预制排水竹节桩及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种预制排水竹节桩及其制备方法，属于建筑技术领域。包括相互连接的桩帽、预制钢筋混凝土桩芯、桩尖、桩尖金属保护头、防水层、预制透水混凝土管、排水管道、预制金属过滤件、土工布过滤层；预制钢筋混凝土桩芯为圆柱状，与桩尖相连接为整体构件，桩尖由桩尖圆柱段和桩尖圆锥段组成，桩尖圆锥段表面设有桩尖金属保护头，预制透水混凝土管为空心圆柱状，表面沿桩身竖向等间距设有环状竹节段，两环状竹节段之间布置预制金属过滤件；金属过滤件呈半圆环状，表面设有过滤孔，其外表面布置土工布过滤层。本发明专利技术装配式程度高，组装方便，桩体承重功能和排水功能相结合，避免桩尖破坏，桩体排水易堵塞，排水管单一的问题。

【技术实现步骤摘要】
预制排水竹节桩及其制备方法
本专利技术属于建筑
，特别是涉及一种预制排水竹节桩及其制备方法。
技术介绍
预制混凝土桩包括先张法振动成型预应力混凝土方桩、先张法离心成型预应力混凝土管桩、先张法离心成型预应力混凝土空心方桩和先张法离心成型预应力混凝土异型桩、预制高强混凝土薄壁钢管桩、后张法离心成型预应力混凝土管桩、振动成型钢筋混凝土方桩、板桩等。与混凝土电杆、混凝土管等传统制品行业相比，预制混凝土桩可以算是一个新兴的行业，其快速发展不过20多年，与基础设施建设的高速发展同步。经过20多年的发展，预制桩的产品规格日趋丰富，搭配也更为合理，其中管桩的产品规格有：PHC桩和PC桩外径系列300mm、400mm、500mm、600mm、700mm、800mm、1000mm、1200mm、1300mm、1400mm10个规格，局部地区还少量生产350mm、450mm和550mm规格PHC桩和PC桩；PTC桩外径系列300mm、350mm、400mm、450mm、500mm、550mm、600mm7个规格。生产和使用的PHC管桩单节长度最长已达56m。预应力离心混凝土空心方桩规格系列有250mm×250mm、300mm×300mm、350mm×350mm、400mm×400mm、450mm×450mm、500mm×500mm、550mm×550mm、600mm×600mm等；预制高强混凝土薄壁钢管桩外径系列有400mm、500mm、600mm、800mm、1000mm、1200mm等规格。另外，还开发生产了竹节桩、齿形管桩、带肋竹节桩、扩头桩、六角桩、八角桩等异型桩。为了提高桩身的抗弯性能，增强抵抗水平力的能力，开发了部分预应力混凝土桩、矩形截面预应力混凝土桩、U型板桩、H型桩等，实现了桩基材料的多样化，扩大了桩基材料的应用范围。预制混凝土桩行业的标准化工作进展顺利，经过行业内专家和技术人员的共同努力，已制定完成的标准有：《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476-2009）、《钻芯检测离心高强混凝土抗压强度试验方法》（GB/T19496-2004）、《预应力混凝土管桩》（10G409）国家建筑标准设计图集、《预制高强混凝土薄壁钢管桩》（JGJ272-2010）、《预应力离心混凝土空心方桩》（JC/T2029-2010）、《水泥制品工艺技术规程第6部分：先张法预应力混凝土管桩》（JC/T2126.6-2012）、《预应力混凝土管桩安全生产要求》（JC/T2162-2012）、《混凝土外加剂安全生产要求》（JC/T2163-2012）、《先张法预应力混凝土管桩钢模》（JC/T605-2005）、《水泥制品生产用离心成型机技术条件》（JC/T822-2003）、《水泥制品用钢筋混凝土管钢筋骨架滚焊机》（JC/T699-2012）、《预应力混凝土用钢棒镦头机》（JC/T966-2005）、《预应力高强混凝土管桩用硅砂粉》（JC/T950-2005）、《先张法预应力混凝土管桩用端板》（JC/T947-2005，正在修订，已报批）等。