專利名稱：部分粘接預(yù)應(yīng)力抗拔抗浮樁及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑地基基礎(chǔ)樁及其施工方法，特別涉及一種部分粘接預(yù)應(yīng)力抗拔浮樁及其成樁方法，能廣泛適用于抗拔(浮)樁、基礎(chǔ)樁、護(hù)坡樁。
背景技術(shù)：
在電力、石油、通訊、交通設(shè)施及高層建筑中，往往采用樁基以承受較大的上拔荷載，典型的結(jié)構(gòu)物有1、地下建筑物諸如地下車庫(kù)、飛機(jī)庫(kù)、地下室、船塢、泵房、船閘等，在這些構(gòu)筑物下設(shè)置的樁，往往承受較大的浮托力。
2、承受巨大水平荷載的叉樁結(jié)構(gòu)，如碼頭、橋臺(tái)、擋土墻下的斜樁。
3、塔式結(jié)構(gòu)物，包括電視塔、通訊塔、高層建筑物等高聳結(jié)構(gòu)物樁基、高壓輸電線路桿塔基礎(chǔ)、海洋平臺(tái)樁基等。
4、特殊地區(qū)建筑物，如地震荷載作用下的樁基，膨脹土及凍脹土上的建筑物樁基。
對(duì)于承受拔力的樁基，應(yīng)驗(yàn)算群樁基礎(chǔ)及其基樁的抗拔承載力，并按現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010.2002)驗(yàn)算樁基材料的受拉承載力，當(dāng)樁身有抗裂縫要求時(shí)，還需進(jìn)行抗裂縫性能驗(yàn)算。
目前的抗拔樁設(shè)計(jì)大部分都是用鋼筋混凝土灌注樁，少數(shù)采用了預(yù)應(yīng)力抗拔錨桿，預(yù)應(yīng)力抗拔樁還較為少用。目前用預(yù)應(yīng)力抗拔樁的做法大都是在樁端設(shè)置反力盤(如北京電視臺(tái)抗拔樁)。用錨具將全長(zhǎng)無(wú)粘結(jié)鋼絞線鎖定在反力盤上，由此提供預(yù)應(yīng)力反力，由此決定了樁成孔要采用正循環(huán)，沖擊成孔或旋挖成孔等傳統(tǒng)的泥漿護(hù)壁的方法，效率低，有泥漿污染，泥漿處理費(fèi)用高，工期長(zhǎng)，樁質(zhì)量不易保證，拉拔鎖定預(yù)應(yīng)力有限，有時(shí)鎖定裝置不可靠，鋼絞線位移偏大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種部分粘接預(yù)應(yīng)力抗拔抗浮樁及其施工方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的施工效率低，有泥漿污染，泥漿處理費(fèi)用高，工期長(zhǎng)，樁質(zhì)量不易保證，拉拔鎖定預(yù)應(yīng)力有限，有時(shí)鎖定裝置不可靠，鋼絞線位移偏大的問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種部分粘接預(yù)應(yīng)力抗拔抗浮樁，其特征在于以鋼筋作為骨架，便于吊裝施工，其受力主要為鋼絞線，鋼絞線可選無(wú)粘接鋼絞線或普通鋼絞線涂抹油脂后穿皮套形成無(wú)粘接鋼絞線。
所述的鋼絞線屬于部分粘接，其粘結(jié)部分在下部，粘結(jié)長(zhǎng)度為籠長(zhǎng)的1/5～1/4，一般不少于2m。
在所述的混凝土樁上施加預(yù)應(yīng)力，樁受力著力點(diǎn)是在樁的下端，樁工作時(shí)混凝土受壓，而不是受拉，能滿足一級(jí)抗裂縫設(shè)計(jì)要求，能用于重要建筑物抗拔(浮)樁，延長(zhǎng)其上建筑物壽命。
所述的鋼絞線穿過(guò)鋼筋籠下端后用一個(gè)或多個(gè)U形卡鎖住。
采用中空式長(zhǎng)螺旋鉆具成孔、管內(nèi)泵送混凝土后插入鋼筋-鋼絞線籠成樁的方式形成該新型預(yù)應(yīng)力樁，當(dāng)?shù)装暹_(dá)到一定強(qiáng)度后在鋼絞線上施加預(yù)應(yīng)力鎖定在底板預(yù)留位置。
一種部分粘接預(yù)應(yīng)力抗拔抗浮樁的施工方法，其特征在于首先將所述的鋼絞線穿入所述的筋籠骨架內(nèi)，并將其下端相互連接制成鋼筋-鋼絞線籠；采用中空式長(zhǎng)螺旋鉆具成孔，并向孔內(nèi)泵送混凝土，然后將所述的鋼筋-鋼絞線籠插入混凝土；當(dāng)?shù)叵率业装暹_(dá)到一定強(qiáng)度后，在所述的鋼絞線上施加預(yù)應(yīng)力鎖定在底板預(yù)留位置。
