[发明专利]一种先张法预应力高强混凝土工字型支护桩

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土护桩领域，尤其涉及一种先张法预应力高强混凝土工字型支护桩。

背景技术

目前，基坑围护工程和边坡稳定工程中，常采用钢筋混凝土圆桩结合水泥搅拌桩形成的围护墙，也有采用振动沉管T形桩或采用SMW工法(水泥搅拌土中植入可回收的大型工字型钢形成围护墙)。钢筋混凝土圆桩是传统工法，由于为圆桩，其与基坑周围的接触面方向均不同，则在受到基坑挤压过程，起到支护作用的仅仅为一个方向的单一点，使得钢筋混凝土圆桩中的钢筋每个方向仅仅有一根受力，容易造成受力不均匀，抗弯、抗剪能力低。

此外，钢筋混凝土圆桩还具有造价高，施工速度慢，施工泥浆污染环境等缺点；SMW工法也存在回收型钢麻烦，造价偏高等缺点。

而且传统的圆桩，在制作过程中，采用先钻孔，然后向孔中放置编好的钢筋笼，然后浇注混凝土，到开挖时需保养很长时间，影响工程进度；且上述这种传统的加工方法，只能在施工现场制作，生产效率低，不能满足大规模的工业化生产要求。

不仅如此，现有的技术还存在缺点如下：

1、H型钢，施工费用受租期影响明显，且拔桩会产生噪声、振动影响周边环境。

2、高强混凝土工字型桩或矩形板桩，主要受力钢筋未施加预应力，结构需要带裂缝工作(使构件刚度下降，不能应用于不允许开裂的结构中)，同时无法充分发挥高强度钢筋及高标号混凝土的作用。

3、预应力管桩，截面惯性矩偏小，不利于材料性能的充分发挥。

4、钻孔灌注桩，造价高，现场施工质量难以控制。

5、后张法预应力混凝土工字桩，采用现场浇筑，后张法施加预应力，构件质量难以控制，未进行蒸汽养护、制作周期较长，难以满足基坑支护的工期性要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是设计一种先张法预应力高强混凝土工字型支护桩，解决以上现有技术存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明的提供了一种先张法预应力高强混凝土工字型支护桩，包括工字型支护桩骨架和高强混凝土；工字型支护桩骨架的横截面由两个护翼和连接两个护翼之间的连接臂构成工字型；工字型支护桩骨架包括护翼柱架和连接臂柱架；两个护翼柱架之间设有连接臂柱架；工字型支护桩骨架包括预应力筋、箍筋和非预应力筋；护翼柱架由预应力筋外层围绕箍筋连接构成；连接臂柱架有非预应力筋外层围绕箍筋连接构成；预应力筋与非预应力筋平行排布；箍筋分别与预应力筋和非预应力筋垂直排布；工字型支护桩骨架设有箍筋加密区和非箍筋加密区；箍筋加密区箍筋的个数多于非箍筋加密区箍筋的个数；高强混凝土包裹工字型支护桩骨架。工字型截面：针对支护桩的受力特点，使支护桩受压区和受拉区的高强混凝土及预应力钢筋充分发挥作用，在支护桩中配置一定数量的非预应力钢筋，以提高构件本身的延性。

作为本发明技术方案的进一步改进，每个护翼柱架中包含预应力筋和非预应力筋。经过无数实验得出采用预应力筋和非预应力筋混合配筋，既充分发挥材料性能又保证了构件的延性性能，能够达到先张法预应力高强混凝土工字型支护桩所需要的建筑强度，在保证安全性的前提下，大大降低了用料，节约建筑成本。

作为本发明技术方案的进一步改进，可在桩身内对称增加非预应力钢筋，提高了桩身的延性30％以上，避免了桩身开裂的现象。

作为本发明技术方案的进一步改进，箍筋加密区上设有吊钩。吊钩可以方便起重机将先张法预应力高强混凝土工字型支护桩吊起搬运。

作为本发明技术方案的进一步改进，吊钩为2个。可根据使用者的设计选择合适的吊钩个数。

作为本发明技术方案的进一步改进，护翼柱架与连接臂柱架过渡有效减少构件受力的应力现象。

作为本发明技术方案的进一步改进，工字型支护桩骨架由高强混凝土直接浇注一次成形。

作为本发明技术方案的进一步改进，预应力筋和非预应力筋与箍筋通过焊接或者绑扎连接。

本发明的有益效果：采用这样的结构后，相较于现场制作构件节省工期，工厂制作结构质量安全可靠；相较于工字型钢较少拔桩对周边环境的影响；较于非预应力工字型桩提高了构件的抗裂度和刚度，增强结构耐久性，较后张法工艺，大大节约了制作工期。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步阐明。

图1为本发明中先张法预应力高强混凝土工字型支护桩的半剖结构图；

图2为本发明中先张法预应力高强混凝土工字型支护桩的护翼柱架的侧视图。

具体实施方式