一種高耐久性管樁的製作方法
2023-12-11 13:20:22
專利名稱：一種高耐久性管樁的製作方法
技術領域：
一種高耐久性管樁技術領域[0001]本實用新型屬於土木工程、橋梁工程、港口工程樁基礎技術領域，尤其涉及一種高耐久性管樁。
背景技術：
[0002]管樁作為一種地基處理及樁基礎形式從上個世紀初產生到現在已經得到了很大的發展，在土木工程、橋梁工程、港口工程等各類建築工程中均已得到廣泛應用。近年來，隨著碼頭、跨海跨江大橋建設的蓬勃發展，不僅要求管樁有更高的承載力，而且還要適應外海海域複雜的地質條件以及嚴酷的海水腐蝕環境，同時還要考慮其施工時外海氣候狀況。[0003]當前，工程中主要應用管樁形式為鋼管樁、預應力混凝土管樁幾類。儘管鋼管樁有著優良的力學性能和沉樁方便、可靠的優點，但其造價約為預應力混凝土管樁的3 10倍， 而且抗腐蝕能力弱，耐久性差，特別是在乾濕交替、溫度差異、波浪反覆衝擊聯合作用下的腐蝕極其嚴重的浪濺區需要經常性的維護。在直樁布樁形式及水平力較小的情況下，預應力混凝土管樁憑藉其強度高、耐久性好、抗腐蝕能力強、抗滲能力高的特點在某些工況下替代了鋼管樁。但混凝土抗擊打能力差，若擊打次數較大，容易出現樁身開裂以及樁頂破壞的現象。發明內容[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種高耐久性管樁，很好地融合了鋼管樁與預應力混凝土管樁共同的優點，保證了管樁在侵蝕嚴重的海洋環境下的耐久性能。[0005]本實用新型通過以下技術方案實現它由若干個管節組成；其中，各管節在管壁內沿管樁長度方向配置縱向鋼筋，並圍繞縱向鋼筋設置螺旋箍筋，在各管節兩端部均設有鋼端板及鋼套箍，通過塞焊方式把縱向鋼筋焊接在鋼端板上，各管節通過端部鋼端板焊接連接為一體。[0006]所述高耐久性管樁的外徑為300 mnTl400 mm，其壁厚為60 150 mm。[0007]所述管節的基體可採用超高韌性水泥基複合材料UHTCC，所述UHTCC由短纖維和砂漿基體組成，摻加的短纖維種類為聚乙烯醇纖維、聚乙烯纖維、芳香族聚醯胺纖維中的一種或幾種，體積摻量為超高韌性水泥基複合材料UHTCC總體積的廣3% ；砂漿基體的組分重量比為水泥水精細骨料粉煤灰矽灰粒化高爐礦渣偏高嶺土 = 1 (0. 27^2.2) (0 3): ((Γ6.9): (0 0. 3): (0 0. 55): (0 0. 4)，精細骨料的最大粒徑不大於0.5 mm ；精細骨料、粉煤灰、矽灰、粒化高爐礦渣、偏高嶺土的重量不同時為零；與此同時，還可以根據實際需要摻加適量的化學外加劑，如0. 2% 3%的減水劑、0. 059Π). 3%的消泡劑、0. 0039Π). 02% 的引氣劑、0. 03% 0. 3%的增稠劑等。[0008]所述縱向鋼筋為普通熱軋鋼筋或高強鋼筋，其中普通熱軋鋼筋的型號為HRB335、 HRB40 或 RRB400。[0009]所述的縱向鋼筋不施加預應力。[0010]所述管節兩端的鋼端板為環形截面，內徑與管樁內徑相同，外徑比比管樁外徑小1 mm;所述管節兩端的鋼套箍的設置範圍12(T300 mm，其厚度優選為1. 5 3. 0 mm。[0011]所述管樁樁底部位可以設置一段長度為0. Π. 2 m的樁尖以提高其貫入能力，樁尖形式為開口型鋼管樁尖、十字形鋼樁尖或錐形鋼樁尖等。[0012]由於採用本實用新型的技術方案，本實用新型所提供管樁能夠利用非預應力鋼筋增強超高韌性水泥基複合材料(RUHTCC)，具有極高的裂縫控制能力以及優良的抗衝擊性能，不僅保證了高侵蝕性環境下的耐久性能，以及在沉樁過程中樁身的完整性，而且顯著降低了日常運行期間的維護費用，延長了管樁的使用壽命，具有顯著的經濟效益。與大管樁和 PHC樁相比，本實用新型管樁實現了不需施加預應力即可滿足在侵蝕嚴重的海洋、江河環境下的裂縫寬度要求，從開裂到鋼筋屈服裂縫寬度低於50 μ m,具有與大管樁及PHC樁相當的耐久性能。而且，本實用新型能夠抵抗浪濺區海水的往復衝擊作用，並且能夠避免在沉樁過程中由於錘擊作用而出現樁頂破壞以及樁身開裂等缺陷。與鋼管樁相比，本實用新型管樁可以根除鋼管樁抗腐蝕能力差的缺點，特別是能夠改善在浪濺區的抗侵蝕能力，從而極大地提高管樁的耐久性，並進一步提高其正常使用壽命。其次，在經濟效益方面，其造價要低於鋼管樁，而且在日常的運行中不需要進行耐久性修復，節約了維護費用，從而降低了總的成本。而且，在本實用新型管樁底部設置一段鋼管樁尖，可以有效提高其貫入能力，能夠穿越比較密實的土層。從這幾方面看來，本實用新型管樁具有優良的力學性能、耐久性能， 以及良好的經濟效益。因此，這一新型管樁能夠廣泛應用於耐久性要求很高的海洋以及江河等環境的地基處理。
