高性能低預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及樓房的建筑，具體地說是一種高性能低預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁，包括樁體、樁頭，其特征在于樁體由一節(jié)或多節(jié)樁組成，單元樁由混凝土和混凝土內(nèi)相互平行的預(yù)應(yīng)力0.3-0.4[σ]張拉的鋼筋組成，鋼筋的兩端分別與連接盤相連接，相鄰單元樁經(jīng)連接盤焊接形成樁體，相連接的兩連接盤纏繞厚度不小于1.5ｍｍ的防腐樹脂層，防腐樹脂層上再纏繞能提高防腐能力和抗拉能力的碳纖維層，其生產(chǎn)工藝如下：制作單元樁模具、制作防銹抗?jié)B能力的混凝土、制作鋼筋籠、制樁體，具有加工方便、生產(chǎn)成本低、耐腐蝕性高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于海洋、鹽堿土等海水環(huán)境使用。
【專利說明】高性能低預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方粧
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及樓房的建筑，具體地說是一種施工方便、使用壽命長(zhǎng)，抗震效果好的高性能低預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，樁是樓房的基礎(chǔ)，樓房的建筑首先得有一個(gè)好的樁基，為此，JGJ94-2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》中，專門對(duì)混凝土樁提出技術(shù)要求，現(xiàn)在使用的一般是預(yù)應(yīng)力混凝土普通樁，如專利號(hào)為2012100044922，專利名稱為“預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁及制作方法”，其含有鋼筋籠、混凝土，鋼筋籠為組合式整體結(jié)構(gòu)，由至少兩只分別采用滑動(dòng)焊接方法焊接而成的獨(dú)體鋼筋籠焊接或綁扎而成，樁體兩端設(shè)有與鋼筋籠連接的金屬端板，鋼筋籠的箍筋呈螺旋狀焊接在主筋上，鋼筋籠的主筋采用預(yù)應(yīng)力鋼棒，其預(yù)加應(yīng)力為
0.7-0.9[ σ ]，其強(qiáng)度滿足每平方毫米大于1420牛，由于每只鋼筋籠均采用滑動(dòng)焊接方法焊接而成，使鋼筋籠的本身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大大提高，焊點(diǎn)強(qiáng)度損失小于或等于5%，鋼筋籠預(yù)應(yīng)力主筋的直徑減小20%，這種高預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁的不足一是設(shè)計(jì)不合理，由于樁的主要作用是支撐樓房，承受的主要是樓房的壓力，但是這種高預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁采用的是高預(yù)應(yīng)力鋼棒，由于預(yù)加應(yīng)力很大，所以對(duì)樁身承載力有所降低；二是樁體間的連接沒有保護(hù)措施，防腐能力差，三是采用普通的混凝土，其抗腐蝕性能差，影響了預(yù)制樁的耐久性，由于為普通混凝土，大氣或侵蝕性介質(zhì)易對(duì)鋼筋和混凝土的侵蝕，特別是在海洋、鹽堿土等海水環(huán)境使用時(shí)會(huì)導(dǎo)致樓房使用壽命縮短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐腐蝕性高、使用壽命長(zhǎng)的高性能低預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是。
[0005]—種高性能低預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁,包括樁體、樁頭I，樁體由一節(jié)或多節(jié)組成，每節(jié)樁體由混凝土和混凝土內(nèi)相互平行的鋼筋I(lǐng)組成，鋼筋I(lǐng)的兩端分別與連接盤2相連接，相鄰兩連接盤2再進(jìn)行焊接形成樁體，樁頭I呈錐形，所述連接盤可以呈圓環(huán)狀、空心方形等，上述與現(xiàn)有技術(shù)相同，此不贅述，本發(fā)明的特征在于兩連接盤外圍周邊上纏繞經(jīng)涂抹防腐樹脂層4，防腐樹脂層4上設(shè)有能提高防腐能力和抗拉能力的碳纖維層5，樁頭處外露鋼筋設(shè)有環(huán)氧樹脂保護(hù)層6，本發(fā)明所述的防腐樹脂層的厚度不小于1.5mm，碳纖維層的厚度至少為一層碳纖維布一層，環(huán)氧樹脂保護(hù)層的厚度為1.mm，纖維層包裹防腐樹脂層，本發(fā)明對(duì)外露的連接盤、鋼筋與連接透連接處和樁尖添加保護(hù)層，另外保護(hù)層還增加了其抗拉、耐磨損能力，其生產(chǎn)工藝如下:
