一种用于承台基础施工的环向预应力混凝土套箱及制作与安装方法技术

本发明专利技术公开了一种用于承台基础施工的环向预应力混凝土套箱，其包括混凝土套箱体，该混凝土套箱体的侧壁内设置有若干层的环向预应力筋，且每一层环向预应力筋的锚固端与张拉端设置在同一个锚具槽内。同时，本发明专利技术还公开了该混凝土套箱的制作与安装方法。本发明专利技术提供的方案能够有效解决现有技术存在套箱内部现浇混凝土在水化热作用下膨胀及套箱本身内外温差引起的套箱开裂的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于承台基础施工的环向预应力混凝土套箱及制作与安装方法
本专利技术涉及多桩承台施工技术，具体涉及用于承台基础施工的混凝土套箱技术。
技术介绍
多桩承台基础是我国海上风电、桥梁等工程中广泛采用的基础型式，传统的多桩承台建设采用钢套箱进行承台施工，涉及到海上开展钢筋绑扎、混凝土现浇与养护的工作量巨大。采用混凝土套箱进行承台施工，套箱本身可以作为承台的一部分，无需拆除，同时省去现场浇筑封底混凝土等工序，减少现场混凝土浇筑方量。而现有的混凝土套箱在实际使用过程中普遍存在套箱内部现浇混凝土在水化热作用下膨胀及套箱本身内外温差引起的套箱开裂问题。
技术实现思路
针对现有混凝土套箱所存在的问题，需要一种新的混凝土套箱方案，以克服现有技术所存在的问题。为此，本专利技术的所要解决的问题是提供一种用于承台基础施工的环向预应力混凝土套箱；同时针对该混凝土套箱方案，还提供相应的混凝土套箱制作方法和安装方法。为了解决上述问题，本专利技术提供的用于承台基础施工的环向预应力混凝土套箱，包括混凝土套箱体，所述混凝土套箱体的侧壁内设置有若干层的环向预应力筋，且每一层环向预应力筋的锚固端与张拉端设置在同一个锚具槽内。进一步的，所述环向预应力筋采用后张无粘结环向预应力钢绞线，钢绞线表面涂有润滑油脂，并用塑料套管包裹。进一步的，相邻层环向预应力筋上的锚具槽之间依次均匀错开一定的角度布置。进一步的，所述锚具设置在套箱内壁或设置在套箱的外壁。进一步的，所述每一层环向预应力筋的包角为2×360°。进一步的，所述侧壁内各层环向预应力筋之间均匀布置或非均匀布置。进一步的，所述混凝土套箱体内设置有挑梁，该挑梁上设置有吊耳。进一步的，所述挑梁通过预埋在混凝土套箱的底板内的拉杆安置在混凝土套箱体内。进一步的，所述混凝土套箱体的底部设置有相应的抱箍。进一步的，所述抱箍上方设置有止浆条。为了解决上述问题，本专利技术提供的环向预应力混凝土套箱的制作方法，其包括如下步骤：在预制场开展混凝土套箱模板的制作与拼装，并进行混凝套箱钢筋绑扎；混凝土浇筑与养护完成后，拆除模板；在混凝土强度达到设计强度要求后进行环向预应力筋的张拉，张拉采用双控，以应力控制为主，同时进行变形控制；张拉完成后进行锚固，切除多余预应力筋，并进行封锚处理。进一步的，所述制作方法中预应力筋与锚具槽的安装定位与混凝土套箱的钢筋的绑扎同时进行。为了解决上述问题，本专利技术提供的环向预应力混凝土套箱的安装方法，包括如下步骤：(1)吊装环向预应力混凝土套箱，由套箱底部的抱箍和挑梁支撑整个环向预应力混凝土套箱；(2)混凝土套箱吊装完成后，对环向预应力混凝土套箱底部桩孔与桩基础之间的间隙进行灌浆封堵；(3)待套箱底板与钢管桩之间的灌浆混凝土的握裹力形成之后，割断拉压杆，拆除挑梁，由环向预应力混凝土套箱创造的干作业环境。进一步的，所述步骤(1)中在混凝土套箱吊装前，将桩头切平，抱箍安装就位；接着采用整体吊装的方案对混凝土套箱进行吊装，吊点可设置在挑梁上。本专利技术提供的混凝土套箱方案相对于现有技术具有如下优点。(1)混凝土套箱最终可作为承台的一部分，无需另外制作钢模板套箱；(2)安装便捷，可以节约钢模板套箱拆除与后期修整的时间；(3)省去封底钢筋绑扎、封底混凝土浇筑与养护等工序；(4)减少现场混凝土浇筑方量。(5)同过环向预应力，解决传统混凝土套箱浇筑内部混凝土，出现裂缝的问题。附图说明以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本专利技术。图1为本专利技术实例中环向预应力混凝土套箱剖视图；图2为本专利技术实例中环向预应力筋布置示意图；图3为本专利技术实例中套箱锚具槽分布示意图；图4为本专利技术实例中环向预应力混凝土套箱的吊装示意图；图5为本专利技术实例中环向预应力混凝土套箱灌浆并拆除挑梁的示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。本实例根据多桩承台基础特点提供一种环向预应力混凝土套箱，由此来提高套箱的整体性，以解决现有套箱内部现浇混凝土在水化热作用下膨胀及套箱本身内外温差引起的套箱开裂问题。参见图1，其所示为本实例给出的环向预应力混凝土套箱的一个示例结构。由图可知，该环向预应力混凝土套箱100主要包括一混凝土套箱体110，该混凝土套箱体110整体为圆柱形，横截面呈U形。