一种离心混凝土桩的制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种离心混凝土桩的制造工艺，工艺流程为：(1)制作钢筋笼，然后将制作好的钢筋笼放置在下模具中；(2)组装端板，主筋穿入沉孔后，与端板焊接；(3)将水泥、砂、石、高效减水剂和矿物外加剂，搅拌均匀后，布料，合模制成混凝土桩；(4)在混凝土桩一端采用预应力钢筋张拉机，按照生产工艺要求对主筋施加预应力；(5)张拉工序结束后，离心成型，分为低速-中速-中高速-高速四个阶段；(6)将混凝土桩带模具吊装到蒸汽养护池中养护后，开釜运桩；(7)将带桩模具吊至脱模区，脱模后吊至堆场。采用本发明专利技术工艺制造的混凝土桩，桩身受弯承载力设计值可提高12％以上，受拉承载力设计值可提高10％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种离心混凝土桩的制造工艺。
技术介绍
我国自20世纪80年代初才开始引进、研制和生产预应力混凝土管桩。上世纪90 年起，管桩在我国迅速发展，从广东沿海北上，同时，借助中西部大开发战略的实施，管桩技术一路西进。目前，我国混凝土管桩不仅产量位居世界先列，种类也是位居居世界前茅。近些年，预应力混凝土方桩作为一种新的桩型出现在市场中。预应力混凝土方桩采用预应力混凝土管桩相同的离心成型工艺，具有外方内圆的外观结构，运输中容易固定、绑扎；采用抱压施工时出现桩身抱碎事故的几率较管桩减小；承台尺寸也较管桩减小，从而可降低工程造价。预制混凝土桩的发展符合我国建材的可持续发展要求，工厂化预制，有利于实现混凝土桩的自动化、规模化、高效生产，不仅质量容易控制和保证，同时，还能够减少混凝土用不可再生砂、石资源的浪费，运输到建筑工地后，现场施工速度快、清洁施工。由于预应力混凝土管桩和预应力混凝土方桩单桩承载力高(预应力混凝土管桩用混凝土的强度等级高达C80)，越来越多的沉孔灌注桩、现场制作钢筋混凝土方桩、钻孔灌注桩和钢管桩被预制混凝土桩取代。预应力混凝土管桩用预应力钢筋为抗拉强度不低于1420MPa、非比例延伸强度不小于1280MPa。预应力混凝土管桩用钢棒，由于其强度高、施加的预应力高，较低的配筋率即能满足混凝土管桩抗弯性能设计要求，其配筋率只要求不低于0.4%即可。生产中为了追求高混凝土强度，降低低生产成本，预应力钢筋往往出现超张拉现象，管桩混凝土抗压强度较容易满足产品标准要求。预应力混凝土方桩设计中也存在低配筋率问题、生产也同样存在预应力超张拉现象。而混凝土是典型的脆性材料，弹性模量高，抗压强度与抗拉强度无线性对应关系。低配筋率和超张拉，导致桩的脆性显著提高，运输、沉桩过程中管桩脆断的几率明显提高。另外，随着近年来对预应力混凝土管桩和预应力混凝土方桩研究的深入，对其水平承载力，特别是预应力混凝土管桩水平承载力有不同的观点。因此，国家和部分省标准或者图集做出相关规定，预应力混凝土管桩适用范围为非抗震区和抗震设防烈度6度、7度的地区，若使用于抗震设防烈度8度的地区，则需另行验算；或者不宜在抗震设防烈度8度的地区使用。在对有抗震要求或者抗震设防烈度8度的地区，桩基可选择的范围较窄，采用预制实心方桩或者灌注桩。预制实心方桩有其自身特点。混凝土强度等级为C50时， 350 X 350mm的方桩承载力相当于中Φ 300PHC管桩，400 X 400mm方桩相当于中Φ350ΡΗ(管桩，450X450mm方桩相当于Φ400ΡΗ(管桩。除单桩竖向承载力具有可比性外，预制实心方桩还具有水平承载力高的特性，适用于在高地震设防烈度的地区使用。但是，目前预制实心方桩由于其自重大，生产主要采用场地预制式，自然养护工艺，生产效率低，生产周期长，占用场地大；自然养护工艺受天气影响显著，从而影响到胶凝材料水化进程、强度发展历程和水泥石微观结构特征。灌注桩是地下施工，隐蔽性强，不可预测因素很多，质量控制困难。
