一種多用途可變強度預應力預制樁的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多用途可變強度預應力預制樁，包括預應力樁，沿所述預應力樁縱向外側設置的至少一個連接體，所述連接體與預應力樁固定連接，當預應力樁縱向外側設置多個連接體時，兩個相鄰的連接體由連接部件連接。本實用新型不僅可以用作抗拔樁、立柱樁，而且還可用作基坑支護樁，在用作基坑支護樁時，其還可以兼做地下室邊跨的抗浮樁及工程樁，一樁多用途，拓寬了支護樁的用途和作用。此外，本實用新型截面強度可以隨著彎矩和剪力的變化而變化，進一步降低造價。這樣本實用新型的多用途可變強度預應力預制樁極大地拓寬了預應力樁的應用領域和使用功能，使得單一作用的預應力樁變為多用途的可變強度預應力預制樁。
【專利說明】一種多用途可變強度預應力預制樁
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于土木建筑工程領域，涉及地下室建設工程和基坑支護工程，特別涉及一種多用途可變強度預應力預制粧。
【背景技術】
[0002]目前在地下室建設工程中，抗拔粧一般采用鉆孔灌注粧和抗拔錨桿，而鉆孔灌注粧施工工序多、施工速度慢、造價高；抗拔錨桿的抗拔力小，且在許多土質中不能使用。由于預應力預制粧(管粧及空心方粧)不能夠很好的與地下室底板連接，且粧與粧之間的連接達不到抗拔要求，從而在多地被明令禁止使用。
[0003]目前在地下室建設工程中，立柱粧一般采用在鉆孔灌注粧內插入鋼管或鋼構的方法，除了鉆孔灌注粧具有上述缺點外，因上部需要鋼管或鋼構單獨受力，往往鋼管或鋼構的尺寸都較大，使得造價偏高。
[0004]目前在深基坑支護中常用的方法有鉆孔灌注粧加止水帷幕、本人申請的PCMW工法專利、SMff工法、地下連續墻等，在這些方法中除地下連續墻能夠做到粧墻合一外，其他方法的支護粧都是只能夠單獨作為支護結構，支護粧的作用與是單一的，對于地下室結構往往還要另外施工抗浮粧和工程粧。此外采用預應力預制構件作為基坑支護結構，由于施加了預應力，構件剛度非常好，支護結構的變形非常小，又因為是預制構件，工廠化生產，效率高，質量可靠。但是由于目前這種構件的預應力縱筋均是通長配筋，等截面強度，而在實際支護工程中，土壓力的分布是沿基坑深度變化的，一般規律是沿構件長度上部和下部受力都比較小，在構件中間的局部受力達到最大，如采用內支撐或錨桿時，在支撐點或錨固點處，支護粧的彎矩和剪力都較其他斷面大的多，支護粧沿縱向受力非常的不均勻，這樣就帶來了目前這種通常配筋，等截面強度的不合理性，就是說對于通常配筋的等截面強度構件，只有在構件中間的局部區段強度得到充分利用，而在大部分區段，強度是沒有得到充分利用的。這樣如按最大受力配筋，則造成浪費，不夠經濟。
實用新型內容
[0005]技術問題:本實用新型提供一種截面強度能夠隨著外力的變化而變化，降低了工程造價、拓寬了應用領域和使用功能的多用途可變強度預應力預制粧。
[0006]技術方案:本實用新型的多用途可變強度預應力預制粧，包括預應力粧，沿預應力粧縱向外側設置的至少一個連接體，連接體與預應力粧固定連接。
[0007]本實用新型的一種優選方案中，預應力粧縱向外側設置多個連接體，兩個相鄰的連接體由連接部件連接。
[0008]本實用新型中，預應力粧為縱筋、環繞縱筋設置的箍筋和澆注填充的混凝土構成的預應力粧，預應力粧為管粧、空心方粧或外矩形內橢圓形粧。
[0009]本實用新型的一種優選方案中，預應力粧為管粧時，連接體為鋼管，預應力粧為空心方粧或外矩形內橢圓形粧時，連接體為由型鋼或鋼板焊接形成的鋼構。[0010]本實用新型的一種優選方案中，連接部件為扁鋼、鋼筋或弧形鋼板。
[0011]本實用新型的多用途可變強度預應力預制粧，可以用作抗拔粧、立柱粧及支護粧，在用作支護粧時，其不僅可完成基坑的支護功能，還可以兼做地下室邊跨的抗浮粧及工程粧，做到一粧多用途。
[0012]有益效果:與一般預應力預制粧相比，本實用新型具有以下優點:
