高性能低預應力混凝土實心方樁的製作方法
2023-10-07 17:19:39 4
高性能低預應力混凝土實心方樁的製作方法
【專利摘要】本發明涉及樓房的建築，具體地說是一種高性能低預應力混凝土實心方樁，包括樁體、樁頭，其特徵在於樁體由一節或多節樁組成，單元樁由混凝土和混凝土內相互平行的預應力0.3-0.4[σ]張拉的鋼筋組成，鋼筋的兩端分別與連接盤相連接，相鄰單元樁經連接盤焊接形成樁體，相連接的兩連接盤纏繞厚度不小於1.5ｍｍ的防腐樹脂層，防腐樹脂層上再纏繞能提高防腐能力和抗拉能力的碳纖維層，其生產工藝如下：製作單元樁模具、製作防鏽抗滲能力的混凝土、製作鋼筋籠、制樁體，具有加工方便、生產成本低、耐腐蝕性高、使用壽命長等優點，特別適用於海洋、鹽鹼土等海水環境使用。
【專利說明】高性能低預應力混凝土實心方粧
【技術領域】
[0001]本發明涉及樓房的建築，具體地說是一種施工方便、使用壽命長，抗震效果好的高性能低預應力混凝土實心方樁。
【背景技術】
[0002]眾所周知，樁是樓房的基礎，樓房的建築首先得有一個好的樁基，為此，JGJ94-2008《建築樁基技術規範》中，專門對混凝土樁提出技術要求，現在使用的一般是預應力混凝土普通樁，如專利號為2012100044922，專利名稱為「預應力混凝土實心方樁及製作方法」，其含有鋼筋籠、混凝土，鋼筋籠為組合式整體結構，由至少兩隻分別採用滑動焊接方法焊接而成的獨體鋼筋籠焊接或綁紮而成，樁體兩端設有與鋼筋籠連接的金屬端板，鋼筋籠的箍筋呈螺旋狀焊接在主筋上，鋼筋籠的主筋採用預應力鋼棒，其預加應力為
0.7-0.9[ σ ]，其強度滿足每平方毫米大於1420牛，由於每隻鋼筋籠均採用滑動焊接方法焊接而成，使鋼筋籠的本身結構強度大大提高，焊點強度損失小於或等於5%，鋼筋籠預應力主筋的直徑減小20%，這種高預應力混凝土實心方樁的不足一是設計不合理，由於樁的主要作用是支撐樓房，承受的主要是樓房的壓力，但是這種高預應力混凝土實心方樁採用的是高預應力鋼棒，由於預加應力很大，所以對樁身承載力有所降低；二是樁體間的連接沒有保護措施，防腐能力差，三是採用普通的混凝土，其抗腐蝕性能差，影響了預製樁的耐久性，由於為普通混凝土，大氣或侵蝕性介質易對鋼筋和混凝土的侵蝕，特別是在海洋、鹽鹼土等海水環境使用時會導致樓房使用壽命縮短。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是解決上述現有技術的不足，提供一種耐腐蝕性高、使用壽命長的高性能低預應力混凝土實心方樁。
[0004]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是。
[0005]—種高性能低預應力混凝土實心方樁,包括樁體、樁頭I，樁體由一節或多節組成，每節樁體由混凝土和混凝土內相互平行的鋼筋I組成，鋼筋I的兩端分別與連接盤2相連接，相鄰兩連接盤2再進行焊接形成樁體，樁頭I呈錐形，所述連接盤可以呈圓環狀、空心方形等，上述與現有技術相同，此不贅述，本發明的特徵在於兩連接盤外圍周邊上纏繞經塗抹防腐樹脂層4，防腐樹脂層4上設有能提高防腐能力和抗拉能力的碳纖維層5，樁頭處外露鋼筋設有環氧樹脂保護層6，本發明所述的防腐樹脂層的厚度不小於1.5mm，碳纖維層的厚度至少為一層碳纖維布一層，環氧樹脂保護層的厚度為1.mm，纖維層包裹防腐樹脂層，本發明對外露的連接盤、鋼筋與連接透連接處和樁尖添加保護層，另外保護層還增加了其抗拉、耐磨損能力，其生產工藝如下:
