一种整体式内凸起空心抗拔桩及其制备方法与流程

本发明涉及土木工程的技术领域，尤其涉及涉及工业与民用建筑的空心抗拔桩，具体的说，是一种整体式内凸起增强填芯混凝土粘结强度的预制空心抗拔桩及其制备方法。

背景技术：

抗拔桩广泛应用于大型地下室抗浮、高耸建(构)筑物抗拔、海上码头平台抗拔、大型船坞底板的桩基础和静荷载试桩中的锚桩基础等。预应力空心抗拔桩作为抗拔桩的一种，具有直径小比表面积大，经济效益好的优点，在工程中得到广泛应用。桩与基础结构间通过在桩内空心顶部植入钢筋笼并灌填混凝土连接。根据江苏省工程建设标准《预应力混凝土空心方桩基础技术规程 》第4.5.5条，空心桩用做抗拔桩时，应进行桩身结构强度、接桩连接强度、端板孔口抗剪强度、棒及其镦头抗拉强度、桩顶(采用填芯混凝土)与承台连接处强度等承载力计算。因此填芯混凝土与空心桩内壁之间的粘结力是决定抗拔桩极限承载力主要因素之一。

填芯微膨胀混凝土(不低于C40)确定单桩抗拔承载力时，按下式计算：

N₁ ≤ K₁πd₁f_nl

式中，N₁—空心方桩单桩上拔力设计值；K₁—经验系数，取0.8；d₁—填芯混凝土直径(空心方桩内径)；l —填芯混凝土长度；f_n—填芯混凝土与空心方桩内壁之间的粘结强度设计值，宜由现场试验确定，缺乏经验时，取C40微膨胀混凝土为0.2-0.4MPa。

由于预制空心桩通过离心工艺制成，内壁比较光滑，也就是f_n比较小，填芯混凝土与空心桩内壁之间的粘结强度低，所以为设计达到较大抗拔力时，需要较长的填芯混凝土长度。较长的填芯混凝土，一方面需要较多的钢筋和混凝土材料，不经济，另一方面填芯较长，灌填混凝土的质量难以得到保证。因此，在满足承载能力的前提下减小填芯混凝土长度有着重要的工程应用价值。

基于上述情况，发明专利“带内啮合结构的预应力钢筋混凝土矩形空心桩及其加工方法(ZL201010170582.X)”，“带内螺纹或内槽的预应力钢筋混凝土圆形空心桩及其加工方法(ZL201010170647.0)”和“带内螺纹或内槽的预应力钢筋混凝土矩形空心桩及其加工方法(ZL201010170656.X)”，采用在空心桩内壁刻螺纹的方法，增大了填芯混凝土与内壁之间的粘结力，大幅缩短了填芯混凝土的长度。但由于空心桩离心成型后，桩身混凝土强度很高，刻螺纹难度较大，而且容易损坏桩体。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种能有效增强填芯混凝土与桩体锚固性能、减小填芯混凝土的长度、不损害桩体自身，制备方法简单的一种整体式内凸起空心抗拔桩及其制备方法。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种整体式内凸起空心抗拔桩，包括钢筋笼、空心混凝土桩身和端板，钢筋笼由钢筋笼纵向钢筋和钢筋笼箍筋组接而成，钢筋笼浇筑在空心混凝土桩身中，端板位于混凝土桩身端部，其中：还包括若干个C型钢筋，C型钢筋的中间的固定部固定在钢筋笼上，C型钢筋的两端的伸出部穿过空心混凝土桩身，部分伸入至空心混凝土桩身的中间空腔中，使得伸出部的前端在空心混凝土桩身的内壁上形成内凸。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的C型钢筋在纵向和横向上交错布置，且横向相邻的两个C型钢筋不完全处于同一横截面上。

上述的C型钢筋与钢筋笼纵向钢筋平行设置。

上述的C型钢筋的伸出部水平设置，且与钢筋笼纵向钢筋垂直。

上述的C型钢筋的伸出部向下倾斜与水平方向形成锐角。

上述的C型钢筋的伸出部伸入至空心混凝土桩身的中间空腔中的部分长度小于填芯混凝土保护层的厚度。

上述的C型钢筋的固定部通过绑扎或焊接与钢筋笼固定。

一种整体式内凸起空心抗拔桩的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将钢筋笼纵向钢筋和钢筋笼箍筋进行绑扎并焊接，形成钢筋笼，