经过20多年的快速发展，管桩的应用领域已从当初单一的铁路桥梁扩展到了工业与民用建筑（含构筑物），如：上海世博会、上海国际航运大厦、广州亚运村、南京奥林匹克会展中心、大亚湾核电站综合会馆、淮安万达广场、万科东丽湖、天津摩托罗拉厂房、天津天管元通不锈钢制品有限公司等；公路，如：广深高速、南京江六高速公路、沪宁高速拓宽工程、杭甬高速等；桥梁，如：东海大桥、崇启通道（上海段）工程II标项目、岳常高速、山汊矶大桥等；港口和码头，如：外高桥舾装码头、外高桥造船基地船坞、中船龙穴、上海外滩拓宽工程、洋山深水港一期码头等；机场，如：上海浦东机场、广州白云机场、澳门机场等；铁路和城市轻轨，如：上海磁悬浮、京津城际列车、武广客运专线等；城市高架道路，如：上海内环高架、南北高架等；水利，如：杭州湾河道驳岸等；市政、电力，如：华能电厂、辽阳红阳热电厂、华能风电等工程的桩基基础。竹节桩（符号：PHDC）是由竹节与桩身形成凹凸相间的高强混凝土异形预制桩。目前，常用竹节桩有800-600mm（桩身直径为600mm，竹节节点处直径为800mm，余同）、650-500mm、550-400mm三种类型，竹节直径是桩身直径的1.25～1.5倍，竹节间距普遍为1000mm，高度最大为200mm，与同规格的管桩相比，可节约材料。在静钻根植工法中，竹节可起到导向作用。竹节桩两端可扩头，端部直径分别为800mm、600mm、500mm，上部可接外径为800mm、600mm、500mm预制混凝土管桩（含复合配筋桩）和钢管桩。当采用800（600）mm竹节桩时，根据工程需要，上部扩头可接800mm管桩、复合配筋桩、钢管桩，下部扩头可增加桩端面积，提高基桩端承力。由桩基荷载传递机理可知，随着桩侧摩阻力的发挥，桩身截面轴力沿着桩身从上至下逐渐变小，土体随着深度的增加水平抗力系数增加。因此，在静钻根植桩桩基中上部采用较大直径的预制桩（复合配筋桩、钢管桩）来承受竖向、水平抗力和延性，下部采用竹节桩的形式能够充分发挥桩身材料强度，节约资源。基于静钻根植工法，静钻根植桩是通过将预制桩植入到充满水泥土钻孔中形成的一种桩基，预制桩与桩周水泥土在荷载传递过程中始终是一个整体，桩身强度由预制桩控制。在水泥土硬化后，竹节桩对水泥土具有嵌固作用，能够增加竹节桩与桩周水泥土的黏聚力，保证预制桩与桩周水泥土的整体性，而且因为竹节的存在，可减小预制桩与成孔的间隙，提高植桩的垂直度。所谓预制自排水桩，就是将混凝土预制桩与竖向排水通道相结合，在沉桩过程中，形成竖向排水通道，使桩自行排水、降低孔隙水压力，以达到减轻或避免挤土效应的目的。试验研究表明，预制自排水桩的排水效果较好，其桩侧砂槽可以起到类似于砂井的竖向排水作用。因此，有必要专利技术一种预制排水竹节桩及其制备方法，提高桩体的受力性能及排水性能。
技术实现思路
