专利名称：一种部分贯通的抗拉预应力桩芯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑工程的地基与基础的预应力静压桩工程，更具体地说，涉及一种部分贯通的抗拉预应力桩芯。尤其是涉及在预应力管桩内腔增设部分贯通的抗拉预应力桩芯。通过增设部分贯通的预应力桩芯来提高整体桩的抗拉力，从而更充分地利用桩侧摩擦力，使桩的整体抗拔能力得到较大提升。
背景技术：
建筑工程上的桩基工程较多使用静压桩。静压桩采用分节焊接而成，桩节部位的抗拔强度较弱。当桩体在建筑群的基础四周和边角时，以及在裙楼下部的桩容易受力时产生抗拔的需要。当桩体抗拔有需求时，会产生桩体的抗拉力。而现在的桩端板与桩体钢筋部位、桩节间的焊接处都容易达不到抗拉的需求。另一方面桩体和上部的桩承台的连接在抗拉受力时也容易产生薄弱部位。静压桩的整体侧摩擦力在桩体向上和向下时均能提供较大的摩擦阻力，而桩体在抗拔时由于桩体薄弱处出现而无法充分发挥足够多的桩侧摩擦阻力。由于静压桩的工艺是一节节预制桩压桩和焊接间隔出现的工艺，已经静压到土体中的桩没有工作面来提供预应力的作业空间，因此本实用新型的难点在于桩底一侧的预应力钢 索的固定难题。压桩时底部桩节可能部分破坏，同时地下水等因素的影响。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种提高桩体的抗拉能力，进而充分应用桩侧的摩擦阻力，提升桩的抗拔能力，从而使预应力桩的功能可以更好的实现抗拔效果的部分贯通的抗拉预应力桩芯。本实用新型的技术方案如下:一种部分贯通的抗拉预应力桩芯，包括桩尖、多节预制桩，预制桩的中空部位设置有预应力钢索，预应力钢索一端与预制桩连接，另一端用于连接位于预应力桩芯上方的承台。作为优选，预制桩两端各设置有端板，第一节预制桩的一端板与桩尖通过焊缝焊接，第一节预制桩的另一端板通过焊缝焊接有预应力钢索固定板，预应力钢索穿过预应力钢索固定板的孔洞，并由锚固装置固定；第二节预制桩的一端板与预应力钢索固定板通过焊缝焊接。作为优选，倒数第二节预制桩中空部位的末端设置有固定卡扣，用于固定预应力钢索。作为优选，预应力钢索的端部连接有牵引钢丝的一端，牵引钢丝的另一端穿过最后一节预制桩，通过十字钢筋固定在最后一节预制桩的上部端口。作为优选，预应力钢索固定板的孔洞两端分别塞装有预应力钢索卡片，预应力钢索固定板上下表面均设置有卡片压紧板，卡片压紧板与预应力钢索卡片相顶抵，螺栓穿过预应力钢索固定板及卡片压紧板，螺栓两端安装有调节螺母，通过调节螺母压紧卡片压紧板，从而压紧预应力钢索卡片。作为优选，卡片压紧板与调节螺母间设置有垫片。作为优选，固定卡扣包括两段固定导杆、固定桩腔摩阻片、调松紧装置、两个松紧螺母、两片松紧调节钢板；两个松紧螺母分别设置在调松紧装置的两端，固定导杆的一端与松紧调节钢板固定安装，两段固定导杆安装有松紧调节钢板的一端分别置入调松紧装置的两端，一段固定导杆顶抵在预应力钢索上，另一段固定导杆顶抵在倒数第二节预制桩的内壁上，固定桩腔摩阻片设置在固定导杆与倒数第二节预制桩的内壁间。作为优选，预应力钢索外套装有保护软管，且保护软管与预应力钢索间存在空隙。本实用新型的有益效果如下:本实用新型所述的抗拉预应力桩芯实用可靠、取材方便、制作简单、使用方便、效果良好。它能对现有的静压桩的抗拔能力进行较大程度的提高，使建筑物的基础工程发挥整体稳定的效果。由于在地震与地下水的复杂因素影响下，很多工程桩都存在桩体的抗拔功能，这就要求桩体有较强的抗拉能力。本实用新型充分借用静压桩的桩腔的空间，巧妙地围绕现有的施工工艺，通过增设部分贯通的抗拉预应力桩芯，使桩体与基础结构的整体性加强，桩体的抗拉能力得到极大提升，能减少桩体因抗拔时受拉能力不强而破坏。由于桩体的完整性在整个寿命周期得到保证，因此抗压和抗拔功能均得到保证。为此本实用新型的市场前景较大，对建筑物的下部结构的功能实现来说非常实用。并且它克服静压桩的工艺不利预应力钢索张拉的特点，具有较高的施工工艺的新颖性。本实用新型不采用全贯通的方式，而时让预应力钢索只是存在于整个桩的部分区段。从而让工作效果·得到充分保证(桩体抗拔时主要是在桩的上部拉坏，因此预应力桩芯可以非全贯通的方式)。
