一種部分貫通的抗拉預應力樁芯的製作方法

2023-05-09 09:24:26

專利名稱：一種部分貫通的抗拉預應力樁芯的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及建築工程的地基與基礎的預應力靜壓樁工程，更具體地說，涉及一種部分貫通的抗拉預應力樁芯。尤其是涉及在預應力管樁內腔增設部分貫通的抗拉預應力樁芯。通過增設部分貫通的預應力樁芯來提高整體樁的抗拉力，從而更充分地利用樁側摩擦力，使樁的整體抗拔能力得到較大提升。
背景技術：
建築工程上的樁基工程較多使用靜壓樁。靜壓樁採用分節焊接而成，樁節部位的抗拔強度較弱。當樁體在建築群的基礎四周和邊角時，以及在裙樓下部的樁容易受力時產生抗拔的需要。當樁體抗拔有需求時，會產生樁體的抗拉力。而現在的樁端板與樁體鋼筋部位、樁節間的焊接處都容易達不到抗拉的需求。另一方面樁體和上部的樁承臺的連接在抗拉受力時也容易產生薄弱部位。靜壓樁的整體側摩擦力在樁體向上和向下時均能提供較大的摩擦阻力，而樁體在抗拔時由於樁體薄弱處出現而無法充分發揮足夠多的樁側摩擦阻力。由於靜壓樁的工藝是一節節預製樁壓樁和焊接間隔出現的工藝，已經靜壓到土體中的樁沒有工作面來提供預應力的作業空間，因此本實用新型的難點在於樁底一側的預應力鋼 索的固定難題。壓樁時底部樁節可能部分破壞，同時地下水等因素的影響。

實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種提高樁體的抗拉能力，進而充分應用樁側的摩擦阻力，提升樁的抗拔能力，從而使預應力樁的功能可以更好的實現抗拔效果的部分貫通的抗拉預應力樁芯。本實用新型的技術方案如下:一種部分貫通的抗拉預應力樁芯，包括樁尖、多節預製樁，預製樁的中空部位設置有預應力鋼索，預應力鋼索一端與預製樁連接，另一端用於連接位於預應力樁芯上方的承臺。作為優選，預製樁兩端各設置有端板，第一節預製樁的一端板與樁尖通過焊縫焊接，第一節預製樁的另一端板通過焊縫焊接有預應力鋼索固定板，預應力鋼索穿過預應力鋼索固定板的孔洞，並由錨固裝置固定；第二節預製樁的一端板與預應力鋼索固定板通過焊縫焊接。作為優選，倒數第二節預製樁中空部位的末端設置有固定卡扣，用於固定預應力鋼索。作為優選，預應力鋼索的端部連接有牽引鋼絲的一端，牽引鋼絲的另一端穿過最後一節預製樁，通過十字鋼筋固定在最後一節預製樁的上部埠。作為優選，預應力鋼索固定板的孔洞兩端分別塞裝有預應力鋼索卡片，預應力鋼索固定板上下表面均設置有卡片壓緊板，卡片壓緊板與預應力鋼索卡片相頂抵，螺栓穿過預應力鋼索固定板及卡片壓緊板，螺栓兩端安裝有調節螺母，通過調節螺母壓緊卡片壓緊板，從而壓緊預應力鋼索卡片。作為優選，卡片壓緊板與調節螺母間設置有墊片。作為優選，固定卡扣包括兩段固定導杆、固定樁腔摩阻片、調鬆緊裝置、兩個鬆緊螺母、兩片鬆緊調節鋼板；兩個鬆緊螺母分別設置在調鬆緊裝置的兩端，固定導杆的一端與鬆緊調節鋼板固定安裝，兩段固定導杆安裝有鬆緊調節鋼板的一端分別置入調鬆緊裝置的兩端，一段固定導杆頂抵在預應力鋼索上，另一段固定導杆頂抵在倒數第二節預製樁的內壁上，固定樁腔摩阻片設置在固定導杆與倒數第二節預製樁的內壁間。作為優選，預應力鋼索外套裝有保護軟管，且保護軟管與預應力鋼索間存在空隙。本實用新型的有益效果如下:本實用新型所述的抗拉預應力樁芯實用可靠、取材方便、製作簡單、使用方便、效果良好。它能對現有的靜壓樁的抗拔能力進行較大程度的提高，使建築物的基礎工程發揮整體穩定的效果。由於在地震與地下水的複雜因素影響下，很多工程樁都存在樁體的抗拔功能，這就要求樁體有較強的抗拉能力。本實用新型充分借用靜壓樁的樁腔的空間，巧妙地圍繞現有的施工工藝，通過增設部分貫通的抗拉預應力樁芯，使樁體與基礎結構的整體性加強，樁體的抗拉能力得到極大提升，能減少樁體因抗拔時受拉能力不強而破壞。