一种预应力高强再生混合预制桩的制作方法

本实用新型涉及废旧混凝土循环利用技术领域，具体为一种预应力高强再生混合预制桩。

背景技术：

废旧混凝土是指由建(构)筑物拆除、路面返修、混凝土生产、工程施工或者其他状况下产生的废弃混凝土块；主要来源有以下几个方面：a.建筑物由于达到使用年限或因老化而被拆除，产生废旧混凝土块；b.市政工程的动迁及重大及基础设施的改造产生的废旧混凝土块；c.新建建筑过程中产生的废弃混凝土；d.商品混凝土厂和预制厂产生的不合格混凝土或者因调度原因产生的不能加以使用的混凝土。

当前工程上所采用的钻孔灌注桩采用的是新制混凝土现浇施工，鉴于其体量大，成本高，受力效率低且现浇施工中桩基质量不能保证的缺点，结合当前低碳环保理念，能将废弃混凝土变废为宝成为了工程领域的新趋势。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种预应力高强再生混合预制桩，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种预应力高强再生混合预制桩，包括桩柱本体和预应力系统，所述桩柱本体包括废旧低等级混凝土、新制高等级混凝土和钢筋网，所述钢筋网设置在所述桩柱本体内部，所述废旧低等级混凝土与所述新制高等级混凝土交替填充在所述桩柱本体内部，所述桩柱本体内部的中心处设置有预应力系统，所述预应力系统包括预应力张拉端钢盖板、预应力锚固端钢盖板、预应力张拉端剪力耳板、预应力锚固端剪力板、预应力端头螺旋钢筋、预应力张拉端锚具、预应力锚固端锚具、预应力钢绞线定位装置、预应力钢绞线波纹管和预应力钢绞线。

其中，所述废旧低等级混凝土为废弃建筑物、构筑物、桥梁和道路拆除并去除全部或部分钢筋之后的废旧混凝土块。

其中，所述新制高等级混凝土为天然骨料混凝土或再生骨料混凝土，且所述新制高等级混凝土的抗压强度大于50mpa。

其中，所述钢筋网包括密集型螺旋箍筋、稀疏型螺旋箍筋和纵向主受力钢筋，所述纵向主受力钢筋均匀设置于所述桩柱本体周围，所述纵向主受力钢筋采用直径16mm或20mm的hrb400钢筋，所述密集型螺旋箍筋设置于预应力张拉侧1/3桩长范围内，所述密集型螺旋箍筋间距为10～15cm，所述密集型螺旋箍筋采用直径10mm或12mm的hrb400钢筋，所述稀疏型螺旋箍筋设置于预应力锚固侧2/3桩长范围内，所述稀疏型螺旋箍筋间距为20～30cm，所述稀疏型螺旋箍筋采用直径10mm或12mm的hrb400钢筋。

其中，所述预应力张拉端钢盖板设置于所述桩柱本体顶部端头位置，所述预应力锚固端钢盖板设置于所述桩柱本体底部端头位置。

其中，所述预应力张拉端剪力耳板焊接在所述预应力张拉端钢盖板两侧，所述预应力锚固端剪力板焊接在所述预应力锚固端钢盖板两侧。

其中，所述预应力张拉端锚具设置在所述预应力张拉端钢盖板下表面的中心处，所述预应力锚固端锚具设置在所述预应力锚固端钢盖板上表面的中心处，所述预应力张拉端锚具的底部与所述预应力锚固端锚具的顶部均设置有预应力端头螺旋钢筋。

其中，所述预应力钢绞线波纹管采用金属或塑料波纹管，所述预应力钢绞线波纹管通过所述预应力钢绞线定位装置与所述密集型螺旋箍筋和稀疏型螺旋箍筋焊接在一起。

其中，所述预应力钢绞线插接在所述预应力钢绞线波纹管内部，所述预应力钢绞线顶部的张拉端锚固在所述预应力张拉端钢盖板的凹槽中，所述预应力钢绞线底部的锚固端锚固在所述预应力锚固端钢盖板的凹槽中。

其中，所述预应力钢绞线采用抗拉标准强度1670/1860mpa的预应力7φ5钢绞线。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过在高强再生混合预制桩桩头施加预应力，使得在桩柱本体直径最小及用钢量最少的情况下，极大地提升桩柱本体两端的刚度和桩身的抗弯抗拔能力。

2、本实用新型根据预制桩受力情况配置环绕且间距疏密合理的螺旋钢筋，使得在桩柱本体同等体积下用钢量最经济。

3、本实用新型通过废旧低等级混凝土与新制高等级混凝土混合使用，简化了废旧混凝土循环利用时的破碎、筛分、净化等处理过程，更加有效利用废旧混凝土，降低工程建设成本，大大拓展其应用范围。