图1是桩尖与第一节预制桩焊接示意图；图2是桩尖与第一节预制桩压桩示意图；图3是预应力钢索下部与第一节桩顶加固示意图；图4是预应力钢索下部加固详图；图5是第一节与第二节预制桩压桩示意图；图6是前三节预制桩压桩示意图；图7是前四节(倒数第二节)预制桩压桩示意图；图8是临时固定卡扣固定预应力钢索及其保护塑料软管示意图；图9是第五节预制桩压桩示意图；图10是基础基坑开挖不意图；图11是部分贯通的抗拉预应力桩芯顶部示意图；图12是部分贯通的抗拉预应力桩芯示意图；图中:1是桩尖，2是第一节预制桩，3是端板，4是焊缝，5是地面，6是预应力钢索固定板，7是预应力钢索，8是保护塑料软管，9是锚固装置，10是预应力钢索卡片，11是卡片压紧板，12是垫片，13是调节螺母，14是螺栓，15是第二节预制桩，16是第三节预制桩，17是第四节预制桩，18是固定卡扣，19是固定导杆，20是固定桩腔摩阻片，21是调松紧装置，22是松紧螺母，23是松紧调节钢板，24是牵引钢丝，25是第五节预制桩，26是基坑开挖面，27是砼垫层，28是灌桩顶桩芯挡板，29是灌桩顶桩芯钢筋箍筋，30是灌桩顶桩芯钢筋，31是Φ 50钢管，32是灌桩顶桩芯砼，33是承台，34是预留预应力张拉凹槽，35是预应力钢索固定设备，36是保护塑料软管内压力灌注水泥浆，37是保护砼，38是十字钢筋。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步的详细说明。本实用新型实现的原理为:通过在静压桩的桩腔的中空部位设置连接桩体和上部承台的预应力钢索。由于该预应力钢索的存在，能把各节桩侧的摩擦力有效应用，另一方面预应力钢索的受力能减少桩体的抗拉力。这样使桩的整体受拉时所能承受的能力得到提高，同时预应力桩芯连接静压桩和承台，这样能让桩与承台间更合理受力，在水平地震荷载时能较好保护桩顶受力。一种部分贯通的抗拉预应力桩芯，包括桩尖、多节预制桩，预制桩的中空部位设置有预应力钢索，预应力钢索一端与预制桩连接，另一端用于连接位于预应力桩芯上方的承台。预应力钢索外套装有保护软管，且保护软管与预应力钢索间存在空隙。预制桩两端各设置有端板，第一节预制桩的一端板与桩尖通过焊缝焊接，第一节预制桩的另一端板通过焊缝焊接有预应力钢索固定板，预应力钢索穿过预应力钢索固定板的孔洞，并由锚固装置固定；第二节预制桩的一端板与预应力钢索固定板通过焊缝焊接。预应力钢索固定板的孔洞两端分别塞装有预应力钢索卡片，预应力钢索固定板上下表面均设置有卡片压紧板，卡片压紧板与预应力钢索卡片相顶抵，螺栓穿过预应力钢索固定板及卡片压紧板，螺栓两端安装有调节螺母，通过调节螺母压紧卡片压紧板，从而压紧预应力钢索卡片。卡片压紧·板与调节螺母间设置有垫片。倒数第二节预制桩中空部位的末端设置有固定卡扣，用于固定预应力钢索。固定卡扣包括两段固定导杆、固定桩腔摩阻片、调松紧装置、两个松紧螺母、两片松紧调节钢板；两个松紧螺母分别设置在调松紧装置的两端，固定导杆的一端与松紧调节钢板固定安装，两段固定导杆安装有松紧调节钢板的一端分别置入调松紧装置的两端，一段固定导杆顶抵在预应力钢索上，另一段固定导杆顶抵在倒数第二节预制桩的内壁上，固定桩腔摩阻片设置在固定导杆与倒数第二节预制桩的内壁间。预应力钢索的端部连接有牵引钢丝的一端，牵引钢丝的另一端穿过最后一节预制桩，通过十字钢筋固定在最后一节预制桩的上部端口。