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可回收预应钻孔灌注围护桩及其施工方法

阅读:1027发布:2020-05-29

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1.可回收预应钻孔灌注围护桩,其特征在于,包括:设置于桩孔内的筋笼,竖向间隔设置并连接于所述钢筋笼内侧的多根张拉后的预应力筋,连接于每根张拉后的预应力筋底端的固定端锚具,套设于所述固定端锚具外侧的多级式承压装置,以及灌注于桩孔的混凝土制成的桩体;
所述固定端锚具包括:
基座,其顶端设有同轴的柱状凹槽,且所述柱状凹槽内壁设有内螺纹
解锚,包括顶部设有环形卡槽的端盖,及垂直固接于所述端盖底部的螺杆,且螺杆的外螺纹与所述基座柱状凹槽的内螺纹相匹配;
弹簧,其套设于所述螺杆外侧;
锚环,其设有贯通的锥形孔,且所述锥形孔直径渐宽的一端靠近所述解锚锁,所述张拉后的预应力筋贯穿所述锥形孔;
夹片组,它包括至少两个夹片,所述夹片组设置于所述锚环和所述解锚锁之间并套设于所述张拉后的预应力筋外侧,圆锥形的夹片组的直径渐宽的一端卡扣于所述解锚锁的环形卡槽并固接,所述夹片组的另一端设置于所述锚环的锥形孔内,所述夹片与所述预应力筋相接触的表面设有锯齿,所述夹片组远离锚环移动时放松所述张拉后的预应力筋,所述夹片组靠近锚环移动时咬紧所述张拉后的预应力筋;
封闭罩,其为设置于所述锚环和所述基座之间的筒体,所述解锚锁、弹簧和夹片组位于所述封闭罩的内腔,所述封闭罩顶部与所述锚环螺纹连接,所述封闭罩底部与所述基座固接,且所述封闭罩内腔注满密封材料。
2.根据权利要求1所述的可回收预应力钻孔灌注围护桩,其特征在于:所述待张拉的预应力筋外侧安装钢套管,所述钢套管的底端贯穿所述多级式承压装置的承压板与所述锚环顶部螺纹连接,且所述钢套管底部内嵌有橡胶密封圈,所述钢套管顶端与所述待张拉的预应力筋连接。
3.根据权利要求2所述的可回收预应力钻孔灌注围护桩,其特征在于:所述钢套管顶部还设有与其连通的增压和压力表。
4.根据权利要求2所述的可回收预应力钻孔灌注围护桩,其特征在于:所述钢套管外侧沿其长度方向设有贯通的至少一加劲肋,且所述加劲肋上间隔设置多个定位孔,多个U形的卡箍依次垂直贯穿所述加劲肋的多个定位孔并套设于所述钢套管外侧,且所述卡箍的两端固接于所述钢筋笼。
5.根据权利要求1所述的可回收预应力钻孔灌注围护桩,其特征在于:所述多级式承压装置包括沿所述待张拉的预应力筋轴线间隔设置的至少两个承压组件,每个所述承压组件包括与所述待张拉的预应力筋轴线垂直设置的承压板、设置于所述承压板顶部且与其外轮廓相匹配的承压螺旋筋,以及设置于所述承压螺旋筋内侧并与所述承压板顶部螺纹连接的多根连接杆,相邻两个承压组件通过连接杆螺栓连接为一体,所述固定端锚具设置于位于最底部的两个承压组件之间,两个所述承压组件由下至上分别为第一承压组件和第二承压组件,其中,所述第一承压组件的承压板位于所述固定端锚具的底部,所述第二承压组件的承压板设置于所述固定端锚具的锚环顶部,且所述第二承压组件的承压板上设有供待张拉的预应力筋穿越的通孔,两块所述承压板通过均布的多根连接杆螺栓连接为一体,所述待张拉的预应力筋由上至下依次穿过所述第二承压组件的承压螺旋筋及承压板,所述待张拉的预应力筋的底端夹持于所述固定端锚具的夹片组。
6.根据权利要求5所述的可回收预应力钻孔灌注围护桩,其特征在于:所述第一承压组件和所述第二承压组件的两块承压板的间距D大于等于500mm。
7.如权利要求1至6任一项所述可回收预应力钻孔灌注围护桩的施工方法,其特征在于,步骤如下:
S1:在多根待张拉的预应力筋底端安装固定端锚具及多级式承压装置,所述固定端锚具的解锚锁的螺杆套设弹簧后螺纹连接于基座的柱状凹槽,夹片组的直径渐宽的一端卡扣于解锚锁的环形卡槽并固接,所述夹片组的另一端嵌入锚环的锥形孔内,所述封闭罩底端与所述基座固接,其顶端螺纹连接于所述锚环,所述待张拉的预应力筋由上至下依次贯穿所述锚环及所述夹片组,逆时针旋转所述待张拉的预应力筋,通过所述夹片组带动所述解锚锁旋出所述基座,所述弹簧复位并推动所述夹片组嵌入锚环锥形孔,使得所述夹片组夹持所述待张拉的预应力筋;
S2:在所述桩孔内组装钢筋笼并同步下放所述待张拉的预应力筋,多根所述待张拉的预应力筋在下放过程中按照设计位置分别竖向固定于所述钢筋笼内侧;
S3:向柱孔内灌注混凝土,待混凝土达到设计要求的强度后,在所述待张拉的预应力筋顶端安装张拉端锚具对其进行预应力张拉;
S4:待地下结构整体施工完成后,顺时针旋转张拉后的预应力筋,通过所述夹片组带动所述解锚锁旋入基座,所述弹簧受压,所述夹片组下移直至与所述张拉后的预应力筋脱离,完成对所述张拉后的预应力筋的完全解锚,拔出所述张拉后的预应力筋并回收。
8.根据权利要求7所述的施工方法,其特征在于:所述步骤S1还包括,在所述待张拉的预应力筋外侧安装钢套管,所述钢套管的底端贯穿所述多级式承压装置的承压板与所述锚环顶部螺纹连接,且所述钢套管底部内嵌有橡胶密封圈,所述钢套管顶端与所述待张拉的预应力筋连接,所述钢套管顶部还设有与其连通的增压泵和压力表。
9.根据权利要求8所述的施工方法,其特征在于:所述步骤S2中,所述待张拉的预应力筋安装完成后,密封所述钢套管,通过所述增压泵对所述钢套管内腔进行空气增压;所述步骤S3中,向柱孔内灌注混凝土过程中,实时监测所述压力表数值的变化判断所述钢套管内腔是否有渗漏现象并及时处理,在槽段混凝土达到设计要求的强度后且张拉预应力筋之前,切割所述钢套管至其与槽段混凝土表面平齐,使所述待张拉的预应力筋顶端外露于所述钢筋笼一工作长度段,将张拉端锚具安装于所述待张拉的预应力筋顶端并对其实施预应力张拉。
10.根据权利要求7所述的施工方法,其特征在于:所述步骤S1还包括,所述钢套管外侧沿其长度方向设有贯通的至少一块加劲肋,且所述加劲肋上间隔设置多个定位孔,多个U形的卡箍依次垂直贯穿所述加劲肋的多个定位孔并套设于所述钢套管外侧,且所述卡箍的两端固接于所述钢筋笼。

说明书全文

可回收预应钻孔灌注围护桩及其施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑工程技术领域,特别涉及一种可回收预应力钻孔灌注围护桩及其施工方法。

背景技术

[0002] 预应力钻孔灌注围护桩的应用提高了桩体的结构性能,并降低了普通筋的用量,尤其采用可回收预应力技术之后,通过对桩体内预应力筋的回收再利用,减少了地下建筑垃圾的留置量,降低了原材料成本;然而,由于现有的预应力钻孔灌注围护桩采用了普通钢筋和预应力筋混合的配筋方式,因此,采用常规可回收预应力结构和施工方法,即使回收完成后仍有大量钢筋留置于地下成为永久性建筑垃圾,不利于环保;而且,预应力钻孔灌注围护桩的钢筋笼(又称钢筋骨架)整体制作完成后需经吊装进入桩孔内才能进行后续施工,整个施工过程需使用大型机械设备配合才能完成,不但占用施工场地,而且工作效率低。

发明内容

[0003] 针对采用现有可回收预应力结构和施工方法,地下仍留置大量钢筋成为永久性建筑垃圾,而且,施工过程过于依赖大型机械设备,占用施工场地且影响工作效率的问题。本发明的目的是提供一种可回收预应力钻孔灌注围护桩及其施工方法,采用的固定端锚具是能够实现单根预应力筋解锚和紧锚的一体化复合锚具,构造简单,操作方便,可实现预应力筋全部卸荷并回收,大幅减少了地下钢筋的留置量,具有很好的经济效益和社会效益,而且,在桩孔内采用边下放边组装的方式同步安装钢筋笼和待张拉的预应力筋,实现钢筋笼和待张拉的预应力筋的无吊装施工。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:可回收预应力钻孔灌注围护桩,其特征在于,包括:设置于桩孔内的钢筋笼,竖向间隔设置并连接于所述钢筋笼内侧的多根张拉后的预应力筋,连接于每根张拉后的预应力筋底端的固定端锚具,套设于所述固定端锚具外侧的多级式承压装置,以及灌注于桩孔的混凝土制成的桩体;