附图说明

图1为本实用新型实施例预应力高强再生混合预制桩桩身主视结构示意图；

图2为本实用新型实施例预应力高强再生混合预制桩钢筋网主视结构示意图；

图3为本实用新型实施例预应力高强再生混合预制桩钢筋网横截面结构示意图；

图4为本实用新型实施例预应力高强再生混合预制桩预应力系统主视结构示意图；

图5为图4中a部放大结构示意图；

图6为本实用新型预应力张拉端钢盖板主视结构示意图；

图7为图4中b部放大结构示意图；

图8为本实用新型预应力锚固端钢盖板主视结构示意图。

图中：100-桩柱本体；101-废旧低等级混凝土；102-新制高等级混凝土；103-密集型螺旋箍筋；104-稀疏型螺旋箍筋；105-纵向主受力钢筋；200-预应力系统；201-预应力张拉端钢盖板；202-预应力锚固端钢盖板；203-预应力张拉端剪力耳板；204-预应力锚固端剪力板；205-预应力端头螺旋钢筋；206-预应力张拉端锚具；207-预应力锚固端锚具；208-预应力钢绞线定位装置；209-预应力钢绞线波纹管；210-预应力钢绞线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-8，本实用新型提供一种技术方案：一种预应力高强再生混合预制桩，包括桩柱本体100和预应力系统200，所述桩柱本体100包括废旧低等级混凝土101、新制高等级混凝土102和钢筋网，所述钢筋网设置在所述桩柱本体100内部，所述废旧低等级混凝土101与所述新制高等级混凝土102交替填充在所述桩柱本体100内部，所述桩柱本体100内部的中心处设置有预应力系统200，所述预应力系统200包括预应力张拉端钢盖板201、预应力锚固端钢盖板202、预应力张拉端剪力耳板203、预应力锚固端剪力板204、预应力端头螺旋钢筋205、预应力张拉端锚具206、预应力锚固端锚具207、预应力钢绞线定位装置208、预应力钢绞线波纹管209和预应力钢绞线210。

其中，本实施例所述预应力高强再生混合预制桩，桩长l为12m，桩径1.2m，桩身内部按照质量比1:1交替浇筑强度等级60mpa的新制高等级混凝土102和强度等级20mpa的废旧低等级混凝土101，混合后的抗压强度实测均值为38.04mpa，新制高等级混凝土102为天然骨料混凝土，废旧低等级混凝土101为一座废旧桥梁拆除并去除钢筋之后的废旧混凝土块体，废旧混凝土块体特征尺寸为6～10cm。

其中，所述钢筋网包括密集型螺旋箍筋103、稀疏型螺旋箍筋104和纵向主受力钢筋105，所述纵向主受力钢筋105均匀设置于所述桩柱本体100周围，所述纵向主受力钢筋105采用直径16mm或20mm的hrb400钢筋，所述密集型螺旋箍筋103设置于预应力张拉侧1/3桩长范围内，所述密集型螺旋箍筋103间距为10～15cm，所述密集型螺旋箍筋103采用直径10mm或12mm的hrb400钢筋，所述稀疏型螺旋箍筋104设置于预应力锚固侧2/3桩长范围内，所述稀疏型螺旋箍筋104间距为20～30cm，所述稀疏型螺旋箍筋104采用直径10mm或12mm的hrb400钢筋。

其中，密集型螺旋箍筋103设置于预应力张拉侧桩顶4m范围内，密集型螺旋箍筋103间距为15cm，采用直径12mm的hrb400钢筋；稀疏型螺旋箍筋104设置于预应力锚固侧桩底8m范围内，稀疏型螺旋箍筋104间距为30cm，采用直径12mm的hrb400钢筋；纵向主受力钢筋105采用18根直径20mm的hrb400钢筋，按照20度均匀设置于桩柱本体100周围。

其中，所述预应力张拉端钢盖板201设置于所述桩柱本体100顶部端头位置，所述预应力锚固端钢盖板202设置于所述桩柱本体100底部端头位置。

其中，所述预应力张拉端剪力耳板203焊接在所述预应力张拉端钢盖板201两侧，所述预应力锚固端剪力板204焊接在所述预应力锚固端钢盖板202两侧。

其中，桩柱本体100两端设置的预应力张拉端钢盖板201和预应力锚固端钢盖板202均采用q235钢材，直径100cm，厚度为16cm，且预应力张拉端钢盖板201和预应力锚固端钢盖板202的中心处均开设有盖板凹槽，盖板凹槽用于预应力张拉或锚固支撑，避免预应力张拉过程中桩头混凝土局部承压不足导致混凝土崩裂。

其中，预应力张拉端钢盖板201两侧设置的预应力张拉端剪力耳板203底部用于加强预应力张拉端钢盖板201与桩柱本体100柱头的结合，预应力张拉端剪力耳板203顶部吊耳用于预制桩的施工吊装，将桩平稳落入钻孔中，预应力锚固端钢盖板202两侧设置的预应力锚固端剪力板204用于加强预应力锚固端钢盖板202与桩柱本体100端头的结合。

