專利名稱：一種高承載力預(yù)應(yīng)力管樁及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高承載力預(yù)應(yīng)力管樁及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
在建筑施工過程中，運(yùn)用管樁構(gòu)筑及處理地基是現(xiàn)階段一種較為成熟的地基基礎(chǔ)施工工藝。其所使用的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是通過在預(yù)制的鋼筋籠中填充混凝土，并經(jīng)離心、蒸養(yǎng)等工藝而制成。目前市場上的此類產(chǎn)品主要有PTC預(yù)應(yīng)力薄壁管樁(混凝土強(qiáng)度等級(jí)C60、壁厚相對(duì)于PC型管樁低20mm)、PC預(yù)應(yīng)力管樁(混凝土強(qiáng)度等級(jí)C60)和PHC預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁(混凝土強(qiáng)度等級(jí)C80)三種類型。由于采用傳統(tǒng)的一次填充、一次離心技術(shù)，這些產(chǎn)品的壁厚極限只能達(dá)到整樁半徑的27％～50％，樁中還存在很大空心位置(參見表1)。由于其受力橫截面積小，所以單樁結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的承載力性能較差，在壓樁過程中，對(duì)硬質(zhì)地層的穿透力不夠理想，因極小施工偏差而導(dǎo)致的爆樁情況較為普遍。同時(shí)，由于受單樁承載能力的限制，施工中為了滿足高噸位承載設(shè)計(jì)要求，往往需要使用多樁共承臺(tái)的群樁基礎(chǔ)，加重了承臺(tái)施工的費(fèi)用，導(dǎo)致施工成本過高、浪費(fèi)過大。因此，如何提高預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的單樁承載能力，降低施工成本，就成為現(xiàn)有技術(shù)中亟待解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有高承載力的預(yù)應(yīng)力管樁及其生產(chǎn)方法。通過多次填充、多次離心，提高管樁的壁厚，從而有效提高單樁的受力橫截面積，使其具有更強(qiáng)的承載能力、地層穿透能力和整體一致性。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明提供了一種高承載力預(yù)應(yīng)力管樁，該管樁由下述方法制備獲得制作鋼筋籠及連接端板，并放入鋼模中，將符合國家管樁制備標(biāo)準(zhǔn)的混凝土填充料用喂料裝置均勻地注入鋼模中，封蓋鋼模；將鋼模置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心，完畢后傾倒余漿；在鋼模底端實(shí)施堵頭處理；對(duì)管樁進(jìn)行二次填心；填心后的鋼模再次置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心，完畢后傾倒余漿；重復(fù)進(jìn)行填心和離心，直至達(dá)到壁厚要求；根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)要求進(jìn)行蒸養(yǎng)；脫模、出樁后放入堆放場，進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。
本發(fā)明所提供的高承載力預(yù)應(yīng)力管樁還可由下述方法制備獲得制作鋼筋籠及連接端板，并放入鋼模中，將符合國家管樁制備標(biāo)準(zhǔn)的混凝土填充料用喂料裝置均勻地注入鋼模中，封蓋鋼模；將鋼模置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心，完畢后傾倒余漿；在鋼模底端實(shí)施堵頭處理；對(duì)管樁進(jìn)行二次填心；填心后的鋼模置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心，完畢后傾倒余漿；根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)要求進(jìn)行蒸養(yǎng)；重復(fù)進(jìn)行填心、離心和蒸養(yǎng)，直到達(dá)到壁厚要求；脫模、出樁后放入堆放場，進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。
所述的蒸養(yǎng)為常壓蒸養(yǎng)或高壓蒸養(yǎng)。
本發(fā)明還提供了一種高承載力預(yù)應(yīng)力管樁的生產(chǎn)方法，該方法采用以下步驟①制作鋼筋籠及連接端板，并放入鋼模中，將符合國家管樁制備標(biāo)準(zhǔn)的混凝土填充料用喂料裝置均勻地注入鋼模中，封蓋鋼模；②將鋼模置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心，完畢后傾倒余漿；
③在鋼模底端實(shí)施堵頭處理；④進(jìn)行二次填心；⑤將鋼模置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心，完畢后傾倒余漿；⑥重復(fù)進(jìn)行步驟4、5，直到達(dá)到壁厚要求；⑦將鋼模置于蒸養(yǎng)池中，按混凝土強(qiáng)度等級(jí)要求進(jìn)行蒸養(yǎng)；⑧脫模、出樁后放入堆放場，進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。
本發(fā)明所提供的管樁生產(chǎn)方法，還可以采用以下步驟①制作鋼筋籠及連接端板，并放入鋼模中，將符合國家管樁制備標(biāo)準(zhǔn)的混凝土填充料用喂料裝置均勻地注入鋼模中，封蓋鋼模；②將鋼模置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心，完畢后傾倒余漿；③在鋼模底端實(shí)施堵頭處理；④進(jìn)行二次填心；⑤將鋼模置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心，完畢后傾倒余漿；⑥將鋼模置于蒸養(yǎng)池中，根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)要求進(jìn)行蒸養(yǎng)；⑦重復(fù)進(jìn)行步驟4、5和6，直到達(dá)到壁厚要求；⑧脫模、出樁后放入堆放場，進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。
