先張法預應力離心混凝土方樁的制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種先張法預應力離心混凝土方樁的制作工藝，其按以下步驟進行：a混凝土原材料的計量、攪拌；b離心方樁端板制作；c骨架制作；d安裝鋼筋骨架；e混凝土布料；f合模；g預應力張拉；h離心；i初級蒸汽養護；j脫膜；k對于混凝土設計強度等級為C60的離心方樁，將脫模后的離心方樁直接吊運至成品堆場碼堆，自然養護，達到出廠強度即可出廠；對于混凝土設計強度等級為C80以上的離心方樁，需將脫模后的離心方樁再進入高壓釜進行高溫蒸汽養護，經高壓養護后的管樁可以直接出廠供樁。本發明制作工藝簡單，用時短，用料省，耗能少，所制得的離心方樁強度高，質量優。
【專利說明】先張法預應力離心混凝土方粧的制作工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種先張法預應力離心混凝土方樁的制作工藝。
【背景技術】
[0002]建筑基礎工程中預制混凝土樁就樁體截面形狀主要有圓形截面的預制混凝土管樁和正方形或長方形截面的預制混凝土方樁。上世紀90年代以來，隨著預制混凝土管樁的標準化和生產及施工技術的不斷發展，基礎工程對管樁產品已經得到廣泛的認可，在實際工程中管樁產品有其顯著的優越性，但在以下幾個方面表現不足:1)管樁為外圓形結構，運輸中不易幫扎、固定；2)由于管樁樁身存在一定的橢圓度，采用抱壓施工時易出現樁身抱碎事故；3)管粧在軟土地基施工后，在基坑開挖時，容易出現粧位傾斜；4)管粧基礎的承臺較方樁大，基礎成本較高。
[0003]預制混凝土方樁除港工基礎采用先張法工藝的預應力混凝土空心方樁(內腔主要采用預置橡膠充氣方式，有正方形或長方形兩種截面形式)外，大多數基礎工程主要采用手工作業的非預應力、振動成型工藝居多，混凝土采用自然養護，結構多為實心的正方形截面。該預制方樁主要存在下列缺陷:1)生產效率低，生產周期長；2)產品品質不穩定，硬化混凝土結構截面中含氣孔較多；3)混凝土強度低，樁身承載力未能充分發揮；4)混凝土自然養護時間長，生產占地面積大。
【發明內容】
[0004]基于上述技術問題，本發明提供一種先張法預應力離心混凝土方樁的制作工藝。
[0005]本發明所采用的技術解決方案是:
[0006]一種先張法預應力離心混凝土方樁的制作工藝，包括以下步驟:
[0007]a混凝土原材料的計量、攪拌:根據配合比將砂、石、水泥、水、外加劑、摻合料精確計量，用混凝土強制式攪拌機制成新拌混凝土 ；
[0008]b離心方樁端板制作:離心方樁端板的外形制作成方形，且在端板四角設置預應力主筋的沉孔；
[0009]c骨架制作:選用預應力主筋與螺旋筋，采用自動焊接機加工鋼筋骨架；
[0010]d安裝鋼筋骨架:將制作好的鋼筋骨架、方形端板放置于離心方樁的鋼模具內，并與預應力鋼筋錨固板、張拉板、張拉桿聯結；
[0011]e混凝土布料:按每根離心方樁的用量要求，將新拌混凝土沿模具均勻填滿下半鋼模；
[0012]f合模:將離心方樁上半鋼模吊至下半鋼模上方，并用螺栓將上下兩半鋼模固定；
[0013]g預應力張拉:采用千斤頂式的張拉機對合模后的離心方樁鋼筋骨架進行整體張拉，張拉至鋼筋強度的70%后用大螺母將張拉桿固定在鋼模具上；
[0014]h離心:將上述張拉錨固后的帶模離心方樁吊至離心機上方，按初速、中速、中高速、高速的離心制度逐級加速，離心時間為20?30min ；
[0015]i初級蒸汽養護:將離心成型后的帶模離心方樁吊至常壓蒸汽養護池內，靜停1?2h，緩慢升溫至105?110°C，常壓下養護2?3h ;
[0016]j脫膜:將初級蒸汽養護后的帶模離心方樁吊至脫模臺位上，用風動扳手卸去張拉螺栓及合模螺栓，給樁體施加預應力，然后吊走上半模，翻動下半模，卸去預應力張拉大螺桿；清理上下半模、錨固板、張拉桿，并涂刷脫模劑；
[0017]k對于混凝土設計強度等級為C60的離心方樁，將脫模后的離心方樁直接吊運至成品堆場碼堆，自然養護，達到出廠強度即可出廠；對于混凝土設計強度等級為C80以上的離心方樁，需將脫模后的離心方樁再進入高壓釜進行高溫蒸汽養護，溫度為160?170°C，飽和蒸汽壓力為1.5Mpa，養護時間5?6h，經高壓養護后的管樁可以直接出廠供樁。
[0018]優選的，步驟a中，所述新拌混凝土為3?5cm的低塌落度的新拌混凝土。