其中，所述预应力张拉端锚具206设置在所述预应力张拉端钢盖板201下表面的中心处，所述预应力锚固端锚具207设置在所述预应力锚固端钢盖板202上表面的中心处，所述预应力张拉端锚具206的底部与所述预应力锚固端锚具207的顶部均设置有预应力端头螺旋钢筋205。

其中，所述预应力钢绞线波纹管209采用金属或塑料波纹管，所述预应力钢绞线波纹管209通过所述预应力钢绞线定位装置208与所述密集型螺旋箍筋103和稀疏型螺旋箍筋104焊接在一起。

其中，桩柱本体100的废旧低等级混凝土101和新制高等级混凝土102交替浇筑过程中，通过预应力钢绞线定位装置208与密集型螺旋箍筋103和稀疏型螺旋箍筋104点焊，有效固定预应力钢绞线210在柱桩本体100内部的走向，避免预应力钢绞线210线形偏移过大。

其中，预应力张拉端锚具206采用ovmm15-15圆型锚具，预应力锚固端锚具207采用ovmm15-15pt圆p型锚具；为避免预应力张拉锚固过程中桩柱本体100两端头混凝土局部崩裂，预应力张拉端锚具206和预应力锚固端锚具207下均设置直径12mm的端头螺旋钢筋205。

其中，所述预应力钢绞线210插接在所述预应力钢绞线波纹管209内部，所述预应力钢绞线210顶部的张拉端锚固在所述预应力张拉端钢盖板201的凹槽中，所述预应力钢绞线210底部的锚固端锚固在所述预应力锚固端钢盖板202的凹槽中。

其中，所述预应力钢绞线210采用抗拉标准强度1670/1860mpa的预应力7φ5钢绞线。

其中，桩柱本体100废旧低等级混凝土101和新制高等级混凝土102交替浇筑过程中，为保持好预应力钢绞线210的线形，且避免混凝土浇筑和振捣过程中预应力钢绞线210的表面损伤，预应力钢绞线210外侧包裹内径10cm的预应力钢绞线波纹管209。

工作原理：在使用时，先搭设桩柱本体100模板，模板采用定制钢模板进行施工，主体钢板厚度为5mm，骨架为10#槽钢焊接成，横向间距400mm，纵向间距1000mm，纵向槽钢间增加5#角钢作为肋带，每两骨架槽钢间用75mm角钢拉结加固，然后桩柱本体100的钢筋网放置，从再生混合预制桩底部到顶部，依次绑扎和放置稀疏型螺旋箍筋104、密集型螺旋箍筋103和纵向主受力钢筋105，且确保三者两两之间的点焊接安全可靠，将桩柱本体100的钢筋网整体放置入模板之中固定牢固，然后预应力系统200设置，逐次将预应力系统200中的预应力锚固端钢盖板202、预应力锚固端剪力板204、预应力锚固端锚具207、预应力端头螺旋钢筋205、预应力钢绞线波纹管209、预应力钢绞线210和预应力钢绞线定位装置208放入桩柱本体100的钢筋网中，预应力钢绞线定位装置208要与桩柱本体100的纵向主受力钢筋105点焊牢固，接着交替浇筑，首先，在预应力锚固端钢盖板202之上灌入约2cm厚度的新制高等级混凝土102，其次，将充分湿润过的废旧低等级混凝土101灌入桩柱本体100内部，按照新制高等级混凝土102与废旧低等级混凝土101体积1：1比例交替进行浇筑振捣，直至浇筑至张拉端端部位置，要确保新旧混凝土均匀混合为一体，最后，将预应力张拉端钢盖板201、预应力张拉端剪力耳板203、预应力张拉端锚具206安装到位，接着养护，针对预应力高强再生混合预制桩进行加热养护，养护时间不小于28天，确保混凝土弹性模量达到90％以上，混凝土强度达到95％以上，方可进行预应力的张拉施工，然后预应力张拉，预应力按照预张拉和终张拉两个阶段进行，预张拉应在梁体混凝土强度达到设计值的60％时进行，预张拉控制力为781.2mpa，终张拉在梁体混凝土强度达到设计值的95％及弹性模量达到设计值的90％后进行，终张拉控制力为1302mpa，预张拉时，应拆除端模，松开内模，不应对桩柱本体100压缩造成阻碍，预应力钢束在使用前必须作张拉、锚固试验，根据实测管道摩阻系数及偏差系数、实测锚口及喇叭口摩阻损失实测情况，调整张拉控制应力，以保证预施应力准确，最后吊装，桩柱本体100预应力张拉完成后，通过预应力张拉端剪力耳板203将桩柱本体100提升，落入已事先完成的桩基钻孔之中。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。