玻璃钢管模的大直径预应力混凝土管桩及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种玻璃钢管模的大直径预应力混凝土管桩，混凝土内衬设在玻璃钢管外模内，混凝土内衬中配置由预应力纵筋及螺旋箍筋组成的钢筋骨架，钢端板和钢板套箍设在桩的两端。外围配置临时承担预应力张拉锚固力的装配拼装式多节段钢套管工作构件，钢套管工作构件临时包裹玻璃钢管外模，两者之间缝隙用木制的三角块楔紧，钢套管工作构件承担预应力纵筋的张拉锚固力，离心机转动钢套管工作构件，带动玻璃钢管外模转动，可在现场制作出桩身长度任意的大直径预应力混凝土管桩，克服了传统大直径先张法预应力混凝土管桩的桩身长度固定、超长管桩长途搬运困难、预应力筋易锈蚀、运输吊装时易开裂等不足之处。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种土木工程的混凝土预制管桩及其制备方法，应用于桥梁、港口工 程等领域的地基处理，可方便地在现场制作出任意桩长的管桩。
技术介绍
我国沿海地区的大型桥梁和港口工程很多采用钢管桩和预应力混凝土管桩作为 地基处理措施。钢管桩具有穿透能力强、承载能力高、挤土效应小、接桩方便、水平抗弯能力 强、吊装重量小等优点，但钢管桩易腐蚀、价格高。预应力混凝土预制管桩具有造价低、接桩 方便、施工周期短、预制质量易保证等优点，但其运输费高、水平抗弯能力差、防腐性差、锤 击沉桩时易损。随着大跨径桥梁、大吨位码头的迅猛发展，大直径超长管桩需求量日益增加。大直 径超长预应力混凝土预制管桩特点是直径为800毫米 1600毫米、单节长度长为30米 50米的预制管桩。传统的预应力混凝土预制管桩是工厂制作的，超长管桩长途搬运困难，且 存在着模具规格单一，单节桩身长度固定，需要接桩或截桩处理等问题，桩的模具长度固定 与工程设计桩长变动的矛盾尤其突出。土木工程领域亟需一种价格低、桩长任意、可现场制作、抗锤击能力强、防腐性能 高、水平抗弯能力高的大直径新型管桩。目前，在土木工程领域中，大直径的玻璃钢夹砂管、 玻璃钢复合管等等已得到广泛应用，其具有耐腐蚀性能好、轻质高强、使用寿命长、规格多、 价格低等特点。利用大直径玻璃钢管材作为预制管桩外模板，外围配置临时承担预应力张 拉锚固力的装配拼装式多节段钢套管工作构件(一节段长约2m 3m，法兰连接)，采用混 凝土管桩离心制作工艺，在现场可制作出桩身长度任意的“玻璃钢管模的大直径预应力混 凝土管桩”。桩身由内、外两层组成，外层为玻璃钢管模，内层为预应力混凝土内衬。本专利技术 桩具有承载能力高、桩长任意、接头少、成本低、防腐性能强，水平抗弯承载能力大，抗锤击 能力强，穿透能力高等优点。本专利技术桩可现场制作，克服了传统大直径先张法预应力混凝土 管桩的桩身单节长度固定(模具固定长度不变)、超长管桩长途搬运困难、运输费高、预应 力筋易锈蚀、运输吊装时易开裂等不足之处。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供一种玻璃钢管模的大直径预应力混凝土管桩及其制备方 法，所述预应力混凝土管桩基具有承载能力高、防腐性能强、抗弯承载能力大、抗锤击能力 强的优点，所述制备方法能够制作桩长任意的预应力混凝土管桩。技术方案本专利技术所述的一种玻璃钢管模的大直径预应力混凝土管桩，包括玻璃钢管外模、 混凝土内衬、钢端板和钢板套箍构成，混凝土内衬设在玻璃钢管外模内，混凝土内衬中配置 由预应力纵筋及螺旋箍筋组成的钢筋骨架，钢端板设在桩的两端，所述钢板套箍设在钢端 板上且位于玻璃钢管外模与混凝土内衬之间，预应力纵筋镦头锚固在钢端板的锚固孔内。钢套管工作构件临时包裹玻璃钢管外模，两者之间缝隙用木制的三角块楔紧，钢 套管工作构件承担预应力纵筋的张拉锚固力，离心机转动钢套管工作构件，带动玻璃钢管 外模转动。本专利技术所述的玻璃钢管模的大直径预应力混凝土管桩的制备方法，步骤1根据管桩设计长度，进行玻璃钢管外模和预应力纵筋下料，预应力纵筋镦 头处理后，采用滚焊成笼加工工艺，将预应力纵筋和螺旋箍筋焊接形成桩身钢筋骨架，钢筋 骨架定位放置在玻璃钢管外模内，两端安装钢端板和钢板套箍，根据混凝土内衬的体积要 求，将新拌混凝土用泵导向灌入玻璃钢管外模管内；步骤2在玻璃钢管外模的外围，装配拼装多节段钢套管工作构件，每个钢套管工 作构件的节段长2m 3m，采用法兰盘连接，玻璃钢管外模与钢套管临时工件之间的缝隙， 使用木制的楔形块楔紧；步骤3将张拉杆与钢端板连接，张拉杆与预应力锚固板连接，通过张拉杆，采用千 斤顶对预应力纵筋进行张拉，张拉至钢筋强度的70%后，用大螺母将张拉杆固定在钢套管 工件尾部位置的预应力锚固板上；步骤4吊装离心机就位，离心机转动钢套管工件，带动玻璃钢管外模转动，混凝土 内衬离心定形，蒸气养护后，预应力放张、脱模，管桩成型。