專利名稱：抗彎、抗剪增強型管樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑工程樁基技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及抗彎、抗剪增強型管樁。
背景技術(shù)：
在建筑施工過程中，管樁的運用越來越廣泛，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是采用預(yù)先施加預(yù)應(yīng)壓力的方法間接提高混凝土的抗拉強度，克服混凝土容易開裂的缺點，可延緩混凝土構(gòu)件的開裂，提高構(gòu)件的抗裂度和剛度，提高管樁抗擊打能力，并取得節(jié)約鋼筋，減輕自重的效果。但是，目前工程界普遍認(rèn)為管樁的抗彎性能差，破壞為脆性破壞，延性差，管樁出現(xiàn)開裂后迅速開展，受拉區(qū)鋼筋很快進(jìn)入屈服和頸縮直至斷裂，極限彎矩和開裂彎矩相差不大。提高抗裂彎矩的途徑主要是提高管樁混凝土的預(yù)應(yīng)壓力，即通過提高預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)拉應(yīng)力或者增加鋼筋數(shù)量間接提高混凝土的預(yù)壓應(yīng)壓力。此種途徑會帶來三個問題1) 預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)拉應(yīng)力過大，鋼筋容易出現(xiàn)塑性變形，在受彎時預(yù)應(yīng)力鋼筋容易脆斷，影響管樁的延性；幻增加鋼筋數(shù)量意味著成本和鋼筋的直接工程造價的增加，性價比失衡；3) 增加鋼筋數(shù)量意味著端板成本間接工程造價的增加，性價比失衡；4)此種途徑只是延緩混凝土的開裂，提高極限彎矩和開裂彎矩，但對于改善管樁的極限彎矩和開裂彎矩相差不大和提高管樁的延性沒有很大的實際幫助。因而如何改善管樁的這些天然缺陷具有一定的工程意義。另外，在管樁的生產(chǎn)中，對管樁的配筋往往是參照傳統(tǒng)樁基均勻同一品種配筋的作法。事實上，與各向同性的建筑樁基相比，承擔(dān)水平力的管樁側(cè)向受力的特征明確但方向并不確定，在樁截面受拉區(qū)域局部均勻布筋不能滿足要求。在實際工程中，對于環(huán)形的受彎構(gòu)件如管樁等，通常采用對稱布筋，其工作原理與矩形截面基本類似，但是矩形截面的鋼筋是沿一條直線布置，而管樁是沿圓周均勻布置。于是，管樁的受力狀態(tài)出現(xiàn)以下特點1) 在截面受拉區(qū)內(nèi)，由于布置的鋼筋至截面水平中心軸的距離不同，由此引起的每根筋受力也不同，形成“遠(yuǎn)大近小”的局面，即距離中性軸距離遠(yuǎn)的拉應(yīng)力大，反之則小。2)在受壓區(qū)， 僅僅靠混凝土的壓力和受拉區(qū)鋼筋拉力所構(gòu)成的力矩就足夠抵抗荷載彎矩，受壓區(qū)布置構(gòu)造鋼筋即可，從而減少鋼筋用量，降低成本?；靡陨鲜抢碚撋鲜芰顟B(tài)，當(dāng)在施工中不能確保受壓和受拉區(qū)域方向、受壓區(qū)域和受拉區(qū)域界限不能完全界定、受拉區(qū)域受力狀態(tài)明顯增加、地震波方向本身就不確定的條件下，僅靠均勻增加受拉區(qū)鋼筋布置數(shù)量，明顯不能完全滿足。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)問題的不足，本發(fā)明提供了一種抗彎、抗剪增強型管樁，以利于彌補現(xiàn)有管樁抗彎性能差，破壞為脆性破壞，延性差，管樁出現(xiàn)開裂后迅速蔓延，受拉區(qū)鋼筋很快進(jìn)入屈服和緊縮直至斷裂，極限彎矩和開裂彎矩相差不大等缺點，提高了管樁的整體性能，而且工藝簡單，成本低，性價比高，應(yīng)用范圍廣。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種抗彎、抗剪增強型管樁，包括混凝土管體及鋼筋籠骨架兩端固定的端頭板，其中所述鋼筋籠骨架包括有多根非預(yù)應(yīng)力鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋以及螺旋筋，所述預(yù)應(yīng)力鋼筋均勻分布在螺旋筋上，預(yù)應(yīng)力鋼筋與所述端頭板相連，非預(yù)應(yīng)力鋼筋縱向綁扎在預(yù)應(yīng)力鋼筋上。