復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，具體地，涉及一種復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)制混凝土粧，具有節(jié)約木材和鋼材、經(jīng)久耐用、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于水工建筑、工業(yè)建筑、民用建筑、港口和橋梁的基礎(chǔ)工程，還常用于邊坡及基坑支護(hù)的抗滑或隔水。預(yù)制混凝土粧的質(zhì)量較灌注粧更有保證，單方混凝土的承載力也高于灌注粧。
[0003]在預(yù)制混凝土粧基礎(chǔ)市場(chǎng)，主要包括預(yù)制鋼筋混凝土粧和預(yù)應(yīng)力混凝土粧兩大類。
[0004]預(yù)制鋼筋混凝土方粧，工藝復(fù)雜而古老，鋼筋骨架一般是通過手工綁扎而成，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，人工操作的不穩(wěn)定性導(dǎo)致鋼筋骨架的尺寸精度控制難以保證，質(zhì)量波動(dòng)較大，而且較浪費(fèi)箍筋，在后面的運(yùn)輸及施工過程中的破損率也較高；生產(chǎn)周期長(zhǎng)，質(zhì)量差，產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定；混凝土強(qiáng)度低，粧身承載力未能充分發(fā)揮，沒有充分發(fā)揮材料力學(xué)特性。
[0005]目前市場(chǎng)上應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力混凝土粧大多都是離心成型的空心粧，采用預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒作為主筋，因生產(chǎn)效率高、主筋強(qiáng)度相對(duì)較高、混凝土強(qiáng)度高、周期較快等優(yōu)點(diǎn)而為建筑領(lǐng)域大量、廣泛采用，并一直延續(xù)使用至今，在目前傳統(tǒng)粧基礎(chǔ)中占有重要地位。但是在生產(chǎn)使用過程中，主筋采用鋼棒的預(yù)應(yīng)力混凝土空心粧存在較多問題。生產(chǎn)中為了便于張拉，須采用鋼棒熱鐓頭技術(shù)，將該鐓頭與粧體端板、張拉板卡住進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，但由于熱鐓該鋼棒的鐓頭部位強(qiáng)度受損及材質(zhì)受損；同時(shí)，由于鋼棒鐓頭精度不一致，張拉時(shí)無法與端板充分接觸，造成端板局部破壞；鋼棒由于切割精度控制不夠，導(dǎo)致鋼棒長(zhǎng)度不一，張拉過程中會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力不均勻，甚至拉斷的現(xiàn)象。另外，生產(chǎn)中需要離心成型，高溫蒸養(yǎng)等工序，導(dǎo)致工藝復(fù)雜。預(yù)應(yīng)力混凝土空心粧力學(xué)性能較好，但因鋼棒脆性高，導(dǎo)致整體脆性明顯，抗彎和抗剪性能不足，災(zāi)害發(fā)生時(shí)，逃生和救護(hù)時(shí)間相對(duì)較短，不利于人員逃生，出于安全考慮，我國(guó)很多地區(qū)已開始禁止在某些粧基基礎(chǔ)工程中使用預(yù)應(yīng)力混凝土空心粧。另外因?yàn)殇摻畋Ｗo(hù)層厚度不夠，空心處混凝土欠密實(shí)等原因，遠(yuǎn)不能滿足抗腐蝕的要求，《工業(yè)建筑防腐設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50046-2008)4.9.2條規(guī)定:腐蝕環(huán)境下宜選用預(yù)制鋼筋混凝土粧；該規(guī)范表4.9.5規(guī)定，在氯離子CL—和硫酸根離子SO 42—強(qiáng)腐蝕環(huán)境中，不應(yīng)或不宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土管粧。
[0006]預(yù)應(yīng)力鋼絞線具有強(qiáng)度高和松弛性能好的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn)是，常用于橋梁、建筑、水利、能源及巖土工程等；近年來，我國(guó)也對(duì)鋼絞線應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力混凝土粧進(jìn)行了大量的研宄，但大多僅是一種技術(shù)構(gòu)想，卻沒有形成有實(shí)用價(jià)值的技術(shù)方案。預(yù)應(yīng)力鋼絞線作為預(yù)制粧預(yù)應(yīng)力主筋，較之混凝土用預(yù)應(yīng)力鋼棒強(qiáng)度高，延性好，但在實(shí)際應(yīng)用中，也存在突出的問題:一是鋼絞線由多根鋼絲絞合而成，不易焊接，不易纏繞，預(yù)制粧由鋼筋籠組成的鋼筋骨架不易制作；二是盡管應(yīng)用在橋梁等方面鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉的工藝比較成熟，但應(yīng)用在預(yù)制粧的方面，卻研宄不多，主要涉及如何將鋼絞線錨固、張拉、放張及放張后端頭處理等各個(gè)工藝過程。