技术实现思路
本专利技术为解决预应力混凝土桩脆性大、桩基础水平承载力不足的问题，以及目前混凝土方桩生产效率低和灌注桩质量难以控制、保证的问题，从配筋率和钢筋的选用、生产工艺等层面出发，改变现有预应力混凝土管桩和预应力混凝土方桩的配筋以及钢材的选用原则，在不降低单桩竖向承载力的前提下，生产出满足抗震要求的离心混凝土桩。本专利技术的技术方案是一种离心混凝土桩的制造工艺，其特征在于工艺流程为(1)制作钢筋笼，将主筋沿横截面均分勻布，数量不低于6根；箍筋包括环状和螺旋状，桩两端2000mm范围内为箍筋加密区，这个范围内的环状箍筋间距和螺旋状箍筋螺距不大于45mm，其余部分环状箍筋间距和螺旋状箍筋螺距不大于80mm，然后将制作好的钢筋笼放置在下模具中；(2)组装端板，在端板上与主筋对应的位置开有与主筋数量相同的沉孔，底孔位于端板内侧；主筋穿入沉孔后，与端板焊接；(3)将水泥、砂、石、高效减水剂和矿物外加剂，按照容重1，水胶比0. 25 0. 35，砂率0. 25 0. 38，总胶凝材料0. 16 0. 21的配合比，矿物外加剂掺量控制在总胶凝材料的 30%以内，高效减水剂根据减水率的不同，掺量在0. 6 3. 0%，各原材料经计量、搅拌均勻后，布料，合模制成混凝土桩；(4)在混凝土桩一端采用预应力钢筋张拉机，按照生产工艺要求对主筋施加预应力，使得混凝土有效预压应力在3. 0 5. ON/mm2 ；(5)张拉工序结束后，带模放置在Φ300-Φ600/15Μ变频离心机组滚轮上，离心成型，分为低速-中速-中高速-高速四个阶段低速200 300r/min运转2 ^iin ；中速 500 600r/min运转1 2min ；中高速800 1000r/min运转1. 5 3min ；高速1100 1400r/min 运转 5 IOmin ；(6)将混凝土桩带模具吊装到蒸汽养护池中，静置2 4h，之后通蒸汽养护，3h内升温至80 85°C，在80 85°C温度下保持4 6h，然后3h降至室温；在蒸压釜中进行二次高压蒸汽养护，在3 4h内升温至175 185°C、升压至0. 8 1. 2MPa，之后保持温度压强4 他，2 池内将釜内压力降至大气压，当釜内温度低于100°C后，开釜运桩；(7)将带桩模具吊至脱模区，脱模，常规检测合格，吊至堆场。步骤(1)中的主筋选用II级、III级、IV级热轧钢筋与冷拔带肋钢筋，或两种钢材混合使用。步骤(1)中的箍筋采用绑扎、焊接的方式与主筋联接。步骤O)中的端板为闭合环状端板或实心端板。所述闭合环形状端板为圆形、外方内圆形状。步骤(3)中的矿物外加剂包括粉煤灰、矿粉、石英砂粉、硅灰具有潜在水硬性能、 或具有火山灰性能、或同时具有潜在水硬性和火山灰性能的各种硅质、硅铝质材料。本专利技术的有益效果采用本专利技术工艺制造的混凝土桩，桩身受弯承载力设计值可提高12%以上，受拉受拉承载力设计值可提高10%以上。另外在有效减少或者避免桩身的脆断问题的同时，相同工况下桩基的水平承载力得到提高。附图说明图1是本专利技术纵向剖视示意图；图2是本专利技术实施例一端板主视示意图；图3是本专利技术实施例二端板主视示意图；图4是本专利技术工艺流程图。具体实施例方式下面结合实施例和说明书附图对本专利技术进行进一步说明如图1所示混凝土方桩中的钢材组件包括主筋1、螺旋箍筋2、端板3以及裙边。 两端区域为箍筋加密区，长度在2000mm范围内；在此区域内，螺旋状箍筋螺距不大于45mm ； 桩身其他范围内，螺旋状箍筋螺距不大于80mm。如图2所示本实施例是圆环状的混凝土方桩，所述端板3为圆环结构，其表面设置有沉孔3-1，沉孔3-1与主筋1数量相同，底孔在端板3内侧；主筋1穿入沉孔后，与端板 3焊接；必要时打磨平端板3外表面高出的焊缝。