步驟一、制作單元樁模具，單元樁模具由模具體和端蓋組成，長(zhǎng)度為7-15米，其斷面呈方形，
步驟二、制作防銹、抗?jié)B能力的混凝土，混凝土由水泥、砂、石子、減水劑和阻銹劑組成，水泥采用42.5號(hào)以上水泥、砂的粒度為中砂，石子的直徑為0.5-30mm，外加減水劑、阻鎊劑，水泥、砂、石子、減水劑和阻鎊劑的重量百分比為水泥20%_25%、砂30%_45%、石子40%-50%、減水劑為水泥重量的2%-5%、阻銹劑為水泥重量的2%-5%，
步驟三、采用三級(jí)螺紋鋼筋先進(jìn)行拉伸處理，再經(jīng)焊接或捆扎制作內(nèi)鋼筋籠和外鋼筋籠，使內(nèi)鋼筋籠置于外鋼筋籠內(nèi)并使內(nèi)鋼筋籠和外鋼筋籠相對(duì)固定，鋼筋籠和外鋼筋籠的螺紋鋼筋相平行，螺紋鋼筋的兩端分別與連接盤焊接，
步驟四、在模具上涂一層隔離劑，將鋼筋籠安裝在模具內(nèi)，鋼筋籠兩端連接盤伸在模具外并分別與張拉裝置相連接，對(duì)鋼筋實(shí)行預(yù)張拉，當(dāng)達(dá)到預(yù)張拉后銷定張拉裝置，將制備好的高性能混凝土喂入模具并掏實(shí)模具內(nèi)的混凝土，
步驟五、當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到60-70%時(shí)，松開張拉裝置并卸模，并根據(jù)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度將單元模經(jīng)其端部的連接盤焊接相連成樁體，
步驟六、清潔樁體連接盤表面并纏繞厚度不小于1.5 mm的防腐樹脂層，防腐樹脂層上再纏繞能提高防腐能力和抗拉能力的碳纖維層。
[0006]本發(fā)明所述的高性能混凝土在保證混凝土拌和物所需流動(dòng)性的同時(shí)，盡可能降低用水量，減少水灰比，使混凝土的總孔隙，特別是毛細(xì)管孔隙率大幅度降低。水泥在加水?dāng)嚢韬?，?huì)產(chǎn)生一種絮凝狀結(jié)構(gòu)。在這些絮凝狀結(jié)構(gòu)中，包裹著許多拌和水，從而降低了新拌混凝土的工作性。施工中為了保持混凝土拌和物所需的工作性，就必須在拌和時(shí)相應(yīng)地增加用水量，這樣就會(huì)促使水泥石結(jié)構(gòu)中形成過多的孔隙。當(dāng)加入減水劑的定向排列，使水泥質(zhì)點(diǎn)表面均帶有相同電荷。在電性斥力的作用下，不但使水泥體系處于相對(duì)穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，還在水泥顆粒表面形成一層溶劑化水膜，同時(shí)使水泥絮凝體內(nèi)的游離水釋放出來，因而達(dá)到減水的目的。許多研究表明，當(dāng)水灰比降低到0.38以下時(shí)，消除毛細(xì)管孔隙的目標(biāo)便可以實(shí)現(xiàn)，而摻入高效減水劑，完全可以將水灰比降低到0.38以下；摻入礦物摻合料(硅粉或粉煤灰)，提高混凝土的抗?jié)B性和強(qiáng)度，充分起到微集料的作用，對(duì)混凝土配合比進(jìn)行合理級(jí)配，使集料從粗、細(xì)到微，保證了混凝土的密實(shí)度，提高了混凝土的抗?jié)B性和強(qiáng)度，同時(shí)摻合料中的二氧化硅與水泥水化過程中生成的氫氧化鈣進(jìn)行二次反應(yīng)形成水化硅酸鈣凝膠，使混凝土在硫酸鹽類介質(zhì)侵蝕中，不能與混凝土中的氧化鈣形成膨脹結(jié)晶，防止了硫酸鹽類物質(zhì)的侵蝕破壞。
[0007]本發(fā)明所述的樁體斷面呈方形，實(shí)心方樁的優(yōu)點(diǎn)在于:⑴與空心管樁相比，可增加混凝土的腐蝕裕量，與灌注樁相比，其在成樁過程中不與腐蝕性土水交融與管樁相比，在混凝土體積相同的情況下，方樁的表面積達(dá)，對(duì)摩擦樁來說承載力高；⑶由于是實(shí)心體，方樁的保護(hù)層可增大，抗腐蝕能力強(qiáng)Κ4)施工時(shí)，方樁的樁頭抗打擊面積大，應(yīng)力集中小，不易被打爆樁頭。