本發(fā)明的有益效果是其預(yù)應(yīng)力樁可廣泛適用于抗拔(浮)樁、基礎(chǔ)樁、護(hù)坡樁，適用范圍廣。顯著特征有二一是可以節(jié)省鋼筋，鋼絞線抗拉強(qiáng)度(1860MPa)遠(yuǎn)大于鋼筋抗拉強(qiáng)度(310MPa)，節(jié)省成本；二是可以解決混凝土抗裂問(wèn)題，在混凝土樁上施加預(yù)應(yīng)力，樁受力著力點(diǎn)是在樁的下端，樁工作時(shí)混凝土受壓，而不是受拉，能滿足一級(jí)抗裂縫設(shè)計(jì)要求，能用于重要建筑物抗拔(浮)樁，延長(zhǎng)其上建筑物壽命。提高了施工效率，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)泥漿污染，降低了泥漿處理費(fèi)用，縮短了工期。


圖1是本發(fā)明成樁的一個(gè)實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明一組鋼絞線的下端與筋籠骨架的下端鎖定的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明兩組鋼絞線的下端分別穿過(guò)筋籠骨架下端并分別鎖定的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明鋼絞線的下端在筋籠骨架內(nèi)部的下部鎖定的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明鋼絞線的下端分別在筋籠骨架下端的上方和下端鎖定的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明鋼絞線的下端分別與筋籠骨架下部的加強(qiáng)筋及下端斜筋鎖定的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明鋼絞線的下端與筋籠骨架下部的加強(qiáng)筋鎖定的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明鋼絞線的下端與筋籠骨架下部向上的斜筋鎖定的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1～圖8，本發(fā)明部分粘接預(yù)應(yīng)力抗拔抗浮樁包括由混凝土4和鋼筋籠骨架1構(gòu)成的樁體，在所述的骨架1內(nèi)設(shè)有與樁體同方向設(shè)置的鋼絞線2，該鋼絞線2的下端通過(guò)U形卡3與筋籠骨架1的下端鎖定連接，或與筋籠骨架下部?jī)?nèi)的加強(qiáng)鋼筋連接，形成圖2～圖8所示的鋼筋-鋼絞線籠組件。其連接結(jié)構(gòu)采用多種形式1、一組鋼絞線2從筋籠骨架1內(nèi)部縱向穿過(guò)，并在筋籠骨架1的下端用U形卡3鎖定，如圖1和圖2所示。
2、兩組(兩根或三根)鋼絞線2的下端分別穿過(guò)筋籠骨架1，并在下端分別通過(guò)U形卡3鎖定，如圖3所示。
3、鋼絞線2的下端在鋼筋籠骨架1內(nèi)部的下部通過(guò)U形卡3鎖定，如圖4所示。
4、鋼絞線2的下端分別在鋼筋籠骨架1下端的上方和下端用U形卡3鎖定，如圖5所示。
5、幾根鋼絞線2的下端分別與鋼筋籠骨架1下部的加強(qiáng)筋6(如圖7所示)及下端斜筋7用U形卡3鎖定(如圖6所示)。
6、如圖8所示，鋼絞線2的下端與鋼筋籠骨架1下部向上的斜筋8用U形卡3鎖定。還可采用其他各種口內(nèi)的連接形式。
①所述的鋼絞線2采用無(wú)粘接鋼絞線，或采用普通鋼絞線涂抹油脂后穿皮套形成無(wú)粘接鋼絞線，或采用部分粘接鋼絞線，其粘結(jié)部分在下部，粘結(jié)長(zhǎng)度為籠長(zhǎng)的1/5～1/4，一般不少于2m，常用長(zhǎng)度3～4m。
所述的鋼絞線2的一般抗拉強(qiáng)度≥1860MPa。
本發(fā)明的成樁方法是，首先將所述的鋼絞線2穿入所述的筋籠骨架1內(nèi)，并將其下端用U形卡3相互連接制成鋼筋-鋼絞線籠；采用中空式長(zhǎng)螺旋鉆具成孔，并向孔內(nèi)泵送混凝土4，然后將所述的鋼筋-鋼絞線籠插入混凝土4；當(dāng)?shù)装?達(dá)到一定強(qiáng)度后，在所述的鋼絞線2上施加預(yù)應(yīng)力鎖定在底板預(yù)留位置。
本發(fā)明上述的成樁方法的特點(diǎn)是效率高，不用泥漿護(hù)壁，無(wú)泥漿污染，節(jié)約鋼筋，成本低，質(zhì)量極易保證。該預(yù)應(yīng)力抗拔(浮)樁與普通抗拔(浮)樁相比，一是可以節(jié)省鋼筋，鋼絞線抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)大于鋼筋抗拉強(qiáng)度，節(jié)省成本，二是可以解決混凝土抗裂問(wèn)題，在混凝土樁上施加預(yù)應(yīng)力，樁受力著力點(diǎn)是在樁的下端，樁工作時(shí)混凝土受壓，而不是受拉，能滿足一級(jí)抗裂縫設(shè)計(jì)要求，能用于重要建筑物抗拔(浮)樁，延長(zhǎng)其上建筑物壽命。
