CN215329850U - 一种无粘结预应力抗拔灌注桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种无粘结预应力抗拔灌注桩，包括桩身、桩身纵筋、桩身箍筋、加劲箍筋、钢管、注浆导管和三个锚索单元；桩身纵筋沿桩身圆周均匀设置，桩身箍筋绑扎于桩身纵筋的外侧，加劲箍筋绑扎于桩身纵筋的内侧，形成钢筋笼；注浆导管位于钢筋笼内且与钢筋笼绑扎，多个桩侧注浆阀分别与注浆导管连接，桩侧注浆阀穿过桩身向桩身外侧注浆；三个锚索单元位于钢筋笼内且呈三角形分布，锚索单元包括钢管和钢管内的多束无粘结预应力钢绞线，多束无粘结预应力钢绞线的张拉端通过张拉端锚具锚固至结构底板面或基础面，固定端通过固定端锚具锚固至桩底，钢管的底部注入水泥浆，桩身内侧浇筑混凝土，混凝土包覆钢筋笼和锚索单元。

Description

一种无粘结预应力抗拔灌注桩

技术领域

本实用新型涉及岩溶地区抗拔技术领域，特别涉及一种无粘结预应力抗拔灌注桩。

背景技术

随着经济社会的快速发展，地下空间资源愈发需要得到高效利用，使得抗拔(浮)问题在高水位结构基础设计时越为突出。在地下室水位较浅的岩溶强烈发育地区考虑结构抗拔时，由于岩面起伏不一，高强预应力混凝土管桩的断桩率偏高，使得预应力管桩的使用受到限制；若采用抗拔锚杆，由于成孔效率、垂直度以及后期注浆的效果不佳，施工时存在一定的局限性；若采用钢筋混凝土抗拔灌注桩作为抗拔措施，当单桩抗拔承载力较大时，桩身配置的钢筋用量在满足受拉承载力情况下主要由桩身裂缝控制，若抗拔桩桩身只配置普通受力钢筋，则需配置大量的钢筋才能满足桩身裂缝限值要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无粘结预应力抗拔灌注桩，通过对抗拔灌注桩施加预应力，能有效解决钢筋混凝土抗拔灌注桩因单桩抗拔承载力过大所造成的裂缝问题，减少配筋量。

本实用新型的技术方案为：一种无粘结预应力抗拔灌注桩，包括桩身、桩身纵筋、桩身箍筋、加劲箍筋、钢管、注浆导管和三个锚索单元；

桩身的顶端与结构底板或基础连接，桩身纵筋沿桩身圆周均匀设置，桩身箍筋绑扎于桩身纵筋的外侧，加劲箍筋绑扎于桩身纵筋的内侧，桩身纵筋、桩身箍筋和加劲箍筋绑扎形成钢筋笼；注浆导管位于钢筋笼内且与钢筋笼绑扎，注浆导管的上端比地面低，注浆导管的下端高于钢筋笼的底端，多个桩侧注浆阀分别与注浆导管连接，多个桩侧注浆阀间隔分布于注浆导管上，桩侧注浆阀穿过桩身向桩身外侧注浆；

三个锚索单元位于钢筋笼内且呈三角形分布，锚索单元包括钢管和钢管内的多束无粘结预应力钢绞线，钢管的上端到结构底板面标高或基础面标高，钢管的下端高度高于桩身底部的高度，多束无粘结预应力钢绞线的上端为张拉端，下端为固定端，张拉端通过张拉端锚具锚固至结构底板面或基础面，固定端通过固定端锚具锚固至桩底，钢管的顶端和底端均为密封设置，钢管的底部注入水泥浆，水泥浆的高度为1.8-2.2m，水泥浆包裹的无粘结预应力钢绞线预先除去表皮和油脂；桩身内侧浇筑混凝土，混凝土包覆钢筋笼和锚索单元。本实用新型的桩侧摩阻力平衡了水浮力，桩内张拉无粘结预应力筋，控制了桩身裂缝宽度的发展，有效地减少了桩身配筋量。

进一步，还包括三角内支撑筋，所述三角内支撑筋与桩身纵筋绑扎，三个锚索单元分别位于三角内支撑筋内且对应三角内支撑筋的三个角设置。

进一步，每个所述锚索单元包括七束无粘结预应力钢绞线。

进一步，所述张拉端锚具包括张拉端锚板、夹片、铸铁锚垫板和上螺旋筋，铸铁锚垫板预埋入结构底板或基础的上部保护层中，张拉端锚板固定在铸铁锚垫板上方，铸铁锚垫板呈套筒状，铸铁锚垫板套设于钢管外的上端，张拉端锚板设有多个锥形孔，锥形孔的直径由上至下逐渐缩小，张拉端锚板部分外露出结构底板面或基础面，无粘结预应力钢绞线的张拉端穿过锥形孔并外露出张拉端锚板至少1000mm，通过千斤顶对张拉端外露部分进行张拉，张拉后用夹片契入锥形孔与无粘结预应力钢绞线之间，通过砂轮片对张拉端外露部分进行切除，使张拉端外露部分为30-150mm，建筑面层压紧外露的张拉端锚板和张拉端外露部分，上螺旋筋位于钢管和铸铁锚垫板的外侧，提高混凝土的局部抗压强度。