为了解决上述存在的技术问题，本专利技术提供一种预制排水竹节桩及其制备方法，主要是为了开发一种装配式程度高，组装方便，桩体承重功能和排水功能相结合的桩基础，可控制排水水位，多管共同排水，能够有效避免桩尖破坏，桩体排水易堵塞，排水管单一的问题。本专利技术采用的技术方案如下：预制排水竹节桩，包括相互连接的桩帽、预制钢筋混凝土桩芯、桩尖、桩尖金属保护头、防水层、预制透水混凝土管、排水管道、预制金属过滤件、土工布过滤层；桩体整体为圆柱体结构竹节桩，桩帽呈圆柱状，由钢筋混凝土制成，位于预制钢筋混凝土桩芯和预制透水混凝土管的上部；预制钢筋混凝土桩芯呈圆柱状，直径比桩帽的直径小，贯穿整个桩身，上部与桩帽连接，下部与桩尖连接；桩尖分为上部圆柱段和下部圆锥段，上部圆柱段为圆柱结构，下部圆锥段为圆锥结构，二者的直径与桩帽直径相同，相连为整体构件，下部圆锥段的外侧设有桩尖金属保护头；预制透水混凝土管为空心圆柱状，内部间距等弧度预埋排水管道，内表面设有防水层，外侧沿桩身方向等间距布置环状竹节段；预制金属过滤件呈半圆环状，外部布置过滤孔，内部布置钢筋加劲肋，在两环状竹节段之间拼接成一个整体圆环状，外侧设有土工布过滤层。进一步地，桩帽为预制构件，桩帽上等弧度布置排水管道固定孔。进一步地，预制钢筋混凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.预制排水竹节桩，其特征在于：包括桩帽（1）、预制钢筋混凝土桩芯（2）、桩尖（3）、桩尖金属保护头（4）、防水层（5）、预制透水混凝土管（6）、排水管道（7）、预制金属过滤件（8）、土工布过滤层（9）；桩体整体为圆柱体结构竹节桩，桩帽（1）呈圆柱状，由钢筋混凝土制成，位于预制钢筋混凝土桩芯（2）和预制透水混凝土管（6）的上部；预制钢筋混凝土桩芯（2）呈圆柱状，直径比桩帽（1）的直径小，贯穿整个桩身，上部与桩帽（1）连接，下部与桩尖（3）连接；桩尖（3）分为上部圆柱段（3‑1）和下部圆锥段（3‑2），上部圆柱段（3‑1）为圆柱结构，下部圆锥段（3‑2）为圆锥结构，二者的直径与桩帽（1）直径相同，相连为整体构件，下部圆锥段（3‑2）的外侧设有桩尖金属保护头（4）；预制透水混凝土管（6）为空心圆柱状，内部间距等弧度预埋排水管道（7），内表面设有防水层（5），外侧沿桩身方向等间距布置环状竹节段（6‑1）；预制金属过滤件（8）呈半圆环状，外部布置过滤孔（8‑1），内部布置钢筋加劲肋（8‑2），在两环状竹节段（6‑1）之间拼接成一个整体圆环状，外侧设有土工布过滤层（9）。

【技术特征摘要】
1.预制排水竹节桩，其特征在于：包括桩帽（1）、预制钢筋混凝土桩芯（2）、桩尖（3）、桩尖金属保护头（4）、防水层（5）、预制透水混凝土管（6）、排水管道（7）、预制金属过滤件（8）、土工布过滤层（9）；桩体整体为圆柱体结构竹节桩，桩帽（1）呈圆柱状，由钢筋混凝土制成，位于预制钢筋混凝土桩芯（2）和预制透水混凝土管（6）的上部；预制钢筋混凝土桩芯（2）呈圆柱状，直径比桩帽（1）的直径小，贯穿整个桩身，上部与桩帽（1）连接，下部与桩尖（3）连接；桩尖（3）分为上部圆柱段（3-1）和下部圆锥段（3-2），上部圆柱段（3-1）为圆柱结构，下部圆锥段（3-2）为圆锥结构，二者的直径与桩帽（1）直径相同，相连为整体构件，下部圆锥段（3-2）的外侧设有桩尖金属保护头（4）；预制透水混凝土管（6）为空心圆柱状，内部间距等弧度预埋排水管道（7），内表面设有防水层（5），外侧沿桩身方向等间距布置环状竹节段（6-1）；预制金属过滤件（8）呈半圆环状，外部布置过滤孔（8-1），内部布置钢筋加劲肋（8-2），在两环状竹节段（6-1）之间拼接成一个整体圆环状，外侧设有土工布过滤层...

【专利技术属性】
技术研发人员：张延年，董晓，海洪，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21