌浆料，确保封桩孔不渗漏。
本发明通过在钢筋混凝土方桩制作时在桩身截面中心通长预留孔道，待混凝土强度达到设计要求后，通过锚杆、千斤顶和反力架把桩节沉入土中，边沉桩边安放高强预应力螺纹钢筋，待桩端进入设计土层标高后，对桩顶预应力筋进行张拉锚固，最后孔道灌浆和封桩。其工作机理：通过对预应筋的张拉使混凝土预制桩全截面产生压应力，可抵消水浮力作用下产生的拉应力，从而确保桩身截面不开裂。

Claims (7)

1.一种预应力锚杆静压预制钢筋混凝土方桩，其特征在于，该方桩由作为标准桩节的预制钢筋混凝土方桩（1）、高强预应力螺纹钢筋（2）、用于桩端锚固的桩尖节混凝土方桩（3）、桩顶张拉端（4）及桩顶锚入承台（5）组成，所述预制钢筋混凝土方桩（1）预制时沿桩身截面中心通长预留孔道（6）。
2.如权利要求所述的一种预应力锚杆静压预制钢筋混凝土方桩，其特征在于预制钢筋混凝土方桩（1）的具体制作步骤为：
1）模具准备，在模具上涂刷隔离剂，隔离剂涂刷完毕后将钢筋笼放置于模具内；
2）钢筋笼截面中心放置波纹管（7），制备混凝土浇筑到波纹管（7）外壁四周的磨具内，并进行振动捣实，波纹管（7）内成为通长预留孔道（6）。
3.如权利要求所述的一种预应力锚杆静压预制钢筋混凝土方桩，其特征在于桩尖节混凝土方桩的具体制作步骤为：先在模具内表面涂覆隔离剂，然后放置钢筋笼（8），钢筋笼（8）截面中心设置有高强预应力螺纹钢筋（2），高强预应力螺纹钢筋（2）安装完毕后浇筑混凝土，所述高强预应力螺纹钢筋（2）的上端伸出桩尖节混凝土方桩的上表面100mm。
4. 如权利要求2或3所示的一种 预应力锚杆静压预制钢筋混凝土方桩，其特征在于所述钢筋笼的（8）截面呈方形，且钢筋笼（8）截面的四角处均设置有一纵筋（9），四根纵筋（9）由箍筋（10）连接,在桩节上下两端设置角钢钢帽（16）。
5. 如权利要求4所示的一种 预应力锚杆静压预制钢筋混凝土方桩，其特征在于所述角钢钢帽（16）包括外层角钢（1601）、内层角钢（1602）及垫筋（1603），所述外层角钢（1601）用于连接上下桩节，内层角钢（1602）与垫筋（1603）组成钢帽，用于与纵筋（9）和箍筋（10）焊接。
6.一种预应力锚杆静压预制钢筋混凝土方桩的操作方法，其特征在于包括以下步骤：
1）准备工作：先定位后凿压桩孔，压桩孔要求上口大，下口小，形成倒喇叭口，埋设反力锚杆；
2）钢筋混凝土方桩制作：分节进行制模，钢筋笼（8）绑扎、预留孔道（6）及混凝土浇筑和养护，具体按照权利要求2和3的步骤进行制作；
3）沉桩：分节进行沉压，桩节沉压与桩节焊接和高强预应力螺纹钢筋（2）安装交错进行，直至沉压至设计深度；
4）预应力螺纹钢筋张拉：沉桩完成后，在桩顶用撑脚液压千斤顶（11）对高强预应力螺纹钢筋（2）进行分级张拉，张拉力按设计要求控制，张拉完后用锚具（12）锁住；
5）孔道灌浆：采用注浆泵通过注浆管（13）对预留孔道（6）进行灌注水泥基灌浆材料，确保孔道密实，形成注浆体（14）；
6）桩成型：在桩顶外侧焊接承台锚固筋（15）同高强预应力螺纹钢筋（2）一并锚入桩顶锚固承台（5），并在高强预应力螺纹钢筋（2）顶部设置套筒螺母锚具（17），加强与桩顶锚入承台（5）混凝土的粘结锚固，压桩孔孔口内壁预先凿毛和湿润，然后浇筑高强无收缩灌浆料，确保封桩孔不渗漏。
7.如权利要求6所述的一种预应力锚杆静压预制钢筋混凝土方桩的操作方法，其特征在于相邻桩节之间通过外层角钢（1601）进行焊接，相邻高强预应力螺纹钢筋（2）之间通过连接器（18）焊接连接。
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