[0005] 所述固定端锚具包括:
[0006] 基座,其顶端设有同轴的柱状凹槽,且所述柱状凹槽内壁设有内螺纹
[0007] 解锚,包括顶部设有环形卡槽的端盖,及垂直固接于所述端盖底部的螺杆,且螺杆的外螺纹与所述基座柱状凹槽的内螺纹相匹配;
[0008] 弹簧,其套设于所述螺杆外侧;
[0009] 锚环,其设有贯通的锥形孔,且所述锥形孔直径渐宽的一端靠近所述解锚锁,所述张拉后的预应力筋贯穿所述锥形孔;
[0010] 夹片组,它包括至少两个夹片,所述夹片组设置于所述锚环和所述解锚锁之间并套设于所述张拉后的预应力筋外侧,圆锥形的夹片组的直径渐宽的一端卡扣于所述解锚锁的环形卡槽并固接,所述夹片组的另一端设置于所述锚环的锥形孔内,所述夹片与所述预应力筋相接触的表面设有锯齿,所述夹片组远离锚环移动时放松所述张拉后的预应力筋,所述夹片组靠近锚环移动时咬紧所述张拉后的预应力筋;
[0011] 封闭罩,其为设置于所述锚环和所述基座之间的筒体,所述解锚锁、弹簧和夹片组位于所述封闭罩的内腔,所述封闭罩顶部与所述锚环螺纹连接,所述封闭罩底部与所述基座固接,且所述封闭罩内腔注满密封材料。
[0012] 优选的,所述待张拉的预应力筋外侧安装钢套管,所述钢套管的底端贯穿所述多级式承压装置的承压板与所述锚环顶部螺纹连接,且所述钢套管底部内嵌有橡胶密封圈,所述钢套管顶端与所述待张拉的预应力筋连接。
[0013] 优选的,所述钢套管顶部还设有与其连通的增压和压力表。
[0014] 优选的,所述钢套管外侧沿其长度方向设有贯通的至少一加劲肋,且所述加劲肋上间隔设置多个定位孔,多个U形的卡箍依次垂直贯穿所述加劲肋的多个定位孔并套设于所述钢套管外侧,且所述卡箍的两端固接于所述钢筋笼。
[0015] 优选的,所述多级式承压装置包括沿所述待张拉的预应力筋轴线间隔设置的至少两个承压组件,每个所述承压组件包括与所述待张拉的预应力筋轴线垂直设置的承压板、设置于所述承压板顶部且与其外轮廓相匹配的承压螺旋筋,以及设置于所述承压螺旋筋内侧并与所述承压板顶部螺纹连接的多根连接杆,相邻两个承压组件通过连接杆螺栓连接为一体,所述固定端锚具设置于位于最底部的两个承压组件之间,两个所述承压组件由下至上分别为第一承压组件和第二承压组件,其中,所述第一承压组件的承压板位于所述固定端锚具的底部,所述第二承压组件的承压板设置于所述固定端锚具的锚环顶部,且所述第二承压组件的承压板上设有供待张拉的预应力筋穿越的通孔,两块所述承压板通过均布的多根连接杆螺栓连接为一体,所述待张拉的预应力筋由上至下依次穿过所述第二承压组件的承压螺旋筋及承压板,所述待张拉的预应力筋的底端夹持于所述固定端锚具的夹片组。
[0016] 优选的,所述第一承压组件和所述第二承压组件的两块承压板的间距D大于等于500mm。
[0017] 另外,本发明还提供了一种可回收预应力钻孔灌注围护桩的施工方法,步骤如下:
[0018] S1:在多根待张拉的预应力筋底端安装固定端锚具及多级式承压装置,所述固定端锚具的解锚锁的螺杆套设弹簧后螺纹连接于基座的柱状凹槽,夹片组的直径渐宽的一端卡扣于解锚锁的环形卡槽并固接,所述夹片组的另一端嵌入锚环的锥形孔内,所述封闭罩底端与所述基座固接,其顶端螺纹连接于所述锚环,所述待张拉的预应力筋由上至下依次贯穿所述锚环及所述夹片组,逆时针旋转所述待张拉的预应力筋,通过所述夹片组带动所述解锚锁旋出所述基座,所述弹簧复位并推动所述夹片组嵌入锚环锥形孔,使得所述夹片组夹持所述待张拉的预应力筋;
[0019] S2:在所述桩孔内组装钢筋笼并同步下放所述待张拉的预应力筋,多根所述待张拉的预应力筋在下放过程中按照设计位置分别竖向固定于所述钢筋笼内侧;
