CN202247859U

CN202247859U - 一种控裂的预应力混凝土大管桩

Info

Publication number: CN202247859U
Application number: CN2011202680711U
Authority: CN
Inventors: 徐世烺; 侯利军; 李庆华
Original assignee: Hangzhou Guhua Composite Material Technology Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU GUYIQIANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2021-07-26

Abstract

本实用新型提供了一种控裂的预应力混凝土大管桩，所述管桩包括钢管桩尖和若干个管节；各管节包括混凝土管节主体，其外围设有控裂防护层来替代所述混凝土，桩顶管节顶部外圆周设有钢板环箍，桩底管节底端设有法兰盘，各管节的管壁内配有螺旋箍筋并设置纵向预留孔道，通过张拉穿过所述预留孔道的纵向预应力筋将各管节拼接为一体，所述预留孔道在纵向预应力筋张拉完成后通过注压水泥净浆填充密实，钢管桩尖与所述桩底管节法兰盘通过焊接连接。本实用新型不仅提高了桩体的抗裂、控裂能力、以及抗侵蚀能力，保证了沉桩过程中桩身的完整性，而且显著降低了日常运行期间的维护费用，延长了管桩的使用寿命，具有显著的经济效益。

Description

一种控裂的预应力混凝土大管桩

技术领域

本实用新型属于土木工程、桥梁工程、港口工程桩基础技术领域，涉及到一种预应力混凝土管桩。

背景技术

近年来，随着码头、跨海跨江大桥建设的蓬勃发展，管桩凭借其良好的性能以及很好的适应能力得到广泛的应用。预应力混凝土管桩凭借其强度高、耐久性好、抗腐蚀能力强、抗渗能力高的特点在还工结构地基处理中得以广泛应用。然而，混凝土抗击打能力差，若击打次数较大，容易出现桩身开裂以及桩顶破坏的现象。因此，有必要提高其抗裂及韧性性能，保证沉桩过程中桩体的完整性。

为了保证混凝土在海样环境下有足够的耐久性，《港工混凝土设计规范》以及《混凝土耐久性设计规范》规定预应力混凝土管桩的裂缝等级至少为B级，在浪溅区则是要求达到A级，也就是说至少要求受拉边缘拉应力小于混凝土开裂拉应力，且有一定富余。但是，在一些特殊情况下，受拉边缘的拉应力超过混凝土的拉应力，混凝土则会开裂，甚至有较大的宽度，这将对桩体带来耐久性方面的问题。因此，有必要提高桩体的裂缝控制能力以保证特殊情况下的安全可靠。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种控裂的预应力混凝土大管桩，有效改善普通混凝土大管桩的抗裂、韧性性能以及裂缝控制能力。

本实用新型是通过采用以下技术方案来实现的：所述管桩包括钢管桩尖和若干个管节；其中，各管节包括混凝土管节主体，其外围设有控裂防护层来替代所述混凝土，桩顶管节顶部外圆周设有钢板环箍，桩底管节底端设有法兰盘，各管节的管壁内配有螺旋箍筋并设置纵向预留孔道，通过张拉穿过所述预留孔道的纵向预应力筋将各管节拼接为一体，所述预留孔道在纵向预应力筋张拉完成后通过注压水泥净浆填充密实，钢管桩尖与所述桩底管节法兰盘通过焊接连接，并在钢管桩尖与法兰盘的相交部位设有加劲板。

所述控裂防护层材料可采用超高韧性水泥基复合材料UHTCC，它由短纤维和砂浆基体组成，掺加的短纤维种类为聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维中的一种或几种，体积掺量为UHTCC总体积的1~3%；砂浆基体的组分重量比为水泥：水：精细骨料：粉煤灰：硅灰：粒化高炉矿渣：偏高岭土= 1:（0.27~2.2）:（0~3）:（0~6.9）:（0~0.3）：（0~0.55）：（0~0.4），精细骨料的最大粒径不大于0.5 mm；精细骨料、粉煤灰、硅灰、粒化高炉矿渣、偏高岭土的重量不同时为零；与此同时，还可以根据实际需要掺加适量的化学外加剂，如0.2%~3%的减水剂、0.05%~0.3%的消泡剂、0.003%~0.02%的引气剂、0.03%~0.3%的增稠剂等。

所述控裂的预应力混凝土大管桩的控裂防护层材料UHTCC的拉应变为1%以上，抗压强度为30~60 MPa，抗拉强度为3~6 MPa。

所述钢板环箍设置范围为桩顶300~500 mm，厚度为3~5 mm。

所述钢管桩尖，其长度为0.6~1.2 m，内径与管桩内径相同。

所述管桩的桩径一般为1200~1400 mm，壁厚为130~150 mm。

所述外层UHTCC控裂防护层厚度为30~50 mm。

由于采用本实用新型的技术方案，本实用新型采用一定厚度的控裂防护层，不仅提高了桩体的抗裂、控裂能力、以及抗侵蚀能力，保证了沉桩过程中桩身的完整性，而且显著降低了日常运行期间的维护费用，延长了管桩的使用寿命，具有显著的经济效益。与大管桩和PHC桩相比，进一步提高了管桩的抗裂弯矩。其次，控裂防护层可有效约束内层混凝土有害裂缝的扩展，将其分散为多条微细裂缝，宽度限制在100 μm之内。而且，控裂防护层具有的优良的冲击韧性，能够抵抗浪溅区海水的往复冲击作用，并且能够避免在沉桩过程中由于锤击作用而出现桩顶破坏以及桩身开裂等缺陷。

