一種可回收的預應力支坑護樁的製作方法

2023-12-02 12:48:01

本發明涉及一種基坑支護樁，特別是涉及一種運用預應力技術的可回收的基坑支護樁。

背景技術：

支護樁排樁圍護牆是基坑支護中最為常用的結構體系之一。支護樁在土壓力作用下為受彎構件。為保證樁身的受彎承載力和限制裂縫的開展，在樁身受拉區常需要配置較多的受拉鋼筋。而另一方面，建築基坑支護結構僅為建築基礎和地下室的施工使用，屬於臨時性工程。

現有的支護樁為鋼筋混凝土支護樁，承受彎矩較大，配置的受拉鋼筋較多，地下室施工完成後這些鋼筋就沒有用了，無法回收，是極大的浪費。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種主要部件可回收的，更為安全和經濟的預應力支坑護樁。

本發明目的通過下述技術方案實現：

一種可回收的預應力支坑護樁，包括支護樁樁體、可回收式鋼套筒和帶擴張型端部裝置的預應力錨固體；

所述可回收式鋼套筒主要包括無縫鋼管和端部鋼板；在無縫鋼管的底部設有端部鋼板；

所述帶擴張型端部裝置的預應力錨固體包括預應力鋼索、擴張裝置鋼板、鋼絞線、活動轉軸、預應力錨具和鋼絞線孔；每一塊擴張裝置鋼板兩端通過活動轉軸與另一塊擴張裝置鋼板相連接，四塊擴張裝置鋼板首位依次連接組成四邊形活動機構，四邊形活動機構的上端兩塊擴張裝置鋼板以及下端兩塊擴張裝置鋼板的連接處的中部都設有預應力鋼索孔；預應力錨具有兩個，一個設置在無縫鋼管的頂端，另一個設置在四邊形活動機構下端，四邊形活動機構位於端部鋼板和預應力錨具之間；預應力鋼索穿過無縫鋼管頂端的一個預應力錨具、無縫鋼管以及四邊形活動機構的上下端的預應力鋼索孔與另一個預應力錨具連接；

所述支護樁樁體的受拉區設置有至少一個可回收式鋼套筒和至少一個帶擴張型端部裝置的預應力錨固體。

為進一步實現本發明目的，優選地，在四邊形活動機構的上端兩塊擴張裝置鋼板或下端兩塊擴張裝置鋼板上設有鋼絞線孔，鋼絞線兩端通過鋼絞線孔分別與兩塊擴張裝置鋼板連接。

在無縫鋼管外表面和擴張裝置鋼板塗抹隔離劑。

述無縫鋼管的直徑不小於預應力鋼索直徑的3倍。

所述可回收式鋼套筒和帶擴張型端部裝置的預應力錨固體為多個。

相對於現有技術，本發明具有如下優點：

(1)本發明使用了預應力技術，對支護樁的受拉區施加預壓力，可以有效節省非預應力鋼筋同時提高支護樁的剛度，控制裂縫的開展。

(2)本發明無縫鋼管和帶擴張型端部裝置的預應力錨固體在地下室施工完成後均可回收，具有良好的經濟性。

(3)本發明每一塊擴張裝置鋼板兩端通過活動轉軸與另一塊擴張裝置鋼板相連接，四塊擴張裝置鋼板首位依次連接組成四邊形活動機構，預應力鋼索巧妙穿過無縫鋼頂端的一個預應力錨具、無縫鋼管以及四邊形活動機構的上下端的預應力鋼索孔與另一個預應力錨具連接，實現通過預應力鋼索控制四邊形活動機構的擴張和收縮，在給混凝土施加預壓力的同時，還可回收，設計巧妙，實用性強。

附圖說明

圖1為可回收的預應力支坑護樁的樁體結構示意圖；

圖2為圖1的A‐A截面示意圖；

圖3為可回收的預應力支坑護樁的擴張型端部收縮時的示意圖；

圖4為可回收的預應力支坑護樁的擴張型端部擴張時的示意圖；

圖5是圖3、圖4中擴張型端部的俯視圖；

圖6是圖3、圖4中擴張型端部的仰視圖；

圖7是圖3、圖4中端部鋼板的結構示意圖。

圖8是圖7的側視圖。

圖中示出：預應力鋼索1、無縫鋼管2、端部鋼板3、擴張裝置鋼板4、鋼絞線5、活動轉軸6、預應力錨具7、鋼絞線孔8、預應力鋼索孔9、支護樁樁體11、預應力體12。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的實施方式不限於此。

