先張法預應力混凝土樁的製作方法

2023-06-10 14:15:31 2

先張法預應力混凝土樁的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種先張法預應力混凝土樁，所述樁包括鋼筋籠（1）和混凝土，所述鋼筋籠（1）包括縱向受力的縱向筋（11）和受剪切力的箍筋（12），所述縱向筋（11）為預應力鋼筋，所述箍筋（12）呈螺旋狀纏繞在所述縱向筋（11）上，所述鋼筋籠（1）的兩端設有端板（2），其特徵在於，所述樁體上還設置有吊環（4），所述吊環（4）由兩個呈「幾」字型的第一吊鉤（41）和第二吊鉤（42）交叉連接而成。本實用新型的樁體中設置的吊環可有效解決現有技術中單個吊環所存在的缺陷，增加吊環與鋼筋籠以及與混凝土樁體的連接強度，可以減少甚至避免吊環周圍混凝土的開裂現象。
【專利說明】先張法預應力混凝土粧
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及預應力混凝土預製品構件領域，尤其涉及先張法預應力混凝土樁。
【背景技術】
[0002]目前混凝土製品種類繁多，按其作用可分為承重的、非承重的以及裝飾性的混凝土製品；按成型的方法可主要分為:現澆的混凝土製品和工廠預製的混凝土製品，如大型的橋梁、樁基等。其中現澆的混凝土製品會受到風、雨、地下水位、地下土層特性的影響，導致施工周期、施工質量、綜合造價均難以控制，且會嚴重影響環境。尤其是在颳風的天氣，會導致塵土風揚，大大致使霧靄的產生，影響環境及人體的健康。因此相對於現澆的混凝土製品，工廠預製的混凝土製品具有較大優勢。而具體到預製構件的種類，其可進一步區分為非預應力預製構件和預應力預製構件兩種。相對於預應力構件，非預應力構件一般短、小，輕質型的較多，而且用鋼量較大，而預應力構件在各種大跨度工程樁基中則應用較多。尤其是近30多年來，由現澆的混凝土製品轉向預製的混凝土製品，由非預應力預製構件逐步轉向預應力的預製構件，逐漸成為一種趨勢。而其中在樁基材料中，預應力構件在工程建築約佔60%。公路，鐵路、港務、碼頭的使用量也正在呈上升的趨勢。
[0003]按照預製品構件的形狀和材質，預應力樁基的種類目前主要有管樁、實心方樁、空心方樁，鋼樁等。其中管樁、空心方樁主要採用先張法離心成型工藝，鋼筋為PCB-1420-35-L-HG，在市場中佔主導地位，但因其壁厚較薄，不適合在中等及以上腐蝕地區使用。在上述區域只能採用實心方樁，但實心方樁的鋼筋為HRB400或HRB335級鋼，鋼筋無法焊接，端部製作複雜，混凝土強度標號一般在C40以下。在現有技術中，比如 CN201220644958.0、CN201220697077.5、CN201210550070.5、CN201220700172.6、CN201210546171.5、CN201210497029.6、CN2012201948.0、CN201110231105.4、CN201915400等專利，均涉及實心方樁的製作方法，但都無法解決在實心方樁製作過程中所涉及的一些問題，比如樁端採用結構複雜的網片結構，而且實心樁由於重量較大，在對樁進行吊裝的過程中，更容易出現吊鉤附近的混凝土開裂等現象；此外，在將樁與承臺連接時，樁頭兩端利用波紋套管灌漿養護混凝土，工藝也比較複雜。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於克服上述現有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、操作方便、生產成本低、勞動強度低、力學性能好、吊裝時樁體不容易開裂的先張法預應力混凝土樁。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型提供一種先張法預應力混凝土樁，所述樁包括鋼筋籠和混凝土，所述鋼筋籠包括縱向受力的縱向筋和受剪切力的箍筋，所述縱向筋為預應力鋼筋，所述箍筋呈螺旋狀纏繞在所述縱向筋上，所述鋼筋籠的兩端設有端板，其特徵在於，所述樁體上還設置有吊環，所述吊環由兩個呈「幾」字型的第一吊鉤和第二吊鉤交叉連接而成。