步驟一、製作單元樁模具，單元樁模具由模具體和端蓋組成，長度為7-15米，其斷面呈方形，
步驟二、製作防鏽、抗滲能力的混凝土，混凝土由水泥、砂、石子、減水劑和阻鏽劑組成，水泥採用42.5號以上水泥、砂的粒度為中砂，石子的直徑為0.5-30mm，外加減水劑、阻鎊劑，水泥、砂、石子、減水劑和阻鎊劑的重量百分比為水泥20%_25%、砂30%_45%、石子40%-50%、減水劑為水泥重量的2%-5%、阻鏽劑為水泥重量的2%-5%，
步驟三、採用三級螺紋鋼筋先進行拉伸處理，再經焊接或綑紮製作內鋼筋籠和外鋼筋籠，使內鋼筋籠置於外鋼筋籠內並使內鋼筋籠和外鋼筋籠相對固定，鋼筋籠和外鋼筋籠的螺紋鋼筋相平行，螺紋鋼筋的兩端分別與連接盤焊接，
步驟四、在模具上塗一層隔離劑，將鋼筋籠安裝在模具內，鋼筋籠兩端連接盤伸在模具外並分別與張拉裝置相連接，對鋼筋實行預張拉，當達到預張拉後銷定張拉裝置，將製備好的高性能混凝土餵入模具並掏實模具內的混凝土，
步驟五、當強度達到60-70%時，鬆開張拉裝置並卸模，並根據設計長度將單元模經其端部的連接盤焊接相連成樁體，
步驟六、清潔樁體連接盤表面並纏繞厚度不小於1.5 mm的防腐樹脂層，防腐樹脂層上再纏繞能提高防腐能力和抗拉能力的碳纖維層。
[0006]本發明所述的高性能混凝土在保證混凝土拌和物所需流動性的同時，儘可能降低用水量，減少水灰比，使混凝土的總孔隙，特別是毛細管孔隙率大幅度降低。水泥在加水攪拌後，會產生一種絮凝狀結構。在這些絮凝狀結構中，包裹著許多拌和水，從而降低了新拌混凝土的工作性。施工中為了保持混凝土拌和物所需的工作性，就必須在拌和時相應地增加用水量，這樣就會促使水泥石結構中形成過多的孔隙。當加入減水劑的定向排列，使水泥質點表面均帶有相同電荷。在電性斥力的作用下，不但使水泥體系處於相對穩定的懸浮狀態，還在水泥顆粒表面形成一層溶劑化水膜，同時使水泥絮凝體內的游離水釋放出來，因而達到減水的目的。許多研究表明，當水灰比降低到0.38以下時，消除毛細管孔隙的目標便可以實現，而摻入高效減水劑，完全可以將水灰比降低到0.38以下；摻入礦物摻合料(矽粉或粉煤灰)，提高混凝土的抗滲性和強度，充分起到微集料的作用，對混凝土配合比進行合理級配，使集料從粗、細到微，保證了混凝土的密實度，提高了混凝土的抗滲性和強度，同時摻合料中的二氧化矽與水泥水化過程中生成的氫氧化鈣進行二次反應形成水化矽酸鈣凝膠，使混凝土在硫酸鹽類介質侵蝕中，不能與混凝土中的氧化鈣形成膨脹結晶，防止了硫酸鹽類物質的侵蝕破壞。
[0007]本發明所述的樁體斷面呈方形，實心方樁的優點在於:⑴與空心管樁相比，可增加混凝土的腐蝕裕量，與灌注樁相比，其在成樁過程中不與腐蝕性土水交融與管樁相比，在混凝土體積相同的情況下，方樁的表面積達，對摩擦樁來說承載力高；⑶由於是實心體，方樁的保護層可增大，抗腐蝕能力強Κ4)施工時，方樁的樁頭抗打擊面積大，應力集中小，不易被打爆樁頭。
