[發明專利]一種具有鋼絞線的先張法離心混凝土樁及制造方法

有效

• 申請號: 201410097833.4
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN103898902A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 俞向陽
• 申請（專利權）人: 俞向陽
• 主分類號: E02D5/30
• 分類號: E02D5/30;E02D5/58;B28B23/06
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 張一平;方聞俊

技術領域

本發明屬于各類建筑結構體系的樁基基礎工程的技術領域，尤其涉及一種具有鋼絞線的先張法離心混凝土樁及制造方法。

背景技術

各類建筑結構一般都涉及到樁基基礎工程，現有市場上運用于樁基基礎工程比較多的產品有鉆孔灌注樁、預應力離心混凝土管樁（包括管樁、方樁），但在目前經濟發展水平及建筑技術條件下，建筑設計領域已經進入了新的發展階段，對樁基基礎的要求也在不斷提高，現有產品的技術性能已無法滿足快速發展的建筑市場的需要，并凸顯出諸多嚴重的技術缺陷。

預應力離心混凝土樁研制、生產始于上世紀60年代，開始時離心混凝土樁預應力主筋主要采用高強鋼絲，但高強鋼絲由于直徑小且圓周是光面，存在與混凝土握裹力不足的缺陷，各項技術指標無法滿足建筑需要。到了上世紀80年代，預應力離心混凝土樁開始采用預應力混凝土用鋼棒作為主筋，因其系工廠預制，生產效率高，主筋強度相對較高，混凝土強度高、施工便捷、周期較快等優點而為建筑領域大量、廣泛采用并一直延續使用至今，在目前傳統樁基礎工程中占據主導地位。但是在生產使用過程中，主筋采用鋼棒的離心混凝土樁存在較多問題，如鋼棒脆性較大，其抗拉強度低（其抗拉強度設計值為1000MPa，抗拉強度最高值為1420MPa），無法滿足目前建筑技術要求；生產中為了便于拉伸，須采用鋼棒鐓頭的技術，將鋼棒熱鐓出一個蘑菇狀的頭，以便于將該鐓頭與樁體端板、張拉板卡住進行預應力張拉，但由于熱鐓該鋼棒的鐓頭會導致墩頭部位的強度受損及材質受損；同時，由于鋼棒墩頭精度不一致，張拉時無法與端板充分接觸，造成端板局部破壞；鋼棒由于切割精度控制不夠，導致鋼棒長度不一，張拉過程中會出現應力不均勻，甚至拉斷的現象；另外，鋼筋籠系焊接成型的，鋼棒由于高溫燒焊而導致材質損傷。上述種種缺陷，導致現有的主筋采用預應力混凝土用鋼棒的離心混凝土樁的抗彎、抗剪等技術性能明顯不足。工程應用中，由于地震、臺風和其他不確定因素會引起建筑物樁基基礎上部產生較大的彎矩和水平力，道路橋梁或鐵道橋梁也會因為運輸車輛的動荷載而產生較大的彎矩和水平力。當上述傳統的離心混凝土樁用于上述工程時，往往因為抗彎和抗剪性能不足而無法使用，在高層建筑中表現的尤其嚴重。此外，在基坑圍護、邊坡支護等工程中，普通離心混凝土樁同樣因為抗彎和抗剪性能不足無法規?；瘧谩３鲇诎踩钥紤]，我國很多地區近年已開始禁止在某些樁基基礎工程中使用離心混凝土樁。

鉆孔灌注樁作為另一種廣泛應用于建筑樁基基礎工程領域的樁體，其制作系現場澆筑完成，其制作工序是先在工地鉆取一個樁孔，然后將鋼筋籠放入樁孔中，再向孔中灌注混凝土，待成型后自然養護很長時間達到一定強度后即可使用。這種樁體因其具有高的承載力和能適應復雜地質而有較強的生命力，但是這種灌注樁在制作施工時需要處理外抽的泥漿，環境污染相當嚴重，國外的城市建設中已經較少采用；另外灌注樁成樁過程中容易孔壁坍塌、斷樁夾層，如遇溶洞或空洞，更將造成大量混凝土浪費；而且其工程造價較高，對建筑成本影響較大；因其系現場澆筑制作完成且需長時間自然養護，不能實現工廠化生產，因而效率低，工期長。

因鋼絞線的抗拉強度高（其抗拉強度設計值為1320MPa，抗拉強度最高可達1960MPa），近年來，我國企業和科研機構也對鋼絞線應用于離心混凝土樁進行了大量研究，但至今未出現有實用價值的技術方案。如一專利號為ZL201220538453.6(公告號為CN202865836U)的中國實用新型專利《一種配有鋼絞線的管樁鋼筋籠》披露了這樣一種鋼筋籠，其鋼絞線與預應力鋼棒配合使用，由于鋼棒與鋼絞線存在抗拉強度差，在同時施加整體預應力時，只能以鋼棒的低抗拉強度控制張拉，鋼絞線的高抗拉強度性能發揮不出來，故在該專利中，鋼絞線等同于鋼棒所起的作用，并未實現鋼絞線所應有的高抗拉強度性能，如以鋼絞線的抗拉強度作為控制標準，在同時整體張拉時，鋼棒就會拉斷破壞。另外，該專利并未披露先張法離心混凝土樁中如何具體的連接、固定、張拉鋼絞線，所以該專利技術在樁基礎工程中基本不具有現實的實用價值和可操作性。