[0006]所述第一吊鉤的橫截面與樁體縱軸線相平行，所述第二吊鉤的橫截面與樁體縱軸線相垂直，所述第一吊鉤和第二吊鉤的頂部緊靠在一起。
[0007]所述第一吊鉤與所述鋼筋籠的縱向筋搭接或綁紮連接。
[0008]所述第二吊鉤的底部彎鉤與縱向筋鉤接。
[0009]所述第一吊鉤或/和第二吊鉤上還綁紮或焊接有加強筋。
[0010]所述樁體上設置有套筒，所述套筒為圓柱體或錐體，內壁設有螺紋。
[0011]所述套筒包括端部套筒或/和側面套筒。
[0012]所述端部套筒通過固定於端板的螺栓孔內、焊接於端板上或綁紮在縱向筋上的方式與鋼筋籠或樁體連接在一起。
[0013]所述側面套筒以預埋的方式設於樁體的側面。
[0014]所述樁體上還設用於與承臺連接的錨固鋼筋，所述錨固鋼筋包括縱向錨固筋和側向錨固筋，所述縱向錨固筋和側向錨固筋分別插入在所述端部套筒和側面套筒中。
[0015]所述沉筋孔和螺栓孔之間還設置有過渡槽。
[0016]所述端板外形為方形，為實心或中間空心。
[0017]所述縱向筋的抗拉強度為800Mpa以上，伸長率不低於4%。
[0018]所述箍筋的直徑為3mm以上，抗拉強度不低於400Mpa。
[0019]所述縱向筋從其外邊緣到混凝土外邊緣距離不小於32mm。
[0020]所述吊環到樁體端部的距離為樁體長度的0.2?0.5。
[0021]本實用新型具有如下有益效果:
[0022](I)本實用新型的樁體中設置的由兩個「幾」字型吊鉤交叉連接形成的吊環可有效解決現有技術中單個吊環所存在的缺陷，增加吊環與鋼筋籠以及與混凝土樁體的連接強度，在起吊時，可減少甚至避免吊環周圍混凝土的開裂現象；
[0023](2)本實用新型的樁體中採用預應力高強鋼材作縱向筋，採用C40以上的高標號混凝土，可大大提高了樁身的抗裂彎矩、抗壓承載力、抗剪承載力、抗拉承載力等，同時所用鋼筋的總體重量大大減輕；
[0024](3)本實用新型的樁體中還設置有套筒，其可起到錨固筋的作用，加強樁與承臺的連接強度，提高樁與承臺的抗拔、抗剪性能、減少錨固筋的用量、減少綜合造價，提高施工效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型先張法預應力混凝土樁的優選實施例的示意圖，其中未顯示吊環與樁體的連接結構；
[0026]圖2為本實用新型先張法預應力混凝土樁的優選實施例的示意圖，其中顯示了吊環與樁體的連接結構；
[0027]圖3為本實用新型吊環與鋼筋籠連接的示意圖；
[0028]圖4為本實用新型吊環與鋼筋籠連接的另一示意圖；
[0029]圖5為本實用新型吊環的立體圖；
[0030]圖6為本實用新型的樁與承臺連接的示意圖。【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型作進一步描述:
[0032]如圖1至圖4所示，為本實用新型的先張法預應力混凝土樁的一個優選實施例的示意圖。如圖1所示，本實用新型的樁包括鋼筋籠I和混凝土，鋼筋籠I包括縱向受力的縱向筋11和受剪切力的箍筋12，縱向筋11呈近似方形布置，為預應力鋼筋，兩端還經過了墩頭處理，箍筋12呈螺旋狀纏繞包裹在縱向筋11上，並且用焊接的方式，比如電焊滾焊的方式將二者固定在一起；鋼筋籠的兩端設有金屬端板2，金屬端板2上設置有沉筋孔21和螺栓孔22，所述沉筋孔21和螺栓孔22之間還設置有過渡槽23 ;沉筋孔21上部直徑大，下部直徑小，這樣縱向筋11和端板2連接時，先穿過螺栓孔22，再通過過渡槽23橫移進入沉筋孔21內，由於縱向筋11經過墩頭處理，這樣縱向筋11的墩頭就會落入沉筋孔21內，完成與端板2的連接；所述樁體兩端還設置有套箍3。
[0033]此外,如圖2至圖5所示，在鋼筋籠I上面還設置有多個吊環4，每個吊環4均由兩個呈「幾」字型的金屬或複合材料製成的第一吊鉤41和第二吊鉤42交叉連接而成，其中第一吊鉤41的橫截面基本上與樁體縱軸線相平行，第二吊鉤42的橫截面基本上與樁體縱軸線相垂直，第一吊鉤41和第二吊鉤42的頂部緊靠在一起。