因此，本实用新型能够广泛应用于耐久性要求很高的海洋以及江河等环境的地基处理。

附图说明

图1为本实用新型管桩的轴向截面示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为本实用新型管桩桩顶管壁放大示意图。

图4为图1的B-B剖视图。

图中：1：纵向预应力钢筋； 2：混凝土管节主体；3：控裂防护层；4：螺旋箍筋；5：钢板环箍；6：预留孔道； 7：法兰盘；8：钢管桩尖；9：加劲板；10：管壁。

具体实施方式

参照附图。本实用新型所提供的一种控裂的预应力混凝土大管桩包括钢管桩尖8和若干个管节；其中，各管节包括混凝土管节主体2，并且管桩外侧混凝土设有控裂防护层3来替代混凝土2，桩顶管节顶部外围设有钢板环箍5，桩底管节底端设有法兰盘7，管壁内配有螺旋箍筋4，并设置预留孔道6，通过张拉穿过预留孔道6的纵向预应力筋1将各管节拼接为一体，所述预留孔道6在纵向预应力筋1张拉完成后通过注压水泥净浆填充密实，钢管桩尖8与桩底管节法兰盘7通过焊接连接，并在钢管桩尖8与法兰盘7的相交部位设有加劲板9。

所述控裂防护层3材料可采用超高韧性水泥基复合材料UHTCC，它由短纤维和砂浆基体组成，掺加的短纤维种类为聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维中的一种或几种，体积掺量为UHTCC总体积的1~3%；砂浆基体的组分重量比为水泥：水：精细骨料：粉煤灰：硅灰：粒化高炉矿渣：偏高岭土= 1:（0.27~2.2）:（0~3）:（0~6.9）:（0~0.3）：（0~0.55）：（0~0.4），精细骨料的最大粒径不大于0.5 mm；精细骨料、粉煤灰、硅灰、粒化高炉矿渣、偏高岭土的重量不同时为零；与此同时，还可以根据实际需要掺加适量的化学外加剂，如0.2%~3%的减水剂、0.05%~0.3%的消泡剂、0.003%~0.02%的引气剂、0.03%~0.3%的增稠剂等。

所述控裂防护层3材料UHTCC的拉应变为1%以上，抗压强度为30~60 MPa，抗拉强度为3~6 MPa。

所述管桩的桩径为1200~1400 mm，壁厚为130~150 mm，管桩外层UHTCC控裂防护层厚度为30~50 mm。

所述管桩在管桩顶部设置钢板环箍5，保证桩顶在锤击作用下不发生局部破，其设置范围为桩顶300~500 mm，厚度为3~5 mm；在桩底管节设有钢管桩尖8，提高管桩穿越密实土层的能力，其长度为0.6~1.2 m，内径与管桩内径相同。

本实用新型所提供的控裂的预应力混凝土大管桩的实施例管桩参数如下：

外径1200 mm，内径 910 mm，UHTCC厚35 mm，混凝土厚110 mm，预留16孔，预留孔直径40 mm，每孔配筋2Φ^s1×7，直径为15.2 mm，f _yk=1860 MPa，f _c=60 MPa（f _c为混凝土的标准抗压强度）。设置1 m长的钢管桩尖，其内径与壁厚分别为910 mm、16mm；r₁、r₃分别为管桩内径、外径，r₂为外层UHTCC与内层混凝土之间的界面位置的半径。

Claims

1.一种控裂的预应力混凝土大管桩，其特征在于所述管桩包括钢管桩尖和若干个管节；其中，各管节包括混凝土管节主体，其外围设有控裂防护层来替代所述混凝土，桩顶管节顶部外圆周设有钢板环箍，桩底管节底端设有法兰盘，各管节的管壁内配有螺旋箍筋并设置纵向预留孔道，通过张拉穿过所述预留孔道的纵向预应力筋将各管节拼接为一体，所述预留孔道在纵向预应力筋张拉完成后通过注压水泥净浆填充密实，钢管桩尖与所述桩底管节法兰盘通过焊接连接，并在钢管桩尖与法兰盘的相交部位设有加劲板。

2.如权利要求1所述的一种控裂的预应力混凝土大管桩，其特征在于所述钢板环箍设置范围为桩顶300~500 mm，厚度为3~5 mm。

3.如权利要求1所述的一种控裂的预应力混凝土大管桩，其特征在于所述钢管桩尖的长度为0.6~1.2 m，内径与管桩内径相同。

4.如权利要求1所述的一种控裂的预应力混凝土大管桩，其特征在于所述预应力混凝大管桩的桩径为1200~1400 mm，壁厚为130~150 mm。

5.如权利要求1所述的一种控裂的预应力混凝土大管桩，其特征在于所述控裂防护层厚度为30~50 mm。