进一步，所述上螺旋筋位于钢管上端1000mm范围内。

进一步，所述固定端锚具包括钢垫板、挤压头、下螺旋筋和约束圈，所述约束圈固定于钢管下端，约束圈上设有多个限位孔，无粘结预应力钢绞线穿过限位孔，钢垫板位于距离桩身底部480-520mm处，多个挤压头固定于钢垫板底面，无粘结预应力钢绞线穿过钢垫板和挤压头，通过挤压机挤压挤压头，使挤压头产生塑性变形后握裹无粘结预应力钢绞线，下螺旋筋位于约束圈和钢垫板之间的无粘结预应力钢绞线外侧，提高混凝土的局部抗压强度，同时抵抗钢绞线施加给混凝土的剪力。

进一步，还包括三通管件，所述注浆导管至少有两根且对称设置，注浆导管的端部设有螺纹，注浆管的端部与三通管件通过螺纹连接，桩侧注浆阀与三通管件插接，相邻两个桩侧注浆阀的间距为6-12m，注浆导管最上方的桩侧注浆阀至少距离桩身顶部8m，注浆导管最下方的桩侧注浆阀至少距离桩身底部5-10m。通过在桩身外侧砂层区域压浆以消除桩侧沉渣及减小砂层塌陷的风险。桩侧注浆阀为单向注浆阀，具备逆止功能。

进一步，所述注浆导管的上端比地面低180-220mm，注浆导管的下端比钢筋笼的底端高340-360mm。

进一步，所述钢管底部的外周焊接多个栓钉，多个栓钉均匀分布。通过设置栓钉，增强混凝土与钢管之间的粘结力。

进一步，所述栓钉与栓钉之间的竖向间距为180-220mm，长度为50-70mm。

本实用新型的无粘结预应力抗拔灌注桩的施工工艺流程如下：

先旋挖钻孔，接着绑扎钢筋笼，将无粘结预应力钢绞线的固定端通过固定端锚具固定，再将钢筋笼和由钢筋笼固定的锚索单元吊装至钻孔内，在桩身内侧浇筑混凝土，通过注浆导管在桩身外侧注浆，成型后进行养护，再进行基坑开挖，最后张拉无粘结预应力钢绞线的张拉端，将无粘结预应力钢绞线的张拉端通过张拉端锚具固定至结构底板面或基础面。

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

本实用新型的无粘结预应力抗拔灌注桩，采用无粘结预应力钢绞线代替桩身部分普通受力钢筋，在起抗拔作用的同时，有效地控制了桩身裂缝宽度，提高了抗拔桩的耐久性，同时使得由裂缝控制的钢筋用量有效减少。本实用新型的无粘结预应力抗拔灌注桩，具有较高经济效益的同时实现了结构布置合理性、施工便利性。

附图说明

图1为本实用新型的无粘结预应力抗拔灌注桩的桩身截面示意图。

图2为本实用新型的锚索单元的结构示意图。

图3为本实用新型的锚索单元的张拉端结构放大图。

图4为本实用新型的锚索单元的张拉端的俯视图。

图5为本实用新型的锚索单元的固定端的放大图。

桩身1、桩身纵筋2、桩身箍筋3、加劲箍筋4、三角内支撑筋5、注浆导管7、锚索单元8、钢管81、无粘结预应力钢绞线82、水泥浆83、栓钉84、张拉端锚板851、夹片852、铸铁锚垫板853、上螺旋筋854、钢垫板861、挤压头862、下螺旋筋863、约束圈864、建筑面层100、结构底板或基础101。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实施例提供了一种无粘结预应力抗拔灌注桩，包括桩身1、桩身纵筋2、桩身箍筋3、加劲箍筋4、三角内支撑筋5、注浆导管7和三个锚索单元8。

如图1和图2所示，建筑面层100位于结构底板或基础101上方，桩身的顶端与结构底板或基础连接，桩身纵筋沿桩身圆周均匀设置，桩身箍筋绑扎于桩身纵筋的外侧，加劲箍筋绑扎于桩身纵筋的内侧，三角内支撑筋与桩身纵筋绑扎，桩身纵筋、桩身箍筋、加劲箍筋和三角内支撑筋形成钢筋笼，通过设置加劲箍筋和三角内支撑筋增强钢筋笼吊装时的刚度。