由於樁體的完整性在整個壽命周期得到保證，因此抗壓和抗拔功能均得到保證。為此本實用新型的市場前景較大，對建築物的下部結構的功能實現來說非常實用。並且它克服靜壓樁的工藝不利預應力鋼索張拉的特點，具有較高的施工工藝的新穎性。本實用新型不採用全貫通的方式，而時讓預應力鋼索只是存在於整個樁的部分區段。從而讓工作效果·得到充分保證(樁體抗拔時主要是在樁的上部拉壞，因此預應力樁芯可以非全貫通的方式)。

圖1是樁尖與第一節預製樁焊接示意圖；圖2是樁尖與第一節預製樁壓樁示意圖；圖3是預應力鋼索下部與第一節樁頂加固示意圖；圖4是預應力鋼索下部加固詳圖；圖5是第一節與第二節預製樁壓樁示意圖；圖6是前三節預製樁壓樁示意圖；圖7是前四節(倒數第二節)預製樁壓樁示意圖；圖8是臨時固定卡扣固定預應力鋼索及其保護塑料軟管示意圖；圖9是第五節預製樁壓樁示意圖；圖10是基礎基坑開挖不意圖；圖11是部分貫通的抗拉預應力樁芯頂部示意圖；圖12是部分貫通的抗拉預應力樁芯示意圖；圖中:1是樁尖，2是第一節預製樁，3是端板，4是焊縫，5是地面，6是預應力鋼索固定板，7是預應力鋼索，8是保護塑料軟管，9是錨固裝置，10是預應力鋼索卡片，11是卡片壓緊板，12是墊片，13是調節螺母，14是螺栓，15是第二節預製樁，16是第三節預製樁，17是第四節預製樁，18是固定卡扣，19是固定導杆，20是固定樁腔摩阻片，21是調鬆緊裝置，22是鬆緊螺母，23是鬆緊調節鋼板，24是牽引鋼絲，25是第五節預製樁，26是基坑開挖面，27是砼墊層，28是灌樁頂樁芯擋板，29是灌樁頂樁芯鋼筋箍筋，30是灌樁頂樁芯鋼筋，31是Φ 50鋼管，32是灌樁頂樁芯砼，33是承臺，34是預留預應力張拉凹槽，35是預應力鋼索固定設備，36是保護塑料軟管內壓力灌注水泥漿，37是保護砼，38是十字鋼筋。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型進行進一步的詳細說明。本實用新型實現的原理為:通過在靜壓樁的樁腔的中空部位設置連接樁體和上部承臺的預應力鋼索。由於該預應力鋼索的存在，能把各節樁側的摩擦力有效應用，另一方面預應力鋼索的受力能減少樁體的抗拉力。這樣使樁的整體受拉時所能承受的能力得到提高，同時預應力樁芯連接靜壓樁和承臺，這樣能讓樁與承臺間更合理受力，在水平地震荷載時能較好保護樁頂受力。一種部分貫通的抗拉預應力樁芯，包括樁尖、多節預製樁，預製樁的中空部位設置有預應力鋼索，預應力鋼索一端與預製樁連接，另一端用於連接位於預應力樁芯上方的承臺。預應力鋼索外套裝有保護軟管，且保護軟管與預應力鋼索間存在空隙。預製樁兩端各設置有端板，第一節預製樁的一端板與樁尖通過焊縫焊接，第一節預製樁的另一端板通過焊縫焊接有預應力鋼索固定板，預應力鋼索穿過預應力鋼索固定板的孔洞，並由錨固裝置固定；第二節預製樁的一端板與預應力鋼索固定板通過焊縫焊接。預應力鋼索固定板的孔洞兩端分別塞裝有預應力鋼索卡片，預應力鋼索固定板上下表面均設置有卡片壓緊板，卡片壓緊板與預應力鋼索卡片相頂抵，螺栓穿過預應力鋼索固定板及卡片壓緊板，螺栓兩端安裝有調節螺母，通過調節螺母壓緊卡片壓緊板，從而壓緊預應力鋼索卡片。卡片壓緊·板與調節螺母間設置有墊片。倒數第二節預製樁中空部位的末端設置有固定卡扣，用於固定預應力鋼索。固定卡扣包括兩段固定導杆、固定樁腔摩阻片、調鬆緊裝置、兩個鬆緊螺母、兩片鬆緊調節鋼板；兩個鬆緊螺母分別設置在調鬆緊裝置的兩端，固定導杆的一端與鬆緊調節鋼板固定安裝，兩段固定導杆安裝有鬆緊調節鋼板的一端分別置入調鬆緊裝置的兩端，一段固定導杆頂抵在預應力鋼索上，另一段固定導杆頂抵在倒數第二節預製樁的內壁上，固定樁腔摩阻片設置在固定導杆與倒數第二節預製樁的內壁間。