[0008]本發(fā)明所述連接盤處的防護(hù)和施加預(yù)應(yīng)力的大小等方面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，使得混凝土實(shí)心方樁的抗腐蝕能力大大提高,完全可以滿足中等腐蝕和一般強(qiáng)腐蝕的耐久性要求。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn):1、混凝土樁使用低預(yù)應(yīng)力張拉的螺紋鋼筋，提高混凝土樁的抗裂能力。
[0010]預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)點(diǎn)，就是提高了混凝土的抗裂性能，增加了預(yù)制樁的耐久性，由于不出現(xiàn)裂縫或裂縫出現(xiàn)延緩，減少了大氣或侵蝕性介質(zhì)對(duì)鋼筋和混凝土的侵蝕，保證了構(gòu)件的使用年限，但在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中，所采用的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件都是受拉構(gòu)件和受彎構(gòu)件的受拉區(qū)，而混凝土預(yù)制樁為受壓構(gòu)件，若按照規(guī)范中的預(yù)應(yīng)力0.7-0.9[ O ]張拉，對(duì)混凝土樁的抗壓強(qiáng)度是一個(gè)折減，承載力降低，可降低張拉力為0.3-0.4[ σ]，滿足起吊過程中的抗裂即可。
[0011]本發(fā)明具有加工方便、生產(chǎn)成本低、耐腐蝕性高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于海洋、鹽堿土等海水環(huán)境使用。
[0012]【專利附圖】

【附圖說明】
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
如圖所示，一種高性能低預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁，一種高性能低預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心樁，包括樁體、樁頭1，樁體由一節(jié)或多節(jié)組成，每節(jié)樁體由混凝土和混凝土內(nèi)相互平行的鋼筋I(lǐng)組成，鋼筋I(lǐng)的兩端分別與連接盤2相連接，相鄰兩連接盤2再進(jìn)行焊接形成樁體，樁頭I呈錐形，所述連接盤可以呈圓環(huán)狀、空心方形等，上述與現(xiàn)有技術(shù)相同，此不贅述，本發(fā)明的特征在于兩連接盤外圍周邊上纏繞經(jīng)涂抹防腐樹脂層4，防腐樹脂層4上設(shè)有能提高防腐能力和抗拉能力的碳纖維層5，樁頭處外露鋼筋設(shè)有環(huán)氧樹脂保護(hù)層6，本發(fā)明所述的防腐樹脂層的厚度不小于1.5 mm，碳纖維層的厚度至少為一層碳纖維布一層，環(huán)氧樹脂保護(hù)層的厚度為1.5 mm，纖維層包裹防腐樹脂層，本發(fā)明對(duì)外露的連接盤、鋼筋與連接透連接處和樁尖添加保護(hù)層，另外保護(hù)層還增加了其抗拉、耐磨損能力，具有工藝簡(jiǎn)單、防腐效果好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，其生產(chǎn)工藝如下:
步驟一、制作單元樁模具，單元樁模具由模具體和端蓋組成，長(zhǎng)度為7-15米，其斷面呈方形，
步驟二、制作防銹、抗?jié)B能力的混凝土，混凝土由水泥、砂、石子、減水劑和阻銹劑組成，水泥采用42.5號(hào)以上水泥、砂的粒度為中砂，石子的直徑為0.5-30mm，外加減水劑、阻鎊劑，水泥、砂、石子、減水劑和阻鎊劑的重量百分比為水泥20%_25%、砂30%_45%、石子40%-50%、減水劑為水泥重量的2%-5%、阻銹劑為水泥重量的2%-5%，
步驟三、采用三級(jí)螺紋鋼筋先進(jìn)行拉伸處理，再經(jīng)焊接或捆扎制作內(nèi)鋼筋籠和外鋼筋籠，使內(nèi)鋼筋籠置于外鋼筋籠內(nèi)并使內(nèi)鋼筋籠和外鋼筋籠相對(duì)固定，鋼筋籠和外鋼筋籠的螺紋鋼筋相平行，螺紋鋼筋的兩端分別與連接盤焊接，
步驟四、在模具上涂一層隔離劑，將鋼筋籠安裝在模具內(nèi)，鋼筋籠兩端連接盤伸在模具外并分別與張拉裝置相連接，對(duì)鋼筋實(shí)行預(yù)張拉，當(dāng)達(dá)到預(yù)張拉后銷定張拉裝置，將制備好的高性能混凝土喂入模具并掏實(shí)模具內(nèi)的混凝土，
