一种扩底式预应力复合锚索抗拔桩及其制备方法技术

本发明专利技术属于地下施工领域，具体涉及一种扩底式预应力复合锚索抗拔桩，其特征在于，包括：抗拔桩复合钢筋笼，其包括抗拔桩笼外壁、抗拔桩笼内壁；复合锚索，复合锚索设置在抗拔桩笼外壁和抗拔桩笼内壁之间，复合锚索由隔离体、设置在隔离体内的抗拔锚索组成，隔离体将腐蚀物和抗拔锚索隔开；钻孔底部设置扩头部；抗拔桩复合钢筋笼底部锚固端设置在扩头部内；填装物。本发明专利技术易入孔易施工、抗腐蚀、桩笼整体支撑性好、桩体底部抗拔承载性能强、桩顶不易破碎。

【技术实现步骤摘要】
一种扩底式预应力复合锚索抗拔桩及其制备方法
本专利技术属于地下施工领域，具体涉及一种扩底式预应力复合锚索抗拔桩及其制备方法。
技术介绍
主要有4种工程情况需要使用抗拔桩：工程所处位置地下水位较高，而工程上部覆土较薄或上部结构自重无法与地下水浮力进行抵消，这时在地下水浮力的作用下，工程结构部分或整体会受到上拔力，使建筑物发生向上的位移。这种情况多发生在建筑物的地下室，地下停车场等等。这时就需要设计抗拔桩来避免这些情况的出现。工程结构在施工或后期使用过程中可能出现承受巨大水平荷载的情况，如桥台、挡土墙的斜桩等，高耸的构筑物，大型输电塔的墩基础亦是这种情况。工程结构基础承受上部结构传来的过大的偏心弯矩，尤其是大偏心受力的情况，会使基础一部分承受压力，而另一部分承受拉力。这时就需设置抗拔桩来抵消这部分的向上的拉力，避免不均匀沉降的出现，影响工程结构的正常使用甚至对安全产生影响。海洋油气钻井平台，承受雪荷载、雨荷载反复作用的膜结构的基础。地震烈度较高或建筑物重要性高需要考虑地震荷载作用建筑物的桩基，以及建筑物桩基所处区域内有膨胀土或者冻土存在。现阶段常规抗拔桩都会遇到或造成以下问题：(1)桩身混凝土全段均为受拉段，桩身易开裂使钢筋受到腐蚀从而抗拔失效，如裂缝控制不好，其耐久性和可靠性可能不能满足要求。尤其是桩顶位置在抗浮情况下经常是干湿交替的位置，腐蚀速度更快，并且因钢筋腐蚀进底板而造成底板涨裂漏水。(2)为满足抗裂验算桩身钢筋笼的纵向受力钢筋根数多，成本高；拉力不能完全发挥，造成材料浪费；桩与基础连接处的防水易渗水漏水。(3)泥浆护壁造成桩身侧摩阻力下降，影响承载力发挥。(4)钢绞线直接制备的钢筋笼没有强度施工困难，钢绞线入孔过程中会搅乱无法放入孔底，需采用钢筋笼制备骨架，钢筋浪费且不发挥任何作用。(5)抗拔桩为等截面时承载力稍显不足；采用扩底时底端因受力机理原因抗拔能力发挥不足。
技术实现思路
为了解决上述钢绞线入孔过程中会搅乱无法放入孔底，钢绞线容易被腐蚀、尤其是地下水进入混凝土因拉应力产生微小裂缝导致的腐蚀等问题，也为了让扩底桩真正发挥全部的抗拔承载力，本专利技术提供一种易入孔易施工、抗腐蚀、桩笼整体支撑性好、桩体底部抗拔承载性能强的扩底式预应力复合锚索抗拔桩及其制备方法。一种扩底式预应力复合锚索抗拔桩，包括：抗拔桩复合钢筋笼，其包括抗拔桩笼外壁、抗拔桩笼内壁；复合锚索，复合锚索设置在抗拔桩笼外壁和抗拔桩笼内壁之间，复合锚索由隔离体、设置在隔离体内的抗拔锚索(包括桩身下部的粘结段抗拔锚索)组成，隔离体将腐蚀物和抗拔锚索(包括桩身下部的粘结段抗拔锚索)隔开；钻孔底部设置扩头部；抗拔桩复合钢筋笼底部锚固端设置在扩头部内；填装物。进一步地，有二个以上复合锚索。进一步地，相邻复合锚索在圆周上的间隔在20cm以上。进一步地，填装物为注浆体。注浆体能够将抗拔桩笼、钻孔、扩头部内空间填满，从而承受土体的力。进一步地，腐蚀物为腐蚀液、腐蚀固体、腐蚀气体中的一种或几种。进一步地，抗拔锚索由有粘结段抗拔锚索和无粘结段抗拔锚索组成。桩身下部的有粘结段抗拔锚索为有粘结预应力钢绞线裸筋，桩身上部的无粘结段抗拔锚索为无粘结预应力钢绞线。隔离体和抗拔锚索之间注入注浆体，注浆体与隔离体之间能够稳固结合；桩身下部的粘结段抗拔锚索和注浆体能够稳固结合；而桩身上部的无粘结段抗拔锚索，可提前施加预应力。进一步地，抗拔锚索(包括桩身下部的粘结段抗拔锚索)由2股钢绞线组成，3股钢绞线组成、4股钢绞线组成、5股钢绞线组成、6股钢绞线组成、7股钢绞线组成、8股钢绞线组成、9股钢绞线组成中的一种构成。进一步地，钢绞线由有粘结预应力钢绞线裸筋和无粘结预应力钢绞线组成。桩身下部的粘结段抗拔锚索为有粘结预应力钢绞线裸筋，桩身上部的无粘结段抗拔锚索为无粘结预应力钢绞线。进一步地，无粘结预应力钢绞线设置套管；无粘结预应力钢绞线(设置套管)与有粘结预应力钢绞线裸筋的比例为1:4至4:1。进一步地，无粘结预应力钢绞线(设置套管)与有粘结预应力钢绞线裸筋的比例为1:3至3:1。进一步地，无粘结预应力钢绞线(设置套管)与有粘结预应力钢绞线裸筋的比例为1:2至2:1。进一步地，无粘结预应力钢绞线(设置套管)与有粘结预应力钢绞线裸筋的比例为1:1。进一步地，套管为塑料套管。进一步地，塑料套管为PPC套管或PVC套管。进一步地，套管内和钢绞线的空隙注满具有防腐防水特殊材料。进一步地，隔离体为钢管、波纹管或(其它材料)带肋结构管，钢管为普通钢管或特制钢管。进一步地，抗拔桩笼外壁由螺旋箍筋围绕组成，抗拔桩笼内壁由螺旋箍筋围绕组成。进一步地，腐蚀液为土体层渗透水；扩头部由上部的扩口部和下部的扩大头组成。一种扩底式预应力复合锚索抗拔桩的制备方法：步骤一：钻机取土呈钻孔；钻孔至桩底时采用特殊液压装置在钻孔底部进行扩孔形成扩头部；步骤二：向钻孔中灌浆，同时提取钻机，让钻孔边缘形成泥浆护壁，保证不塌孔；步骤三：向钻孔内伸入抗拔桩复合钢筋笼，保证沉桩至桩底；进一步地，将抗拔桩笼外壁、抗拔桩笼内壁、设置在抗拔桩笼外壁和抗拔桩笼内壁之间的隔离体、下部连接的锚固体一起放入钻孔内；其中锚固体设置在抗拔桩复合钢筋笼下部。进一步地，接桩，在第一节复合锚索钢筋笼和第二节复合锚索钢筋笼之间采用焊接法或套筒连接，笼顶部用保护装置将隔离体封闭，避免杂物掉入。步骤四：向钻孔内浇筑混凝土，形成抗拔桩的桩体；步骤五：打开隔离体封闭口保护装置，将分好桩身下部的粘结段抗拔锚索(锚固段抗拔锚索)和桩身上部的无粘结段抗拔锚索(自由段的抗拔锚索)从桩顶分别放入隔离体内；进一步地，将抗拔锚索(包括桩身下部的粘结段抗拔锚索)由2股钢绞线组成，3股钢绞线组成、4股钢绞线组成、5股钢绞线组成、6股钢绞线组成、7股钢绞线组成、8股钢绞线组成、9股钢绞线组成中的一种构成。进一步地，钢绞线由有粘结预应力钢绞线裸筋和无粘结预应力钢绞线组成。绞线上部分设置套管。将分好桩身下部的粘结段抗拔锚索(锚固段抗拔锚索)和桩身上部的无粘结段抗拔锚索(自由段的抗拔锚索)放入隔离体内。步骤六：从地面向隔离体内从底至顶依次灌入注浆体。进一步地，注浆体为水泥浆液、水泥砂浆液或者无膨胀特种注浆粘结液中一种或几种。注浆体与隔离体之间能够稳固结合，桩身下部的有粘结段抗拔锚索和注浆体能够稳固结合，桩身上部的无粘结段抗拔锚索，可提前施加预应力。本专利技术的有益效果：该预应力抗拔桩桩身中，下段为集中受拉段，且桩径变大形成扩头部，抗拔性能更突出，上段为受压段。对于受拉段，因复合锚索由半粘结锚索、注浆体和隔离体(如钢管)组成，锚固端和锚固段锚索通过注浆体和隔离体将上拔力传递给桩身混凝土的过程中，三种材料自身有三个粘结面，从而实现了上拔力的部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扩底式预应力复合锚索抗拔桩，其特征在于，包括：/n抗拔桩复合钢筋笼，其包括抗拔桩笼外壁、抗拔桩笼内壁；/n复合锚索，复合锚索设置在抗拔桩笼外壁和抗拔桩笼内壁之间，复合锚索由隔离体、设置在隔离体内的抗拔锚索组成，隔离体将腐蚀物和抗拔锚索隔开；/n钻孔底部设置扩头部；/n抗拔桩复合钢筋笼底部锚固端设置在扩头部内；/n填装物。/n

