[發明專利]預應力高強混凝土方樁及其制造方法和成型模具

在審

• 申請號: 200710068545.6
• 申請日: 2007-05-11
• 公開（公告）號: CN101054800A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 朱建舟
• 申請（專利權）人: 上海中技樁業發展有限公司
• 主分類號: E02D5/58
• 分類號: E02D5/58;B28B23/06;B28B23/10;B28B23/16;E02D5/30
• 代理公司: 寧波市天晟知識產權代理有限公司
• 代理人: 張嘉銘

技術領域

本發明屬建筑領域，是涉及建筑領域中一種基樁形狀和構造的改進及其基樁的制造方法和基樁的成型器具。具體地說，是一種預應力高強混凝土方樁及其制造方法和成型模具。

背景技術

作為基樁工程的樁材在市場上較多，如有管樁、各類方樁、灌注樁、鉆孔樁等。這些樁材主要分非預應力構件和預應力構件二大類。預應力構件樁材包括，管樁、離心預應力方樁等。它們的缺點是，往往脆性較大，從發生開裂到破壞時間較短，樁身延性較差，在發生地震時造成瞬間建筑物倒塌，使建筑物內人員沒有充分的時間逃生。這個問題在臺灣、日本、中國等多震的地區尤為突出。非預應力構件樁包括，傳統的方樁、沉管灌注樁等。表現為單樁承載力相對較低，抗彎(拉)抗剪性能差，施工周期長，成樁質量不符合設計要求；運輸及使用過程中樁材損壞嚴重，導致樁身混凝土耐久性不良。預制樁外表光滑，樁材與土層的摩擦力小。也有一種樁端有端板的預應力離心砼方樁，自重輕、省料，吊裝、運輸方便，樁身承載力大。但其主筋布局不夠合理，并以預應力鋼筋或普通鋼筋作為主筋、樁身抗彎性能差。端板四邊無焊接坡口，影響了成樁連接牢固性。樁身截面為四邊形，建筑施工中樁身四角極易損壞，致使整樁報廢，不僅造成浪費，而且還會影響施工進度。

在空心混凝土方樁的制作工藝中，普遍存在機械化程度不高，設備和工藝落后等問題。如，制作鋼筋籠時以手工扎箍筋，這不僅影響工作效率，更嚴重的是扎的箍筋本身牢固性不夠，存在滑動余地，會直接影響混凝土樁質量。又如，對鋼筋籠的主筋不實施張拉或將排成列的鋼筋籠一起實施張拉。如，專利號為，ZL99116046.0，名稱為“一種預應力方樁及其制造方法”專利技術稱，“多個樁籠首尾相接，樁籠的面板及主筋以拉鉤相連，排列成直行，每行樁籠的末端固定在固定砼座，首端用設備牽拉，使成行樁籠同時張拉產生預應力，樁籠在固定的模板中與混凝土經振搗密實結合形成樁段，樁段之間通過上、下樁段的面板焊接成樁。”這一專利技術就是對排成列的鋼筋籠一起實施張拉。這樣制作勢必使主筋伸張度一致性差，導致混凝土樁抗彎性弱，甚至在裝吊運輸中就會中間斷裂或變形。另外，專利號為，ZL99116046.0，名稱為“一種預應力方樁及其制造方法”專利技術，沒有交待對混凝土樁的養護，其實養護也是保證混凝土樁質量的重要一環。而專利號為，ZL200320116232.0，名稱為“一種離心砼方樁及成型模具”專利技術稱，“放置一塊管模，將鋼筋籠及兩端的兩端頭板放置其中，澆注砼，合上另一塊管模，并用螺栓扣緊，而后放于離心機上離心脫水，即形成離心砼方樁，再蒸養至C40以上，脫磨，再蒸壓或自然養護至C80以上。”用這種養護法，蒸養時，需溫度70C°，用時7小時；蒸壓時，需溫度180C°以上，用時10小時。兩次養護工時長達17小時以上，能量消耗也特大。另外，離心砼方樁經兩次蒸養，樁體經過冷-熱-冷熱-冷，兩次以上溫度劇烈變化，使混凝土內部構造受到一定破壞。

方樁與地面的摩擦力較大，承載力比管樁大。但實心方樁沉、耗料多。而制作空心的、樁身延性好，承載力高、抗彎抗剪性能好的方樁比較困難。中國專利，專利號為：ZL200420080467.3，名稱為，“離心式方樁模”；專利號為：ZL200520071098.6，名稱為，“離心砼方樁模”，都是模仿離心式管樁模在離心機上高速旋轉制作離心方樁，使制作離心方樁變成了現實。但它們存在共同的缺點：前者是，上、下模內腔截面為等腰直角三角形，扣合后成正方形。后者是，上、下模內腔截面為長方形，扣合后也成正方形。這樣的成型模制作成的正方形離心方樁，其四角極易在建筑施工的錘擊中損壞，同樣導致離心方樁報廢。還有是，離心機帶動模具轉動時，由于跑輪表面光滑，單純轉動還不足以使模具內的混凝土十分密實。這使方樁牢固度不夠。

此外，在制作混凝土方樁、操作離心成型的模具時，合模、脫模中，跑輪極容易碰擊地面，使跑輪形狀變成橢圓形。橢圓形的跑輪在離心機上轉動時，容易將模具從離心機上拋出而釀成事故。另外，兩項專利技術的上、下模均以企口槽扣合，再以螺栓固定。由于企口板密封性差，制作成型中容易出現漏漿現象，致使產品報廢。離心成型模具急需改進。

如離心成型模具改進了，是好的；但還有另一個問題是：當方樁特別粗大時，離心機動力已克服不了它的重量，而且隨著樁型增大，離心會導致樁身內外層混凝土分層，混凝土分層會嚴重削弱樁身軸向承載力，離心成型法不適應制作特大型的離心砼方樁。而傳統的震搗式制樁法制樁本來就存在震搗不均勻不通透的問題，制作這樣特大型的離心砼方樁同樣會導致上下混凝土嚴重分層，更不能采用，這一難題急待人們去解決。

發明內容