如图1所示，注浆导管位于钢筋笼内且与钢筋笼绑扎，注浆导管上设有多个桩侧注浆阀(未图示)，多个桩侧注浆阀间隔分布于注浆导管上，桩侧注浆阀穿过桩身向桩身外侧注浆，通过在桩身外侧砂层区域压浆以消除桩侧沉渣及减小砂层塌陷的风险。注浆导管有两根，两根注浆导管对称设置，注浆导管的端部设有螺纹，注浆管的端部与三通管件(未图示)通过螺纹连接，桩侧注浆阀与三通管件插接，相邻两个桩侧注浆阀的间距为6-12m，注浆导管最上方的桩侧注浆阀至少距离桩身顶部8m，注浆导管最下方的桩侧注浆阀至少距离桩身底部5-10m，注浆导管的上端比地面低180-220mm，注浆导管的下端比钢筋笼的底端高340-360mm，在本实施例中，桩侧注浆阀为单向注浆阀，具有逆止功能，相邻两个桩侧注浆阀的间距为9m，注浆导管最上方的桩侧注浆阀距离桩身顶部8m，注浆导管最下方的桩侧注浆阀至少距离桩身底部5m，注浆导管的上端比地面低200mm，注浆导管的下端比钢筋笼的底端高350mm。

如图1和图2所示，三个锚索单元分别位于三角内支撑筋内且对应三角内支撑筋的三个角设置，桩身内侧浇筑混凝土，混凝土包覆钢筋笼和锚索单元。锚索单元包括钢管81和钢管内的多束无粘结预应力钢绞线82，钢管的上端到结构底板面标高或基础面标高，钢管的下端高度比桩身底部的高度大980-1020mm，在本实施例中，钢管的下端比桩身底部高1000mm；钢管的顶端和底端均采用环氧树脂进行密封，钢管的底部注入水泥浆83，水泥浆的高度为1.8-2.2m，水泥浆包裹的无粘结预应力钢绞线预先除去表皮和油脂，在本实施例中，水泥浆为M30水泥浆，水泥浆的高度为2m。如图2和图5所示，钢管底部的外周焊接多个栓钉84，多个栓钉均匀分布，栓钉与栓钉之间的竖向间距为180-220mm，长度为50-70mm。通过设置栓钉，增强混凝土与钢管之间的粘结力。在本实施例中，栓钉与栓钉之间的竖向间距为200mm，长度为60mm。

如图2所示，每个锚索单元内设有七束无粘结预应力钢绞线，无粘结预应力钢绞线的上端为张拉端，下端为固定端，张拉端通过张拉端锚具锚固至结构底板面或基础面，固定端通过固定端锚具锚固至桩底。

如图3和图4所示，张拉端锚具包括张拉端锚板851、夹片852、铸铁锚垫板853和上螺旋筋854，铸铁锚垫板预埋入结构底板或基础的上部保护层中，张拉端锚板固定在铸铁锚垫板上方，铸铁锚垫板呈套筒状，铸铁锚垫板套设于钢管外的上端，张拉端锚板设有多个锥形孔，锥形孔的直径由上至下逐渐缩小，张拉端锚板部分外露出结构底板面或基础面，无粘结预应力钢绞线的张拉端穿过锥形孔并外露出张拉端锚板至少1000mm，通过千斤顶对张拉端外露部分进行张拉，张拉后用夹片契入锥形孔与无粘结预应力钢绞线之间，通过砂轮片对张拉端外露部分进行切除，使张拉端外露部分为30-150mm，建筑面层压紧外露的张拉端锚板和张拉端外露部分，上螺旋筋位于钢管和铸铁锚垫板的外侧。在本实施例中，砂轮片对张拉端外露部分进行切除，使张拉端外露部分为30mm。

如图5所示，固定端锚具包括钢垫板861、挤压头862、下螺旋筋863和约束圈864，约束圈固定于钢管下端，约束圈上设有多个限位孔，无粘结预应力钢绞线穿过限位孔，钢垫板位于距离桩身底部480-520mm处，多个挤压头固定于钢垫板底面，无粘结预应力钢绞线穿过钢垫板和挤压头，通过挤压机挤压挤压头，使挤压头产生塑性变形后握裹无粘结预应力钢绞线，下螺旋筋位于约束圈和钢垫板之间的无粘结预应力钢绞线外侧。在本实施例中，钢垫板位于距离桩身底部500mm处。

如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种无粘结预应力抗拔灌注桩，其特征在于，包括桩身、桩身纵筋、桩身箍筋、加劲箍筋、钢管、注浆导管和三个锚索单元；

