一种齿槽式型预制RPC管桩结构及其施工方法与流程

本发明涉及一种齿槽式型预制rpc管桩结构及其施工方法，属于土木工程领域。

背景技术：

目前，无论是桥梁工程或建筑工程中，桩基础结构的作用显著，具有较大的使用价值。然而，桩基础的较大沉降，尤其是不均匀沉降会导致原本超静定的结构产生很大的次内力，引起结构的开裂甚至破坏；特别在软土地区对桩基的抗沉降能力有更高的要求。对于摩擦型桩基础，通常需要增加桩长来获得较大的摩阻力，这样就大大增加了造价，在水面上的建筑物，桩基础更容易受地下水等其它作用的影响而发生拔起破坏，其对上部结构也会造成严重的损坏，而且后期的维修矫正费用高、施工难度大。传统的预制桩中一般采用实心方桩、管桩，其强度差，不能够提供很大的机械咬合力和摩阻力。同时，现有桩的沉降或拔起会造成上部结构的破坏，而摩擦型桩通常需要增加桩长来保证足够的土阻力，从而引起的造价的增加。

同时，对于一些受水平横向作用为主的桥梁工程中，桩基础在水平向荷载作用下易发生开裂、钢筋屈服而破坏。此时，需要通过增大桩的横向刚度来提供较大的横向抗力，现有通常的做法是增大桩基础的截面积，该措施不仅使得桩基础笨拙，不易锤击打入施工；同时，也极大地增加了桩基础地造价费用。以上桩基础带来的各种问题，对桩基础结构的力学性能提出了较高的要求，不仅要解决沉降问题，同时在水平向荷载作用下不易开裂、钢筋屈服破坏问题，给桥梁工程设计师们提出了较高的要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对以上常规桩基础不均匀沉降而使得其上部结构产生二次内力和其受水平横向荷载作用下而开裂破坏等问题，提供了一种新型齿槽式型预制rpc管桩结构及其施工方法。

为解决上述技术问题，本发明的具体实施方案是：一种齿槽式型预制rpc管桩结构，包括由rpc制作的、内设有钢筋笼的预制桩体结构，所述预制桩体结构的外侧一体成型有多个沿轴向布设以提高预制桩体结构强度的混凝土肋，所述预制桩体结构的内表面和外表面均涂刷有防水涂料层。所述rpc材料具有刚度及强度大、承载力高、不易开裂、腐蚀等优势。

进一步的，所述混凝土肋等间距布设，且所述混凝土肋由预制桩体结构的顶面一直延伸至预制桩体结构的底面。

进一步的，所述预制桩体结构包括桩身和桩底，所述桩底呈倒锥形。

进一步的，所述混凝土肋的横截面为梯形。

进一步的，所述防水涂料层为聚合物水泥基防水涂料构成。

进一步的，所述钢筋笼为纵向受力筋、箍筋以及架力筋均匀分布绑扎而成。

一种齿槽式型预制rpc管桩结构施工方法，具体包括以下步骤：

(1)浇筑模具的预制：

根据实际工程需求设计制作rpc管桩结构模具；

(2)预制钢筋笼：

根据rpc管桩结构的受力性能、设计参数等确定所需钢筋，将所需的纵向受力筋、箍筋及架力筋等绑扎成钢筋笼；

(3)rpc管桩结构的浇筑：

将已绑扎好的钢筋笼放入浇筑模具中，往模具中浇筑rpc，将完成浇筑的模具放入离心机上进行离心成型；

(4)养护及防水涂料的涂刷：

拆除模具，对rpc管桩结构进行后期的蒸养；待rpc管桩结构蒸养完成后，对rpc管桩结构外表面四周与内表面进行防水涂料的喷刷；

(5)打桩：

待rpc管桩结构养护及防水涂料的涂刷完成后，将rpc管桩结构通过打桩锤与桩顶连接，安装吊起向下推压，使预制rpc管桩结构快速下沉。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明简单，设计合理，强度高，极大地改善了桩基沉降的问题，利用活性混凝土(rpc)流动性好，使得桩基础结构易成型，同时rpc的强度、刚度大，使得预制rpc管桩外表面混凝土肋具有高强度，能承受较大的桩周土压力而不被挤压破坏，能较好地提供机械咬合力和摩阻力，极大提高了预制桩体结构的受力性能。同时，其不仅减小了桩的直径，且减小混凝土、钢筋等建筑材料的用量，实现材料成本的节约。此外，在预制桩体结构的外表面与内表面涂刷的复合型防水涂料可为预制桩体结构外围的混凝土肋提供一定的保护作用。