【技术特征摘要】
1.一种扩底式预应力复合锚索抗拔桩，其特征在于，包括：
抗拔桩复合钢筋笼，其包括抗拔桩笼外壁、抗拔桩笼内壁；
复合锚索，复合锚索设置在抗拔桩笼外壁和抗拔桩笼内壁之间，复合锚索由隔离体、设置在隔离体内的抗拔锚索组成，隔离体将腐蚀物和抗拔锚索隔开；
钻孔底部设置扩头部；
抗拔桩复合钢筋笼底部锚固端设置在扩头部内；
填装物。


2.根据权利要求1所述的一种扩底式预应力复合锚索抗拔桩，其特征在于：填装物为注浆体；注浆体能够将抗拔桩笼、钻孔、扩头部内空间填满，从而承受土体的力。


3.根据权利要求1所述的一种扩底式预应力复合锚索抗拔桩，其特征在于：腐蚀物为腐蚀液、腐蚀固体、腐蚀气体中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的一种扩底式预应力复合锚索抗拔桩，其特征在于：抗拔锚索由有粘结段抗拔锚索和无粘结段抗拔锚索组成。


5.根据权利要求4所述的一种扩底式预应力复合锚索抗拔桩，其特征在于：桩身下部的有粘结...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏怡，毛宗原，王建军，毛刚，
申请(专利权)人：北京京投交通枢纽投资有限公司，中国建筑技术集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11