桩身的顶端与结构底板或基础连接，桩身纵筋沿桩身圆周均匀设置，桩身箍筋绑扎于桩身纵筋的外侧，加劲箍筋绑扎于桩身纵筋的内侧，桩身纵筋、桩身箍筋和加劲箍筋绑扎形成钢筋笼，注浆导管位于钢筋笼内且与钢筋笼绑扎，注浆导管的上端比地面低，注浆导管的下端高于钢筋笼的底端，注浆导管上设有多个桩侧注浆阀，多个桩侧注浆阀间隔分布于注浆导管上，桩侧注浆阀穿过桩身向桩身外侧注浆；

三个锚索单元位于钢筋笼内且呈三角形分布，锚索单元包括钢管和钢管内的多束无粘结预应力钢绞线，钢管的上端到结构底板面标高或基础面标高，钢管的下端高度高于桩身底部的高度，多束无粘结预应力钢绞线的上端为张拉端，下端为固定端，张拉端通过张拉端锚具锚固至结构底板面或基础面，固定端通过固定端锚具锚固至桩底，钢管的顶端和底端均为密封设置，钢管的底部注入水泥浆，水泥浆的高度为1.8-2.2m，水泥浆包裹的无粘结预应力钢绞线预先除去表皮和油脂；桩身内侧浇筑混凝土，混凝土包覆钢筋笼和锚索单元。

2.根据权利要求1所述的无粘结预应力抗拔灌注桩，其特征在于，还包括三角内支撑筋，所述三角内支撑筋与桩身纵筋绑扎，三个锚索单元分别位于三角内支撑筋内且对应三角内支撑筋的三个角设置。

3.根据权利要求1所述的无粘结预应力抗拔灌注桩，其特征在于，每个所述锚索单元包括七束无粘结预应力钢绞线。

4.根据权利要求1所述的无粘结预应力抗拔灌注桩，其特征在于，所述张拉端锚具包括张拉端锚板、夹片、铸铁锚垫板和上螺旋筋，铸铁锚垫板预埋入结构底板或基础的上部保护层中，张拉端锚板固定在铸铁锚垫板上方，铸铁锚垫板呈套筒状，铸铁锚垫板套设于钢管外的上端，张拉端锚板设有多个锥形孔，锥形孔的直径由上至下逐渐缩小，张拉端锚板部分外露出结构底板面或基础面，无粘结预应力钢绞线的张拉端穿过锥形孔并外露出张拉端锚板至少1000mm，通过千斤顶对张拉端外露部分进行张拉，夹片契入锥形孔与无粘结预应力钢绞线之间，通过砂轮片对张拉端外露部分进行切除，使张拉端外露部分为30-150mm，建筑面层压紧外露的张拉端锚板和张拉端外露部分，上螺旋筋位于钢管和铸铁锚垫板的外侧。

5.根据权利要求4所述的无粘结预应力抗拔灌注桩，其特征在于，所述上螺旋筋位于钢管上端1000mm范围内。

6.根据权利要求1所述的无粘结预应力抗拔灌注桩，其特征在于，所述固定端锚具包括钢垫板、挤压头、下螺旋筋和约束圈，所述约束圈固定于钢管下端，约束圈上设有多个限位孔，无粘结预应力钢绞线穿过限位孔，钢垫板位于距离桩身底部480-520mm处，多个挤压头固定于钢垫板底面，无粘结预应力钢绞线穿过钢垫板和挤压头，通过挤压机挤压挤压头，使挤压头产生塑性变形后握裹无粘结预应力钢绞线，下螺旋筋位于约束圈和钢垫板之间的无粘结预应力钢绞线外侧。

7.根据权利要求1所述的无粘结预应力抗拔灌注桩，其特征在于，还包括三通管件，所述注浆导管至少有两根且对称设置，注浆导管的端部设有螺纹，注浆管的端部与三通管件通过螺纹连接，桩侧注浆阀与三通管件连接，相邻两个桩侧注浆阀的间距为6-12m，注浆导管最上方的桩侧注浆阀至少距离桩身顶部8m，注浆导管最下方的桩侧注浆阀至少距离桩身底部5-10m。

8.根据权利要求1所述的无粘结预应力抗拔灌注桩，其特征在于，所述注浆导管的上端比地面低180-220mm，注浆导管的下端比钢筋笼的底端高340-360mm。

9.根据权利要求1所述的无粘结预应力抗拔灌注桩，其特征在于，所述钢管底部的外周焊接多个栓钉，多个栓钉均匀分布。

10.根据权利要求9所述的无粘结预应力抗拔灌注桩，其特征在于，所述栓钉与栓钉之间的竖向间距为180-220mm，长度为50-70mm。

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