步驟五、當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到60-70%時(shí)，松開張拉裝置并卸模，并根據(jù)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度將單元模經(jīng)其端部的連接盤焊接相連成樁體，
步驟六、清潔樁體連接盤表面并纏繞厚度不小于1.5 mm的防腐樹脂層，防腐樹脂層上再纏繞能提高防腐能力和抗拉能力的碳纖維層。
[0014]下面就普通非預(yù)應(yīng)力預(yù)制方樁的裂縫寬度計(jì)算為例說明如下:
按照山東省建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集L13SG329中350 mm X 350 mm規(guī)格BF型抗腐蝕樁為例。
[0015]方樁規(guī)格350 mm X 350 mm,理論質(zhì)量 p =306kg/m,樁長(zhǎng) L=15m，在 0.207L即3.1m處，正負(fù)彎矩相等處吊點(diǎn)為計(jì)算支座，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C60，混凝土彈性模量Ee=3.6X 104N/mm2，受拉區(qū)鋼筋為2C22，鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=360N/mm2，鋼筋彈性模量
Εξ=2 X IOfX mm1,混凝土保護(hù)層厚度C=55mm。
[0016]有效受拉面積:
【權(quán)利要求】
1.一種高性能低預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心方樁，包括樁體、樁頭，其特征在于樁體由一節(jié)或多節(jié)樁組成，單元樁由混凝土和混凝土內(nèi)相互平行的預(yù)應(yīng)力0.3-0.4[ O ]張拉的鋼筋組成，鋼筋的兩端分別與連接盤相連接，相鄰單元樁經(jīng)連接盤焊接形成樁體，相連接的兩連接盤纏繞厚度不小于1.5 mm的防腐樹脂層，防腐樹脂層上再纏繞能提高防腐能力和抗拉能力的碳纖維層，其生產(chǎn)工藝如下: 步驟一、制作單元樁模具，單元樁模具由模具體和端蓋組成，長(zhǎng)度為7-15米，其斷面呈方形， 步驟二、制作防銹、抗?jié)B能力的混凝土，混凝土由水泥、砂、石子、減水劑和阻銹劑組成，水泥采用42.5號(hào)以上水泥、砂的粒度為中砂，石子的直徑為0.5-30mm，外加減水劑、阻鎊劑，水泥、砂、石子、減水劑和阻鎊劑的重量百分比為水泥20%_25%、砂30%_45%、石子40%-50%、減水劑為水泥重量的2%-5%、阻銹劑為水泥重量的2%-5%， 步驟三、采用三級(jí)螺紋鋼筋先進(jìn)行拉伸處理，再經(jīng)焊接或捆扎制作內(nèi)鋼筋籠和外鋼筋籠，使內(nèi)鋼筋籠置于外鋼筋籠內(nèi)并使內(nèi)鋼筋籠和外鋼筋籠相對(duì)固定，鋼筋籠和外鋼筋籠的螺紋鋼筋相平行，螺紋鋼筋的兩端分別與連接盤焊接， 步驟四、在模具上涂一層隔離劑，將鋼筋籠安裝在模具內(nèi)，鋼筋籠兩端連接盤伸在模具外并分別與張拉裝置相連接，對(duì)鋼筋實(shí)行預(yù)張拉，當(dāng)達(dá)到預(yù)張拉后銷定張拉裝置，將制備好的高性能混凝土喂入模具并掏實(shí)模具內(nèi)的混凝土， 步驟五、當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到60-70%時(shí)，松開張拉裝置并卸模，并根據(jù)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度將單元模經(jīng)其端部的連接盤焊接相連成樁體， 步驟六、清潔樁體連接盤表面并纏繞厚度不小于1.5 mm的防腐樹脂層，防腐樹脂層上再纏繞能提高防腐能力和抗拉能力的碳纖維層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能低預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心樁，其特征在于防腐樹脂層的厚度不小于1.5 mm，碳纖維層的厚度至少為一層碳纖維布一層，環(huán)氧樹脂保護(hù)層的厚度為1.5 mm，碳纖維層包裹防腐樹脂層。
【文檔編號(hào)】E02D5/30GK103806445SQ201410084784
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】王亦德, 王德利, 柳治富 申請(qǐng)人:威海市水利巖土工程有限公司