[发明专利]一种预制空心抗拔桩及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程的技术领域，尤其涉及涉及工业与民用建筑的空心抗拔桩，具体的说，是一种预制空心抗拔桩及其制备方法。

背景技术

抗拔桩广泛应用于大型地下室抗浮、高耸建(构)筑物抗拔、海上码头平台抗拔、悬索桥和斜拉桥的锚桩基础、大型船坞底板的桩基础和静荷载试桩中的锚桩基础等。预应力空心抗拔桩作为抗拔桩的一种，具有直径小比表面积大，经济效益好的优点，在工程中得到广泛应用。桩与基础结构间通过在桩内空心顶部植入钢筋笼并在顶部空心内灌填混凝土连接。根据江苏省工程建设标准《预应力混凝土空心方桩基础技术规程 》第4.5.5条，空心桩用做抗拔桩时，应进行桩身结构强度、接桩连接强度、端板孔口抗剪强度、棒及其镦头抗拉强度、桩顶(采用填芯混凝土)与承台连接处强度等承载力计算。因此填芯混凝土与空心桩内壁之间的粘结力是抗拔桩极限承载力主要因素之一。

填芯微膨胀混凝土(不低于C40)确定单桩抗拔承载力时，按下式计算：

N₁ ≤ K₁πd₁f_nl

式中，N₁—空心方桩单桩上拔力设计值；

      K_1-—经验系数，取0.8；

      d₁—填芯混凝土直径(空心方桩内径)；

      l —填芯混凝土长度；

      f_n—填芯混凝土与空心方桩内壁之间的粘结强度设计值，宜由现场试验确定，缺乏经验时，取C40微膨胀混凝土为0.2-0.4MPa。

由于预制空心桩通过离心工艺制成，内壁比较光滑，也就是f_n比较小，填芯混凝土与空心桩内壁之间的粘结强度低，所以为设计达到较大抗拔力时，需要较长的填芯混凝土长度。较长的填芯混凝土，一方面需要较多的钢筋和混凝土材料，不经济，另一方面填芯较长，灌填混凝土的质量难以得到保证。

因此，在满足承载能力的前提下减小填芯混凝土长度有着重要的工程应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，而提供一种能有效增强填芯混凝土与桩体锚固性能、减小填芯混凝土的长度、提高填芯混凝土的浇筑质量，节约钢筋和混凝土的用量的预制空心抗拔桩及其制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种预制空心抗拔桩，其中：包括相互配合的上部空心桩体和下部空心桩体，上部空心桩体中部设置有轴向贯通的上桩孔，上桩孔的横截面直径从下往上逐渐缩小，上部空心桩体的桩身上预留有数个轴向贯通的预应力管孔，下部空心桩体内配有下轴向钢筋，下轴向钢筋上部穿过预应力管孔与固定在上部空心桩体上部的承压板锚固。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的上部空心桩体内配有上轴向钢筋和上环向箍筋，上轴向钢筋向下穿出桩体并伸入下部空心桩体中。

上述的下部空心桩体中部设置有轴向贯通的下桩孔，下桩孔形状为直圆柱体，其横截面直径与上桩孔最下端的横截面直径相适配。

上述的下部空心桩体内配有下环向箍筋；上环向箍筋的箍筋间距小于下环向箍筋的箍筋间距。

上述的上部空心桩体的外径和下部空心桩体的外径相等。

上述的承压板上设置有用于锚固下轴向钢筋、并与预应力管孔对其的锚孔，锚孔的数量与预应力管孔的数量相适配。

上述的承压板上设置有数个固定螺纹孔，承压板通过固定螺纹孔与上部空心桩体固定连接。

上述的上部空心桩体的桩长为0.5米至1.5米。

上述的上部空心桩体的底部为粗糙面。

一种预制空心抗拔桩的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、绑扎上轴向钢筋和上环向箍筋形成上钢筋笼，将上钢筋笼套在横截面直径从下往上逐渐缩小的内模上，并在上钢筋笼四周绑扎轴向波纹管预留预应力管孔，对上钢筋笼进行混凝土浇筑，制成上部空心桩体，养护至指定龄期；

步骤二、绑扎下轴向钢筋和下环向箍筋形成下钢筋笼，将下轴向钢筋上端穿过养护好的上部空心桩体的预应力管孔，通过承压板将上部空心桩体固定，张拉下轴向钢筋，对下钢筋笼喂料混凝土后离心成型下部空心桩体；