实施例本实施例以五节静压预制桩配置部分贯通的抗拉预应力桩芯作示例，静压桩为Φ500mm。参见图1 12，本实用新型的实施包括以下步骤:I)桩尖I和第一节预制桩2焊接，以及压桩作业:如图1、图2所示，把第一节预制桩2的端板3与桩尖I通过焊缝4连接在一起，采用普通的静压桩机把第一节预制桩2和桩尖I的整体压入设计的土体，直到第一节预制桩2露出地面5的长度在300 800mm ；2)预应力钢索固定板6设置，固定预应力钢索7及其保护塑料软管8:如图3、图4所示，截取设计的第一节预制桩2的桩顶到承台33平面之间的长度再另加2米的预应力钢索7及其保护塑料软管8 (2米长度为考虑不确定性因素影响的富余长度)。把预应力钢索7及其保护塑料软管8固定在锚固装置9上。锚固方式为:把预应力钢索7及其保护塑料软管8穿过预应力钢索固定板6的孔洞，在预应力钢索固定板6的两侧安装预应力钢索卡片10，然后通过调节螺母13在螺栓14的位置来压紧垫片12，由于垫片12压紧使卡片压紧板11压紧预应力钢索卡片10。由于预应力钢索卡片10的作用，使得预应力钢索7及其保护塑料软管8牢牢地固定在预应力钢索固定板6上。通过焊缝4把预应力钢索固定板6与第一节预制桩2的预制桩的端板3焊牢。3)第二节预制桩准备及压桩作业:如图5所示，把预应力钢索7及其保护塑料软管8穿过第二节预制桩15的桩腔，把第二节预制桩15的端板3通过焊缝4与预应力钢索固定板6焊牢。待焊缝4冷却后进行压桩作业，直到第二节预制桩15露出地面5的长度在300 800mm。4)第三节预制桩准备及压桩作业:如图6所示，把预应力钢索7及其保护塑料软管8穿过第三节预制桩16的桩腔，把第二节预制桩15的端板3通过焊缝4与第三节预制桩16的端板3焊牢。待焊缝4冷却后进行压桩作业，直到第三节预制桩16露出地面5的长度在300 800mm。5)第四节预制桩压桩作业完成:如图7所示，把预应力钢索7及其保护塑料软管8穿过第四节预制桩17的桩腔，把第三节预制桩16的端板3通过焊缝4与第四节预制桩17的端板3焊牢。待焊缝4冷却后进行压桩作业，直到第四节预制桩17露出地面5的长度在300 800mm。6)最后一节预制桩压桩作业完成:如图7 9所示，借用专用的临时固定卡扣18把固定预应力钢索7及其保护塑料软管8于倒数第四节预制桩17的上部桩腔。具体的临时固定方式为:通过调松紧装置21的拧动使把松紧螺母22压紧松紧调节钢板23，进而使固定导杆19把固定桩腔摩阻片20压在第四节预制桩17的上部桩腔内壁，从而使预应力钢索7及其保护塑料软管8得到固定。采用牵引钢丝24牵引预应力钢索7及其保护塑料软管8的端部，并把牵引铁丝24穿过第五节 预制桩25的桩腔，并用十字钢筋38把牵引铁丝24固定在第五节预制桩25的上部端口。把第五节预制桩25与第四节预制桩17的端板3通过焊缝4焊接在一起，然后待焊缝冷却后压桩作业至桩的设计标高。7)基础的基坑土方开挖及承台等基础施工:如图10 12所示，开挖基坑土方至设计基坑开挖面26标高，进行第五节预制桩25多余部分的截除，截桩时要求临时固定好预应力钢索7及其保护塑料软管8，按设计标高施工砼垫层27。制作Φ50钢管31与灌桩顶桩芯挡板28，然后绑扎灌桩顶桩芯钢筋箍筋29和灌桩顶桩芯钢筋30，把此部分的整体放入第五节预制桩25的桩腔内，让预应力钢索7及其保护塑料软管8穿过保护的Φ50钢管31 ;然后施工灌桩顶桩芯砼32。浇筑承台33时要求留设预留预应力张拉凹槽34，把多余的保护塑料软管8截除。8)张拉桩芯的预应力钢索、锚固预应力钢索和塑料软管内压力灌注水泥浆:如图10 12所示，通过普通的张拉机械把预应力钢索7进行设计力量张拉，采用商业用的预应力钢索固定设备35进行预应力钢索7固定，然后在保护塑料软管8内灌注保护塑料软管内压力灌注水泥浆36，进行保护预应力钢索7不受腐蚀。