一种预应力后插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，具体涉及一种预应力后插复合锚索抗拔桩及其制备方法，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组成，隔离体将腐蚀物和抗拔锚索隔开，最下方设置钢板锚固端与隔离体连接；填装物。本发明专利技术桩笼整体性能好、承载力高、无泥浆污染、造价低、抗腐蚀、施工速度快、桩身上部一直处于受压状态避免了裂缝产生。

【技术实现步骤摘要】
一种预应力后插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，具体涉及一种预应力后插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)当竖向拉力施加于桩身纵向受力钢筋(或其他主筋材料)上，钢筋将力传导至桩身混凝土(或桩身)，桩身混凝土首先受到拉伸产生相对于土体的向上位移趋势，于是桩周土在桩侧界面上产生一个向下的摩阻力；荷载沿桩身向下传递过程就是不断克服这种摩阻力并通过它向土中扩散的过程，上部的位移总是大于下部，因此上部的摩阻总是先于下部发挥出来，当桩侧总摩阻力达到极限时，桩便发生急剧的、不停滞的上拔而破坏。(2)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。(3)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。(4)泥浆护壁造成桩身侧摩阻力下降，影响承载力发挥。(5)泥浆护壁工艺会造成环境污染，增加现场环保成本。(6)传统的预应力桩采用的预应力钢筋笼强度不够，振动棒振动式放钢筋笼，振动棒本身容易与钢绞线搅乱在一起无法垂直放入孔底；若采用较多钢筋笼制备骨架，钢筋浪费且不发挥任何作用。。
技术实现思路
为了解决上述钢绞线在后插钢筋笼振动过程中容易被振动棒振散或搅乱无法下放到底导致施工事故，泥浆护壁降低承载力污染环境、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，本专利技术提供一种桩笼整体性能好、承载力高、无泥浆污染、造价低、抗腐蚀、施工速度快的的预应力后插复合锚索抗拔桩及其制备方法。一种预应力后插复合锚索抗拔桩，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组成，隔离体将腐蚀物和抗拔锚索隔开，最下方设置钢板锚固端与隔离体连接；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。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，抗拔锚索为半粘结抗拔锚索。进一步地，半粘结抗拔锚索由有粘结段抗拔锚索和无粘结段抗拔锚索组成。进一步地，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，桩身下部的有粘结段抗拔锚索和注浆体能够稳固结合；和桩身上部的无粘结段抗拔锚索。进一步地，半粘结抗拔锚索由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。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(如无缝钢管)或特制钢管(如摩擦阻力大的特制钢管)。隔离体设置在抗拔桩笼外壁和抗拔桩笼内壁之间。进一步地，注浆体为：水泥浆、水泥砂浆或者无膨胀特种注浆粘结液中一种或几种。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。在螺旋箍筋上设置加筋箍以增强抗拔桩的刚度。进一步地，腐蚀液为土体层渗透水。进一步地，抗拔桩笼外壁和钻孔之间设置保护层，保护层为混凝土保护层。一种预应力后插复合锚索抗拔桩的制备方法：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一起放入钻孔内，后将半粘结抗拔锚索放入隔离体内。具体步骤为：步骤一：长螺旋钻机就位、干作业钻孔，不需要泥浆护壁；步骤二：提钻同时注入桩体材料(混凝土)，形成抗拔桩的桩体；步骤三：插入抗拔桩笼；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一起放入钻孔内，笼顶部用保护装置将隔离体封闭，避免杂物掉入；进一步地，采用振动锤锤击抗拔桩笼使其完全振入孔底；步骤四：打开隔离体封闭口保护装置，将半粘结抗拔锚索从桩顶分别放入隔离体内。步骤五：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。本专利技术的有益效果：该预应力抗拔桩桩身中，下段为受拉段，上段为受压段。对于受拉段，因复合锚索由部分粘结的抗拔锚索、注浆体和隔离体组成，抗拔锚索通过注浆体和隔离体(如钢管)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变形协调，从而使桩身混凝土不会像常规抗拔桩在局部产生过大的拉应力而大规模开裂，即使部分混凝土因拉应力产生微小裂缝而使地下水进入桩身，受力的抗拔锚索由隔离体保护，不会受到地下水腐蚀。而上段为受压段，混凝土不会产生开裂现象。经过对比，抗拔锚索+注浆体+隔离体组成的复合锚索，本身的抗拔力和造价之比高于普通钢筋，又不需要考虑抗裂问题而增加钢筋；另外，由于使用后插法，桩身周边没有泥浆，因此成孔后桩身没有泥皮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预应力后插复合锚索抗拔桩，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，最下方设置钢板锚固端与隔离体连接；/n填装物。/n

【技术特征摘要】
1.一种预应力后插复合锚索抗拔桩，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，最下方设置钢板锚固端与隔离体连接；
填装物。


2.根据权利要求1所述的一种预应力后插复合锚索抗拔桩，其特征在于：填装物为注浆体，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。


3.根据权利要求1所述的一种预应力后插复合锚索抗拔桩，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所述的一种预应力后插复合锚索抗拔桩，其特征在于：抗拔锚索为半粘结抗拔锚索。


5.根据权利要求4所述的一种预应力后插复合锚索抗拔桩，其特征在于：半粘结抗拔锚索由有粘结段抗拔锚索和无粘结段抗拔锚索组成。


6.根据权利要求5所述的一种预应力后插复合锚索抗拔桩，其特征在于：有粘结段抗拔锚索为有粘结预应力钢绞线裸筋，无粘结段抗拔锚索为无粘结预应力钢绞线。

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