一种预应力高强混凝土空心支护桩的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种预应力高强混凝土空心支护桩，包括钢筋笼骨架与混凝土桩身；其横截面呈多边形中空管状，包括桩身上翼缘板、桩身下翼缘板、桩身左侧支腿、桩身右侧支腿、桩身榫头和桩身卯槽；桩身上翼缘板与桩身下翼缘板对称设置，均采用2根以上纵向预应力主筋与2根以上环箍筋交叉焊接而成；桩身上翼缘板与桩身下翼缘板之间环抱均布环箍筋；桩身榫头和桩身卯槽分别位于桩身左侧支腿一侧和桩身右侧支腿一侧，且桩身榫头和桩身卯槽啮合适配；桩身榫头和桩身卯槽中间对称设有注浆预留孔槽。本实用新型结构稳固、固土止水效果好、施工简便、工程造价低，采用机械化、自动化生产加工程序、施工工期短、效率高。
【专利说明】
一种预应力高强混凝土空心支护桩
技术领域
[0001]本实用新型涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种预应力高强混凝土空心支护粧。
【背景技术】
[0002]在土木工程领域，目前使用的建筑支护结构形式较多，常用的永久性挡土支护构筑物有:现浇法地下连续墙、重力式钢筋混凝土挡墙、现浇钻孔灌注粧、预制波形板粧或U形板粧、预制平板粧等，还有传统的浆砌块石、干砌块石结构。传统的支护结构大多采用现场浇注的方法，施工工期长、工效低、工程造价高、施工工序复杂，而且浆砌块石、干砌块石结构耐久性较差，在气温变化后热胀冷缩的作用下，一般2-3年就会出现块石与混凝土粘结脱裂、垮塌现象，结构质量极不稳定。
[0003]近几年在国内外支护工程上出现了一种预制波形板粧，或称U形板粧，因为具有挡土面积大、粧身抗弯性好、施工组织简易等优点，在中小河流整治、航道治理、海塗围垦、市政排水、道路路基支护及城市基坑等工程中得到了一些应用。这种预制波形板粧存在以下缺陷:采用台座法生产工艺，机械化、自动化程度低;劳动力密集、产量小、工效低下;工程应用造价高昂；目前市场上采用的波形板粧或预制平板粧均是在粧身企口接合处采用了预埋橡胶止水条，由于施工过程中的挤压摩擦，会导致橡胶止水条的扭曲变形、搓断、挤裂、脱槽等问题，因此施工完成后，两粧接合处渗水现象普遍存在。所以，在应用于对防渗功能要求高的支护工程中，波形板粧或预制平板粧均均无法真正彻底解决止水问题，且造价高昂，在工程造价预算较低的中小河流治理工程应用上也受到限制。
[0004]国内主要应用于建筑粧基工程的预应力管粧，由于主要考虑的是承受竖向抗压荷载，其截面形状设计为圆环形，预应力主筋也呈环形布置，这种主筋分布形式获得的粧身抗弯弯矩极小，无法应用于需要抵抗较大水平荷载的挡土支护工程;而预应力空心方粧与实心方粧，由于没有设计接驳企口，且施工时产生的挤土效应较大，使得粧与粧之粧无法接合紧密，用于挡土支护工程时，两粧间的间隙较大，难以固土止水，无法满足工程质量要求。
【实用新型内容】
[0005]针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型旨在提供一种预应力高强混凝土空心支护粧，所述预应力高强混凝土空心支护粧结构稳固、固土止水效果好、施工简便、工程造价低，采用机械化、自动化生产加工程序、施工工期短、效率高。
[0006]为了实现上述技术目的，本实用新型采用下述技术方案:
[0007]—种预应力高强混凝土空心支护粧，包括钢筋笼骨架与混凝土粧身，所述混凝土粧身浇筑包裹在钢筋笼骨架上并与之一体成型;所述预应力高强混凝土空心支护粧的横截面呈多边形中空管状，包括粧身上翼缘板、粧身下翼缘板、粧身左侧支腿、粧身右侧支腿、粧身榫头和粧身卯槽;所述粧身上翼缘板与粧身下翼缘板对称设置，均采用2根以上纵向预应力主筋与2根以上环箍筋交叉焊接而成;所述粧身上翼缘板与粧身下翼缘板之间环抱均布环箍筋;所述粧身左侧支腿和粧身右侧支腿位于粧身上翼缘板与粧身下翼缘板之间且呈对称设置;所述粧身榫头和粧身卯槽分别位于粧身左侧支腿一侧和粧身右侧支腿一侧，且粧身榫头和粧身卯槽啮合适配;所述粧身榫头和粧身卯槽中间对称设有注浆预留孔槽。