9)张拉用的凹槽及预应力钢索固定设备保护轮烧筑:如图11 12所示，把多余的预应力钢索7截除；然后施工保护砼37，使保护砼37保护预应力钢索固定设备35，并让保护砼37填满预留预应力张拉凹槽34，确保保护砼37的表面与承台33面平齐。到此整个这种部分贯通的抗拉预应力桩芯施工完成。它能把各节桩侧的摩擦阻力较充分地应用，并且由于桩与承台整体性较好，它可以使桩的抗拉能力得到提升，从而实现让桩拥有较高的抗拔力。上述实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作对本实用新型的限定。只要是依据本实用新型的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本实用新型的权利要求的范围 内。
权利要求1.一种部分贯通的抗拉预应力桩芯，包括桩尖、多节预制桩，其特征在于，预制桩的中空部位设置有预应力钢索，预应力钢索一端与预制桩连接，另一端用于连接位于预应力桩芯上方的承台。
2.根据权利要求1所述的部分贯通的抗拉预应力桩芯，其特征在于，预制桩两端各设置有端板，第一节预制桩的一端板与桩尖通过焊缝焊接，第一节预制桩的另一端板通过焊缝焊接有预应力钢索固定板，预应力钢索穿过预应力钢索固定板的孔洞，并由锚固装置固定；第二节预制桩的一端板与预应力钢索固定板通过焊缝焊接。
3.根据权利要求1所述的部分贯通的抗拉预应力桩芯，其特征在于，倒数第二节预制桩中空部位的末端设置有固定卡扣，用于固定预应力钢索。
4.根据权利要求1所述的部分贯通的抗拉预应力桩芯，其特征在于，预应力钢索的端部连接有牵引钢丝的一端，牵引钢丝的另一端穿过最后一节预制桩，通过十字钢筋固定在最后一节预制桩的上部端口。
5.根据权利要求2所述的部分贯通的抗拉预应力桩芯，其特征在于，预应力钢索固定板的孔洞两端分别塞装有预应力钢索卡片，预应力钢索固定板上下表面均设置有卡片压紧板，卡片压紧板与预应力钢索卡片相顶抵，螺栓穿过预应力钢索固定板及卡片压紧板，螺栓两端安装有调节螺母，通过调节螺母压紧卡片压紧板，从而压紧预应力钢索卡片。
6.根据权利要求5所述的部分贯通的抗拉预应力桩芯，其特征在于，卡片压紧板与调节螺母间设置有垫片。
7.根据权利要求3所述的部分贯通的抗拉预应力桩芯，其特征在于，固定卡扣包括两段固定导杆、固定桩腔摩阻片、调松紧装置、两个松紧螺母、两片松紧调节钢板；两个松紧螺母分别设置在调松紧装置的两端，固定导杆的一端与松紧调节钢板固定安装，两段固定导杆安装有松紧调节钢板的一端分别置入调松紧装置的两端，一段固定导杆顶抵在预应力钢索上，另一段固定导杆顶抵在倒数第二节预制桩的内壁上，固定桩腔摩阻片设置在固定导杆与倒数第二节预制桩 的内壁间。
8.根据权利要求1至7任一项所述的部分贯通的抗拉预应力桩芯，其特征在于，预应力钢索外套装有保护软管，且保护软管与预应力钢索间存在空隙。
专利摘要本实用新型涉及一种部分贯通的抗拉预应力桩芯，包括桩尖、多节预制桩，预制桩的中空部位设置有预应力钢索，预应力钢索一端与预制桩连接，另一端用于连接位于预应力桩芯上方的承台。本实用新型所述的抗拉预应力桩芯实用可靠、取材方便、制作简单、使用方便、效果良好。它能对现有的静压桩的抗拔能力进行较大程度的提高，使建筑物的基础工程发挥整体稳定的效果。
文档编号E02D5/58GK203129134SQ20132013508
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月22日 优先权日2013年3月22日
发明者陈庆猛, 林奇, 庄景峰, 叶国希, 周占义, 章少剑 申请人:厦门特房建设工程集团有限公司