[0020] S3:向柱孔内灌注混凝土,待混凝土达到设计要求的强度后,在所述待张拉的预应力筋顶端安装张拉端锚具对其进行预应力张拉;
[0021] S4:待地下结构整体施工完成后,顺时针旋转张拉后的预应力筋,通过所述夹片组带动所述解锚锁旋入基座,所述弹簧受压,所述夹片组下移直至与所述张拉后的预应力筋脱离,完成对所述张拉后的预应力筋的完全解锚,拔出所述张拉后的预应力筋并回收。
[0022] 优选的,所述步骤S1还包括,在所述待张拉的预应力筋外侧安装钢套管,所述钢套管的底端贯穿所述多级式承压装置的承压板与所述锚环顶部螺纹连接,且所述钢套管底部内嵌有橡胶密封圈,所述钢套管顶端与所述待张拉的预应力筋连接,所述钢套管顶部还设有与其连通的增压泵和压力表。
[0023] 优选的,所述步骤S2中,所述待张拉的预应力筋安装完成后,密封所述钢套管,通过所述增压泵对所述钢套管内腔进行空气增压;所述步骤S3中,向柱孔内灌注混凝土过程中,实时监测所述压力表数值的变化判断所述钢套管内腔是否有渗漏现象并及时处理,在槽段混凝土达到设计要求的强度后且张拉预应力筋之前,切割所述钢套管至其与槽段混凝土表面平齐,使所述待张拉的预应力筋顶端外露于所述钢筋笼一工作长度段,将张拉端锚具安装于所述待张拉的预应力筋顶端并对其实施预应力张拉。
[0024] 优选的,所述步骤S1还包括,所述钢套管外侧沿其长度方向设有贯通的至少一块加劲肋,且所述加劲肋上间隔设置多个定位孔,多个U形的卡箍依次垂直贯穿所述加劲肋的多个定位孔并套设于所述钢套管外侧,且所述卡箍的两端固接于所述钢筋笼。
[0025] 本发明的效果在于:
[0026] 本发明的可回收预应力钻孔灌注围护桩,在钢筋笼内侧安装多个底部连接有固定端锚具和多级式承压装置的待张拉的预应力筋,固定端锚具由下至上依次为基座、解锚锁、弹簧、夹片组、锚环及设置于外侧的封闭罩,解锚锁的螺杆外套设弹簧后,其底端螺纹连接于基座的柱状凹槽,夹片组的直径渐宽的一端连接于解锚锁的端盖,夹片组的另一端嵌入锚环锥形孔内,设置于基座和锚环之间的封闭罩用于封闭解锚锁、弹簧及夹片组,待张拉的预应力筋依次贯穿锚环及夹片组,逆时针转动待张拉的预应力筋,通过夹片组带动解锚锁旋出基座,弹簧复位并推动夹片组嵌入锚环锥形孔,使得夹片组能够对待张拉的预应力筋有效夹持,桩体混凝土浇筑完成并达到设计要求的强度后,利用安装于待张拉的预应力筋顶端的张拉端锚具对其实施预应力张拉,张拉后的预应力筋在地下结构施工过程中承受荷载,待地下结构整体施工完成后,顺时针转动张拉后的预应力筋,通过夹片组带动解锚锁旋入基座,弹簧受压,使得夹片组下移并逐渐脱离锚环的束缚,直至预应力筋完全解锚,拔出预应力筋完成回收;本发明的可回收预应力钻孔灌注围护桩具有以下有益效果:
[0027] 1、利用预应力筋逆时针或顺时针方向旋转,间接带动固定端锚具的解锚锁旋出或旋入基座的柱状凹槽,实现夹片组对预应力筋的紧锚或解锚,因此,该固定端锚具是可实现单根预应力筋解锚和紧锚的一体化复合锚具,构造简单,安装操作方便,而且自重轻,适合不同工况条件下的预应力筋安装,极大地提高了可回收预应力技术的应用范围,尤其适合预应力钻孔灌注围护桩这种截面面积小,对预应力筋固定端锚具体积有一定要求限制的情况;
[0028] 2、作为钻孔灌注围护桩的桩体主筋全部采用可回收的预应力筋,地下结构整体施工完成后,预应力筋全部卸荷并回收,大幅减少了地下钢筋的留置量,具有很好的经济效益和社会效益;
[0029] 3、利用多级式承压装置解决了预应力筋底部固定端锚具处因承压混凝土不密实而影响锚固效果的问题,避免因混凝土局部缺陷而产生锚固失效险,而且,多级式前置承压板可通过自重可将柔性预应力筋带入桩孔内,起到了辅助定位和辅助安装的作用。