[0007]近幾年，國(guó)內(nèi)也出現(xiàn)了部分預(yù)應(yīng)力混凝土粧的研宄，在一定程度上改善了預(yù)應(yīng)力混凝土空心粧脆性大的缺點(diǎn)，如上海中技粧業(yè)股份有限公司研制的部分預(yù)應(yīng)力混凝土空心方粧，但其預(yù)應(yīng)力主筋仍采用鋼棒，生產(chǎn)過程離心成型，沒有改善生產(chǎn)工藝復(fù)雜、粧身防腐蝕能力弱等固有缺點(diǎn)。
[0008]綜上所述，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上無論是鋼筋混凝土方粧還是預(yù)應(yīng)力混凝土粧，均已不能滿足當(dāng)前粧基基礎(chǔ)工程的需要；部分預(yù)應(yīng)力混凝土粧的研宄，還處在初步探索階段；鋼絞線應(yīng)用于混凝土粧還未有具有建筑實(shí)用價(jià)值的工程實(shí)例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)上面問題，本發(fā)明提供一種復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧及其制作方法，結(jié)合預(yù)應(yīng)力混凝土空心粧和普通預(yù)制鋼筋混凝土方粧的共同優(yōu)勢(shì)，充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的優(yōu)點(diǎn)，以預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋作為鋼筋骨架主筋，預(yù)應(yīng)力筋采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線代替鋼棒，非預(yù)應(yīng)力筋采用螺紋鋼。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述方案:
[0011]一種復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧，包括:混凝土粧身，混凝土粧身連接有混凝土粧尖，混凝土粧身內(nèi)設(shè)有鋼筋籠；混凝土粧身的橫斷面為正方形，混凝土粧尖呈方錐狀；其中:鋼筋籠包括4n(n彡l，n為整數(shù))根非預(yù)應(yīng)力主筋、4m(m彡l，m為整數(shù))根預(yù)應(yīng)力主筋和箍筋，箍筋采用方形螺旋箍筋；非預(yù)應(yīng)力主筋、預(yù)應(yīng)力主筋通過方形螺旋箍筋組成鋼筋籠，其中4根非預(yù)應(yīng)力主筋分別位于正方形的四個(gè)角點(diǎn)，四邊形的每邊除角點(diǎn)外設(shè)有η-1根非預(yù)應(yīng)力主筋，每邊的非預(yù)應(yīng)力主筋沿邊長(zhǎng)均勻設(shè)置；四邊形的每邊設(shè)置m根預(yù)應(yīng)力主筋，每邊的預(yù)應(yīng)力主筋沿邊長(zhǎng)均勻設(shè)置；位于正方形四個(gè)角點(diǎn)的四根非預(yù)應(yīng)力主筋靠近混凝土粧尖的端部向中心彎折并伸入混凝土粧尖、形成混凝土粧尖錨筋，混凝土粧尖內(nèi)部設(shè)混凝土粧尖中心加強(qiáng)筋，混凝土粧尖中心加強(qiáng)筋下端與混凝土粧尖錨筋下端通過焊接連接；非預(yù)應(yīng)力主筋除位于正方形四個(gè)角點(diǎn)的四根之外，其余非預(yù)應(yīng)力主筋的下端與混凝土粧尖的頂端平齊。
[0012]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧具有預(yù)應(yīng)力產(chǎn)品力學(xué)性能好、非預(yù)應(yīng)力產(chǎn)品變形性能好的雙重優(yōu)點(diǎn)，具體表現(xiàn)如下:
[0013]1、防腐蝕性能好，通過施加預(yù)應(yīng)力，控制裂縫寬度發(fā)展可有效的提高粧體耐腐蝕特性，實(shí)心方粧設(shè)計(jì)，可以有效保證鋼筋保護(hù)層厚度；
[0014]2、變形性能好，在破壞作用下，螺紋鋼可有效延緩破壞裂縫的縱向開展，控制裂縫寬度，增加裂縫數(shù)量從而釋放應(yīng)力，鋼絞線較之混凝土用預(yù)應(yīng)力鋼棒延性好，具有更好的變形能力；
[0015]3、力學(xué)性能優(yōu)越，采用高強(qiáng)鋼絞線、高強(qiáng)混凝土，鋼絞線較之混凝土用預(yù)應(yīng)力鋼棒抗拉強(qiáng)度高；
[0016]4、抗震性能好，可用于抗震設(shè)防烈度7度、8度區(qū)；
[0017]5、入巖、穿透能力強(qiáng)，混凝土粧尖與粧身一體化設(shè)計(jì)，同時(shí)加工，同時(shí)成型，保證沉粧過程中方粧的入巖、穿透能力；
[0018]6、與承臺(tái)搭接方便可靠，通過預(yù)置金屬螺旋波紋管，方便方粧與承臺(tái)的連接，使承臺(tái)與粧體連接更加可靠；
[0019]7、生產(chǎn)工藝先進(jìn)，生產(chǎn)過程無需離心成型，鋼筋籠框架通過自動(dòng)滑動(dòng)焊接而成，解決鋼絞線無法焊接的難題，預(yù)應(yīng)力張拉采用無端頭板張拉方式，節(jié)省端頭板。