所述的蒸養(yǎng)為常壓蒸養(yǎng)或高壓蒸養(yǎng)。
本發(fā)明突破了目前預(yù)應(yīng)力管樁生產(chǎn)技術(shù)所能達(dá)到的壁厚極限，生產(chǎn)出了具有真正意義的厚壁樁，乃至實(shí)心樁(見表1)。隨著管樁壁厚的大幅度增加，管樁的受力面積得以提高，其結(jié)構(gòu)力學(xué)性能得到大幅度的提升(見表2)。同時(shí)，本發(fā)明還結(jié)合理論分析和實(shí)驗(yàn)總結(jié)，給出了此種類型管樁其壁厚變化的結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度值，從而為實(shí)際設(shè)計(jì)施工提供一種量值依據(jù)(見表2)。試驗(yàn)表明，本發(fā)明的超厚壁及實(shí)心管樁(Pretesioned Spun Super Thick Wall or SolidCenter Super Stregth Concrete Piles，以下簡稱PSSC樁)，單樁承載能力有很大提高，對(duì)硬質(zhì)地層具有較強(qiáng)的穿透能力，施工中出現(xiàn)爆樁的情況大為減少。其工藝簡便、質(zhì)量可靠，具有良好的市場應(yīng)用前景。
表1同類管樁壁厚參數(shù)對(duì)比表
由表1可以看出，采用傳統(tǒng)的一次填充、一次離心技術(shù)所生產(chǎn)出的管樁，由于受生產(chǎn)工藝的限制，其壁厚只能到達(dá)一個(gè)極限位置，不能自由地達(dá)到厚壁乃至實(shí)心。從而導(dǎo)致管樁的受力橫截面積沒有得到充分利用，樁中存在很大的中空區(qū)域，在管樁使用上存在很大缺憾。而采用多次填充、多次離心技術(shù)生產(chǎn)的PSSC管樁，其壁厚可以根據(jù)需要自由控制，甚至可以達(dá)到實(shí)心。管樁受力橫截面積的增加，有效提高了單樁承載能力和管樁整體一致性，更加充分地體現(xiàn)出預(yù)應(yīng)力管樁的自身優(yōu)勢(shì)。
表2 PSSC型管樁結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)極限承載力值表
其中R＝0.8*A*fckR-管樁結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度值fck-混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值0.8為工作系數(shù)A-管樁有效受力橫截面面積由表2可以看出，經(jīng)過多次填充、多次離心生產(chǎn)的PSSC樁，隨著壁厚的增大，其結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度也隨著增大。
具體實(shí)施例方式
通過下面給出的具體實(shí)施例，可以進(jìn)一步清楚地了解本發(fā)明，但它們不是對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1生產(chǎn)10根PSSC-ABΦ400(150，C60)管樁，先按PC-ABΦ400(95)管樁的國家規(guī)范工藝要求制作鋼筋籠及連接端板，并放入鋼模中，將混凝土(見表3)用喂料機(jī)均勻地注入鋼模中，封蓋鋼模；將鋼模置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心(見表5)，完畢后傾倒余漿；將鋼模以15°的傾斜角度斜放入蒸養(yǎng)池，為了防止灌入的混凝土流失，在底端進(jìn)行堵頭處理，選擇碎石規(guī)格為≤25mm，砂細(xì)度模數(shù)為2.6，水灰比0.28的混凝土進(jìn)行二次灌漿(見表4)，灌注的量為每米0.029m3，混凝土的壓實(shí)度為1.1；將鋼模置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心(見表5)，完畢后傾倒余漿(壁厚見表7)；將鋼模置于蒸養(yǎng)池中常壓蒸養(yǎng)6h后，出池；脫模、出樁后放入堆放場，進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)28d。成品PSSC結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度值見表6。
表3 10PC-ABΦ400(95)管樁工藝混凝土配合比
表4 PSSC-ABΦ400(150)管樁填心混凝土配比
表5離心制作的時(shí)間和速率
表6 PSSC結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度
表7 PSSC樁壁厚值
該10根樁，根據(jù)現(xiàn)場工地需要，隨機(jī)調(diào)入6根進(jìn)行現(xiàn)場試樁，利用靜壓沉樁工藝，結(jié)果統(tǒng)計(jì)壓力值超過3600kN后，樁身完整，沒有出現(xiàn)爆樁情況，其中有2根，甚至達(dá)到4000kN以上。
實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)生產(chǎn)PSSC400-110(C60)管樁，二次填心量為0.01m3/m，結(jié)果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)壁厚和結(jié)構(gòu)極限承載力都達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
實(shí)施例3重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)生產(chǎn)PSSC400-200(C60)管樁，二次填心量為0.03m3/m，二次離心后，壁厚為170mm；再次進(jìn)行填心，填心量為0.003m3/m，壁厚達(dá)到200(即實(shí)心)，結(jié)果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)壁厚和結(jié)構(gòu)極限承載力都達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