[0030] 本发明的可回收预应力钻孔灌注围护桩的施工方法,首先,在待张拉的预应力筋底部安装固定端锚具及多级式承压装置,随后,通过在桩孔内边下放边组装的方式进行钢筋笼和待张拉的预应力筋的安装,多根待张拉的预应力筋在下放过程中按照设计位置分别竖向固定于钢筋笼内侧,待桩内的浇捣混凝土达到设计要求的强度后,在待张拉的预应力筋顶端安装张拉端锚具对其进行预应力张拉,张拉后的预应力筋在地下结构施工过程中承受荷载,待地下结构整体施工完成后,对张拉后的预应力筋实施卸荷并回收;由于具有可回收预应力筋的钻孔灌注围护桩将张拉后的预应力筋作为主筋从而形成柔性的钢筋骨架,并在桩孔内采用边下放边组装的方式同步安装钢筋笼和待张拉的预应力筋,实现钢筋笼和待张拉的预应力筋的无吊装施工,无需依赖大型吊装设备,施工操作灵活方便,并提高了施工效率,而且,待张拉的预应力筋是在下放于桩孔的过程中按设计位置固定于钢筋笼,待张拉的预应力筋的线型定位更准确,且便于施工人员控制及调整,不但保证了预应力的施工效果,而且便于回收张拉后的预应力筋。附图说明
[0031] 图1为本发明的可回收预应力钻孔灌注围护桩一实施例中预应力筋与固定端锚具、多级式承压装置的连接关系示意图;
[0032] 图2为本发明的可回收预应力钻孔灌注围护桩一实施例的固定端锚具的分解示意图;
[0033] 图3为本发明的可回收预应力钻孔灌注围护桩一实施例的固定端锚具的纵向剖面图;
[0034] 图4为本发明的可回收预应力钻孔灌注围护桩一实施例的固定端锚具的立体图;
[0035] 图5为本发明的可回收预应力钻孔灌注围护桩一实施例的管道顶盖的结构示意图;
[0036] 图6为本发明的可回收预应力钻孔灌注围护桩一实施例中钢套管通过卡箍连接于钢筋笼的示意图;
[0037] 图7为本发明的可回收预应力钻孔灌注围护桩一实施例的结构示意图。
[0038] 图中标号如下:
[0039] 预应力筋1;钢绞线1a;护套管1b;钢套管3;
[0040] 固定端锚具10;基座11;柱状凹槽11a;解锚锁12;端盖12a;螺杆12b;弹簧14;夹片组15;锚环16;封闭罩17;
[0041] 多级式承压装置20;承压板一21;承压螺旋筋一22;承压板二21′;承压螺旋筋二22′;连接杆23;
[0042] 加劲肋31;定位孔32;管道顶盖33;支管34;仪表连接支路35;卡箍36;钢筋笼40。

具体实施方式

[0043] 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便,下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致,但这不能成为本发明技术方案的限制。
[0044] 结合图1至图7说明本发明的可回收预应力钻孔灌注围护桩,它包括:设置于桩孔内的钢筋笼40,竖向间隔设置并连接于所述钢筋笼40内侧的多根张拉后的预应力筋1,连接于每根张拉后的预应力筋1底端的固定端锚具10,套设于固定端锚具10外侧的多级式承压装置20,以及灌注于桩孔的混凝土制成的桩体;
[0045] 如图2和图3所示,固定端锚具10包括:
[0046] 基座11,其顶端设有同轴的柱状凹槽11a,且柱状凹槽11a内壁设有内螺纹;
[0047] 解锚锁12,包括顶部设有环形卡槽的端盖12a,及垂直固接于端盖12a底部的螺杆12b,且螺杆12b的外螺纹与基座11柱状凹槽11a的内螺纹相匹配;
[0048] 锚环16,其设有贯通的锥形孔,且锥形孔直径渐宽的一端靠近解锚锁12,张拉后的预应力筋1贯穿锥形孔;
[0049] 夹片组15,其设置于锚环16和解锚锁12之间并套设于张拉后的预应力筋1外侧,它包括至少两个夹片,圆锥形的夹片组15的直径渐宽的一端卡扣于解锚锁12的环形卡槽并固接,夹片组15的另一端嵌入锚环16的锥形孔内,夹片与张拉后的预应力筋1相接触的表面设有锯齿,夹片组15远离锚环16移动时放松张拉后的预应力筋1,夹片组15靠近锚环16移动时咬紧张拉后的预应力筋1;