[0008]本發明所述連接盤處的防護和施加預應力的大小等方面進行合理設計，使得混凝土實心方樁的抗腐蝕能力大大提高,完全可以滿足中等腐蝕和一般強腐蝕的耐久性要求。
[0009]本發明的技術特點:1、混凝土樁使用低預應力張拉的螺紋鋼筋，提高混凝土樁的抗裂能力。
[0010]預應力混凝土的優點，就是提高了混凝土的抗裂性能，增加了預製樁的耐久性，由於不出現裂縫或裂縫出現延緩，減少了大氣或侵蝕性介質對鋼筋和混凝土的侵蝕，保證了構件的使用年限，但在預應力混凝土構件中，所採用的預應力構件都是受拉構件和受彎構件的受拉區，而混凝土預製樁為受壓構件，若按照規範中的預應力0.7-0.9[ O ]張拉，對混凝土樁的抗壓強度是一個折減，承載力降低，可降低張拉力為0.3-0.4[ σ]，滿足起吊過程中的抗裂即可。
[0011]本發明具有加工方便、生產成本低、耐腐蝕性高、使用壽命長等優點，特別適用於海洋、鹽鹼土等海水環境使用。
[0012]【專利附圖】
【附圖說明】
圖1是本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面對本發明作進一步說明:
如圖所示，一種高性能低預應力混凝土實心方樁，一種高性能低預應力混凝土實心樁，包括樁體、樁頭1，樁體由一節或多節組成，每節樁體由混凝土和混凝土內相互平行的鋼筋I組成，鋼筋I的兩端分別與連接盤2相連接，相鄰兩連接盤2再進行焊接形成樁體，樁頭I呈錐形，所述連接盤可以呈圓環狀、空心方形等，上述與現有技術相同，此不贅述，本發明的特徵在於兩連接盤外圍周邊上纏繞經塗抹防腐樹脂層4，防腐樹脂層4上設有能提高防腐能力和抗拉能力的碳纖維層5，樁頭處外露鋼筋設有環氧樹脂保護層6，本發明所述的防腐樹脂層的厚度不小於1.5 mm，碳纖維層的厚度至少為一層碳纖維布一層，環氧樹脂保護層的厚度為1.5 mm，纖維層包裹防腐樹脂層，本發明對外露的連接盤、鋼筋與連接透連接處和樁尖添加保護層，另外保護層還增加了其抗拉、耐磨損能力，具有工藝簡單、防腐效果好、使用壽命長等優點，其生產工藝如下:
步驟一、製作單元樁模具，單元樁模具由模具體和端蓋組成，長度為7-15米，其斷面呈方形，
步驟二、製作防鏽、抗滲能力的混凝土，混凝土由水泥、砂、石子、減水劑和阻鏽劑組成，水泥採用42.5號以上水泥、砂的粒度為中砂，石子的直徑為0.5-30mm，外加減水劑、阻鎊劑，水泥、砂、石子、減水劑和阻鎊劑的重量百分比為水泥20%_25%、砂30%_45%、石子40%-50%、減水劑為水泥重量的2%-5%、阻鏽劑為水泥重量的2%-5%，
步驟三、採用三級螺紋鋼筋先進行拉伸處理，再經焊接或綑紮製作內鋼筋籠和外鋼筋籠，使內鋼筋籠置於外鋼筋籠內並使內鋼筋籠和外鋼筋籠相對固定，鋼筋籠和外鋼筋籠的螺紋鋼筋相平行，螺紋鋼筋的兩端分別與連接盤焊接，
步驟四、在模具上塗一層隔離劑，將鋼筋籠安裝在模具內，鋼筋籠兩端連接盤伸在模具外並分別與張拉裝置相連接，對鋼筋實行預張拉，當達到預張拉後銷定張拉裝置，將製備好的高性能混凝土餵入模具並掏實模具內的混凝土，