所述預(yù)應(yīng)力鋼筋采用抗拉強度σ b彡1570Mpa的PCB-1570-35-L-HB鋼棒。所述的非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用屈服強度為400Mpa的HRB400熱軋帶肋鋼筋。本發(fā)明的有益效果為1、本發(fā)明很好的彌補了現(xiàn)有管樁抗彎性能差，破壞為脆性破壞，延性差，管樁出現(xiàn)開裂后迅速蔓延，受拉區(qū)鋼筋很快進(jìn)入屈服和緊縮直至斷裂，極限彎矩和開裂彎矩相差不大等缺點，提高了管樁的整體性能，而且工藝簡單，成本低，性價比高。2、由于本發(fā)明管樁具有很高的開裂彎矩和極限彎矩，而且延性得到很大程度的提高，經(jīng)結(jié)構(gòu)試驗數(shù)據(jù)表明增加非預(yù)應(yīng)力鋼筋的管樁即PHCKW管樁的抗裂彎矩Mcr為 205. 5KN · m和195KN · m極限彎矩Mu為· m和305KN · m，都比原有不加非預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力管樁型提高了 30% 50%以上?？稍诮?、湖波、水庫等水利設(shè)施的護(hù)提防滑，壩身土體加固等工程中廣泛使用，也在公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施的邊坡維護(hù)、邊坡防滑，橋墩基礎(chǔ)施工，港口碼頭基礎(chǔ)施工加固，工業(yè)和民用建筑的深基坑支護(hù)，邊坡維護(hù)和露天棧橋柱及行車排架柱等領(lǐng)域廣泛使用。并且在7級以上的抗震建筑的基礎(chǔ)施工中也可使用。


圖1為本發(fā)明的抗彎、抗剪增強型管樁結(jié)構(gòu)截面示意圖；圖2為本發(fā)明鋼筋籠骨架與端頭板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明抗彎、抗剪增強型管樁抗彎試驗示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的抗彎、抗剪增強型管樁結(jié)構(gòu)作詳細(xì)說明。本發(fā)明的抗彎、抗剪增強型管樁，包括混凝土管體及鋼筋籠骨架兩端固定的端頭板，所述鋼筋籠骨架5包括有多根非預(yù)應(yīng)力鋼筋1、預(yù)應(yīng)力鋼筋2以及螺旋筋3，所述預(yù)應(yīng)力鋼筋2均勻分布在螺旋筋3上，預(yù)應(yīng)力鋼筋2與所述端頭板相連，非預(yù)應(yīng)力鋼筋1縱向綁扎在預(yù)應(yīng)力鋼筋2上。所述預(yù)應(yīng)力鋼筋2采用抗拉強度σ b彡1570Mpa的PCB-1570-35-L-HB鋼棒。所述的非預(yù)應(yīng)力鋼筋1采用屈服強度為400Mpa的HRB400熱軋帶肋鋼筋。結(jié)合實施例說明本發(fā)明的抗彎、抗剪增強型管樁功能實現(xiàn)過程如圖1、2、3所示，以PHC Kff 500*100樁型為例，可采用傳統(tǒng)配方設(shè)計混凝土 4、強度等級為C60，預(yù)應(yīng)力鋼筋2可采用11根直徑為Φ 10. 7的PCB-1570-35-L-HB預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒，其抗拉強度為1570Mpa，非預(yù)應(yīng)力鋼筋1可采用11根直徑為Φ 14的HRB400熱軋帶肋鋼，其屈服強度為400Mpa。經(jīng)結(jié)構(gòu)試驗數(shù)據(jù)表明增加非預(yù)應(yīng)力鋼筋的管樁即PHCKW 管樁的抗裂彎矩Mcr為205. 5KN · m和195KN · m極限彎矩Mu為· m和305KN · m,都比原有不加非預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力管樁型提高了 30% 50%以上。