[0034]吊環4還與鋼筋籠和樁體連接在一起，具體連接方式如下:第一吊鉤41與鋼筋籠的縱向筋11搭接或綁紮連接；第二吊鉤42的底部彎鉤與縱向筋11鉤接；所述第一吊鉤41或第二吊鉤42上還綁紮或焊接數根加強筋43，以提高吊環4與混凝土的結合強度。上述吊環和樁體的連接方式可有效解決現有技術中單個吊環所存在的缺陷。現有技術的單個吊環在起吊時經常造成吊環周圍混凝土的大量開裂，而本實用新型中的上述技術方案可增加吊環與鋼筋籠以及與混凝土樁體的連接強度，在起吊時，可減少甚至避免吊環周圍混凝土的開裂現象。優選地，吊環4設置在距離端部的0.2L?0.5L (L為樁長)處，也即吊環到樁體端部的距離為樁體長度的0.2?0.5。
[0035]其中，縱向筋11採用抗拉強度800Mpa以上的鋼筋，其伸長率不低於4% ;箍筋12採用直徑3mm以上的鋼筋，其抗拉強度不低於400Mpa，反彎次數不少於3次。製作樁體所採用的混凝土的強度在C40以上，可採用自密實混凝土成型或振動成型。上述高強度的縱向筋和箍筋以及C40以上的高標號混凝土的綜合使用可大大提高樁身的抗裂彎矩、抗壓承載力、抗剪承載力、抗拉承載力等，而且同時可大大減少所使用的鋼筋的總重量。與國家標準圖集《預製鋼筋混凝土方樁》(圖集號:04G361)中所推薦的用作縱向筋和箍筋的鋼筋相t匕，以截面尺寸為400X400mm、樁長為16m的方樁為例，使用本實用新型的上述鋼筋作為縱向筋和箍筋，縱向筋和箍筋的重量可分別減輕50%和20%左右。
[0036]優選地，預應力鋼筋從其外邊緣到混凝土外邊緣距離不小於32_或根據工程環境使用要求進行確定，以保證給預應力鋼筋提供足夠的混凝土保護層。
[0037]優選地，端板2外形近似方形，為實心或中間空心。
[0038]優選地，所述的先張預應力實心方樁，其預應力在鋼筋入模後進行預應力張拉或布好混凝土後進行施加預應力。
[0039]優選地，樁體兩端還設用於與承臺7加強錨接的錨固鋼筋，包括縱向錨固筋51和側向錨固筋52。[0040]優選地，如圖6所示，為了方便上述樁與承臺7連接，上述的樁體的端部和側面設置有套筒6,從而縱向錨固筋51和側向錨固筋52可以插入上述套筒6內，方便安裝和與承臺連接。套筒為圓柱體或錐體，頭部內側設有螺紋絲牙。套筒可分為端部套筒和側面套筒，其中:端部套筒可通過固定於端板的螺栓孔22內、焊接於端板上或綁紮在縱向筋上的方式與鋼筋籠或樁體連接在一起；而側面套筒則以預埋的方式設於樁側面，其可與縱向筋連接，也可不連接。
[0041]上述套筒的作用在於，在接樁或樁與承臺連接施工中，縱向錨固筋51和側向錨固筋52可分別插入端部套筒和側面套筒中，加強樁與承臺的連接強度，提高樁與承臺的抗拔、抗剪性能、減少錨固筋的用量、減少綜合造價，提高施工效率。同時相對於現有技術中的在樁體兩端設置波紋套管進行灌漿處理的技術方案，本實用新型的套筒不需要灌漿及養護混凝土，同時可發揮錨固筋的作用，進一步提高樁身與承臺的連接強度，減少綜合造價，提高施工效率。
[0042]下面結合具體生產過程，對本實用新型的先張法預應力混凝土樁的生產方法進行詳細說明。具體來說，包括以下步驟:
[0043](I)製作鋼筋籠:採用自動切割機將抗拉強度為800Mpa以上、伸長率不低於4%的預應力鋼筋定長切斷，形成縱向筋11，利用滾焊機將直徑3mm以上、抗拉強度不低於400Mpa的箍筋12呈螺旋狀焊接在縱向筋11上，形成大致成方形或圓形的鋼筋籠；
[0044](2)安裝「幾」字形吊環:吊環4通過人工綁紮或焊接的方式固定於樁兩端，其中，第一吊鉤41與鋼筋籠的縱向筋11搭接或綁紮連接，第二吊鉤42的底部彎鉤與縱向筋11鉤接，第一吊鉤41或第二吊鉤42上還綁紮或焊接數根加強筋43 ；
[0045](3)安裝套筒:通過人工綁紮或焊接，將套筒固定於端部或鋼筋籠側面，其中端部套筒可通過固定於端板的螺栓孔22內、焊接於端板上或綁紮在縱向筋上的方式與鋼筋籠或樁體連接在一起；而側面套筒則以預埋的方式設於樁側面，其可與縱向筋連接，也可不連接；
[0046](4)預應力張拉:在鋼筋籠的兩頭安裝上金屬端板2，整體放入內腔為方形的模具內，將金屬端板2與張拉機相連，利用張拉機對縱向筋進行預應力張拉；
[0047](5)布料:向上述模具內澆注強度在C40以上的混凝土，採用自密實混凝土成型混凝土或振動成型；
[0048](6)養護:將成型後的樁通過自然養護或蒸汽養護的方式處理後，即可得成樁。
