专利名称：暂时预应力混凝土管桩的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于房屋建筑基础工程中的预应力混凝土管桩。
<二>背景技术目前一般房屋建筑基础很多采用沉管灌注桩，这种桩具有造价低，桩长可随地基变化等优点。但这种桩的桩身混凝土是采用现场浇捣的，在施工过程中，由于混凝土尚未凝固，桩身混凝土质量易受外围因素影响，如打桩施工时拔管、打相邻的桩，打桩机在地面走动等都可使桩的周围土体产生变形，因而导致桩身混凝土变形。因此，这种桩容易出现断桩、瓶颈桩等质量事故，特别是在含有软弱土层的地基中。采用预应力混凝土管桩可克服上述的缺点，因为预应力混凝土桩是预制，桩身质量保证。但预应力混凝土桩用钢量大，造价高。
<三>发明内容本实用新型的目的是提供一种后张预应力混凝土管桩。桩打入土达到设计深度后，将预应力钢筋从桩中取出，预应力钢筋及其附属设备可重复使用，既节省钢材，降低造价，桩的质量又得到保证。
在打桩过程中，桩在桩锤打击下，会出现很大的纵向拉应力，拉应力往往超过桩身混凝土抗拉强度，导致桩身断裂。因此，为了抵消和减少这个拉应力，必须对桩身施加纵向预应力；当打桩完毕，打桩引起拉应力消失，就没有必要继续维持桩身的预应力。因此，预应力钢筋可以取出，以节约钢材。
本实用新型属于一种后张预应力混凝土管桩，它由管桩身、预应力钢筋、桩尖、桩顶盖板四部分组成。
管桩身为非预应力的钢筋混凝土管，分节制造，每节长度一般为7-8米，还要生产一些短桩以供搭配。桩身必须作成空心的，预应力钢筋可以从桩的中空部分穿过。管桩身可以用离心法制造，混凝土强度等级要求在C45以上，桩身也可以在工地预制，混凝土强度等级要求在C40以上。为了满足运输及吊装要求，桩身要配少量纵向钢筋。为了抵抗打桩时的桩身横向变形，桩身要配环向钢筋，在靠近桩端处环向钢筋间距密些，在桩身中间段环向钢筋间距疏些。桩头受桩锤打击力特别大，因此，桩身两头要套薄钢板的套箍。
预应力钢筋采用冷拉钢筋或螺旋钢筋，钢筋直径视预应力设计值而定。预应力钢筋一般采用一根大直径钢筋，预应力大时可采用多根钢筋。采用大直径钢筋的目的是因为回收预应力钢筋时，要扭转预应力钢筋，使其与桩尖螺丝脱离，因此，预应力筋必须具有一定抗扭能力。只要满足这个抗扭能力要求，也可采用其他类型预应力筋，如采用高强钢丝束外套金属管做预应力筋或多根非大直径钢筋并排做成预应力筋也是可以的。
桩尖一般用钢筋混凝土预制(其配筋与一般钢筋混凝土桩尖相同)，也可以用钢板加工焊接；在这里，桩尖又是预应力锚具，因此，桩尖顶部要预埋螺丝杆<或扣头>，以便与预应力钢筋连接。
桩顶盖板为一块圆形厚钢板，其直径稍大于桩身，盖板中心穿孔，以便预应力钢筋穿过。
由于吊装和运输原因，每节桩不能做得太长，一般为7-8米。因此，打桩施工时要接桩。接桩可采用两种方法，一种是焊接法，即在桩身两端顶部埋设少量钢板，接桩时将两节桩头对齐焊接；另一种方法是采用硫磺胶泥等材料接桩，即将两节桩纵向钢筋对焊接，桩间间隙填充硫磺胶泥等材料。
打桩前将2-3节桩在地面接好，使预应力钢筋穿过桩身，桩底端装上桩尖，预应力钢筋下端与桩尖予埋螺丝连接，桩顶部放置桩顶盖板，预应力钢筋上端靠螺帽与桩顶盖板连接。施加预应力时，千斤顶以桩顶盖板为支座张拉预应力钢筋，将管桩身、预应力钢筋、桩尖和桩顶盖板连结为一个整体。因预应力钢筋在桩顶伸出约200毫米，必须在桩顶加套一个短钢套筒。然后将桩吊上打桩机并进行打桩。
下面将本实用新型同沉管注桩及预应力混凝土管桩作比较。
本实用新型桩直径为380毫米(图1-3)，单桩设计承载力90吨(900千牛)；每米桩长度用混凝土0.08方，钢材6公斤；桩的单位长度造价约130元(其中预制管桩身每米约70元，运输、打桩等费用每米约60元)。
采用沉管灌注桩，桩直径480毫米，单桩设计承载力60吨(600千牛)；每米桩用混凝土0.19方，桩每米长造价80-90元。
从表面上看，本实用新型的价格比沉管灌注桩高，但进一步分析，就发现两者价格差不多；首先，本实用新型的单桩承载力是沉管灌注桩的1.5倍，即一根等于一根半；其次，本实用新型桩承台体积减少，如沉管灌注桩用的是三桩承台，用本实用新型可改为二桩承台，相应降低了承台造价；因此两种桩基总造价大致持平，但是，采用本实用新型可以避免出现断桩、瓶颈桩等质量事故，特别是在软土地基中。