所述玻璃钢管外模是大直径的玻璃钢夹砂管、玻璃钢复合管成品。所述钢套管工作构件是装配拼装式多节段钢套管，每个节段长2m 3m，节段间采 用法兰连接，端部配有承担预应力张拉锚固力的张拉锚固板。根据管桩节段的设计长度选用适合的玻璃钢夹砂复合管材料，在施工现场，进行 玻璃钢管外模的下料；现场将胶粘界面剂搅拌均勻，灌入玻璃钢管外1内，采用离心法工 艺，胶粘界面剂沿管壁涂抹均勻，进行玻璃钢管外模的内表面毛糙处理；根据混凝土内衬的 设计强度要求，将砂、石、水泥、水、高效减水剂和活性粉末等精确计量，进行高强混凝土制 备；预应力纵筋选用PC钢棒材料，根据桩身节段长度，将预应力纵筋精确定长、切断、镦头， 螺旋箍筋选用冷拔低碳钢丝或低碳钢热轧圆盘钢筋，采用滚焊成笼加工工艺，将预应力纵 筋和螺旋箍筋焊接形成桩身钢筋骨架；钢筋骨架定位放置在玻璃钢管外模内，两端安装钢 端板和钢板套箍，钢板套箍内套插入玻璃钢管外模里面，在玻璃钢管外模与钢板套箍之间 填充高强缓凝结构胶；根据混凝土内衬的体积要求，将新拌混凝土用泵导向灌入玻璃钢管 外模管内，沿玻璃钢夹砂复合管均勻填充下半管，在张拉一端尽可能多布一些混凝土 ；玻璃 钢管外模的外围，配置承担预应力张拉锚固的装配拼装式多节段钢套管工作构件(一个节 段长约2m 3m，法兰连接)，形成钢套管临时工件，使用楔形块将玻璃钢管外模与钢套管 临时工件之间的缝隙楔紧；钢端板与张拉杆连接，张拉杆与钢套管临时工件的锚固板连接， 通过张拉杆，采用千斤顶对预应力纵筋进行张拉，张拉至钢筋强度的70%后，用大螺母将张 拉杆固定在钢套管工件的锚固板上；吊装离心机就位，离心机转动钢套管工件，带动玻璃钢 管外模转动，按初速、中速、中高速、高速的离心速度逐级加速，使新拌混凝土沿玻璃钢管外 模的管壁均勻密实，管桩混凝土离心定形，离心时间一般为IOmin 20min ；将离心成型后 的带模离心管桩吊至常压蒸气养护池(坑)内，静停lh，缓慢升温至90°C 100°C，常压下 养护6h 8h，使混凝土强度达到40MPa以上；用风动扳手卸去张拉螺栓及合模螺栓，进行 放张、脱模，使桩体受到预应力；吊装离心管桩进入高压釜进行高温蒸气养护，最高温度为180°C 200°C，饱和蒸气压力为1. OMPa，养护时间8h 12h，使混凝土强度达到80MPa以 上，经高压养护后的管桩可以直接出厂供桩。玻璃钢管模的大直径预应力混凝土管桩，桩身由内、外两层组成，外层为玻璃钢管 外模，内层为预应力混凝土内衬。利用大直径玻璃钢管材作为预制管桩外模板，外围配置临 时承担预应力张拉锚固力的装配拼装式多节段钢套管工作构件(一节段长约2m 3m，法兰 连接)，采用混凝土管桩离心制作工艺，在现场制作出桩身长度任意的大直径预应力混凝土 管桩。本专利技术桩具有承载能力高、可现场制作、防腐性能强、桩身抗弯承载能力大、桩长 可任意、接桩焊接接头少、成本低、抗锤击能力强，穿透能力高等优点。本专利技术桩克服了传统 大直径先张法预应力混凝土管桩的桩身长度固定(模具固定长度不变)、超长管桩长途搬 运困难，运输费高，预应力筋易锈蚀、运输吊装时易开裂等不足之处。桩尖处，可方便地与钢 管桩或钢桩靴焊接连接。有益效果本专利技术的玻璃钢管模的大直径预应力混凝土管桩新桩型，应用于建筑、 桥梁和港口工程中的桩基础，可替代钻孔灌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃钢管模的大直径预应力混凝土管桩，其特征在于，包括：玻璃钢管外模（１）、混凝土内衬（２）、钢端板（５）和钢板套箍（６），混凝土内衬（２）设在玻璃钢管外模（１）内，混凝土内衬（２）中配置由预应力纵筋（３）及螺旋箍筋（４）组成的钢筋骨架，钢端板（５）设在桩的两端，所述钢板套箍（６）设在钢端板（５）上且位于玻璃钢管外模（１）与混凝土内衬（２）之间，预应力纵筋（３）镦头锚固在钢端板（５）的锚固孔内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文平，李亚枫，孙大松，王仙美，张宇峰，夏叶飞，沈旭鸿，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]