[0008]优选的，所述粧身榫头和粧身卯槽内部设有榫卯加固钢筋。
[0009]优选的，所述混凝土粧身上端部设有粧尖斜面。
[0010]优选的，所述注浆预留孔槽呈三角形或四边形。
[0011 ]优选的，所述混凝土粧身采用强度等级不低于C60的高强混凝土。
[0012]优选的，所述纵向预应力主筋为PC钢棒，环箍筋为热乳光圆钢筋或热乳带肋钢筋。
[0013]优选的，所述纵向预应力主筋为PC钢棒和热乳带肋钢筋，环箍筋为热乳光圆钢筋或热乳带肋钢筋。
[0014]优选的，所述粧身上翼缘板与粧身下翼缘板中的纵向预应力主筋采用直线型排列。
[0015]相较于现有技术，本实用新型具有如下有益效果:
[0016]1、本实用新型的截面形状呈“多边形中空管状”，由粧身上翼缘板、粧身下翼缘板、粧身左侧支腿及粧身右侧支腿组成。在左、右两侧分别设置有粧身榫头与粧身卯槽，榫头与卯槽形状相匹配。施工拼接后，右侧支腿的卯槽与相邻支护粧的左侧支腿榫头相嵌，两粧间企口处拼接吻合度良好，能有效保证施工后所形成排粧墙的整体稳定性，达到良好的挡土效果，同时使成型后的排粧墙外立面接缝顺直美观。
[0017]2、本实用新型粧身榫头部位与粧身卯槽部位均设置有三角形或四边形的注浆预留孔槽，施工拼接后，粧身榫头部位的注浆预留孔右槽与相邻支护粧粧身卯槽部位的注浆预留孔左槽共同形成一个圆形腔体或多边形腔体，该腔体作为注浆通道，在槽形粧施打完毕后使用高压注浆法灌入细石微膨胀混凝土，压注的混凝土凝固后能够充分填充该空腔，使槽形板粧间的接缝处完全止渗，不但可以达到理想的止水效果，并且可进一步提高排粧挡土结构的整体稳定性。
[0018]3、本实用新型采用机组流水法工艺生产，从混凝土配料、钢筋笼加工开始，进而进行笼筋装配、混凝土布料、预应力张拉、变频离心、模具平移、蒸汽养护，到最后放张拆模取出成品，均可实现机械自动化，大大节省了人力；自动程序化的工厂生产模式，有力保证了产品质量；日翻模批次最高可达4次，极大提高了生产效率，投入产出比效能高。
[0019]4、本实用新型制作成型工艺采用变频离心工艺，使该预应力高强混凝土空心支护粧的粧身混凝土具有高密实性、高承载力;离心成型后形成的圆形空腔，大大节省了混凝土用料，有效降低了材料成本。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的立体不意图；
[0021 ]图2为本实用新型横截面的示意图；
[0022]图3为本实用新型钢筋笼骨架的立体示意图；
[0023]图4为本实用新型横截面的配筋示意图；
[0024]图5为本实用新型的水平拼接示意图；
[0025]图6为本实用新型粧尖斜面的不意图；
[0026]图7为三角形注浆预留孔槽的示意图；
[0027]图8为四边形注浆预留孔槽的示意图。
[0028]其中:
[0029]1、钢筋笼骨架;2、混凝土粧身；3、纵向预应力主筋;4、环箍筋；5、榫卯加固钢筋；