[0050] 封闭罩17,其为设置于锚环16和基座11之间的筒体,夹片组15和解锚锁12位于封闭罩17的内腔,封闭罩17顶部与锚环16螺纹连接,其底部与基座11固接,且锚环16的螺纹上还缠绕有生料带,以实现封闭罩17与锚环16连接位置的密封,为防止固定端锚具10漏浆和锈蚀,上述封闭罩17内腔注满密封材料以确保固定端锚具10的整体封闭效果,密封材料可采用黄油等材料。实施例的张拉后的预应力筋1自内而外为钢绞线1a和HDPE护套管1b,钢绞线1a直径15.2mm,护套管1b外径22mm,护套管1b壁厚≥1.8mm。
[0051] 本发明的可回收预应力钻孔灌注围护桩,在钢筋笼40内侧安装多个底部连接有固定端锚具10和多级式承压装置20的待张拉的预应力筋1,固定端锚具10由下至上依次为基座11、解锚锁12、弹簧14、夹片组15、锚环16及设置于外侧的封闭罩17,解锚锁12的螺杆12b外套设弹簧14后,其底端螺纹连接于基座11的柱状凹槽11a,夹片组15的直径渐宽的一端连接于解锚锁12的端盖12a,夹片组15的另一端嵌入锚环16锥形孔内,设置于基座11和锚环16之间的封闭罩17用于封闭解锚锁12、弹簧14及夹片组15,待张拉的预应力筋1依次贯穿锚环16及夹片组15,逆时针转动待张拉的预应力筋1,通过夹片组15带动解锚锁12旋出基座11,弹簧14复位并推动夹片组15嵌入锚环16锥形孔,使得夹片组15能够对待张拉的预应力筋1有效夹持,桩体混凝土浇筑完成并达到设计要求的强度后,利用安装于待张拉的预应力筋1顶端的张拉端锚具对其实施预应力张拉,张拉后的预应力筋1在地下结构施工过程中承受荷载,待地下结构整体施工完成后,顺时针转动张拉后的预应力筋1,通过夹片组15带动解锚锁12旋入基座11,弹簧14受压,使得夹片组15下移并逐渐脱离锚环16的束缚,直至预应力筋1完全解锚,拔出预应力筋1完成回收;本发明的可回收预应力钻孔灌注围护桩具有以下有益效果:
[0052] 1、利用预应力筋1逆时针或顺时针方向旋转,间接带动固定端锚具10的解锚锁12旋出或旋入基座11的柱状凹槽11a,实现夹片组15对预应力筋1的紧锚或解锚,因此,该固定端锚具10是可实现单根预应力筋1解锚和紧锚的一体化复合锚具,构造简单,安装操作方便,而且自重轻,适合不同工况条件下的预应力筋1安装,极大地提高了可回收预应力技术的应用范围,尤其适合预应力钻孔灌注围护桩这种截面面积小,对预应力筋1固定端锚具10体积有一定要求限制的情况;
[0053] 2、作为钻孔灌注围护桩的桩体主筋全部采用可回收的预应力筋1,地下结构整体施工完成后,预应力筋1全部卸荷并回收,大幅减少了地下钢筋的留置量,具有很好的经济效益和社会效益;
[0054] 3、利用多级式承压装置20解决了预应力筋1底部固定端锚具10处因承压混凝土不密实而影响锚固效果的问题,避免因混凝土局部缺陷而产生锚固失效风险,而且,多级式前置承压板可通过自重可将柔性预应力筋1带入桩孔内,起到了辅助定位和辅助安装的作用。
[0055] 由于预应力筋1管道延伸至地下深达30m,采用常规技术无法确保其密封性,造成因漏浆或管道承压能力不足,进而导致预应力筋1无法回收或达不到预期回收效果,为此,如图1、图2和图5所示,张拉后的预应力筋1外部还套设有钢套管3,钢套管3底端穿过承压板与锚环16顶部螺纹连接,且钢套管3底部内嵌有橡胶密封圈,钢套管3顶端与张拉后的预应力筋1外部的护套管1b连接,钢套管3的设置为柔性的预应力筋1增加了一层保护屏障,避免预应力筋1在施工过程中发生损坏。
