预应力混凝土基础桩
专利汇可以提供预应力混凝土基础桩专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及是先张预应 力 混凝土 桩的制造工艺和 基础 桩的施工方法。预先成型的 钢 筋骨架置入钢模，浇注按高强混凝土设计配合比搅拌的混凝土，经张拉 钢筋 ，离心成型和 蒸汽 养护脱模而成的预 应力 混凝土桩。制造方法简单，可以保证 质量 。使用本 专利 制造的桩，不仅可用于打入桩，也可用于埋入桩。由于混凝土的强度高，桩的贯穿力强，桩与桩之间连接方法简单方便，加上不同的长度和直径，可以适用于不同工程的需要。，下面是预应力混凝土基础桩专利的具体信息内容。
1.一种由离心成型和蒸汽养护而构成的预应力混凝土基础桩，其特征在于：(1)混凝土设计配合比：水泥 450kg/M3-600kg/M3砂率 0.27-0.35水灰比 0.28-0.36减水剂(占水泥用量) 0.5-2%，(2)离心机变速离心成型，其转速为300-1000转/分，(3)养护：一次养护，温度60-80℃，时间5-9小时，二次养护，高压蒸汽养护，温度180℃-200℃，时间5-8小时，浸水养护，温度20℃-25℃，时间12-16天，(4)桩(1)包括一组浇注在混凝土张拉钢筋[2]和一组用以固定桩(1)与钢套箍(5)的锚固杆(4)；(5)锚固杆(4)分布在桩(1)的两个端部，其长度为40厘米，直径为12毫米。(6)张拉钢筋(1)与锚固盘(6)是用镦头拉紧方式固定。
2.根据权利要求1所述的基础桩，其特征在于掺入一种粉状的减水剂。
3.一种由离心成型和蒸汽养护而构成的预应力混凝土基础桩的施工方法，其特征在于：（1）机械挖孔或冲孔，其直径不大于桩的直径，（2）泥浆护壁，（3）待深入到持力层要求的嵌固深度后，打入按设计要求截面的管桩，边打入边拼接，直至达到设计深度，（4）桩与桩之间的连接是在锚固盘预留坡口（7）处电焊，焊料填满预留坡口（7）。
4.根据权利要求1-3所述的基础桩，其特征在于基础桩的混凝土抗压强度为600kg/cm2-1000kg/cm2。
本发明涉及是先张预应力混凝土基础管桩的制造工艺和基础桩的施工方法。
目前在工矿企业、城市高层建筑、桥梁、港口码头，以及沿海地区的建筑工程中，为满足基础的承载能力，常采用桩基。由于工程的要求、基础地质的不同、以及施工技术水平等条件的限制，常采用灌注桩和打入桩。灌注桩又分为钻孔、冲孔和人工挖孔灌注桩。打入桩有预制混凝土方桩、预制混凝土管桩以及钢桩。钢桩有防锈的问题，尤其在地下水质恶劣的情况下使用受到限制。为了节省钢材、降低工程造价，目前国内外采用混凝土桩愈来愈普遍。为了提高混凝土桩承受打桩机的冲击力、提高桩的贯穿能力，即使在遇到复杂而坚固的地层也能够顺利穿过而不发生断桩现象。近年来国内外的工程师们在提高混凝土强度、用预应力钢筋制造预应力混凝土桩作了大量的研究工作。例如，日本专利79140585号专利，发明人为了提高混凝土的强度，在混凝土中掺混着按体积比1%左右的钢丝和为水泥重量的7-12%的添加剂，混凝土的抗压强度R28＝767kg/cm2。采用上述的措施，混凝土的抗压和抗拉强度都有所提高，但无疑增加了工程造价，而且制造工艺也相当复杂。又例如，荷兰专利73900号专利，发明人描述了一种可回收的预应力加劲件，此加劲件由一预应力加劲杆组成，并通过基础桩的中空孔内下部螺栓端导入一个固定在桩轴上的螺母旋紧，并有一个在驱入过程中承受桩上打桩机的冲击力的端头。这种结构是可以节省钢材，但是由于桩本身不含钢筋，这就给运输和施工过程增加许多道工序，同时所用的桩帽和桩靴的结构也相当复杂。
本发明的目的是提供一种预应力混凝土管桩的制造方法，旨在促进上述问题的解决，实现一种预应力混凝土管桩，它既可用做打入桩，又可做埋入基础桩。
本发明的任务是以如下方式完成的，预先成型的钢筋骨架放置在钢模里，浇注按高强混凝土设计配合比搅拌而成的混凝土混合料，然后张拉钢筋施加预应力，经离心机离心成型，蒸汽养护脱模后，预应力混凝土桩便算制成了。
本发明所用的高强混凝土设计配合比（按绝对体积法计算）是：水泥 450-600kg/M3砂率 0.27-0.35水灰比 0.28-0.36减水剂（占水泥用量） 0.5-2.0%为了简化操作工艺，方便现场施工，本配合比可以掺入一种粉状的减水剂。依据上述的设计配合比制作的混凝土抗压强度R28＝800kg/cm2至1000kg/cm2。