该混凝土套箱体110的侧壁111内设置有若干层的环向预应力筋120，每一层环向预应力筋的包角为2×360°，且每一层环向预应力筋的锚固端与张拉端设置在同一个锚具槽内(如图2所示)。如此可以减小槽口开洞的大小，从而减小对套箱受力性能的影响，同时可以防止张拉过程中局部应力集中引起的混凝土开裂问题。本方案中若干层的环向预应力筋120具体数量可根据实际需求而定，此处不加以限定；而侧壁111中各层环向预应力筋120之间可以均匀布置也可以根据受力计算采取不均匀布置。本方案中的环向预应力筋120优选后张无粘结环向预应力钢绞线，钢绞线表面涂有润滑油脂，并用塑料套管包裹，这样可以使得环向预应力均匀的施加在混凝土套箱的侧壁。参见图3，本方案中，侧壁111中相邻层环向预应力筋的锚具槽130采用依次均匀错开一定的角度的方式布置，这里错开的角度可以为180°、120°、90°、60°等等。作为举例，图示方案中相邻层环向预应力筋的锚具槽130之间以错开90°的角度依次均匀错开布置。通过锚具槽错开设置，可以降低开槽对混凝土套箱整体结构造成的削弱。再者，本方案中对于每层锚具槽130的具体位置，既可以设置在套箱的内壁，也可以设置在套箱的外壁，可根据实际需求而定。本混凝土套箱体110的底板112上开设相应的桩孔113，对于该桩孔113的大小和方位可根据实际需求而定，此处不加以限定。本混凝土套箱体110的底板112上还预埋有若干的拉杆140，这些拉杆140竖直分布在底板112上，顶端连接相应的挑梁150，同时该挑梁150的上部设置有相应的吊耳160，以便混凝土套箱100的吊装。在此基础上，本方案还在混凝土套箱体的底板112的底部设置相应的抱箍170，同时，根据可在抱箍上方设置相应的止浆条，以用于与挑梁150配合，实现混凝土套箱100的安装。针对该结构的环向预应力混凝土套箱100，本实例还给了该混凝土套箱的一种制作方案。具体的制作过程如下：首先，在预制场开展混凝土套箱模板的制作与拼装，进行混凝套箱钢筋绑扎。接着，在混凝土浇筑与养护完成后，拆除模板。接着，在混凝土强度达到设计强度要求后进行环向预应力筋的张拉，张拉采用双控，以应力控制为主，同时进行变形控制。最后，在张拉完成后进行锚固，切除多余预应力筋，并进行封锚处理。本方案在制作混凝土套箱时，其中的预应力筋与锚具槽的安装定位与混凝土套箱的钢筋的绑扎同时进行，并与钢筋骨架进行固定；而拉杆同样预埋在混凝土套箱的底板内，拉杆上部与挑梁连接。在此基础上，在钢筋和模板安装后检查合格后，则进行套箱混凝土浇筑施工。鉴于锚具槽部位钢筋及钢绞线较密集，该部位的混凝土振捣应特别注意，避免出现质量缺陷。接着，在混凝土强度达到设计强度要求，进行预应力钢绞线束的张拉。最后，在张拉完成后进行锚固，切除张拉端多余的钢绞线、锚具槽周围混凝土凿毛处理和封锚处理。由于现有混凝土套箱，在浇筑内部混凝土的过程中，一方面由于内部现浇混凝土水化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于承台基础施工的环向预应力混凝土套箱，包括混凝土套箱体，其特征在于，所述混凝土套箱体的侧壁内设置有若干层的环向预应力筋，且每一层环向预应力筋的锚固端与张拉端设置在同一个锚具槽内。

【技术特征摘要】
1.用于承台基础施工的环向预应力混凝土套箱，包括混凝土套箱体，其特征在于，所述混凝土套箱体的侧壁内设置有若干层的环向预应力筋，且每一层环向预应力筋的锚固端与张拉端设置在同一个锚具槽内。2.根据权利要求1所述的环向预应力混凝土套箱，其特征在于，所述环向预应力筋采用后张无粘结环向预应力钢绞线，钢绞线表面涂有润滑油脂，并用塑料套管包裹。3.根据权利要求1所述的环向预应力混凝土套箱，其特征在于，相邻层环向预应力筋上的锚具槽之间依次均匀错开一定的角度布置。4.根据权利要求1所述的环向预应力混凝土套箱，其特征在于，所述锚具设置在套箱内壁或设置在套箱的外壁。5.根据权利要求1所述的环向预应力混凝土套箱，其特征在于，所述每一层环向预应力筋的包角为2×360°。6.根据权利要求1所述的环向预应力混凝土套箱，其特征在于，所述侧壁内各层环向预应力筋之间均匀布置或非均匀布置。7.根据权利要求1所述的环向预应力混凝土套箱，其特征在于，所述混凝土套箱体内设置有挑梁，该挑梁上设置有吊耳。8.根据权利要求7所述的环向预应力混凝土套箱，其特征在于，所述挑梁通过预埋在混凝土套箱的底板内的拉杆安置在混凝土套箱体内。9.根据权利要求1所述的环向预应力混凝土套箱，其特征在于，所述混凝土套箱体的底部设置有相应的抱箍...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄周泉，张成芹，吴锋，邱松，王其标，钟扬，
申请(专利权)人：中交第三航务工程局有限公司，中交上海三航科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31