預應力鋼索的端部連接有牽引鋼絲的一端，牽引鋼絲的另一端穿過最後一節預製樁，通過十字鋼筋固定在最後一節預製樁的上部埠。實施例本實施例以五節靜壓預製樁配置部分貫通的抗拉預應力樁芯作示例，靜壓樁為Φ500mm。參見圖1 12，本實用新型的實施包括以下步驟:I)樁尖I和第一節預製樁2焊接，以及壓樁作業:如圖1、圖2所示，把第一節預製樁2的端板3與樁尖I通過焊縫4連接在一起，採用普通的靜壓樁機把第一節預製樁2和樁尖I的整體壓入設計的土體，直到第一節預製樁2露出地面5的長度在300 800mm ；2)預應力鋼索固定板6設置，固定預應力鋼索7及其保護塑料軟管8:如圖3、圖4所示，截取設計的第一節預製樁2的樁頂到承臺33平面之間的長度再另加2米的預應力鋼索7及其保護塑料軟管8 (2米長度為考慮不確定性因素影響的富餘長度)。把預應力鋼索7及其保護塑料軟管8固定在錨固裝置9上。錨固方式為:把預應力鋼索7及其保護塑料軟管8穿過預應力鋼索固定板6的孔洞，在預應力鋼索固定板6的兩側安裝預應力鋼索卡片10，然後通過調節螺母13在螺栓14的位置來壓緊墊片12，由於墊片12壓緊使卡片壓緊板11壓緊預應力鋼索卡片10。由於預應力鋼索卡片10的作用，使得預應力鋼索7及其保護塑料軟管8牢牢地固定在預應力鋼索固定板6上。通過焊縫4把預應力鋼索固定板6與第一節預製樁2的預製樁的端板3焊牢。3)第二節預製樁準備及壓樁作業:如圖5所示，把預應力鋼索7及其保護塑料軟管8穿過第二節預製樁15的樁腔，把第二節預製樁15的端板3通過焊縫4與預應力鋼索固定板6焊牢。待焊縫4冷卻後進行壓樁作業，直到第二節預製樁15露出地面5的長度在300 800mm。4)第三節預製樁準備及壓樁作業:如圖6所示，把預應力鋼索7及其保護塑料軟管8穿過第三節預製樁16的樁腔，把第二節預製樁15的端板3通過焊縫4與第三節預製樁16的端板3焊牢。待焊縫4冷卻後進行壓樁作業，直到第三節預製樁16露出地面5的長度在300 800mm。5)第四節預製樁壓樁作業完成:如圖7所示，把預應力鋼索7及其保護塑料軟管8穿過第四節預製樁17的樁腔，把第三節預製樁16的端板3通過焊縫4與第四節預製樁17的端板3焊牢。待焊縫4冷卻後進行壓樁作業，直到第四節預製樁17露出地面5的長度在300 800mm。6)最後一節預製樁壓樁作業完成:如圖7 9所示，借用專用的臨時固定卡扣18把固定預應力鋼索7及其保護塑料軟管8於倒數第四節預製樁17的上部樁腔。具體的臨時固定方式為:通過調鬆緊裝置21的擰動使把鬆緊螺母22壓緊鬆緊調節鋼板23，進而使固定導杆19把固定樁腔摩阻片20壓在第四節預製樁17的上部樁腔內壁，從而使預應力鋼索7及其保護塑料軟管8得到固定。採用牽引鋼絲24牽引預應力鋼索7及其保護塑料軟管8的端部，並把牽引鐵絲24穿過第五節 預製樁25的樁腔，並用十字鋼筋38把牽引鐵絲24固定在第五節預製樁25的上部埠。把第五節預製樁25與第四節預製樁17的端板3通過焊縫4焊接在一起，然後待焊縫冷卻後壓樁作業至樁的設計標高。7)基礎的基坑土方開挖及承臺等基礎施工:如圖10 12所示，開挖基坑土方至設計基坑開挖面26標高，進行第五節預製樁25多餘部分的截除，截樁時要求臨時固定好預應力鋼索7及其保護塑料軟管8，按設計標高施工砼墊層27。製作Φ50鋼管31與灌樁頂樁芯擋板28，然後綁紮灌樁頂樁芯鋼筋箍筋29和灌樁頂樁芯鋼筋30，把此部分的整體放入第五節預製樁25的樁腔內，讓預應力鋼索7及其保護塑料軟管8穿過保護的Φ50鋼管31 ;然後施工灌樁頂樁芯砼32。澆築承臺33時要求留設預留預應力張拉凹槽34，把多餘的保護塑料軟管8截除。