[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201410100176.4
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN103882857A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞向陽
• 申請（專利權(quán)）人: 俞向陽
• 主分類號(hào): E02D5/30
• 分類號(hào): E02D5/30;E02D5/58;B28B23/06
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 張一平;方聞俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于各類建筑結(jié)構(gòu)體系的樁基基礎(chǔ)工程的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有鋼絞線的先張法離心混凝土樁及相關(guān)制造方法。

背景技術(shù)

各類建筑結(jié)構(gòu)一般都涉及到樁基基礎(chǔ)工程，現(xiàn)有市場上運(yùn)用于樁基基礎(chǔ)工程比較多的產(chǎn)品有鉆孔灌注樁、預(yù)應(yīng)力離心混凝土管樁（包括管樁、方樁），但在目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及建筑技術(shù)條件下，建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入了新的發(fā)展階段，對樁基基礎(chǔ)的要求也在不斷提高，現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)性能已無法滿足快速發(fā)展的建筑市場的需要，并凸顯出諸多嚴(yán)重的技術(shù)缺陷。

預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁研制、生產(chǎn)始于上世紀(jì)60年代，開始時(shí)離心混凝土樁預(yù)應(yīng)力主筋主要采用高強(qiáng)鋼絲，但高強(qiáng)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(xiàng)技術(shù)指標(biāo)無法滿足建筑需要。到了上世紀(jì)80年代，預(yù)應(yīng)力離心混凝土樁開始采用預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒作為主筋，因其系工廠預(yù)制，生產(chǎn)效率高，主筋強(qiáng)度相對較高，混凝土強(qiáng)度高、施工便捷、周期較快等優(yōu)點(diǎn)而為建筑領(lǐng)域大量、廣泛采用并一直延續(xù)使用至今，在目前傳統(tǒng)樁基礎(chǔ)工程中占據(jù)主導(dǎo)地位。但是在生產(chǎn)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(qiáng)度低（其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為1000MPa，抗拉強(qiáng)度最高值為1420MPa），無法滿足目前建筑技術(shù)要求；生產(chǎn)中為了便于拉伸，須采用鋼棒鐓頭的技術(shù)，將鋼棒熱鐓出一個(gè)蘑菇狀的頭，以便于將該鐓頭與樁體端板、張拉板卡住進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，但由于熱鐓該鋼棒的鐓頭會(huì)導(dǎo)致墩頭部位的強(qiáng)度受損及材質(zhì)受損；同時(shí)，由于鋼棒墩頭精度不一致，張拉時(shí)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(dǎo)致鋼棒長度不一，張拉過程中會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力不均勻，甚至拉斷的現(xiàn)象；另外，鋼筋籠系焊接成型的，鋼棒由于高溫?zé)付鴮?dǎo)致材質(zhì)損傷。上述種種缺陷，導(dǎo)致現(xiàn)有的主筋采用預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的離心混凝土樁的抗彎、抗剪等技術(shù)性能明顯不足。工程應(yīng)用中，由于地震、臺(tái)風(fēng)和其他不確定因素會(huì)引起建筑物樁基基礎(chǔ)上部產(chǎn)生較大的彎矩和水平力，道路橋梁或鐵道橋梁也會(huì)因?yàn)檫\(yùn)輸車輛的動(dòng)荷載而產(chǎn)生較大的彎矩和水平力。當(dāng)上述傳統(tǒng)的離心混凝土樁用于上述工程時(shí)，往往因?yàn)榭箯澓涂辜粜阅懿蛔愣鵁o法使用，在高層建筑中表現(xiàn)的尤其嚴(yán)重。此外，在基坑圍護(hù)、邊坡支護(hù)等工程中，普通離心混凝土樁同樣因?yàn)榭箯澓涂辜粜阅懿蛔銦o法規(guī)?；瘧?yīng)用。出于安全性考慮，我國很多地區(qū)近年已開始禁止在某些樁基基礎(chǔ)工程中使用離心混凝土樁。

鉆孔灌注樁作為另一種廣泛應(yīng)用于建筑樁基基礎(chǔ)工程領(lǐng)域的樁體，其制作系現(xiàn)場澆筑完成，其制作工序是先在工地鉆取一個(gè)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(yǎng)護(hù)很長時(shí)間達(dá)到一定強(qiáng)度后即可使用。這種樁體因其具有高的承載力和能適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)而有較強(qiáng)的生命力，但是這種灌注樁在制作施工時(shí)需要處理外抽的泥漿，環(huán)境污染相當(dāng)嚴(yán)重，國外的城市建設(shè)中已經(jīng)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(fèi)；而且其工程造價(jià)較高，對建筑成本影響較大；因其系現(xiàn)場澆筑制作完成且需長時(shí)間自然養(yǎng)護(hù)，不能實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，因而效率低，工期長。

因鋼絞線的抗拉強(qiáng)度高（其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為1320MPa，抗拉強(qiáng)度最高可達(dá)1960MPa），近年來，我國企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)也對鋼絞線應(yīng)用于離心混凝土樁進(jìn)行了大量研究，但至今未出現(xiàn)有實(shí)用價(jià)值的技術(shù)方案。如一專利號(hào)為ZL201220538453.6(公告號(hào)為CN202865836U)的中國實(shí)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(yù)應(yīng)力鋼棒配合使用，由于鋼棒與鋼絞線存在抗拉強(qiáng)度差，在同時(shí)施加整體預(yù)應(yīng)力時(shí)，只能以鋼棒的低抗拉強(qiáng)度控制張拉，鋼絞線的高抗拉強(qiáng)度性能發(fā)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(shí)現(xiàn)鋼絞線所應(yīng)有的高抗拉強(qiáng)度性能，如以鋼絞線的抗拉強(qiáng)度作為控制標(biāo)準(zhǔn)，在同時(shí)整體張拉時(shí)，鋼棒就會(huì)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(shù)在樁基礎(chǔ)工程中基本不具有現(xiàn)實(shí)的實(shí)用價(jià)值和可操作性。