如图3所示本实施例是内圆外方的混凝土管桩3’，所述端板3’为正方形结构， 其表面设置有沉孔3’ -1，沉孔3’ -1与主筋1数量相同，底孔在端板3’内侧；主筋1穿入沉孔3’ -1后，与端板3’焊接；必要时打磨平端板3’外表面高出的焊缝。实施例一如图1、图2和图4所示，离心混凝土管桩的制造工艺如下(1)制作钢筋笼，将主筋1沿横截面均分勻布，数量不低于6根；箍筋本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种离心混凝土桩的制造工艺，具体工艺流程为：（１）制作钢筋笼，将主筋沿横截面均分匀布，数量不低于６根；箍筋包括环状和螺旋状，桩两端２０００ｍｍ范围内为箍筋加密区，这个范围内的环状箍筋间距和螺旋状箍筋螺距不大于４５ｍｍ，其余部分环状箍筋间距和螺旋状箍筋螺距不大于８０ｍｍ，然后将制作好的钢筋笼放置在下模具中；（２）组装端板，在端板上与主筋对应的位置开有与主筋数量相同的沉孔，底孔位于端板内侧；主筋穿入沉孔后，与端板焊接；（３）将水泥、砂、石、高效减水剂和矿物外加剂，按照容重１，水胶比０．２５～０．３５，砂率０．２５～０．３８，总胶凝材料０．１６～０．２１的配合比，矿物外加剂掺量控制在总胶凝材料的３０％以内，高效减水剂根据减水率的不同，掺量在０．６～３．０％，各原材料经计量、搅拌均匀后，布料，合模制成混凝土桩；（４）在混凝土桩一端采用预应力钢筋张拉机，按照生产工艺要求对主筋施加预应力，使得混凝土有效预压应力在３．０～５．０Ｎ／ｍｍ２；（５）张拉工序结束后，带模放置在Φ３００－Φ６００／１５Ｍ变频离心机组滚轮上，离心成型，分为低速－中速－中高速－高速四个阶段：低速２００～３００ｒ／ｍｉｎ运转２～３ｍｉｎ；中速５００～６００ｒ／ｍｉｎ运转１～２ｍｉｎ；中高速８００～１０００ｒ／ｍｉｎ运转１．５～３ｍｉｎ；高速１１００～１４００ｒ／ｍｉｎ运转５～１０ｍｉｎ；（６）将混凝土桩带模具吊装到蒸汽养护池中，静置２～４ｈ，之后通蒸汽养护，３ｈ内升温至８０～８５℃，在８０～８５℃温度下保持４～６ｈ，然后３ｈ降至室温；在蒸压釜中进行二次高压蒸汽养护，在３～４ｈ内升温至１７５～１８５℃、升压至０．８～１．２ＭＰａ，之后保持温度压强４～６ｈ，２～３ｈ内将釜内压力降至大气压，当釜内温度低于１００℃后，开釜运桩；（７）将带桩模具吊至脱模区，脱模，常规检测合格，吊至堆场。...

【技术特征摘要】
1.一种离心混凝土桩的制造工艺，具体工艺流程为(1)制作钢筋笼，将主筋沿横截面均分勻布，数量不低于6根；箍筋包括环状和螺旋状， 桩两端2000mm范围内为箍筋加密区，这个范围内的环状箍筋间距和螺旋状箍筋螺距不大于45mm，其余部分环状箍筋间距和螺旋状箍筋螺距不大于80mm，然后将制作好的钢筋笼放置在下模具中；(2)组装端板，在端板上与主筋对应的位置开有与主筋数量相同的沉孔，底孔位于端板内侧；主筋穿入沉孔后，与端板焊接；(3)将水泥、砂、石、高效减水剂和矿物外加剂，按照容重1，水胶比0.25 0. 35，砂率 0. 25 0. 38，总胶凝材料0. 16 0. 21的配合比，矿物外加剂掺量控制在总胶凝材料的 30%以内，高效减水剂根据减水率的不同，掺量在0. 6 3. 0%，各原材料经计量、搅拌均勻后，布料，合模制成混凝土桩；(4)在混凝土桩一端采用预应力钢筋张拉机，按照生产工艺要求对主筋施加预应力，使得混凝土有效预压应力在3. 0 5. ON/mm2 ；(5)张拉工序结束后，带模放置在Φ300-Φ600/15Μ变频离心机组滚轮上，离心成型， 分为低速-中速-中高速-高速四个阶段低速200 300r/min运转2 ^iin ；中速500 600r/min 运转 1 2min ；中高速 800...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱克平，汤永柳，华文升，刘海鹏，朱加刚，
申请(专利权)人：宿迁市固丰管桩有限公司，
类型：发明
国别省市：32