本發(fā)明的鋼筋籠骨架1選擇Φ12～Φ14的鋼筋，鋼絞線2選擇1470級(jí)以上，無(wú)粘結(jié)或普通鋼絞線穿保護(hù)套。鋼筋-鋼絞線籠輸送裝置為振動(dòng)錘連接大剛度芯管。
實(shí)施例北京果品倉(cāng)儲(chǔ)用房及配送中心抗拔樁工程1、工程概況擬建的北京市果品倉(cāng)儲(chǔ)用房及配送中心工程位于北京市海淀區(qū)四道口2號(hào)，南側(cè)為學(xué)院南路，西側(cè)為四道口路，東側(cè)為輕軌。擬建建筑包括1號(hào)、2號(hào)樓(配送中心及其庫(kù)房)2幢，均為地上3層，高17.90m，框架結(jié)構(gòu)，地下2層。槽底深-10.35m?！?.00＝50.90m，室外地坪標(biāo)高為50.60m，室內(nèi)外高差為0.3m。本次工作內(nèi)容為抗浮樁樁基工程，總樁數(shù)為553根。
2、工程水文地質(zhì)條件(1)人工堆積層房渣土①層粘質(zhì)粉土填土①1層，擬建場(chǎng)地人工堆積層揭露厚度為0.80～5.70m。
(2)第四紀(jì)沉積層②層粉質(zhì)粘土-粘質(zhì)粉土褐黃色，濕-飽和，中～中下密，可塑。夾砂質(zhì)粉土、粉砂②1的透鏡體，②大層揭露厚度為1.10～5.70m。
③層細(xì)砂-粉砂褐黃色，濕-飽和，中上～密實(shí)，含氧化鐵。夾砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土③1層，褐黃色，飽和，密實(shí)，可塑～硬塑。③大層揭露厚度為0.8～5.70m。
④層粉質(zhì)粘土-粘質(zhì)粉土黃灰色，飽和，中下～中密。含氧化鐵，夾砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土④1層，黃灰～灰色，飽和，中上～密實(shí)，可塑～硬塑。④大層揭露厚度為1.2～5.30m。
⑤層細(xì)砂-粉砂褐黃色，中上～密實(shí)，濕。⑤大層揭露厚度為2.80～5.80m。
⑥層卵石雜色，濕～飽和，中密。⑥大層揭露厚度為0.30～3.10m。
⑦層粉質(zhì)粘土-粘質(zhì)粉土褐黃色，飽和，中密～密實(shí)，可塑～硬塑。粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土⑦1層，褐黃，密實(shí)，濕-飽和，可塑～硬塑。⑦大層揭露厚度為0.20～4.20m。
3、設(shè)計(jì)概述抗浮樁樁徑為600m的鋼筋-鋼鉸線混凝土樁，樁身混凝土為C30，樁長(zhǎng)為15.0m，樁頂標(biāo)高為-10.350m，單樁抗拔承載力特征值為670KN。
抗浮樁鋼筋-鋼鉸線籠直徑為500mm，主筋6Φ14長(zhǎng)15.15m，加強(qiáng)筋12@2000，螺旋箍(箍筋)6.5@250，在鋼筋籠中加6S15.2的鋼鉸線fptk＝1860，張拉控制應(yīng)力0.75fptk。
4、施工概述在2005年10月進(jìn)場(chǎng)施工，2005年11月全部施工完畢后，一臺(tái)鉆機(jī)28天完成553根樁的施工。
5、檢測(cè)情況試驗(yàn)采用中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(JGJ 106-2003)規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，按甲方及設(shè)計(jì)人對(duì)工程樁的要求抗拔力取最大加載值為670KN。檢測(cè)采用慢加速維持荷載加壓法，靜載試驗(yàn)采用JK-II靜載荷測(cè)試儀，試驗(yàn)加載裝置采用油壓千斤頂，試驗(yàn)的反力裝置采用天然地基提供，反作用力不宜超過(guò)地基承載力的特征值的1.5倍。加載等級(jí)分10級(jí)，其中第一級(jí)與第二級(jí)合并。
5.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集本次試驗(yàn)用DH3818靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試分析系統(tǒng)和TC-31K手持式數(shù)據(jù)采集儀采集樁身內(nèi)鋼筋應(yīng)力計(jì)應(yīng)力變化數(shù)據(jù)，用4個(gè)百分表量測(cè)樁身的上拔位移量，百分表用磁性表座固定在基準(zhǔn)梁上。