【附圖說明】
[0020]圖1為復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧的配筋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為圖2中A-A剖面示意圖；
[0023]圖4為復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧頂端預(yù)應(yīng)力筋露筋處保護(hù)層示意圖；
[0024]圖5為復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧混凝土粧尖預(yù)應(yīng)力筋露筋處保護(hù)層示意圖；
[0025]圖6為帶有附筋的復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7為圖6中B-B剖面示意圖；
[0027]圖8為帶有8根附筋的復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧的剖面示意圖；
[0028]圖9為帶有金屬螺旋波紋管的復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖10為圖9中C-C剖面示意圖；
[0030]圖11為帶有8根金屬螺旋波紋管的復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧的剖面示意圖；
[0031]圖12為復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧配有4根非預(yù)應(yīng)力主筋、8根預(yù)應(yīng)力主筋的橫截面示意圖；
[0032]圖13為復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧配有8根非預(yù)應(yīng)力主筋、8根預(yù)應(yīng)力主筋的橫截面示意圖；
[0033]圖14為復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧配有8根非預(yù)應(yīng)力主筋、16根預(yù)應(yīng)力主筋的橫截面示意圖；
[0034]圖中:1、混凝土粧身，2、鋼筋籠，21、非預(yù)應(yīng)力主筋，22、預(yù)應(yīng)力主筋，23、方形螺旋箍筋，24、附筋，25、金屬螺旋波紋管，3、混凝土粧尖，31、混凝土粧尖錨筋，32、混凝土粧尖鋼靴，33、混凝土粧尖中心加強(qiáng)筋，4、粧端網(wǎng)片，5、水泥砂漿，6、環(huán)氧樹脂。
【具體實(shí)施方式】
[0035]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧，包括:混凝土粧身I，混凝土粧身I連接有混凝土粧尖3，混凝土粧身I內(nèi)設(shè)有鋼筋籠2 ;混凝土粧身I的橫斷面為正方形，混凝土粧尖3呈方錐狀。
[0036]鋼筋籠2包括非預(yù)應(yīng)力主筋21、預(yù)應(yīng)力主筋22和箍筋23，非預(yù)應(yīng)力主筋21設(shè)有四根，預(yù)應(yīng)力主筋22設(shè)有四根，箍筋23采用方形螺旋箍筋；四根非預(yù)應(yīng)力主筋21、四根預(yù)應(yīng)力主筋22通過方形螺旋箍筋23組成鋼筋籠2，鋼筋籠2的橫截面為正方形，四根非預(yù)應(yīng)力主筋21位于正方形的角點(diǎn)，四根預(yù)應(yīng)力主筋22分別位于正方形四條邊的中點(diǎn)；四根非預(yù)應(yīng)力主筋21靠近混凝土粧尖的端部向中心彎折并伸入混凝土粧尖、形成混凝土粧尖錨筋31，混凝土粧尖3內(nèi)部設(shè)混凝土粧尖中心加強(qiáng)筋33，混凝土粧尖中心加強(qiáng)筋33下端與混凝土粧尖錨筋31下端通過焊接連接。
[0037]非預(yù)應(yīng)力主筋21采用HRB400或HRB500螺紋鋼，預(yù)應(yīng)力主筋22采用預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線，箍筋23采用冷拔低碳鋼絲或低碳鋼熱軋圓盤條。
[0038]混凝土粧身I的頂部設(shè)有粧端網(wǎng)片4，粧端網(wǎng)片4與鋼筋籠2的頂端固定連接。
[0039]預(yù)應(yīng)力主筋22的上下兩端分別由混凝土粧身I頂端、混凝土粧尖伸出；如圖4所示，預(yù)應(yīng)力主筋22從混凝土粧身I的頂端伸出處設(shè)有圓錐形孔，該圓錐形孔采水泥砂漿5封堵，以保護(hù)鋼絞線；如圖5所示，預(yù)應(yīng)力主筋22從混凝土粧身I的混凝土粧尖伸出處設(shè)有圓錐形孔，該圓錐形孔用環(huán)氧樹脂6封堵，進(jìn)行鋼絞線防腐蝕處理，以保護(hù)鋼絞線。
[0040]鋼筋籠、粧端網(wǎng)片、混凝土粧尖錨筋、混凝土粧尖中心加強(qiáng)筋，組成整體骨架，骨架與混凝土組成成實(shí)心粧體。
[0041]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，可以有如下方案:
[0042]如圖6、圖7所示，復(fù)合配筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧的頂端設(shè)有4根附