實(shí)施例4按照國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，配比PHC400-95管樁所需混凝土，進(jìn)行生產(chǎn)制備。然后生產(chǎn)PSSC400-200(C80)管樁，二次填心量為0.03m3/m，進(jìn)行二次離心，及放入蒸養(yǎng)池中進(jìn)行常壓蒸養(yǎng)10小時(shí)，壁厚為170mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60；再次進(jìn)行填心，填心量為0.003m3/m，然后進(jìn)行離心和常壓蒸養(yǎng)，壁厚為200mm，最后放入高壓蒸養(yǎng)釜中進(jìn)行高壓蒸養(yǎng)13小時(shí)，壓強(qiáng)14MPa，結(jié)果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)壁厚和結(jié)構(gòu)極限承載力都達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
權(quán)利要求
1.一種高承載力預(yù)應(yīng)力管樁，該管樁由下述方法制備獲得制作鋼筋籠及連接端板，并放入鋼模中，將符合國家管樁制備標(biāo)準(zhǔn)的混凝土填充料用喂料裝置均勻地注入鋼模中，封蓋鋼模；將鋼模置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心，完畢后傾倒余漿；在鋼模底端實(shí)施堵頭處理；對(duì)管樁進(jìn)行二次填心；填心后的鋼模再次置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心，完畢后傾倒余漿；重復(fù)進(jìn)行填心和離心，直至達(dá)到壁厚要求；根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)要求進(jìn)行蒸養(yǎng)；脫模、出樁后放入堆放場，進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。
2.一種高承載力預(yù)應(yīng)力管樁，該管樁由下述方法制備獲得制作鋼筋籠及連接端板，并放入鋼模中，將符合國家管樁制備標(biāo)準(zhǔn)的混凝土填充料用喂料裝置均勻地注入鋼模中，封蓋鋼模；將鋼模置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心，完畢后傾倒余漿；在鋼模底端實(shí)施堵頭處理；對(duì)管樁進(jìn)行二次填心；填心后的鋼模置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心，完畢后傾倒余漿；根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)要求進(jìn)行蒸養(yǎng)；重復(fù)進(jìn)行填心、離心和蒸養(yǎng)，直至達(dá)到壁厚要求；脫模、出樁后放入堆放場，進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的預(yù)應(yīng)力管樁，其特征在于所述的蒸養(yǎng)為常壓蒸養(yǎng)或高壓蒸養(yǎng)。
4.權(quán)利要求1所述高承載力預(yù)應(yīng)力管樁的生產(chǎn)方法，該方法采用以下步驟①制作鋼筋籠及連接端板，并放入鋼模中，將符合國家管樁制備標(biāo)準(zhǔn)的混凝土填充料用喂料裝置均勻地注入鋼模中，封蓋鋼模；②將鋼模置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心，完畢后傾倒余漿；③在鋼模底端實(shí)施堵頭處理；④進(jìn)行二次填心；⑤將鋼模置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心，完畢后傾倒余漿；⑥重復(fù)進(jìn)行步驟4、5，直到達(dá)到壁厚要求；⑦將鋼模置于蒸養(yǎng)池中，按混凝土強(qiáng)度等級(jí)要求進(jìn)行蒸養(yǎng)；⑧脫模、出樁后放入堆放場，進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。
5.權(quán)利要求2所述高承載力預(yù)應(yīng)力管樁的生產(chǎn)方法，該方法采用以下步驟①制作鋼筋籠及連接端板，并放入鋼模中，將符合國家管樁制備標(biāo)準(zhǔn)的混凝土填充料用喂料裝置均勻地注入鋼模中，封蓋鋼模；②將鋼模置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心，完畢后傾倒余漿；③在鋼模底端實(shí)施堵頭處理；④進(jìn)行二次填心；⑤將鋼模置于離心機(jī)上，進(jìn)行離心，完畢后傾倒余漿；⑥將鋼模置于蒸養(yǎng)池中，根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)要求進(jìn)行蒸養(yǎng)；⑦重復(fù)進(jìn)行步驟4、5和6，直到達(dá)到壁厚要求；⑧脫模、出樁后放入堆放場，進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的預(yù)應(yīng)力管樁，其特征在于所述的蒸養(yǎng)為常壓蒸養(yǎng)或高壓蒸養(yǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高承載力預(yù)應(yīng)力管樁及其生產(chǎn)方法，通過混凝土的多次填充和多次離心，突破了現(xiàn)有技術(shù)所能達(dá)到的壁厚極限，生產(chǎn)出了具有真正意義的厚壁樁，乃至實(shí)心樁。隨著管樁壁厚的大幅度增加，管樁的受力面積得以提高，其結(jié)構(gòu)力學(xué)性能得到大幅度的提升。試驗(yàn)表明，本發(fā)明的超厚壁及實(shí)心管樁的單樁承載能力有很大提高，對(duì)硬質(zhì)地層具有較強(qiáng)的穿透能力，施工中出現(xiàn)爆樁的情況大為減少。其工藝簡便、質(zhì)量可靠，具有良好的市場應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B28B21/66GK1799802SQ200610010620
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2006年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月5日
發(fā)明者姜中云 申請(qǐng)人:姜中云