[0056] 请继续参考图5,钢套管3顶部还设有与其连通的增压泵和压力表(图中未示出),施工人员通过增压泵向钢套管3内腔加气增压来增加其刚度,解决了传统预应力筋因柔性过大而不能作为混凝土结构主筋的问题;而且,钢套管3内腔加气后,在混凝土浇捣施工过程中,施工人员通过实时监测压力表数值的变化能够准确判断钢套管内腔是否有渗漏现象并及时处理,以保障施工安全,进而保证张拉后的预应力筋1能够顺利卸荷及回收。具体而言,钢套管3顶部固接一管道顶盖33,管道顶盖33上设有与其连通的支管34,用于连接增压泵,支管34上还设有仪表连接支路35,仪表连接支路35用于连接压力表。
[0057] 如图5和图6所示,为了将预应力筋1稳定固定于钢筋笼40,钢套管3外侧沿其长度方向设有至少一块加劲肋31,且加劲肋31上间隔设置多个定位孔32,多个U形卡箍36垂直贯穿加劲肋31上的定位孔32并套设于钢套管3外侧,U形卡箍36的两端固接于钢筋笼40的箍筋。优选的,本实施例钢套管3外侧沿径向设有两块加劲肋31,U形卡箍36依次垂直贯穿两块加劲肋31的定位孔32并固接于钢筋笼40,使得钢套管3能够更加稳定可靠地支撑于钢筋笼40。
[0058] 如图1所示,上述多级式承压装置20包括沿所述预应力筋1轴线设置的至少两个承压组件,所述固定端锚具10设置于位于最底部的两个承压组件之间,两个所述承压组件由下至上分别为第一承压组件和第二承压组件,每个所述承压组件包括与预应力筋1轴线垂直设置的承压板、设置于所述承压板顶部的承压螺旋筋,以及沿圆周方向垂直连接于所述承压板的多个连接杆23,且承压螺旋筋与承压板的外轮廓相匹配;第一承压组件的承压板一21位于固定端锚具10的底部,第二承压组件的承压板二21′设置于固定端锚具10的锚环16顶部,第二承压组件的承压板二21′上设有供预应力筋1穿越的通孔,圆形或三形的承压板一21和承压板二21′上均沿圆周方向均布三个螺栓孔,两块承压板通过均布的三根连接杆23螺栓连接为一体,预应力筋1由上至下依次穿过第二承压组件的承压螺旋筋二22′及承压板二21′,预应力筋1的底端夹持于固定端锚具10的夹片组15,由于第二承压组件上方不再设置承压组件,故略去第二承压组件的连接杆23,如果设置三个以上的多个承压组件,则多个承压组件沿预应力筋1轴线方向由连接杆23依次连接为一体。通过在固定端锚具10外套设多级式承压装置20,预应力筋1和承压板的轴心位于同一直线,预应力筋1受拉时其反向压力能够分散至底部的承压板一21,确保固定端锚具10对预应力筋1的锚固效果,承压螺旋筋可以提高固定端锚具10锚后混凝土的抗压强度,防止锚后混凝土在张拉力作用下发生局部破坏。
[0059] 更佳的,承压板一21和承压板二21′之间的间距D大于等于500mm,保证固定端锚具10底部具有足够的混凝土保护层,而且,位于固定端锚具10侧面的混凝土保护层的厚度不小于80mm。
[0060] 结合图1至图7说明本发明的可回收预应力钻孔灌注围护桩的施工方法,具体步骤如下:
[0061] S1:在多根待张拉的预应力筋1的底端安装固定端锚具10及多级式承压装置20,固定端锚具10的解锚锁12的螺杆12b套设弹簧14后螺纹连接于基座11的柱状凹槽11a,夹片组15的直径渐宽的一端卡扣于解锚锁12的环形卡槽并固接,夹片组15的另一端嵌入锚环16的锥形孔内,封闭罩17底端与基座11固接,其顶端螺纹连接于锚环16,待张拉的预应力筋1由上至下依次贯穿锚环16及夹片组15,逆时针转动待张拉的预应力筋1,通过夹片组15带动解锚锁12旋出基座11,弹簧14复位并推动夹片组15嵌入锚环16锥形孔,使得夹片组15夹持待张拉的预应力筋1;
[0062] S2:在桩孔内组装钢筋笼40并同步下放待张拉的预应力筋1,多根待张拉的预应力筋1在下放过程中按照设计位置分别竖向固定于钢筋笼40内侧;
[0063] S3:向柱孔内灌注混凝土,待混凝土达到设计要求的强度后,在待张拉的预应力筋1顶端安装张拉端锚具对其进行预应力张拉;