综上所述，本发明提供的rpc管桩结构简单，强度高，极大地改善了桩基沉降的问题，利用活性混凝土流动性好、强度刚度大及承载力高等优点，使得预制rpc管桩外表面齿槽肋具有高强度，能承受较大的桩周土压力而不被挤压破坏，能较好地提供机械咬合力和摩阻力，极大提高了rpc管桩的竖向与水平向受力性能。同时，在桩的外表面与内表面涂刷的复合型防水涂料可为桩外围的rpc齿槽肋提供一定的保护作用。本发明提供的rpc管桩可在工厂预制，待预制完成后运到现场进行吊装打入即可，具有施工方便、节约成本的特点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明桩身的截面图；

图中：1—桩身；2—桩底；3—混凝土肋；4—防水涂料层；5—预制桩体结构；6—内表面；7—钢筋笼；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对发明做进一步详细的说明。

如图1-2所示，一种齿槽式型预制rpc管桩结构，包括预制桩体结构，所述预制桩体结构5由桩身1、桩底2组成。

在本实施例中，所述桩底2呈倒锥形，且设置在预制桩身的下部，桩身外周由上至下设置有若干个突出的混凝土肋3，所述的混凝土肋3等间距地由桩顶面一直延伸至桩底。

在本实施例中，所述的桩身1与桩底2均由活性混凝土(rpc)材料制作而成；预制混凝土管桩外表面与内表面6均涂刷有防水涂料层4。所述防水涂料层4主要以聚合物水泥基防水涂料为主。

在本实施例中，所述预制桩体结构内配置有纵向受力筋、箍筋及架力筋形成钢筋笼7，受力筋、箍筋及架力筋在钢筋笼内呈对称均匀性分布。

一种齿槽式型预制rpc管桩结构的制作及其施工方法，包括以下步骤：(1)浇筑模具的预制：根据实际工程中所需rpc混凝土管桩的受力性能，截面大小、形式等各项参数，同时结合实际参数设计制作所需管桩结构模具。(2)预制rpc管桩钢筋笼：根据管桩的受力性能，设计参数等确定所需的各项钢筋，将纵向受力筋、箍筋及架力筋等钢筋按要求进行绑扎成钢筋笼。(3)rpc管桩结构的浇筑：将已绑扎好的钢筋笼放入浇筑模具中，往模具中浇筑活性混凝土rpc，将完成浇筑的模具放入离心机上进行离心成型。(4)养护及防水涂料的涂刷：拆除已成型的rpc管桩中模具，随后对其进行后期的蒸养；待rpc管桩结构蒸养后，对管桩外表面与内表面通长进行防水涂料的喷刷。(5)打桩：待rpc管桩养护及防水涂料的涂刷完成后，将预制rpc管桩通过打桩锤与桩顶连接，安装吊起向下推压，使预制rpc混凝土管桩快速下沉。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

技术特征：

技术总结
一种齿槽式型预制RPC管桩结构及其施工方法，包括由RPC制作的、内设有钢筋笼的预制桩体结构，所述预制桩体结构的外侧一体成型有多个沿轴向布设提高预制桩体结构强度的混凝土肋，所述预制桩体结构的内表面和外表面均涂刷有防水涂料层。本发明提供的RPC管桩结构简单，强度高，极大地改善了桩基沉降的问题，利用活性混凝土流动性好、强度刚度大及承载力高等优点，使得预制RPC管桩外表面齿槽肋具有高强度，能承受较大的桩周土压力而不被挤压破坏，同时能较好地提供机械咬合力和摩阻力，极大提高了RPC管桩的竖向及水平向受力性能。同时，在桩的外表面涂刷的复合型防水涂料可为桩外围的RPC齿槽肋提供一定的保护作用。

技术研发人员：罗小勇;程俊峰;李玲玲;申智勇;郭旭强
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2019.03.22
技术公布日：2019.06.18