8)張拉樁芯的預應力鋼索、錨固預應力鋼索和塑料軟管內壓力灌注水泥漿:如圖10 12所示，通過普通的張拉機械把預應力鋼索7進行設計力量張拉，採用商業用的預應力鋼索固定設備35進行預應力鋼索7固定，然後在保護塑料軟管8內灌注保護塑料軟管內壓力灌注水泥漿36，進行保護預應力鋼索7不受腐蝕。9)張拉用的凹槽及預應力鋼索固定設備保護輪燒築:如圖11 12所示，把多餘的預應力鋼索7截除；然後施工保護砼37，使保護砼37保護預應力鋼索固定設備35，並讓保護砼37填滿預留預應力張拉凹槽34，確保保護砼37的表面與承臺33面平齊。到此整個這種部分貫通的抗拉預應力樁芯施工完成。它能把各節樁側的摩擦阻力較充分地應用，並且由於樁與承臺整體性較好，它可以使樁的抗拉能力得到提升，從而實現讓樁擁有較高的抗拔力。上述實施例僅是用來說明本實用新型，而並非用作對本實用新型的限定。只要是依據本實用新型的技術實質，對上述實施例進行變化、變型等都將落在本實用新型的權利要求的範圍 內。
權利要求1.一種部分貫通的抗拉預應力樁芯，包括樁尖、多節預製樁，其特徵在於，預製樁的中空部位設置有預應力鋼索，預應力鋼索一端與預製樁連接，另一端用於連接位於預應力樁芯上方的承臺。
2.根據權利要求1所述的部分貫通的抗拉預應力樁芯，其特徵在於，預製樁兩端各設置有端板，第一節預製樁的一端板與樁尖通過焊縫焊接，第一節預製樁的另一端板通過焊縫焊接有預應力鋼索固定板，預應力鋼索穿過預應力鋼索固定板的孔洞，並由錨固裝置固定；第二節預製樁的一端板與預應力鋼索固定板通過焊縫焊接。
3.根據權利要求1所述的部分貫通的抗拉預應力樁芯，其特徵在於，倒數第二節預製樁中空部位的末端設置有固定卡扣，用於固定預應力鋼索。
4.根據權利要求1所述的部分貫通的抗拉預應力樁芯，其特徵在於，預應力鋼索的端部連接有牽引鋼絲的一端，牽引鋼絲的另一端穿過最後一節預製樁，通過十字鋼筋固定在最後一節預製樁的上部埠。
5.根據權利要求2所述的部分貫通的抗拉預應力樁芯，其特徵在於，預應力鋼索固定板的孔洞兩端分別塞裝有預應力鋼索卡片，預應力鋼索固定板上下表面均設置有卡片壓緊板，卡片壓緊板與預應力鋼索卡片相頂抵，螺栓穿過預應力鋼索固定板及卡片壓緊板，螺栓兩端安裝有調節螺母，通過調節螺母壓緊卡片壓緊板，從而壓緊預應力鋼索卡片。
6.根據權利要求5所述的部分貫通的抗拉預應力樁芯，其特徵在於，卡片壓緊板與調節螺母間設置有墊片。
7.根據權利要求3所述的部分貫通的抗拉預應力樁芯，其特徵在於，固定卡扣包括兩段固定導杆、固定樁腔摩阻片、調鬆緊裝置、兩個鬆緊螺母、兩片鬆緊調節鋼板；兩個鬆緊螺母分別設置在調鬆緊裝置的兩端，固定導杆的一端與鬆緊調節鋼板固定安裝，兩段固定導杆安裝有鬆緊調節鋼板的一端分別置入調鬆緊裝置的兩端，一段固定導杆頂抵在預應力鋼索上，另一段固定導杆頂抵在倒數第二節預製樁的內壁上，固定樁腔摩阻片設置在固定導杆與倒數第二節預製樁 的內壁間。
8.根據權利要求1至7任一項所述的部分貫通的抗拉預應力樁芯，其特徵在於，預應力鋼索外套裝有保護軟管，且保護軟管與預應力鋼索間存在空隙。
專利摘要本實用新型涉及一種部分貫通的抗拉預應力樁芯，包括樁尖、多節預製樁，預製樁的中空部位設置有預應力鋼索，預應力鋼索一端與預製樁連接，另一端用於連接位於預應力樁芯上方的承臺。本實用新型所述的抗拉預應力樁芯實用可靠、取材方便、製作簡單、使用方便、效果良好。它能對現有的靜壓樁的抗拔能力進行較大程度的提高，使建築物的基礎工程發揮整體穩定的效果。
文檔編號E02D5/58GK203129134SQ20132013508
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月22日 優先權日2013年3月22日
發明者陳慶猛, 林奇, 莊景峰, 葉國希, 周佔義, 章少劍 申請人:廈門特房建設工程集團有限公司