和预应力混凝土管桩相比，本实用新型的优点是节省钢材。因为(1)预应力混凝土管桩的纵向筋是用高强钢筋，而本实用新型的纵向筋只配少量普通钢筋；(2)预应力混凝土管桩的桩端连接钢板除做为接桩用构件外，还是张拉预应力钢筋的锚具，承受很大张力，连接钢板用19毫米钢板整块加工而成，用钢量大；本实用新型的桩端连接钢板纯粹是连接桩用的构件，钢板的用量大大减少。(3)桩打入土后，有一小段多余的桩要截除，其长度从1米到数米。对于预应力混凝土管桩，截断的桩预应力已消失，断桩废弃不用；但本实用新型可将二节截断桩连接，即将两节断桩纵筋焊接，两断桩间用高强黏结材料黏结，成为一根短桩重新使用。
<四>
图1是管桩身纵剖面图；图2是管桩身横剖面图；图3是暂时预应力混凝土管桩构造图；图4是对桩身施加预应力时千斤顶张拉图。
<五>具体实施方式
以下结合附图和具体实施方案对本实用新型做进一步详细说明。
如图1和图2所示，管桩身直径为380毫米，管壁厚度为80毫米；桩身混凝土强度等级C50，桩身采用离心法预制。沿管壁配置8根直径为10毫米的纵向钢筋[1]，配直径为4毫米的环向钢筋[2]，在近桩身两端1米范围内，环向钢筋间距为40毫米，其余桩身中间段的环向钢筋间距为80毫米。桩身两端各套薄钢板圆筒套箍[3]，钢板厚度为1.6毫米，套箍高150毫米，外径与桩身外径相等。桩身两端顶部埋设接桩用的连接钢板[4]，连接钢板厚度10毫米，它靠锚筋与桩身混凝土连结。
图3是暂时预应力混凝土管桩构造图，预应力钢筋[2]为一根直径为32毫米冷拉钢筋，预应力值为35吨(350千牛)；钢筋混凝土桩尖[4]预埋螺丝杆[6]，桩尖位于桩的底部，桩顶盖板<3>位于桩的顶部，桩顶盖板中心要留孔，以便预应力钢筋穿过。施加预应力时，预应力钢筋<2>穿过管桩身<1>，其下端与桩尖螺丝<6>连接，上端靠螺帽[5]与桩顶盖板[3]连接。图4是施加预应力时千斤顶张拉预应力钢筋示意图，千斤顶[7]的拉伸头与预应力钢筋[2]连接，以桩顶盖板[3]做支座，张拉预应力钢筋[2]；张拉值由油压表读出，达到预应力设计值后，扭紧螺帽[5]，卸下千斤顶[7]，吊桩并放上桩帽，即可打桩。
每节桩长度7-8米，施工时一节桩是不够长的，打桩时必须接桩，这里接桩采用焊接法。对于第一、第二、第三节桩，打桩前先将各桩在地面对接焊好，并施加预应力，吊上桩架打桩，3节桩最大长度为20米。如用3节桩不够长，则须在打桩架上接第四节桩，即将已打入土的桩的预应力释放，取出桩顶盖板，吊起第四节桩，连接预应力钢筋，将三、四节桩接头焊接，重新施加预应力后卸下千斤顶，继续打桩。打完一根桩后，将该桩预应力释放，取出预应力钢筋<2>和桩顶盖板<3>，预应力钢筋和桩顶盖板可多次重复使用。
权利要求(1)一种由混凝土管桩身、纵向预应力钢筋和预应力锚具组成的预应力混凝土管桩，预应力钢筋两端锚固在预应力锚具上；其特征是混凝土管桩身<1>是空心的，预应力钢筋<2>穿过管桩身的空心部分，桩顶盖板<3>和桩尖<4>或桩底钢板做预应力锚具；桩尖<4>位于桩的底部，与预应力钢筋下端连接，桩顶盖板<3>位于桩的顶部，靠螺帽<5>与预应力钢筋上端连接；打完一根桩后，取出预应力钢筋<2>和桩顶盖板<3>。
(2)根据权利要求1所述的预应力混凝土管桩，其特征是采用大直径钢筋做预应力钢筋，或采用与大直径钢筋抗扭刚度相同的其他钢材做预应力筋。
(3)根据权利要求1所述的预应力混凝土管桩，其特征是预应钢筋<2>是依靠螺丝或扣头与桩尖<4>或桩底钢板连接。
专利摘要本实用新型公开一种节省钢材的后张预应力混凝土管桩，它特别适合于建在软土地基上的建筑物的基础。它由管桩身[1]、预应力钢筋[2]、桩尖[4]和桩顶盖板[3]组成。预应力钢筋靠桩顶盖板和桩尖做预应力锚具，打桩前对桩身施加预应力，当桩打入土后，将预应力钢筋和桩顶盖板取出；预应力钢筋和桩顶盖板可多次重复使用，既保证桩的质量，又节省钢材。
文档编号E02D5/22GK2558696SQ0125773
公开日2003年7月2日 申请日期2001年11月1日 优先权日2001年11月1日
发明者朱传浦 申请人:朱传浦