先將預(yù)應(yīng)力鋼筋2、非預(yù)應(yīng)力鋼筋1，螺旋筋3定長、切斷下料，再將預(yù)應(yīng)力鋼筋2鐓頭，螺旋筋3是用母材熱軋圓盤條經(jīng)冷拔成冷拔絲，冷拔絲經(jīng)自動滾焊機牽引，旋繞在預(yù)應(yīng)力鋼筋2所形成的圓周上面成螺旋狀，預(yù)應(yīng)力鋼筋2均勻分布在螺旋筋3上，預(yù)應(yīng)力鋼筋 2與螺旋筋3滾焊成鋼筋籠，再將非預(yù)應(yīng)力鋼筋1縱向綁扎并均勻分布在管樁預(yù)應(yīng)力鋼筋2 之間、螺旋筋3的內(nèi)側(cè)，制成鋼筋籠骨架5，制作好端頭板6，然后將鋼筋籠骨架5與端頭板 6一起放入管模中；將按照國家管樁制備標(biāo)準(zhǔn)制備的混凝土 4喂入裝好鋼筋籠骨架5與端頭板6的管模中，合上蓋模后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，非預(yù)應(yīng)力鋼筋1不參與預(yù)應(yīng)力張拉。然后再將管模置于離心機上進(jìn)行離心成型，完畢后傾倒余漿。然后將帶樁的管模放入蒸養(yǎng)池中，按混凝土強度等級要求進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)。然后再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力放張、脫模后質(zhì)檢員檢查管樁質(zhì)量， 再將管樁裝車入釜進(jìn)行高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)，然后放入管樁堆放場，進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。
以上所述實施例是對本發(fā)明技術(shù)方案的說明而非限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員的等同替換或者根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)而做的其它修改，只要沒超出本發(fā)明技術(shù)方案的思路和范圍，均應(yīng)包含在本發(fā)明所要求的權(quán)利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種抗彎、抗剪增強型管樁，包括混凝土管體及鋼筋籠骨架兩端固定的端頭板，其特征是所述鋼筋籠骨架(5)包括有多根非預(yù)應(yīng)力鋼筋⑴、預(yù)應(yīng)力鋼筋⑵以及螺旋筋⑶，所述預(yù)應(yīng)力鋼筋( 均勻分布在螺旋筋C3)上，預(yù)應(yīng)力鋼筋( 與所述端頭板相連，非預(yù)應(yīng)力鋼筋(1)縱向綁扎在預(yù)應(yīng)力鋼筋(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗彎、抗剪增強型管樁，其特征是所述預(yù)應(yīng)力鋼筋( 采用抗拉強度 σ b <=1570Mpa 的 PCB-1570-35-L-HB 鋼棒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗彎、抗剪增強型管樁，其特征是所述的非預(yù)應(yīng)力鋼筋(1)采用屈服強度為400Mpa的HRB400熱軋帶肋鋼筋。
全文摘要
本發(fā)明提供一種抗彎、抗剪增強型管樁，它包括混凝土及鋼筋籠骨架兩端固定的端頭板，鋼筋籠骨架是由預(yù)應(yīng)力鋼筋，螺旋筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋組成所述鋼筋籠骨架包括有多根非預(yù)應(yīng)力鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋以及螺旋筋，所述預(yù)應(yīng)力鋼筋均勻分布在螺旋筋上，預(yù)應(yīng)力鋼筋與所述端頭板相連，非預(yù)應(yīng)力鋼筋縱向綁扎在預(yù)應(yīng)力鋼筋上。本發(fā)明效果是改變了現(xiàn)有管樁抗彎性能差，破壞為脆性破壞，延性差，管樁出現(xiàn)開裂后迅速蔓延，受拉區(qū)鋼筋很快進(jìn)入屈服和緊縮直至斷裂，極限彎矩和開裂彎矩相差不大等缺點，提高了管樁的整體性能，而且工藝簡單，成本低，性價比高，應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點。
文檔編號E02D5/30GK102561322SQ20121006330
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者劉永超, 劉潔, 崔鳳祥, 朱明亮, 蘇永剛 申請人:天津建城基業(yè)集團有限公司