如圖1‐8所示，一種可回收的預應力支坑護樁，包括支護樁樁體11、可回收式鋼套筒和帶擴張型端部裝置的預應力錨固體；

可回收式鋼套筒主要包括無縫鋼管2和端部鋼板3；在無縫鋼管2的底部設有端部鋼板3；優選在無縫鋼管2外表面塗抹隔離劑；

帶擴張型端部裝置的預應力錨固體包括預應力鋼索1、擴張裝置鋼板4、鋼絞線5、活動轉軸6、預應力錨具7和鋼絞線孔8，每一塊擴張裝置鋼板4兩端通過活動轉軸與另一塊擴張裝置鋼板相連接，四塊擴張裝置鋼板首位依次連接組成四邊形活動機構，四邊形活動機構的上端兩塊擴張裝置鋼板4以及下端兩塊擴張裝置鋼板4的連接處的中部都設有預應力鋼索孔9；預應力錨具7有兩個，一個設置在無縫鋼管2的頂端，另一個設置在四邊形活動機構下端，四邊形活動機構位於端部鋼板3和預應力錨具7之間；預應力鋼索1穿過無縫鋼管2頂端的一個預應力錨具、無縫鋼管2以及四邊形活動機構的上下端的預應力鋼索孔9與另一個預應力錨具連接；優選在四邊形活動機構的上端兩塊擴張裝置鋼板4或下端兩塊擴張裝置鋼板4上設有鋼絞線孔8，鋼絞線5兩端通過鋼絞線孔8分別與兩塊擴張裝置鋼板4連接。

支護樁樁體11的受拉區設置有至少一個可回收式鋼套筒和帶擴張型端部裝置的預應力錨固體。

本發明帶擴張型端部裝置的預應力錨固體通過預應力鋼索1控制四邊形活動機構擴大與收縮，張拉預應力鋼索1時，四邊形活動機構在拉力作用下張開擴大並錨固於周圍混凝土，從而實現給混凝土施加預壓力的作用；鋼筋混凝土支護樁樁體11在受拉區埋置上述鋼套筒和帶擴張型端部裝置的預應力錨固體。

帶擴張型端部裝置的預應力錨固體的四邊形活動機構(擴大頭，圖3、圖4)由工廠製作成型，板上開孔以供活動轉軸和預應力鋼索通過。擴大頭鋼板的示意圖如圖4所示。

施工時，在帶擴張型端部裝置的預應力錨固體和鋼套筒外表面塗抹隔離劑，支護樁成孔後將帶擴張型端部裝置的四邊形活動機構、預應力錨具7、無縫鋼管2、預應力鋼索1作為一個整體按設計要求布置在支護樁受拉側，並與鋼筋籠一起吊放進樁孔中。吊放完成後澆築混凝土，待樁身混凝土達到設計齡期後張拉預應力/1。帶擴張型端部裝置的預應力錨固體在預應力索的拉力作用下向外擴大，嵌入周邊混凝土中。待張拉力達到設計要求後，錨固預應力索，至此即可實現本發明對混凝土支護樁施加預應力的作用。

回收帶擴張型端部裝置的預應力錨固體和無縫鋼管2時，首先需要對預應力鋼索1進行張拉以使預應力索與夾具脫開，然後取出夾具，放鬆預應力索。放鬆預應力索後，四邊形活動機構(擴大頭)將在其內部鋼絞線的回彈力和自重的作用下回縮。接著依次向上拔無縫鋼管2和預應力鋼索1即可回收預應力鋼索1、無縫鋼管2、預應力錨具7和四邊形活動機構。

張拉預應力鋼索1時，錨固體端部裝置可向外擴張，與位於無縫鋼管2頂部的預應力錨具共同作用，給鋼筋混凝土支護樁施加預壓力。在地下室施工完成後，放鬆預應力索，帶擴張型端部裝置的預應力錨固體可與無縫鋼管一起回收。錨固體與預應力鋼索連接並可由預應力鋼索1控制其擴大與收縮，張拉時錨固體在拉力作用下張開擴大並緊卡於周圍混凝土，從而實現給混凝土施加預壓力的作用；鋼筋混凝土支護樁樁體在受拉區埋置上述鋼套筒和帶擴張型端部裝置的預應力錨固體。

本發明中帶擴張型端部裝置的預應力錨固體的數量以及鋼板厚度和尺寸、鋼套筒的壁厚與尺寸以及施加的預應力值均需要按實際工程進行設計並應滿足相關的規範要求。

無縫鋼管的壁厚與直徑根據工程實際參照《結構用無縫鋼管(GB‐T8462‐2008)》選用，無縫鋼管的直徑不小於預應力鋼索直徑的3倍。

本發明使用了預應力技術，對支護樁的受拉區施加預壓力，可以有效節省非預應力鋼筋同時提高支護樁的剛度，控制裂縫的開展。無縫鋼管2和帶擴張型端部裝置的預應力錨固體在地下室施工完成後均可回收，具有良好的經濟性。本發明每一塊擴張裝置鋼板兩端通過活動轉軸與另一塊擴張裝置鋼板相連接，四塊擴張裝置鋼板首位依次連接組成四邊形活動機構，預應力鋼索巧妙穿過無縫鋼頂端的一個預應力錨具、無縫鋼管以及四邊形活動機構的上下端的預應力鋼索孔與另一個預應力錨具連接，實現通過預應力鋼索控制四邊形活動機構的擴張和收縮，在給混凝土施加預壓力的同時，還可回收，設計巧妙，實用性強。