步驟五、當強度達到60-70%時，鬆開張拉裝置並卸模，並根據設計長度將單元模經其端部的連接盤焊接相連成樁體，
步驟六、清潔樁體連接盤表面並纏繞厚度不小於1.5 mm的防腐樹脂層，防腐樹脂層上再纏繞能提高防腐能力和抗拉能力的碳纖維層。
[0014]下面就普通非預應力預製方樁的裂縫寬度計算為例說明如下:
按照山東省建築標準設計圖集L13SG329中350 mm X 350 mm規格BF型抗腐蝕樁為例。
[0015]方樁規格350 mm X 350 mm,理論質量 p =306kg/m,樁長 L=15m，在 0.207L即3.1m處，正負彎矩相等處吊點為計算支座，混凝土強度等級C60，混凝土彈性模量Ee=3.6X 104N/mm2，受拉區鋼筋為2C22，鋼筋抗拉強度設計值fy=360N/mm2，鋼筋彈性模量
Εξ=2 X IOfX mm1,混凝土保護層厚度C=55mm。
[0016]有效受拉麵積:
【權利要求】
1.一種高性能低預應力混凝土實心方樁，包括樁體、樁頭，其特徵在於樁體由一節或多節樁組成，單元樁由混凝土和混凝土內相互平行的預應力0.3-0.4[ O ]張拉的鋼筋組成，鋼筋的兩端分別與連接盤相連接，相鄰單元樁經連接盤焊接形成樁體，相連接的兩連接盤纏繞厚度不小於1.5 mm的防腐樹脂層，防腐樹脂層上再纏繞能提高防腐能力和抗拉能力的碳纖維層，其生產工藝如下: 步驟一、製作單元樁模具，單元樁模具由模具體和端蓋組成，長度為7-15米，其斷面呈方形， 步驟二、製作防鏽、抗滲能力的混凝土，混凝土由水泥、砂、石子、減水劑和阻鏽劑組成，水泥採用42.5號以上水泥、砂的粒度為中砂，石子的直徑為0.5-30mm，外加減水劑、阻鎊劑，水泥、砂、石子、減水劑和阻鎊劑的重量百分比為水泥20%_25%、砂30%_45%、石子40%-50%、減水劑為水泥重量的2%-5%、阻鏽劑為水泥重量的2%-5%， 步驟三、採用三級螺紋鋼筋先進行拉伸處理，再經焊接或綑紮製作內鋼筋籠和外鋼筋籠，使內鋼筋籠置於外鋼筋籠內並使內鋼筋籠和外鋼筋籠相對固定，鋼筋籠和外鋼筋籠的螺紋鋼筋相平行，螺紋鋼筋的兩端分別與連接盤焊接， 步驟四、在模具上塗一層隔離劑，將鋼筋籠安裝在模具內，鋼筋籠兩端連接盤伸在模具外並分別與張拉裝置相連接，對鋼筋實行預張拉，當達到預張拉後銷定張拉裝置，將製備好的高性能混凝土餵入模具並掏實模具內的混凝土， 步驟五、當強度達到60-70%時，鬆開張拉裝置並卸模，並根據設計長度將單元模經其端部的連接盤焊接相連成樁體， 步驟六、清潔樁體連接盤表面並纏繞厚度不小於1.5 mm的防腐樹脂層，防腐樹脂層上再纏繞能提高防腐能力和抗拉能力的碳纖維層。
2.根據權利要求1所述的一種高性能低預應力混凝土實心樁，其特徵在於防腐樹脂層的厚度不小於1.5 mm，碳纖維層的厚度至少為一層碳纖維布一層，環氧樹脂保護層的厚度為1.5 mm，碳纖維層包裹防腐樹脂層。
【文檔編號】E02D5/30GK103806445SQ201410084784
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年3月10日 優先權日:2014年3月10日
【發明者】王亦德, 王德利, 柳治富 申請人:威海市水利巖土工程有限公司