[0064] S4:在地下结构施工至±0.000,并且地下结构整体施工完成后,采用双作用穿心千斤顶配合退锚器卸除张拉端锚具,完成对张拉后的预应力筋1的卸荷,顺时针旋转张拉后的预应力筋1,通过夹片组15带动解锚锁12下端螺杆12b旋入基座11的柱状凹槽11a,弹簧14受压,夹片组15在下移过程中逐渐脱离锚环16锥形孔的束缚,夹片组15对张拉后的预应力筋1的夹持能力开始减弱,直至与张拉后的预应力筋1脱离后完成完全解锚,最后,采用人力将张拉后的预应力筋1拔出固定端锚具10后,完成预应力筋1的回收。本实施例的张拉端锚具的具体结构及连接关系为现有技术,此处不再赘述。
[0065] 本发明的可回收预应力钻孔灌注围护桩的施工方法,首先,在待张拉的预应力筋1底部安装固定端锚具10及多级式承压装置20,随后,通过在桩孔内边下放边组装的方式进行钢筋笼40和待张拉的预应力筋1的安装,多根待张拉的预应力筋1在下放过程中按照设计位置分别竖向固定于钢筋笼40内侧,待桩内的浇捣混凝土达到设计要求的强度后,在待张拉的预应力筋1顶端安装张拉端锚具对其进行预应力张拉,张拉后的预应力筋1在地下结构施工过程中承受荷载,待地下结构整体施工完成后,对张拉后的预应力筋1实施卸荷并回收;由于具有可回收预应力筋1的钻孔灌注围护桩将张拉后的预应力筋1作为主筋从而形成柔性的钢筋骨架,并在桩孔内采用边下放边组装的方式同步安装钢筋笼40和待张拉的预应力筋1,实现钢筋笼40和待张拉的预应力筋1的无吊装施工,无需依赖大型吊装设备,施工操作灵活方便,并提高了施工效率,而且,待张拉的预应力筋1是在下放于桩孔的过程中按设计位置固定于钢筋笼40,待张拉的预应力筋1的线型定位更准确,且便于施工人员控制及调整,不但保证了预应力的施工效果,而且便于回收张拉后的预应力筋1。
[0066] 如图5和图6所示,所述步骤S1还包括,在待张拉的预应力筋1外侧安装钢套管3,钢套管3的底端贯穿多级式承压装置20的承压板与锚环16顶部螺纹连接,且钢套管3底部内嵌有橡胶密封圈,钢套管3顶部还设有与其连通的增压泵和压力表,具体而言,钢套管3顶端与待张拉的预应力筋1连接,钢套管3顶部固接有管道顶盖33,与管道顶盖33连通的支管34上连接一增压泵,待张拉的预应力筋1安装完成后,密封钢套管3并对其进行空气增压,且压力为0.3~0.5MPa;然后,步骤S2中,张拉的预应力筋1安装完成后,密封钢套管3,通过增压泵对钢套管3内腔进行空气增压;步骤S3中,向柱孔内灌注混凝土过程中,实时监测压力表数值的变化判断钢套管3内腔是否有渗漏现象并及时处理,在槽段混凝土达到设计要求的强度后且张拉预应力筋1之前,切割钢套管3至其与桩体混凝土表面平齐,使待张拉的预应力筋1顶端外露于钢筋笼40至少1m的工作长度段,将张拉端锚具安装于待张拉的预应力筋1顶端并对其实施预应力张拉,张拉采用单孔前卡式双作用穿心千斤顶以及高压油泵,并配备0.4级抗震压力表,张拉控制应力取为不大于0.60倍钢绞线1a的强度标准值。钢套管3的设置为柔性的预应力筋1增加了一层保护屏障,避免预应力筋1在施工过程中发生损坏,而且通过对钢套管3内腔增压的方式来增加其刚度,从而解决了预应力筋11柔性过大而不适合作为混凝土结构主筋的问题,并保证张拉后的预应力筋1能够顺利卸荷及回收。
[0067] 为了将待张拉的预应力筋1稳定固定于钢筋笼40,如图5和图6所示,所述步骤S1还包括,钢套管3外侧沿其长度方向设有贯通的至少一块加劲肋31,且加劲肋31上间隔设置多个定位孔32,多个U形的卡箍36依次垂直贯穿加劲肋31的多个定位孔32并套设于钢套管3外侧,卡箍36的两端固接于钢筋笼40的箍筋。优选的,本实施例钢套管3外侧沿径向设有两块加劲肋31,卡箍36依次垂直贯穿两块加劲肋31的定位孔32并固接于钢筋笼40,使得钢套管3能够更加稳定可靠地支撑于钢筋笼40。
[0068] 上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求范围。
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