[0013]增加了預應力粧的應用領域和使用功能:目前的預應力粧一般僅用在工程粧上，當用作支護粧時，也僅僅起到基坑支護的單一功能，本實用新型不僅可以用作抗拔粧、立柱粧，而且還可用作基坑支護粧，在用作基坑支護粧時，其還可以兼做地下室邊跨的抗浮粧及工程粧，一粧多用途，拓寬了支護粧的用途和作用。當采用本實用新型技術后，由于鋼管(或鋼構)之間的連接，以及其可以與地下室結構的底板、樓板、外墻板的配筋進行焊接連接，很好傳力，從而可使預應力粧用作抗拔粧、立柱粧及支護粧，其應用領域得到擴大。此外，如果把多用途可變強度預應力預制粧用作基坑支護粧時，其除了發揮支護功能外，還可兼做地下結構外圍的抗拔粧和工程粧，做到一粧多用途，省去了地下室外圍的抗拔粧及工程粧，這樣又進一步擴大了預應力粧的使用功能，節省了造價。
[0014]此外，本實用新型截面強度可以隨著彎矩和剪力的變化而變化，進一步降低造價。這樣本實用新型的多用途可變強度預應力預制粧極大地拓寬了預應力粧的應用領域和使用功能，使得單一作用的預應力粧變為多用途的可變強度預應力預制粧。由于支護粧的受力是變化的，最大處與較小處相差數倍，在設計時往往按照最大的內力配筋，這就使得支護設計偏于保守且不合理，，采用本實用新型后，在支護粧局部受力較大的區域，可局部進行加強，配筋更加合理，可以進一步降低造價。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為采用多節鋼管作為預應力預制管粧中部連接體的示意圖。
[0016]圖2為采用單節鋼管作為預應力預制管粧中部連接體并對截面強度進行加強的示意圖。
[0017]圖3為采用單節鋼管作為預應力預制管粧端部連接體的示意圖。
[0018]圖4為圖1、圖2、圖3中預應力預制管粧的A-A剖面圖。
[0019]圖5為采用由型鋼焊接形成的鋼構作為預應力空心方粧連接體的示意圖。
[0020]圖6為采用由鋼板焊接形成的鋼構作為預應力空心方粧連接體的示意圖。
[0021]圖中有:預應力粧1、縱筋11、箍筋12、混凝土13、連接體2、連接部件3。
【具體實施方式】
[0022]本實用新型的多用途可變強度預應力預制粧包括預應力粧1、連接體2、連接部件
3.對于預應力管粧一類的環形構件，采用與環形外徑相同的鋼管作為連接體2，對于空心方粧一類的矩形構件，采用與矩形構件外圍尺寸相同的由型鋼或鋼板焊接形成的鋼構作為連接體2。當連接體2為多個時，可用連接部件3將兩相鄰連接體2連接起來，構成一個整體部件，連接的方法采用焊接。
[0023]本實用新型多用途可變強度預應力預制粧中的預應力粧I為縱筋11、環繞縱筋11設置的箍筋12和澆注填充的混凝土 13構成的預應力粧，預應力粧的形狀，目前常用的有圓環形(管粧)、矩形(方粧)、空心方粧、或外矩形內橢圓形粧。
[0024]制作本實用新型的多用途可變強度預應力預制粧的步驟為:
[0025]I)制作縱筋11，箍筋12，將二者按設計排列固定，形成鋼筋籠。
[0026]2)根據設計制作連接體2:對管粧，連接體2采用鋼管，對于空心方粧，連接體2采用由型鋼或鋼板焊接形成的鋼構.[0027]3)如果連接體2為多個，則用連接部件3將其連接為一個整體，連接方法可采用焊接。
[0028]4)將步驟3)形成的連接體2套在步驟I形成的鋼筋籠的外圍加以固定，并把他們一起放入模具，對模具內進行混凝土 13的布料，合上模具上蓋；
[0029]5)對鋼筋籠進行預應力張拉和固定，形成預應力；
[0030]6)進行離心法生產以及養護，從而形成多用途可變強度的預應力預制粧。
[0031]實施例1:(多用途管粧用作基坑支護應用實例)，預應力粧選用直徑為800的C類管粧，型號為PHC800C130，預應力粧彎矩設計值為1051kN.ni，拓展使用功能的方法采用在負二層地下室底板處設置一段外徑為800、壁厚為12皿1、長度為1.5m,的鋼管作為連接體(如圖1所示)，在負一層樓板處設置一段外徑為800，壁厚為10mm、長度為Im的鋼管作為連接體，二段鋼管之間用60x10的扁鐵進行連接。工程施工采用PCMW工法，支護工程完工后，分別在地下室底板標高處和地下室樓板標高處的鋼管上焊接梁板鋼筋以及鋼牛腿，并分別澆筑混凝土。該技術制作的管粧不僅起到了支護粧的作用，而且還起到了抗拔粧和工程粧的作用，拓展了使用功能，節省了沿基坑周邊一圈的抗拔粧和工程粧，取得了很好的經濟效
