[发明专利]大直径先张法预应力混凝土管桩

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑基础工程中用的混凝土管桩，特别涉及一种大直径先张法预应力混凝土管桩。

背景技术

在建筑工程中，对于城市高层建筑、桥梁、港口码头，为满足基础的承载能力，需要在地基上打桩，为了降低工程造价，一般采用钢筋混凝土管桩；为了提高混凝土管桩承受打桩机的冲击力，提高管桩的贯穿能力，普遍采用预应力钢筋制造混凝土管桩(PHC)，即将钢筋制成圆筒形骨架，置入钢模内，浇注混凝土，合拢钢模后对其进行张拉，使钢筋承受预应力，再通过离心机离心成型后进行养护。

但是，目前生产的这种钢筋混凝土管桩，一般都是直径在1200毫米以下，单节长度在10米以内。随着国际上集装箱货轮越来越超大型化，同时对码头的水深要求也越来越高，甚至达到20米，桩身泥面以上的自由部分将达到23米，若要保证接头部位入土进到嵌固点(10倍的桩径)，即12米～14米，桩的单节长度就需达到35米～37米，目前国内缺少符合以上条件的预应力混凝土管桩。如工程需要更大直径的管桩只能选用钢管桩，而钢管桩的造价是混凝土管桩的2～3倍，而且还需长期付出很大的防腐措施费用。

发明内容

本发明的技术问题是要提供一种直径大、单节长度超长的大直径超长度先张法预应力混凝土管桩。

为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种大直径先张法预应力混凝土管桩，钢筋骨架由圆形排列的张拉钢筋和绕在张拉钢筋的螺旋箍筋构成，置入钢模，浇注高强度混凝土，经预应力张拉后，再通过离心机离心成型，其中：

高强度混凝土的组份是：

水泥350kg/m³～380kg/m³；

硅沙粉150kg/m³～160kg/m³；

砂率0.23～0.30；

水灰比0.26～0.28；

减水剂占水泥用量2.01％～2.4％；

混凝土强度等级为C90。

以上配合比的特点是充分利用高温高压蒸气养护工艺，将硅砂粉等量替代30％的水泥用量，使硅砂粉中的SiO₂与水泥水化反应生成的Ca(OH)₂发生二次反应生成大量托勃莫来石，从而使混凝土强度明显提高并且达到C90。

在PHC桩生产中对钢筋预张拉是一项重要工艺，对管桩的抗弯性能起决定性作用。一般在生产直径600毫米以下的管桩大部分采用张拉头法，即用螺杆牵引钢筋笼，达到规定拉力，用螺母将应力锁紧在钢模上(钢模起反力架作用)。这种工艺比较简单，但由于张拉头不够厚，且它与钢模内壁总会有一定间隙，加之螺杆较长，这样张拉油缸活塞与张拉杆、钢模轴线不是在同一中心上，再加上所有预应力钢筋长度不可能绝对一致，每根钢筋受力也略有差异，就容易造成端头板倾斜，导致端头板与管桩轴线不垂直。这种情况对小口径管桩反应还不太明显，但生产直径1300毫米、直径1400毫米的大口径管桩，若中心偏差一点延伸到端板外径就会造成明显的倾斜。为了解决这一缺点，采用张拉盘结构，使张拉的着力点不是集中在中心处螺杆上，而是分布在张拉盘的外周上，通过张拉机上刚性圆盘啮合拧紧在管桩端板上的刚性张拉盘张拉，再由大型锁紧螺母将张拉应力锁紧在钢模端口，保证张拉力受均匀，端头板不易倾斜，与管桩轴线保持垂直。

张拉预应力采用张拉盘结构。所述的张拉盘结构，是在混凝土浇注钢模内，内置一比钢模内径略小的张拉盘，张拉盘与钢筋笼端板用螺栓连接，张拉盘伸出钢模外部位置有锁紧螺母，锁紧螺母与张拉盘的直径相同，张拉时用带油缸的张拉头顶住钢模张拉钢筋，同时以风动装置扳动锁紧螺母，将全部预应力受力在钢模上，钢模起反力架作用。采用张拉盘结构确保拉伸力受力均匀，端头板不易倾斜，特别适合大口径管桩。

所述的混凝土管桩的外径D为800毫米～1600毫米，长度为7米～39米，或者是：

1)管桩外径D＝800毫米，壁厚t＝110毫米，张拉筋直径d＝10毫米～13毫米，共15～30根，单节管桩长L为7米～39米；

2)管桩外径D＝1000毫米，壁厚t＝130毫米，张拉筋直径d＝9毫米～14毫米，共32～40根，单节管桩长L为7米～39米；

3)管桩外径D＝1200毫米，壁厚t＝150毫米，张拉筋直径d＝10毫米～14毫米，共30～45根，单节管桩长L为7米～39米；

4)管桩外径D＝1300毫米，壁厚t＝150毫米，张拉筋直径d＝10毫米～14毫米，共24～48根，单节管桩长L为7米～39米；