专利名称：薄壁钢管离心混凝土管桩及其生产方法
技术领域：
本发明涉及土木建筑行业用的混凝土管桩及其生产方法，尤其涉及一种薄壁钢管离心混凝土管桩及其生产方法。
背景技术：
目前，在一些重大工程中，有些施工单位选用钢管桩或钢管混凝土桩作为建筑物及大型设备基础的承载基础桩，而在沿海许多重要的工业与民用建筑物都选择钢管桩作为基础，桩基用量非常巨大。但是，选用钢管桩或钢管混凝土桩的费用较为昂贵，使用后会加大施工的成本；并且使用钢管桩存在因基坑开挖引起较大侧移的现象。若采用打入钢管后灌入混凝土的方法进行加固处理，钢管必须保证足够的壁厚，一般钢管壁厚为9.5～16mm，否则会在打入中因锤击力过大发生钢管屈服现象，同时现场浇灌混凝土也会给施工带来不便，造成成本的提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在原有钢管混凝土桩的基础上提供一种薄壁钢管离心混凝土管桩及其生产方法，该薄壁钢管离心混凝土管桩兼有钢管桩及混凝土桩的优点，便于推广使用且节省成本。
为解决上述技术问题，本发明的一种薄壁钢管离心混凝土管桩包括钢管和钢端板，钢端板分别施焊在钢管的两端，该管桩为多层结构，还包括混凝土和钢筋骨架，钢筋骨架位于管桩的内层，在钢管内填充一定量的混凝土。增加的钢筋骨架作为管桩的锚固筋，使得钢端板和管桩的结合牢固，抗打击能力增强。
为了减少钢用量，管桩采用多层结构，使得钢管的壁厚≤6mm。
为了降低产品的成本，钢管为采用普通碳素结构钢及低合金结构钢带做成的螺旋形管。
生产薄壁钢管离心混凝土管桩的方法包括如下步骤
(1)钢筋骨架的成型用热轧带肋钢筋与冷拔低碳钢丝组合成型；(2)在搅拌器中投入碎石、黄砂和水泥进行搅拌，然后再加入水和减水剂进行搅拌，其中水泥、黄砂、碎石、水和减水剂的配合比为水泥500～530kg/m3，黄砂560～680kg/m3，碎石1110～1240kg/m3，水140～180kg/m3，减水剂8.3～12.3kg/m3；将搅拌后的混凝土注入成型钢管，放入管桩模具进行离心成型，离心密实；(3)最后对管桩进行养护。
为了保证混凝土与钢管及钢筋骨架的结合，混凝土的搅拌时间要不少于120秒；同时搅拌后混凝土的坍塌度分别控制为泵送混凝土坍落度为80～140mm，人工浇灌混凝土坍落度为30～80mm。
为了保证管桩在离心时桩两端密实，浇灌混凝土时要保证管桩两端布料充足，单位长度相应比中部量多1/3。
为了保证管桩混凝土达到设计强度，管桩的养护为普通蒸养及高压高温蒸汽养护普通蒸养恒温不少于5小时，温度不低于75℃；高压高温蒸汽养护时间不少于5小时，温度不低于180℃，压力不低于0.98Mpa。
为了保证管桩的应用性能，同时兼顾所具有的使用设备，混凝土在离心成型过程中，离心速度根据管模及离心机设备轮径分别采用慢速、中速、中高速及高速。
采用本发明的薄壁钢管离心混凝土管桩，由于采用多层结构，在用钢量由原有钢管桩的钢管壁厚为9.5mm～16mm减少到壁厚≤6mm的前提下，其抗打击能力、抗轴压能力、抗弯曲能力可以满足代替同等能力性能的钢管桩和钢管混凝土桩，而管桩内层采用钢筋骨架不仅节约了生产成本，而且使得钢端板和管桩的结合牢固，增强其抗打击能力。另外薄壁钢管离心混凝土管桩的制作工艺可操作性强，推广后会满足我国建筑基础工程的特殊地质条件用桩，以保证工程质量并节省投资。
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明
图1为本发明的薄壁钢管离心混凝土管桩的结构示意图。
具体实施例方式
图1为本发明的薄壁钢管离心混凝土管桩的结构示意图。从图1可知，该薄壁钢管离心混凝土管桩为多层结构，包括钢管1和钢端板4，钢端板4分别施焊在钢管1的两端，同时该管桩还包括混凝土2和钢筋骨架3，钢筋骨架3位于管桩1的内层，在钢管1内填充有一定量的混凝土2。
具体实施例如下实施例1钢管壁厚为6mm，混凝土具体配合比如下普通42.5级水泥515kg/m3，黄砂640kg/m3，碎石(5-25mm)1216kg/m3，水100kg/m3，减水剂10.7kg/m3。
具体生产方法为将上述配合比的原料投入搅拌器，搅拌时间为180秒，测得的坍塌度为80mm，搅拌后将搅拌料快速浇灌至管桩模具内，然后进行离心成型，离心成型时间分别为低速120秒、中速180秒、中高速120秒、高速420秒，养护采用常压蒸汽养生和高压蒸汽养生两种形式a、常压蒸汽养生静养2小时——升温2小时——恒温5小时——降温1小时；b、高压蒸汽养生在蒸压釜中升温2小时——恒温4小时——降温3小时——打开蒸压釜门静停1小时——产品出釜。实施效果桩身单桩轴心静载压力试验6600kN、桩身抗压9600kN、抗弯试验264.5kN·m，符合设计标准，达到使用要求。