5.2靜載荷試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比通過(guò)靜載荷試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比(如表1所示)可以看到達(dá)到最大加載值時(shí)，3根預(yù)應(yīng)力抗拔樁的上拔量遠(yuǎn)小于4根普通的抗拔樁，且遠(yuǎn)小于1mm，樁的抗拔能力遠(yuǎn)沒(méi)有得到充分發(fā)揮。
表1 靜載荷試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

6、經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)保效益分析本發(fā)明不僅有混凝土及人機(jī)費(fèi)的節(jié)約，同時(shí)由于效率提高，施工文明，無(wú)泥漿運(yùn)輸費(fèi)用等優(yōu)勢(shì)，僅材料的節(jié)約可占總成本約20％以上。經(jīng)濟(jì)效益顯著。社會(huì)效明顯，環(huán)保效益明顯。
權(quán)利要求
1.一種部分粘接預(yù)應(yīng)力抗拔抗浮樁，包括由混凝土和鋼筋籠骨架構(gòu)成的樁體，其特征在于由混凝土和鋼筋籠骨架構(gòu)成的樁體，其所述的鋼筋籠骨架內(nèi)設(shè)有與樁體同方向設(shè)置的鋼絞線，該鋼絞線的下端與鋼筋籠骨架的下端連接，或與鋼筋籠骨架下部?jī)?nèi)的加強(qiáng)鋼筋連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部分粘接預(yù)應(yīng)力抗拔抗浮樁，其特征在于所述的鋼絞線采用無(wú)粘接鋼絞線，或采用普通鋼絞線涂抹油脂后穿皮套形成無(wú)粘接鋼絞線，或采用部分粘接鋼絞線，其粘結(jié)部分在下部，粘結(jié)長(zhǎng)度為籠長(zhǎng)的1/5～1/4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的部分粘接預(yù)應(yīng)力抗拔抗浮樁，其特征在于所述的鋼絞線的下端用一個(gè)或多個(gè)U形卡與所述的鋼筋籠骨架鎖住。
4.一種部分粘接預(yù)應(yīng)力抗拔抗浮樁的施工方法，其特征在于首先將所述的鋼絞線穿入所述的筋籠骨架內(nèi)，并將其下端相互連接制成鋼筋-鋼絞線籠；采用中空式長(zhǎng)螺旋鉆具成孔，并向孔內(nèi)泵送混凝土，然后將所述的鋼筋-鋼絞線籠插入混凝土；當(dāng)?shù)叵率业装暹_(dá)到一定強(qiáng)度后，在所述的鋼絞線上施加預(yù)應(yīng)力鎖定在底板預(yù)留位置。
全文摘要
一種部分粘接預(yù)應(yīng)力抗拔抗浮樁，包括由混凝土和鋼筋籠骨架構(gòu)成的樁體，在所述的骨架內(nèi)設(shè)有與樁體同方向設(shè)置的鋼絞線，該鋼絞線的下端與鋼筋籠骨架的下端連接，或與鋼筋籠骨架下部?jī)?nèi)的加強(qiáng)鋼筋連接。上述抗拔抗浮樁的施工方法是采用中空式長(zhǎng)螺旋鉆具成孔，并向孔內(nèi)泵送混凝土，然后將所述的鋼筋－鋼絞線籠插入混凝土；當(dāng)?shù)叵率业装暹_(dá)到一定強(qiáng)度后，在所述的鋼絞線上施加預(yù)應(yīng)力鎖定在底板預(yù)留位置。本發(fā)明不僅有混凝土、人機(jī)費(fèi)及鋼筋的節(jié)約，同時(shí)由于效率提高，施工文明，無(wú)泥漿運(yùn)輸費(fèi)用等優(yōu)勢(shì)，僅材料的節(jié)約可占總成本約20％以上，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)保效益明顯。
文檔編號(hào)E02D5/34GK101029488SQ200710065368
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日
發(fā)明者何世鳴, 李江, 田震遠(yuǎn), 張明中, 王之軍, 賈城, 陳輝, 曹風(fēng)學(xué), 李長(zhǎng)生, 司呈慶, 楊敏, 杜高恒, 朱世平, 李德江, 劉金波, 劉建平, 周與誠(chéng), 王建明 申請(qǐng)人:北京建材地質(zhì)工程公司, 中非地質(zhì)工程勘查研究院, 北京城建科技促進(jìn)會(huì)