[0049]在上述生產過程中，上述的一些步驟並非嚴格按照上述順序進行，比如，在鋼筋籠製作完成後，吊環和套筒的安裝步驟並不需要一定具有先後順序，先安裝吊環再安裝套筒或者先安裝套筒再安裝吊環均可以。此外，在安裝完上述吊環和套筒後，張拉步驟和布料步驟也並不需要一定具有先後順序，可以先張拉再布料或者先布料再張拉。具體操作可根據實際生產的情況進行。
[0050]此外，本實用新型的樁與承臺進行連接的具體方法如圖6所示:在整根樁連接完成並壓入到設計要求後，將縱向錨固筋51和側向錨固筋52的一端分別旋入到樁身的端部套筒和側面套筒中，而縱向錨固筋51和側向錨固筋52的另一端與承臺7連接，形成一個鋼筋籠及混凝土組合的承臺7。
[0051]綜上所述，以上所述僅為本實用新型的具體實施例，但本實用新型並非局限於此，任何本領域的技術人員能思之變化，都應落在本實用新型的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種先張法預應力混凝土樁，其特徵在於，所述樁包括鋼筋籠(I)和混凝土，所述鋼筋籠(I)包括縱向受力的縱向筋(11)和受剪切力的箍筋(12 )，所述縱向筋(11)為預應力鋼筋，所述箍筋(12 )呈螺旋狀纏繞在所述縱向筋(11)上，所述鋼筋籠(I)的兩端設有端板(2)，其特徵在於，所述樁體上還設置有吊環(4)，所述吊環(4)由兩個呈「幾」字型的第一吊鉤(41)和第二吊鉤(42)交叉連接而成。
2.如權利要求1所述的先張法預應力混凝土樁，其特徵在於，所述第一吊鉤(41)的橫截面與樁體縱軸線相平行，所述第二吊鉤(42)的橫截面與樁體縱軸線相垂直，所述第一吊鉤(41)和第二吊鉤(42)的頂部緊靠在一起。
3.如權利要求2所述的先張法預應力混凝土樁，其特徵在於，所述第一吊鉤(41)與所述鋼筋籠(I)的縱向筋(11)搭接或綁紮連接。
4.如權利要求2所述的先張法預應力混凝土樁，其特徵在於，所述第二吊鉤(42)的底部彎鉤與縱向筋(11)鉤接。
5.如權利要求2所述的先張法預應力混凝土樁，其特徵在於，所述第一吊鉤(41)或/和第二吊鉤(42 )上還綁紮或焊接有加強筋(43 )。
6.如權利要求1所述的先張法預應力混凝土樁，其特徵在於，所述樁體上設置有套筒(6)，所述套筒(6)為圓柱體或錐體，內壁設有螺紋。
7.如權利要求6所述的先張法預應力混凝土樁，其特徵在於，所述套筒(6)包括端部套筒或/和側面套筒。
8.如權利要求7所述的先張法預應力混凝土樁，其特徵在於，所述端部套筒通過固定於端板(2 )的螺栓孔(22 )內、焊接於端板(2 )上或綁紮在縱向筋(11)上的方式與鋼筋籠(I)或樁體連接在一起。
9.如權利要求7所述的先張法預應力混凝土樁，其特徵在於，所述側面套筒以預埋的方式設於樁體的側面。
10.如權利要求7所述的先張法預應力混凝土樁，其特徵在於，所述樁體上還設用於與承臺(7)連接的錨固鋼筋，所述錨固鋼筋包括縱向錨固筋(51)和側向錨固筋(52)，所述縱向錨固筋(51)和側向錨固筋(52)分別插入在所述端部套筒和側面套筒中。
11.如權利要求1所述的先張法預應力混凝土樁，其特徵在於，所述端板(2)上設置有沉筋孔(21)和螺栓孔(22)，所述沉筋孔(21)和螺栓孔(22)之間還設置有過渡槽(23)。
12.如權利要求1所述的先張法預應力混凝土樁，其特徵在於，所述端板(2)外形為方形，為實心或中間空心。
13.如權利要求1所述的先張法預應力混凝土樁，其特徵在於，所述縱向筋(11)的抗拉強度為800Mpa以上，伸長率不低於4%。
14.如權利要求1所述的先張法預應力混凝土樁，其特徵在於，所述箍筋(12)的直徑為3mm以上,抗拉強度不低於400Mpa。
15.如權利要求1所述的先張法預應力混凝土樁，其特徵在於，所述吊環(4)到樁體端部的距離為樁體長度的0.2?0.5。
16.如權利要求1所述的先張法預應力混凝土樁，其特徵在於，所述縱向筋(11)從其外邊緣到混凝土外邊緣距離不小於32mm。
【文檔編號】E02D27/14GK203755302SQ201420145489
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】陳芳斌, 趙偉華, 油妍利, 陳巧 申請人:建華建材（中國）投資有限公司