本发明采用先张预应力方法，利用离心机离心成型，其离心机转速为300-1000转/分。养护制度分为一次养护，其温度为60℃-80℃，养护时间为5-9小时;二次养护，可以采用高压蒸汽养护，其养护温度为180℃-200℃，时间为5-8小时，也可采用浸水养护，温度为20℃-25℃，时间为12-16天，两种方法同样可以达到预期的效果。依据上述预应力混凝土桩的制造方法，可以生产出预应力混凝土桩的系列产品，其截面尺寸由直径D为300毫米至1500毫米，长度L为6米至14米，以适用于不同工程和地质条件的需要。
依据本发明所制造的预应力混凝土桩，包括一组浇注在混凝土中张拉钢筋（2）和一组用以固定桩（1）与钢套箍（5）的锚固杆（4），均匀分布在桩（1）的两个端头，其长度为40厘米，直径为12毫米，它与钢套箍（4）的锚固盘（6）是用电焊牢固焊在一起，形成一个整体，张拉钢筋（2）与锚固盘（6）采用镦头拉紧方式固定。为了使桩（1）端部在承受过大轴压荷载情况下不发生局部裂缝，在桩（1）端部沿着L2长度范围内，加密螺旋箍筋（3），随着张拉钢筋（2）直径加粗，螺旋箍筋（3）的直径也相应的加粗。依据本发明所制造的预应力混凝土桩，可在现场用电焊拼接，适用不同工程和地质条件所需桩的长度。桩与桩的连接是依靠在锚固盘（6）的预留坡口（7）的位置上进行电焊，焊料填满锚固盘（6）的预留坡口（7），然后涂刷专用防锈蚀剂，以防在特别恶劣的地层或海水的腐蚀，焊缝强度大于桩本身的强度，实践经验证明用该焊接方法安全可靠。
此外，为了检验依据上述的制造方法所生产出的预应力混凝土桩的抗冲击力和穿透能力，在试验室里做如下的实验。用三根直径D＝500mm，长度L＝8m，混凝土设计抗压强度800kg/cm2的预应力混凝土桩，做弯曲性能试验。其试验结果与理论计算值进行比较，开裂弯矩理论计算值是根据TJ10-74规范公式：Mf＝（σhⅡ+γRSL）Wo计算而得。极限弯矩理论计算值是根据TJ10-74规范公式：Mp＝〔RWA (r1+r2)/2 +（Rys+σ′ya）Ayry〕 (Sinπα)/(π)计算而得。实验值与理论值的比较列于表1。
由此可以看出，极限弯矩的理论计算值和试验值是很接近的。由于预应力混凝土桩主要用做大型建筑物和构筑物的基础，桩的本身轴压承载能力是其重要性能之一，为检验桩的制造工艺，同样在试验室里利用三根直径D＝500mm，长度L＝3.5m，混凝土设计抗压强度为800kg/cm2，作桩的轴压承载能力试验。其试验结果破坏荷载为800吨。承载能力理论计算值是根据TJ10-74规范公式：Np＝φ（RaA+σ′yaAy′）＝798.5吨可见，承载能力理论计算值与试验值极其相接近的。从国内外大量实践经验证明，一般允许该试验所用桩的使用荷载不大于160吨，由此可知该桩的安全系数为5倍。
利用本发明生产的大直径管桩的拼接，以埋入桩的形式代替浇注桩，其施工程序是，先用机械挖孔或冲孔，其挖孔或冲孔的直径要不大于按设计要求的管桩直径，待深入到持力层要求的嵌固深度后，用打桩机打入按设计要求截面的管桩，边埋入边拼接，直至达到设计深度，如果需要，可以在管桩中空孔内回填砂卵石。该施工方法的目的是为了解决现场施工出现的问题。其一，可以减小打桩的冲击力，从而减小噪声;其二，解决在城市里建筑物密集情况或者由于工程需要基础桩过密的情况，为了减小桩与已有的建筑物或桩与桩之间因挤压力过大而造成的破坏。
本发明所提供的制造工艺，方法简单，便于操作，适用于现场生产，降低产品成本。由于混凝土强度高，桩的贯穿力强，而且桩与桩之间的连接方法简单可靠，加上不同长度和直径，可以适用不同工程的需要。
图1为预应力混凝土桩的构造图。图中：〔1〕预应力混凝土桩;〔2〕张拉钢筋;〔3〕螺旋箍筋;〔4〕锚固杆;〔5〕钢套箍;〔6〕钢套箍的锚固盘。
图2（a）为桩〔1〕与钢套箍〔5〕的连接构造图;图2（b）为钢套箍〔5〕与锚固杆的连接构造图;图2（c）为锚固盘的预留坡口〔7〕的放大构造图。
本发明的实施例：表2为三种高强混凝土的设计配合比。表3为三种管桩直径的张拉钢筋、螺旋箍筋、钢套箍、锚固盘和预留坡口的具体数据和尺寸。
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