步骤二、从桩体顶部沿着纵向钢筋向下绑扎或焊接固定C型钢筋，使C型钢筋的伸出部伸向钢筋笼轴心方向；

步骤三、对钢筋笼张拉预应力、喂填混凝土后，进行离心成型，其离心强度保证C型钢筋的伸出部前端位于成型后的空心抗拔桩的内腔中；

步骤四、对空心抗拔桩成型后养护，制备成整体式内凸起空心抗拔桩。

与现有技术相比，本发明的C型钢筋在空心桩内壁形成了凸起点，提高了填芯混凝土与桩体的连接性能，因此填芯混凝土的长度可以大幅度减少，既减少了混凝土和钢筋用量，又能保证填芯混凝土的浇筑质量，提高了工作效率。

C型钢筋与钢筋笼绑扎焊接固定，工序简单，与混凝土离心成型后，整体性好，既不增加额外工序和设备，也不会对桩体造成损伤。

附图说明

图1是本发明第一实施例的结构示意图；

图2是第一实施例中C型钢筋的结构图；

图3是为图1的A-A剖面图；

图4是本发明第二实施例的结构示意图；

图5是第二实施例中C型钢筋的结构图。

其中的附图标记为：钢筋笼1、钢筋笼纵向钢筋11、钢筋笼箍筋12、空心混凝土桩身2、端板3、C型钢筋4、固定部41、伸出部42。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

第一实施例：如图1至图3所示，

本发明的一种整体式内凸起空心抗拔桩，包括钢筋笼1、空心混凝土桩身2和端板3，钢筋笼1由钢筋笼纵向钢筋11和钢筋笼箍筋12组接而成，钢筋笼1浇筑在空心混凝土桩身2中，端板3位于混凝土桩身2端部，其中：还包括若干个C型钢筋4，C型钢筋4的中间的固定部41固定在钢筋笼1上，C型钢筋4的两端的伸出部42穿过空心混凝土桩身2，部分伸入至空心混凝土桩身2的中间空腔中，使得伸出部42的前端在空心混凝土桩身2的内壁上形成内凸。

实施例中，C型钢筋4在纵向和横向上交错布置，且横向相邻的两个C型钢筋4不完全处于同一横截面上。

实施例中，C型钢筋4与钢筋笼纵向钢筋11平行设置。

实施例中，C型钢筋4的伸出部42向下倾斜与水平方向形成锐角。

实施例中，C型钢筋4的伸出部42伸入至空心混凝土桩身2的中间空腔中的部分长度小于填芯混凝土保护层的厚度。

实施例中，C型钢筋4的固定部41通过绑扎或焊接与钢筋笼1固定。

本发明在钢筋笼1绑扎和空心抗拔桩浇筑之间增加了一个固定C型钢筋4的步骤，目的在于在空心抗拔桩的中间腔内形成一个结构稳固的凸起，以增加填芯混凝土与空心抗拔桩之间的连接牢固性。在背景技术中已经公开了几种在空心抗拔桩中间腔制作螺纹和内槽的案例，但是这些工艺都是在空心抗拔桩浇筑后进行的，桩身混凝土强度很高，难以加工，而且会破坏桩身，远不如本发明的方法简单易操作。

一种整体式内凸起空心抗拔桩的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将钢筋笼纵向钢筋11和钢筋笼箍筋12进行绑扎并焊接，形成钢筋笼1，

步骤二、从桩体顶部沿着纵向钢筋11向下绑扎或焊接固定C型钢筋4，使C型钢筋4的伸出部42伸向钢筋笼1轴心方向；

步骤三、对钢筋笼1张拉预应力、喂填混凝土后，进行离心成型，其离心强度保证C型钢筋4的伸出部42前端位于成型后的空心抗拔桩的内腔中；

步骤四、对空心抗拔桩成型后养护，制备成整体式内凸起空心抗拔桩。

第二实施例：如图4至图5所示，

实施例中，C型钢筋4的伸出部42水平设置，且与钢筋笼纵向钢筋11垂直。

未述部分同第一实施例。

第一实施例和第二实施例的仅有的不同点就是C型钢筋4的伸出部42角度问题，这两种设计均能很好地增加填芯混凝土与空心抗拔桩之间的连接牢固性。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。