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[0032]實施例2:(多用途可變強度管粧用作基坑支護應用實例)，預應力粧選用直徑為800的B類管粧，型號為PHC800B130，預應力粧彎矩設計值為827kN.m,采用一段外徑為800的鋼管作為連接體，拓展支護粧的使用功能(如圖2所示)，同時，該鋼管也加強了預應力粧的截面強度，鋼管壁厚為10mm，鋼管長度為12m，該鋼管不僅完成了與地下室梁板的連接功能，而且還對預應力粧截面強度進行了加強。工程施工采用PCMW工法，支護工程完工后，分別在地下室底板標高處和地下室樓板標高處的鋼管上焊接梁板鋼筋以及鋼牛腿，并分別澆筑混凝土。該技術制作的管粧不僅起到了支護粧的作用，而且還起到了抗拔粧和工程粧的作用，節省了沿基坑周邊一圈的抗拔粧和工程粧，取得了很好的經濟效益。
[0033]實施例3:(多用途可變強度空心方粧用作基坑支護應用實例)，預應力粧選用空心方粧，型號為HKFZ600B-400，預應力粧彎矩設計值為624kN.m，采用單節鋼構作為連接體，并同時對空心方粧的截面強度進行加固，鋼構長度10m，鋼構的四角分別用4根角鋼，規格為L63x6等邊角鋼，長度為10m，鋼構的綴板采用50x5扁鐵(如圖5所示)，與角鋼焊接成形后，套在預應力鋼筋籠的外圍，放入模具，將鋼構與鋼筋籠固定在一起，張拉預應力筋，澆灌混凝土，開動離心機制作成變截面強度的預應力空心方粧(如圖6所示)。該鋼構不僅完成了與地下室梁板的連接功能，而且還對預應力粧截面強度進行了加強。施工采用PCNW工法，支護工程完成后，地下室底板的鋼筋，以及地下室負一層的鋼筋分別與鋼構焊接連接，支護粧不僅起到了支護作用，而且還起到了抗拔粧和周邊工程粧的作用，取得了很好的經濟效益。
[0034]實施例4:(多用途可變強度空心方粧用作立柱粧(兼做抗拔粧)應用實例)，預應力粧選用空心方粧，型號為HKFZ600B-400，底板以下共2節，單節粧長12m，24m長，底板上部為一節，9m長。底板下部立柱粧的做法為:采用在每一節端部增設一個鋼構連接體的做法，鋼構長度0.Sm,鋼構采用4塊鋼板焊接而成，鋼板厚度12mm，鋼板內部加焊有錨固筋(如圖6所示)，二節立柱粧之間除二個連接體直接進行焊接外，另采用12根直徑為20的鋼筋綁焊連接。底板上部立柱粧采用型鋼鋼構作為連接體，鋼構長度9m，鋼構的四角分別用4根角鋼，規格為L63x6等邊角鋼，長度為9m，鋼構的綴板采用50x6扁鐵，與角鋼焊接后形成鋼構(如圖5所示)。地下室底板以上9m長的立柱粧與底板以下立柱粧的連接除二個連接體直接進行焊接外，另采用16根直徑為18的連接筋綁焊連接。采用本實用新型技術后，一根粧施工過程中起到了立柱粧的作用，在施工結束后起到了抗拔粧的作用，一粧多用途，降低造價。
[0035]實施例5:(多用途管粧用作抗拔粧應用實例)，設計抗拔粧長度28m，選用二節14m長的多用途預應力管粧，直徑為500，型號為PHC500B110，采用在管粧端部增設一段外徑為600的鋼管作為連接體(如圖3所示)，鋼管長度lm，壁厚12mm，鋼管設置在預應力管粧端頭板的內側，并與端頭板焊接在一起，鋼管內部焊有錨筋錨固在管粧混凝土中。二節多用途管粧之間除須將二個連接體直接進行焊接外，另在二個連接體外用16根直徑為18的鋼筋綁焊，連接體與地下室底板之間的連接方法是在連接體四周側壁上綁焊16根直徑為20的錨固筋錨入底板。
【權利要求】
1.一種多用途可變強度預應力預制粧，其特征在于，該預制粧包括預應力粧(I)，沿所述預應力粧(I)縱向外側設置的至少一個連接體(2)，所述連接體(2)與預應力粧(I)固定連接。
2.根據權利要求1所述的多用途可變強度預應力預制粧，其特征在于，所述預應力粧(I)縱向外側設置多個連接體(2 )，兩個相鄰的連接體(2 )由連接部件(3 )連接。
3.根據權利要求1或2所述的多用途可變強度預應力預制粧，其特征在于，所述預應力粧(I)為縱筋(11)、環繞所述縱筋(11)設置的箍筋(12)和澆注填充的混凝土(13)構成的預應力粧，所述預應力粧為管粧、空心方粧或外矩形內橢圓形粧。
4.根據權利要求3所述的多用途可變強度預應力預制粧，其特征在于，所述預應力粧(O為管粧時，所述連接體(2)為鋼管，所述預應力粧(I)為空心方粧或外矩形內橢圓形粧時，所述連接體(2)為由型鋼或鋼板焊接而成的鋼構。
5.根據權利要求2所述的多用途可變強度預應力預制粧，其特征在于，所述的連接部件(3)為扁鋼、鋼筋或弧形鋼板。
【文檔編號】E02D5/48GK203603149SQ201320765064
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】衛海, 李欣, 衛龍武 申請人:南京東大鴻基新技術發展有限公司