实施例2钢管壁厚为5.9mm，混凝土具体配合比如下普通42.5级水泥515kg/m3，黄砂640kg/m3，碎石(5-25mm)1216kg/m3，水100kg/m3，减水剂10.7kg/m3。
具体生产方法为将上述配合比的原料投入搅拌器，搅拌时间为180秒，测得的坍塌度为80mm，搅拌后将搅拌料快速浇灌至管桩模具内，然后进行离心成型，离心成型时间分别为低速120秒、中速180秒、中高速120秒、高速420秒，养护采用常压蒸汽养生和高压蒸汽养生两种形式a、常压蒸汽养生静养2小时——升温2小时——恒温5小时——降温1小时；b、高压蒸汽养生在蒸压釜中升温2小时——恒温4小时——降温3小时——打开蒸压釜门静停1小时——产品出釜。实施效果桩身单桩轴心静载压力试验6600kN、桩身抗压9000kN、抗弯试验241.5kN·m，符合设计标准，达到使用要求。
实施例3钢管壁厚为5.8mm，混凝土具体配合比如下普通42.5级水泥510kg/m3，黄砂616kg/m3，碎石(5-25mm)1197kg/m3，水149kg/m3，减水剂10.3kg/m3。
具体生产方法为将上述配合比的原料投入搅拌器，搅拌时间为180秒，测得的坍塌度为80mm，搅拌后将搅拌料快速浇灌至管桩模具内，然后进行离心成型，离心成型时间分别为低速120秒、中速180秒、中高速120秒、高速420秒，养护采用常压蒸汽养生和高压蒸汽养生两种形式a、常压蒸汽养生静养2小时——升温2小时——恒温5小时——降温1小时；b、高压蒸汽养生在蒸压釜中升温2小时——恒温4小时——降温3小时——打开蒸压釜门静停1小时——产品出釜。实施效果桩身单桩轴心静载压力试验6600kN、桩身抗压7800kN、抗弯试验241.5kN·m，符合设计标准，达到使用要求。
权利要求
1.一种薄壁钢管离心混凝土管桩，包括钢管和钢端板，钢端板分别施焊在钢管的两端，其特征在于该管桩为多层结构，还包括混凝土和钢筋骨架，钢筋骨架位于管桩的内层，在钢管和钢筋骨架间填充有混凝土。
2.根据权利要求1所述的薄壁钢管离心混凝土管桩，其特征在于钢管的壁厚≤6mm。
3.根据权利要求1所述的薄壁钢管离心混凝土管桩，其特征在于钢管由普通碳素结构钢及低合金结构钢钢带以常温螺旋成形钢管。
4.一种生产权利要求1的产品的方法，其特征在于该方法包括如下步骤(1)钢筋骨架的成型用热轧带肋钢筋与冷拔低碳钢丝组合成型；(2)在搅拌器中投入碎石、黄砂和水泥进行搅拌，然后再加入水和减水剂进行搅拌，其中水泥、黄砂、碎石、水和减水剂的配合比为水泥500～530kg/m3，黄砂560～680kg/m3，碎石1110～1240kg/m3，水140～180kg/m3，减水剂8.3～12.3kg/m3；将搅拌后的混凝土注入管桩模具进行离心成型，离心密实；(3)最后对管桩进行养护。
5.根据权利要求4所述的一种产品的生产方法，其特征在于混凝土搅拌时间为≥120秒；搅拌后混凝土的坍塌度分别为泵送混凝土坍落度为80～140mm，人工浇灌混凝土坍落度为30～80mm。
6.根据权利要求4所述的一种产品的生产方法，其特征在于浇灌混凝土时管桩两端布料充足，单位长度相应比中部量多1/3。
7.根据权利要求4所述的一种产品的生产方法，其特征在于管桩的养护为普通蒸养及高压高温蒸汽养护普通蒸养恒温不少于5小时，温度不低于75℃；高压高温蒸汽养护时间不少于5小时，温度不低于180℃。
8.根据权利要求4所述的一种产品的生产方法，其特征在于混凝土在离心成型过程中，离心速度根据管模及离心机设备轮径分别采用慢速、中速、中高速及高速。
全文摘要
本发明公开了一种钢筋混凝土预制件，即薄壁钢管离心混凝土管桩及其制造方法，薄壁钢管离心混凝土管桩，包括钢管和钢端板，钢端板分别施焊在钢管的两端，该管桩为多层结构，还包括混凝土和钢筋骨架，钢筋骨架位于管桩的内层，在钢管内填充一定量的混凝土。该管桩的制造方法，包括如下工艺步骤钢筋骨架的成型，混凝土的浇灌、离心，混凝土的普通蒸养养护及高压高温蒸汽养护。采用本发明的薄壁钢管离心混凝土管桩，在用钢量由钢管桩的钢管厚度9.5mm－16mm减少到≤6mm的前提下，可以保证桩材的抗打击、抗轴压、抗弯曲等能力，而管桩内钢筋骨架也能节约成本，另外该管桩的制作工艺可操作性强。
文档编号B28B21/56GK1746434SQ200510028050
公开日2006年3月15日 申请日期2005年7月22日 优先权日2005年7月22日
发明者邰元, 左广生, 任嘉鼎, 王怀忠, 谢运青, 刘军, 吕庆霞 申请人:上海二十冶金混凝土构件有限公司