6、粧身上翼缘板;7、粧身下翼缘板;8、粧身左侧支腿;9、粧身右侧支腿;10、粧身榫头；11、粧身卯槽;12、注浆预留孔槽;13、粧尖斜面。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0031]参照图1-8所示，本实用新型提供的一种预应力高强混凝土空心支护粧，包括钢筋笼骨架I与混凝土粧身2，所述混凝土粧身2浇筑包裹在钢筋笼骨架I上并与之一体成型;所述预应力高强混凝土空心支护粧的横截面呈多边形中空管状，包括粧身上翼缘板6、粧身下翼缘板7、粧身左侧支腿8、粧身右侧支腿9、粧身榫头10和粧身卯槽11;所述粧身上翼缘板6与粧身下翼缘板7对称设置，均采用2根以上纵向预应力主筋3与2根以上环箍筋4交叉焊接而成;所述粧身上翼缘板6与粧身下翼缘板7之间环抱均布环箍筋4;所述粧身左侧支腿8和粧身右侧支腿9位于粧身上翼缘板6与粧身下翼缘板7之间且呈对称设置;所述粧身榫头10和粧身卯槽11分别位于粧身左侧支腿8—侧和粧身右侧支腿9 一侧，且粧身榫头10和粧身卯槽11啮合适配;所述粧身榫头10和粧身卯槽11中间对称设有注浆预留孔槽12。
[0032]本实用新型主体为钢筋混凝土结构，由钢筋笼骨架I与混凝土粧身2组成。参照图5所示，施工拼接后，粧身右侧支腿9的粧身卯槽11与相邻支护粧的粧身左侧支腿8的粧身榫头10相嵌，两粧间企口处拼接吻合度良好，能有效保证施工后所形成排粧墙的整体稳定性，达到良好的挡土效果，同时使成型后的排粧墙外立面接缝顺直美观。
[0033]参照图3、图7和图8所示，粧身榫头10部位与粧身卯槽11部位均设置有三角形或四边形的注浆预留孔槽12，施工拼接后，粧身榫头10部位的注浆预留孔槽12与相邻支护粧粧身卯槽11部位的注浆预留孔槽12共同形成一个圆形腔体或多边形腔体，该腔体作为注浆通道，在槽形粧施打完毕后使用高压注浆法灌入细石微膨胀混凝土，压注的混凝土凝固后能够充分填充该空腔，使槽形板粧间的接缝处完全止渗，不但可以达到理想的止水效果，并且可进一步提高排粧挡土结构的整体稳定性。
[0034]参照图3和图4所示，所述粧身榫头10和粧身卯槽11内部设有榫卯加固钢筋5，以保证该部位混凝土中的含钢量，有效增强了粧身榫头10与粧身卯槽11的成型后强度，可避免粧身榫卯的施工破损率，保证了成粧质量。
[0035]参照图1和图6所示，所述混凝土粧身2上端部设有粧尖斜面13。在沉粧施工过程中，粧尖斜面13与土体接触产生一定的侧向推力，使粧体向前一根相邻的支护粧挤紧，以保证相邻两粧的榫卯接缝更加紧密。
[0036]为了取得更好地技术效果，所述混凝土粧身2采用强度等级不低于C60的高强混凝土。高强度混凝土能够保证粧头与粧身具有良好的抗压耐打性能，同时具备较高的抗渗性能。作为优选的实施方式，混凝土粧身2可包括如下材料:河砂、碎石、水泥、矿粉、聚羧酸系高性能减水剂。具体而言，河砂符合GB/T14684-2001《建筑用砂》标准，主要技术指标包括:外观质量:不得含有草根、树枝、树叶等杂物;连续级配要合格，细度为2.6?3.2mm;含泥量^Ξ1.0%;泥块含量为O;含水量<4.0% ;坚固性质量损失<8.0% ;不得使用海砂和湖砂。碎石符合GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎石》标准，主要技术指标包括:不得含有草根、树枝、树叶等杂物;连续级配符合5?25mm(26.5mm以上彡2%;2.35-4.75mm彡8%);压碎值彡7%;针片状彡5% ;含泥量彡0.5% ;含水量彡0.5% ;泥块含量为O。水泥符合GB175-2007《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》标准，主要技术指标包括:比表面积彡330m2/kg;初凝时间在80-130min范围，终凝时间在130-180min范围；用水量在24-27%为宜；3天抗折强度彡6.5Mpa，抗压强度多33.0Mpa; 28天抗折强度多8.2Mpa，抗压强度多53Mpa;安定性要求合格。矿粉符合GB/T1804-2008标准规定(等级为S95或以上)，主要技术指标包括:比表面积彡450m2/kg;密度彡2.8g/cm3;含水量彡1.0% ;活性指数:3天彡75% ;28天彡95% ;烧失量彡3.0% ;三氧化硫彡4.0% ;流动度比>85% ;聚羧酸系高性能减水剂符合GB8076-1997《混凝土外加剂》标准，主要技术指标包括:净浆流动度多240mm;密度多1.13g/ml;减水率多28% ; pH值为7?8;喊含量<2.0% ;氣尚子<0.01%。
