[發(fā)明專利]一種擴底預(yù)應(yīng)力錐形管樁及其施工方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810011854.4
• 申請日: 2008-06-12
• 公開（公告）號: CN101298770A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔綱強;楊慶
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: E02D5/44
• 分類號: E02D5/44;E02D5/58;E02D5/60
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心
• 代理人: 侯明遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種擴底預(yù)應(yīng)力錐形管樁及其施工方法。

背景技術(shù)

樁基礎(chǔ)豎向承載力由樁側(cè)摩阻力和樁端阻力兩部分組成。傳統(tǒng)的等截面樁存在單位材料強度利用率低、樁體受樁側(cè)負(fù)摩阻力影響顯著等不足；預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有樁身強度高(C60～C80)、沉樁能力強、單樁承載力高、施工周期短、造價低等優(yōu)點。目前常用的錐形樁利用倒錐形體斜面，將部分垂直向下的力轉(zhuǎn)化為水平力，充分發(fā)揮樁側(cè)土體承載能力，從而提高樁側(cè)摩阻力，預(yù)應(yīng)力錐形管樁(如：ZL200420063381.x等)較等直徑預(yù)應(yīng)力管樁，有更好的土層穿透力、更高的樁體單位承載力等方面的優(yōu)勢，但是由于樁底截面積較小，導(dǎo)致樁端阻力發(fā)揮受到限制；目前常用的擴底樁(如：ZL200410102711.6、ZL200510009681.9等)是在傳統(tǒng)等截面樁的基礎(chǔ)上，對樁底進行擴大頭以增大樁端截面積，從而提高樁端阻力值，但是該法對樁側(cè)摩阻力的提高并無改進，且容易受到樁側(cè)負(fù)摩阻力的影響而削落樁基礎(chǔ)整體承載能力。

先張法預(yù)應(yīng)力混凝土(或高強混凝土)管樁是采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型法制成的一種空心筒體細(xì)長混凝土預(yù)制構(gòu)件，主要由圓筒形樁身、端頭板和鋼套箍等組成；該樁型具有樁身強度高、沉樁能力強、單樁承載力高、施工周期短、造價低等優(yōu)點且易于批量生產(chǎn)，因而在實際工程中得到了廣泛的應(yīng)用；針對預(yù)應(yīng)力管樁的原材料選擇，管節(jié)制造、管樁拼接、質(zhì)量控制、產(chǎn)品檢驗、儲存、運輸?shù)认嚓P(guān)細(xì)節(jié)制定了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范(如：產(chǎn)品國家標(biāo)準(zhǔn)《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》GB13476-1999，《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁管樁》JC888-2001，《先張法預(yù)應(yīng)力管樁生產(chǎn)工藝技術(shù)規(guī)程》(FS/QW01-2002)，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(圖集)03SG409，廣東標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》DBJ15-22-98等)，屬于相對成熟的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可以同時提高樁側(cè)正摩阻力和樁端阻力值，且能有效降低樁側(cè)負(fù)摩阻力對樁體影響的擴底預(yù)應(yīng)力錐形管樁。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

本發(fā)明對傳統(tǒng)的等直徑預(yù)應(yīng)力管樁生產(chǎn)設(shè)備進行改進以適應(yīng)對預(yù)應(yīng)力錐形管樁生產(chǎn)的需要，根據(jù)實際工程設(shè)計所得的錐形角θ、樁長L以及上下樁徑D_i的大小調(diào)整錐形筒樁身、端頭板和鋼套箍的大小尺寸，采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型法制成預(yù)應(yīng)力錐形管樁管節(jié)。根據(jù)錐形筒樁身的不同可以制作管節(jié)樁身橫截面為圓環(huán)形、空心四邊形、空心六邊形或空心三角形形狀的預(yù)應(yīng)力錐形管樁。通過對多節(jié)同一傾角的截頂?shù)瑰F形體管節(jié)的拼接或者不同傾角的截頂?shù)瑰F形體管節(jié)的拼接形成預(yù)應(yīng)力錐形管樁。

為使樁端擴大頭有較好的力學(xué)性能，本發(fā)明設(shè)計一種變徑放射狀鋼筋籠：用一種可以活動的鉸接體連接主筋與箍筋，和休止板一起形成一種可以變徑的放射狀鋼筋籠體系。在鋼筋籠下放過程中，由于鋼筋籠上端受力，鋼筋籠處于收縮狀態(tài)使其能順利穿過管樁下沉至擴底空洞；當(dāng)鋼筋籠下端下沉至設(shè)計高度并接觸土體時，鋼筋籠隨著鋼筋本身自重或者上端箍筋施加的荷載而逐漸向外側(cè)展開成放射狀；最后達(dá)到休止板位置而停止進一步發(fā)展使鋼筋籠處于較合理的放射狀。

本發(fā)明的效果和益處是預(yù)應(yīng)力錐形管樁樁身能提高樁側(cè)正摩阻力，并同時能有效降低負(fù)摩阻力對樁身的影響，且預(yù)制的預(yù)應(yīng)力錐形管樁樁身容易保證樁身強度和施工壓入效率；樁端擴大頭可以有效提高樁端阻力，變徑放射狀鋼筋籠能改善樁端擴大頭的力學(xué)性能以確保強度。擴底預(yù)應(yīng)力錐形管樁能同時發(fā)揮預(yù)應(yīng)力管樁、錐形樁和擴底樁的優(yōu)點并避免其各自的不足：提高單位材料強度利用率，提高樁側(cè)正摩阻力和樁端阻力且同時能有效降低樁側(cè)負(fù)摩阻力對樁體的影響，從而提高基樁整體承載力。該樁型樁身斜面的傾角不易太大，對于中短樁效果更好些。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2(a)為本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力錐形管樁端頭板截面示意圖。

圖2(b)為本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力錐形管樁管節(jié)布置示意圖。

圖2(c)為本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力錐形管樁管節(jié)截面示意圖。

圖3(a)為本發(fā)明的變徑放射狀鋼筋籠收縮狀示意圖。

圖3(b)為本發(fā)明的變徑放射狀鋼筋籠展開狀示意圖。

圖4為本發(fā)明的施工過程示意圖。