[0019]優選的，步驟b、c中，所述預應力主筋采用低松弛型的預應力混凝土用鋼棒。
[0020]優選的，步驟c中，所述螺旋筋采用4?6mm的低碳冷拔鋼絲。
[0021]優選的，步驟d中，方形端板安裝前，四周需焊接厚度為1.5?2mm的薄鋼板制作成的方形樁套箍。
[0022]本發明的有益技術效果是:
[0023]1)本發明離心方樁制作工藝混凝土自然養護時間短，生產效率高，占地面積小，耗能少，所制得的離心方樁強度高，質量優；
[0024]2)本發明制得的離心方樁為外方內圓形結構，運輸中容易幫扎、固定；
[0025]3)由于離心方樁結構截面為方形，外表面平整，采用抱壓施工時很少出現樁身抱碎事故；
[0026]4)離心方樁在軟土地基施工后，在基坑開挖時，出現樁位傾斜的情況大大小于管樁；
[0027]5)離心方樁基礎的承臺較管樁小，可以降低基礎工程量和工程成本等。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為本發明一種實施方式的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0029]如圖1所示，一種先張法預應力離心混凝土方樁的制作工藝，包括以下步驟:
[0030]a混凝土原材料的計量、攪拌:根據配合比將砂、石、水泥、水、外加劑、摻合料精確計量，用混凝土強制式攪拌機制成3?5cm的低塌落度的新拌混凝土 ；設計要求混凝土強度等級不低于C60。
[0031]b離心方樁端板制作:與管樁端板制作基本一致，但離心方樁端板的外形制作成方形，且在端板四角設置預應力主筋的沉孔。方形端板安裝前，四周需焊接厚度為1.5?2mm的薄鋼板制作成的方形樁套箍。
[0032]c骨架制作:選用預應力主筋與螺旋筋，采用自動焊接機加工鋼筋骨架，預應力主筋采用低松弛型的預應力混凝土鋼棒，經精確定長、切斷、墩頭；螺旋筋采用4?6_的低碳冷拔鋼絲。
[0033]d安裝鋼筋骨架:將制作好的鋼筋骨架、方形端板(已焊套箍)放置于離心方樁的鋼模具內，并與預應力鋼筋錨固板、張拉板、張拉桿聯結。
[0034]e混凝土布料:按每根離心方樁的用量要求，將新拌混凝土沿模具均勻填滿下半鋼模，在張拉一端盡可能多布一些混凝土。
[0035]f合模:將離心方樁上半鋼模吊至下半鋼模上方，并用螺栓將上下兩半鋼模固定，以確保模具在高速離心作業過程中不松動和混凝土不跑漿。
[0036]g預應力張拉:采用千斤頂式的張拉機對合模后的離心方樁鋼筋骨架進行整體張拉，張拉至鋼筋強度的70%后用大螺母將張拉桿固定在鋼模具上。
[0037]h離心:將上述張拉錨固后的帶模離心方樁吊至離心機上方，按初速、中速、中高速、高速的離心制度逐級加速，離心時間為20?30min。通過離心密實成型工藝，使新拌混凝土沿離心方樁的模具四周均勻密實，同時，方樁形成一圓形內腔。離心結束后，將張拉端抬高，傾倒離心過程中產生的廢漿水。
[0038]i初級蒸汽養護:將離心成型后的帶模離心方樁吊至常壓蒸汽養護池(坑)內，靜停1?2h，緩慢升溫至105?110°C，常壓下養護2?3h，使混凝土強度達到40MPa以上。
[0039]j脫膜:將初級蒸汽養護后的帶模離心方樁吊至脫模臺位上，用風動扳手卸去張拉螺栓及合模螺栓，給樁體施加預應力，然后吊走上半模，翻動下半模，卸去預應力張拉大螺桿。清理上下半模、錨固板、張拉桿，并涂刷脫模劑。
[0040]k將脫模后的離心方樁直接吊運至成品堆場碼堆，自然養護，達到出廠強度即可出廠。對于混凝土設計強度等級為C80以上的離心方樁，需將脫模后的離心方樁再進入高壓釜進行高溫蒸汽養護，溫度為160?170°C，飽和蒸汽壓力為1.5Mpa，養護時間5?6h，經高壓養護后的管樁可以直接出廠供樁。
[0041]上述實施方式中:水泥采用強度等級不得低于42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。細骨料宜采用硬質中粗砂，細度模數宜為2.5?3.2，含泥量應小于1% ;當選用人工砂時，細度模數不宜大于3.8。粗骨料應采用碎石或碎卵石，其最大粒徑不大于25mm，且不得超過鋼筋凈距的3/4。碎石必須經過篩洗，含泥量不得大于0.5%，碎石的巖體抗壓強度宜大于所配混凝土強度的1.5倍。混凝土拌和用水不得含有影響水泥正常凝結和硬化的有害雜質和油質。減水劑質量應符合GB80765混凝土外加劑的規定，減水率大于15%。摻合料可選用硅砂粉、粉煤灰、磨細礦渣、硅灰等，使用前必須對其有關性能和質量進行試驗驗證。預應力主筋:采用直徑大于7.1mm的L型低松弛預應力混凝土用鋼棒，延性級別為35，斷后伸長率不小于7%，抗拉強度大于1420MPa，屈服強度大于1275MPa。螺旋筋:采用直徑4?6mm的低碳冷拔鋼絲。端頭板、鋼套箍的材質選用Q235的碳素結構鋼。