[0037]为了取得更好地技术效果，所述纵向预应力主筋3为PC钢棒，环箍筋4为热乳光圆钢筋或热乳带肋钢筋。为了取得更好地技术效果，所述纵向预应力主筋3为PC钢棒和热乳带肋钢筋，环箍筋4为热乳光圆钢筋或热乳带肋钢筋。根据纵向预应力主筋3的配置差异，可将本实用新型分为全预应力型预应力高强混凝土空心支护粧和部分预应力型预应力高强混凝土空心支护粧两类。全预应力型的纵向预应力主筋3全部选用PC钢棒，而部分预应力型的纵向预应力主筋3则混合选用PC钢棒与热乳带肋钢筋。其中PC钢棒符合YB/T11《预应力混凝土用钢棒》标准，具体技术指标包括:外观质量:不允许有浮皮，锈蚀，裂纹，分层、夹杂、局部弯曲等；伸直性彡5.0mm;直径符合规格标准要求;伸长率彡7.0 % ;抗拉强度彡1420mpa，镦头强度多1278mpa。其中热乳光圆钢筋符合C/T228-2002标准规定，具体技术指标包括:外观质量:不允许有浮皮，锈蚀、裂纹、分层、夹杂等;直径6.5 ± 0.2mm;抗拉强度<430mpa;伸长率彡28% ;反复弯曲次数彡4。
[0038]参照图4所示，所述粧身上翼缘板6与粧身下翼缘板7中的纵向预应力主筋3采用直线型排列。作为受弯构件，这种主筋排列设计可以使粧身获得最佳的正截面抗弯弯矩，应用于需承受更大水平荷载的挡土支护工程时抗弯能力优势尤为突显。
[0039]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种预应力高强混凝土空心支护粧，包括钢筋笼骨架与混凝土粧身，所述混凝土粧身浇筑包裹在钢筋笼骨架上并与之一体成型；其特征在于:所述预应力高强混凝土空心支护粧的横截面呈多边形中空管状，包括粧身上翼缘板、粧身下翼缘板、粧身左侧支腿、粧身右侧支腿、粧身榫头和粧身卯槽;所述粧身上翼缘板与粧身下翼缘板对称设置，均采用2根以上纵向预应力主筋与2根以上环箍筋交叉焊接而成;所述粧身上翼缘板与粧身下翼缘板之间环抱均布环箍筋;所述粧身左侧支腿和粧身右侧支腿位于粧身上翼缘板与粧身下翼缘板之间且呈对称设置;所述粧身榫头和粧身卯槽分别位于粧身左侧支腿一侧和粧身右侧支腿一侧，且粧身榫头和粧身卯槽啮合适配;所述粧身榫头和粧身卯槽中间对称设有注浆预留孔槽。2.根据权利要求1所述的一种预应力高强混凝土空心支护粧，其特征在于:所述粧身榫头和粧身卯槽内部设有榫卯加固钢筋。3.根据权利要求1所述的一种预应力高强混凝土空心支护粧，其特征在于:所述混凝土粧身上端部设有粧尖斜面。4.根据权利要求1所述的一种预应力高强混凝土空心支护粧，其特征在于:所述注浆预留孔槽呈三角形或四边形。5.根据权利要求1所述的一种预应力高强混凝土空心支护粧，其特征在于:所述混凝土粧身采用强度等级不低于C60的高强混凝土。6.根据权利要求1所述的一种预应力高强混凝土空心支护粧，其特征在于:所述纵向预应力主筋为PC钢棒，环箍筋为热乳光圆钢筋或热乳带肋钢筋。7.根据权利要求1所述的一种预应力高强混凝土空心支护粧，其特征在于:所述纵向预应力主筋为PC钢棒和热乳带肋钢筋，环箍筋为热乳光圆钢筋或热乳带肋钢筋。8.根据权利要求1所述的一种预应力高强混凝土空心支护粧，其特征在于:所述粧身上翼缘板与粧身下翼缘板中的纵向预应力主筋采用直线型排列。
【文档编号】E02D5/58GK205636734SQ201620067223
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年1月25日
【发明人】李文明
【申请人】李文明