[0013]圖1為本實用新型管樁的軸向截面示意圖。[0014]圖2為圖1的A-A剖視圖。[0015]圖3為本實用新型管樁的管節端部管壁放大示意圖。[0016]圖4為圖1的B-B剖視圖。[0017]圖中1 縱向鋼筋；2 螺旋箍筋3 管節的基體；4 鋼端板；5 鋼套箍；6 開口型鋼管樁尖；7 連接焊縫；8 加勁板；9 管壁。
具體實施方式
[0018]參照附圖，本實用新型高耐久性管樁由若干個管節組成；其中，各管節在管壁內沿管樁長度方向配置縱向鋼筋1，並圍繞縱向鋼筋1設有螺旋箍筋2，在各管節兩端部均設有鋼端板4和鋼套箍5，通過塞焊方式把縱向鋼筋1焊接在鋼端板4上，各管節通過端板鋼端板4焊接連接為一體。[0019]所述管節的基體3可採用超高韌性水泥基材料UHTCC，所述超高韌性水泥基材料 UHTCC由短纖維和砂漿基體組成，摻加的短纖維種類為聚乙烯醇纖維、聚乙烯纖維、芳香族聚醯胺纖維中的一種或幾種，體積摻量為UHTCC總體積的廣3% ；砂漿基體的組分重量比為水泥水精細骨料粉煤灰矽灰粒化高爐礦渣偏高嶺土 = 1 (0. 27^2.2) ((Γ3): ((Γ6.9): (0 0. 3) (0 0. 55) (0 0. 4)，精細骨料的最大粒徑不大於0.5 mm ；精細骨料、 粉煤灰、矽灰、粒化高爐礦渣、偏高嶺土的重量不同時為零；與此同時，還可以根據實際需要摻加適量的化學外加劑，如0. 2% 3%的減水劑、0. 059Π). 3%的消泡劑、0. 0039Π). 02%的引氣劑、0. 03% 0. 3%的增稠劑等。[0020]本實用新型高耐久性管樁外徑為300 mnTl400 mm，壁厚為6(Tl50 mm。[0021]本實用新型高耐久性管樁縱向鋼筋1採用普通熱軋鋼筋或高強鋼筋，其中普通熱軋鋼筋的型號為HRB335、HRB400、RRB400。[0022]本實用新型高耐久性管樁不需對縱向鋼筋施加預應力來控制基體開裂。[0023]本實用新型高耐久性管樁各管節兩端的鋼端板4為環形截面，內徑與管樁內徑相同，外徑比管樁外徑小1 mm;各管節兩端的鋼套箍5的設置範圍12(T300 mm，厚度優選為 1. 5 3· 0 mm。[0024]本實用新型高耐久性管樁的樁底部位可以設置一段長度為0. Π. 2 m的樁尖6以提高其貫入能力，樁尖形式為開口型鋼管樁尖、十字形鋼樁尖或錐形鋼樁尖等。[0025]本實用新型所提供的管樁實施例的參數如下[0026]參數包括外徑1200 mm，內徑910 mm，壁厚145 mm，配筋16Φ22，型號HRB400， /#=400 MPa, /uk=45 MPa (/uk為標準抗壓強度)。設置1 m長的開口型鋼管樁尖6，其內徑和壁厚為910 mm、16 mm，並在樁尖6與鋼端板4的相交部位設置加勁板8 ；巧、r2分別為管樁內徑、外徑。
權利要求1.一種高耐久性管樁，其特徵在於它由若干個管節組成；其中，各管節在管壁內沿管樁長度方向配置縱向鋼筋，並圍繞縱向鋼筋設置螺旋箍筋，在各管節兩端部均設有鋼端板及鋼套箍，通過塞焊方式把縱向鋼筋焊接在鋼端板上，各管節通過端部鋼端板焊接連接為一體。
2.如權利要求1所述的一種高耐久性管樁，其特徵在於所述高耐久性管樁的外徑為 300 mnTl400 mm，壁厚為 60 150 mm。
3.如權利要求1所述的一種高耐久性管樁，其特徵在於所述縱向鋼筋為普通熱軋鋼筋或高強鋼筋，其中普通熱軋鋼筋的型號為HRB335、HRB40或RRB400。
4.如權利要求1或3所述的一種高耐久性管樁，其特徵在於所述的縱向鋼筋不施加預應力。
5.如權利要求1所述的一種高耐久性管樁，其特徵在於所述管節兩端的鋼端板為環形截面，內徑與管樁內徑相同，外徑比比管樁外徑小1 mm。
6.如權利要求1所述的一種高耐久性管樁，其特徵在於所述管節兩端的鋼套箍的設置範圍120 300 mm，其厚度優選為1. 5 3. 0 mm。
7.如權利要求1所述的一種高耐久性管樁，其特徵在於所述管樁樁底部位可以設置一段長度為0. ri. 2 m的樁尖以提高其貫入能力，樁尖形式為開口型鋼管樁尖、十字形鋼樁尖或錐形鋼樁尖等。
專利摘要本實用新型提供了一種高耐久性管樁，它由若干個管節組成；其中，各管節在管壁內沿管樁長度方向配置縱向鋼筋，並圍繞縱向鋼筋設置螺旋箍筋，在各管節兩端部均設有鋼端板及鋼套箍，通過塞焊方式把縱向鋼筋焊接在鋼端板上，各管節通過端部鋼端板焊接連接為一體。本實用新型很好地融合了鋼管樁與預應力混凝土管樁共同的優點，保證了管樁在侵蝕嚴重的海洋環境下的耐久性能。
文檔編號E02D5/48GK202247858SQ20112026802
公開日2012年5月30日 申請日期2011年7月26日 優先權日2011年7月26日
發明者侯利軍, 徐世烺, 李慶華 申請人:杭州固華複合材料科技有限公司