[0042]預應力主筋下料長度的相對差值不得大于L/5000(L為樁長，以mm計)，鐓頭強度不得低于該材料標準強度的90%，預應力主筋和螺旋筋焊接點的強度損失不得大于該材料標準強度的5%。預應力主筋沿離心方樁截面分布均勻配置，最小配筋率不低于0.4%，并不得少于4根。螺旋筋的直徑應根據離心方樁規格確定，邊長小于450_及以下，螺旋筋直徑不應小于4mm ;邊長為500?600mm，螺旋筋直徑不應小于5mm ;距樁兩端在1000?1500mm長度范圍內，螺距為40?60mm，鋼筋骨架最大螺距不超過120mm。預應力高強混凝土離心管樁、預應力混凝土離心方樁的預應力主筋的混凝土保護層不得小于25_，預應力混凝土離心薄壁方樁的預應力主筋的混凝土保護層不得小于20_。
[0043]預應力混凝土離心方樁、預應力混凝土離心薄壁方樁用混凝土強度等級不得低于C60,預應力高強混凝土離心管樁用混凝土強度等級不得低于C80。新拌混凝土坍落度一般控制在3?7cm，離心方樁生產時脫模強度不得低于40MPa。離心方樁采用端板焊接。
【權利要求】
1.一種先張法預應力離心混凝土方樁的制作工藝，其特征在于，包括以下步驟: a混凝土原材料的計量、攪拌:根據配合比將砂、石、水泥、水、外加劑、摻合料精確計量，用混凝土強制式攪拌機制成新拌混凝土； b離心方樁端板制作:離心方樁端板的外形制作成方形，且在端板四角設置預應力主筋的沉孔； c骨架制作:選用預應力主筋與螺旋筋，采用自動焊接機加工鋼筋骨架；d安裝鋼筋骨架:將制作好的鋼筋骨架、方形端板放置于離心方樁的鋼模具內，并與預應力鋼筋錨固板、張拉板、張拉桿聯結； e混凝土布料:按每根離心方樁的用量要求，將新拌混凝土沿模具均勻填滿下半鋼模；f合模:將離心方樁上半鋼模吊至下半鋼模上方，并用螺栓將上下兩半鋼模固定；g預應力張拉:采用千斤頂式的張拉機對合模后的離心方樁鋼筋骨架進行整體張拉，張拉至鋼筋強度的70%后用大螺母將張拉桿固定在鋼模具上； h離心:將上述張拉錨固后的帶模離心方樁吊至離心機上方，按初速、中速、中高速、高速的離心制度逐級加速，離心時間為20?30min ； i初級蒸汽養護:將離心成型后的帶模離心方樁吊至常壓蒸汽養護池內，靜停I?2h，緩慢升溫至105?110°C，常壓下養護2?3h ; j脫膜:將初級蒸汽養護后的帶模離心方樁吊至脫模臺位上，用風動扳手卸去張拉螺栓及合模螺栓，給樁體施加預應力，然后吊走上半模，翻動下半模，卸去預應力張拉大螺桿；清理上下半模、錨固板、張拉桿，并涂刷脫模劑； k對于混凝土設計強度等級為C60的離心方樁，將脫模后的離心方樁直接吊運至成品堆場碼堆，自然養護，達到出廠強度即可出廠；對于混凝土設計強度等級為C80以上的離心方樁，需將脫模后的離心方樁再進入高壓釜進行高溫蒸汽養護，溫度為160?170°C，飽和蒸汽壓力為1.5Mpa，養護時間5?6h，經高壓養護后的管樁可以直接出廠供樁。
2.根據權利要求1所述的一種先張法預應力離心混凝土方樁的制作工藝，其特征在于，步驟a中，所述新拌混凝土為3?5cm的低塌落度的新拌混凝土。
3.根據權利要求1所述的一種先張法預應力離心混凝土方樁的制作工藝，其特征在于，步驟b、c中，所述預應力主筋采用低松弛型的預應力混凝土用鋼棒。
4.根據權利要求1所述的一種先張法預應力離心混凝土方樁的制作工藝，其特征在于，步驟c中，所述螺旋筋采用4?6mm的低碳冷拔鋼絲。
5.根據權利權利要求1所述的一種先張法預應力離心混凝土方樁的制作工藝，其特征在于，步驟d中，方形端板安裝前，四周需焊接厚度為1.5?2mm的薄鋼板制作成的方形樁套箍。
【文檔編號】B28B21/60GK104416675SQ201310392518
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月2日 優先權日:2013年9月2日
【發明者】王傳波, 鄧國威, 王風民, 田斌, 邢正濤 申請人:青島興河建材有限公司