一种预制管桩及其制作工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种预制管桩及制作工艺，所述预制管桩包括普通混凝土管

【技术实现步骤摘要】
一种预制管桩及其制作工艺


[0001]本专利技术属于建筑
、
市政及海洋工程
，具体涉及一种预制管桩及其制作工艺
。

技术介绍

[0002]桩基是建筑
、
市政及海洋工程领域用于支撑上部结构物和构筑物的主要基础形式
。
目前，根据桩基截面形式不同，可分为实心桩和空心桩，同时包括圆形桩
、
方形桩和异形桩等
。
按照桩基制成材料的不同，可分为预制钢管桩
、
预制混凝土桩
、
预制预应力混凝土桩
、
预制混凝土空心桩
、
预制钢管混凝土管桩及预制木桩等
。
[0003]在沿海及复杂的地质环境中，由于海水中的氯离子侵蚀，盐碱土地中硫酸根离子对桩身的侵蚀，严重影响普通桩的生命周期，这种结构完整性损伤会在外部荷载的变化下加剧，埋下巨大的安全隐患，对人的生命和财产造成威胁
。
超高性能混凝土
(Ultra
‑
High Performance Concrete
，
UHPC)
由于其高密实度和致密的微观结构具有良好的耐久性和力学性能，因此使用
UHPC
制作的预应力空心管桩具有卓越的耐久性能，能够抵抗化学侵蚀
、
冻融循环
、
气候变化等不利环境因素，同时
UHPC
管桩的长寿命和低维护需求减少了资源消耗和环境负担，具有较高的可持续性，因此可以广泛运用于桥梁和高层建筑，海洋工程，高原风电工程等工程之中
。
但
UHPC
预应力管桩制作工艺仍面临一些问题如：
1.
离心法成桩工艺的缺陷，容易造成纤维
、
水泥基浆体
、
骨料之间的分层，影响质量；
2.
模板灌注工艺的问题，需要设置内模板和外模板，由于
UHPC
粘结强度高，内模板脱模难度大，强力脱模易造成管内壁和内模板的破坏，并且脱模周期长，周转效率低，制作成本高
。
[0004]因此开发一种解决管桩内膜难以脱模问题，同时避免使用离心法成桩，确保施工便捷，通过特殊内外管的连接构造实现组合桩体结构的管桩制作工艺十分重要
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种预制超高性能混凝土
(UHPC)
‑
普通混凝土
(NC)
管桩及制作工艺，以解决管桩生产中内膜难以脱模的问题，以及在复杂环境中普通桩耐久性低
、
抗腐蚀性能差
、
现有
UHPC
工作性能差的问题
。
本专利技术同时在钢模具上设计了一种控制阀，便于检查
UHPC
浇筑进度，排出钢膜具内多余空气
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种预制管桩，包括普通混凝土管
、
钢筋笼和钢膜具，所述普通混凝土管表面的四周水平设有套筒
11
，套筒
11
上焊接螺旋钢筋臂3；普通混凝土管表面绑扎钢筋笼，钢筋笼的外侧设有钢膜具，普通混凝土管的顶部和底部设有法兰盘，普通混凝土管通过法兰盘上的螺母与钢膜具连接；普通混凝土管内部竖直设有构造钢筋；钢筋笼和钢膜具之间为超高性能混凝土层；钢膜具的钢模具壁上安装有开关阀门
。
[0008]进一步地，普通混凝土管的圆环直径为
500mm
～
700mm。
[0009]进一步地，螺旋钢筋臂和钢筋笼等级为
HRB400
以上
。
[0010]进一步地，所述法兰盘可换成连接板件
。
[0011]本专利技术提供了一种预制管桩的制作工艺，包括如下步骤
:
[0012]步骤一：依据设计要求，确定管桩直径
、
长度和钢筋等级；按照设计图预制套筒，普通混凝土管中心嵌入构造钢筋，制得普通混凝土管
。
[0013]步骤二：通过套筒在普通混凝土管上焊接螺旋钢筋臂，根据设计要求绑扎钢筋笼
。
[0014]步骤三：将普通混凝土管整体置入钢膜具中，根据要求调整好配比后浇筑超高性能混凝土
。
[0015]步骤四：将已经浇筑好的管桩养护3～7天后拆模
。
[0016]步骤五：选定好打桩位置，将管桩运至现场，利用打桩机将管桩捶打到地基中
。
[0017]进一步地，普通混凝土管上的每个套筒上下交错
30
～
50cm
，左右间隔
90
°
布置
。
[0018]进一步地，所述普通混凝土为市售标号为
C30
混凝土或
C35
混凝土
。
[0019]进一步地，在普通混凝土管四周交错预留套筒口以焊入钢筋，上下间隔
30
‑
50cm
左右布置，钢筋长度距离钢模具
20mm
左右作为保护层
。
[0020]进一步地，通过直立或斜放浇筑超高效能混凝土的钢模具在表面预留可开关的小孔，便于观察浇筑进度，同时利于排出多余空气
。
[0021]进一步地，普通混凝土管顶部的法兰盘也可用于管桩之间的连接加长，以满足不同工程对管桩长度的需求
。
[0022]进一步地，普通混凝土管壁厚
100mm
～
300mm。
[0023]所述超高性能混凝土的制备方法包括以下步骤：
[0024](1)
将质量比为1：1～
1.1
：
0.18
～
0.22
：
0.01
～
0.03
的超高性能混凝土胶材预混料
、
石英砂
、
水和聚羧酸减水剂加入搅拌机中拌合均匀，得到混合料1；
[0025](2)
向混合料1中加入混合料1体积百分数
2.5
～
2.7
％的改性钢纤维和占混合料1质量百分数6～
10
％的活性材料，继续搅拌，得到混合料2；
[0026](3)
将混合料2入模成型，静养
1d
，再
90℃
热水养护
2d
得到超高性能混凝土
。
[0027]进一步地，所述改性钢纤维的制备方法为：配制浓度为5～
7wt.
％的聚乙烯亚胺溶液，聚乙烯亚胺的平均分子量
Mn
为
1200(
购自阿拉丁
)
；将钢纤维加热保持在
55
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种预制管桩，其特征在于，所述预制管桩包括普通混凝土管
、
钢筋笼和钢膜具，所述普通混凝土管表面的四周水平设有套筒，套筒上焊接螺旋钢筋臂；普通混凝土管表面绑扎钢筋笼，钢筋笼的外侧设有钢膜具，普通混凝土管的顶部和底部设有法兰盘，普通混凝土管通过法兰盘上的螺母与钢膜具连接；普通混凝土管内部竖直设有构造钢筋；钢筋笼和钢膜具之间为超高性能混凝土层；钢膜具的钢模具壁上安装有开关阀门
。2.
根据权利要求1所述的预制管桩，其特征在于，普通混凝土管的圆环直径为
500mm
～
700mm
；普通混凝土管的壁厚
100mm
～
300mm。3.
根据权利要求1所述的预制管桩，其特征在于，螺旋钢筋臂和钢筋笼等级为
HRB400
以上
。4.
根据权利要求1所述的预制管桩，其特征在于，所述法兰盘可换成连接板件
。5.
权利要求1～4任一项所述的预制管桩的制作工艺，其特征在于，包括如下步骤
:
步骤一：依据设计要求，确定管桩直径
、
长度和钢筋等级；按照设计图预制套筒，普通混凝土管中心嵌入构造钢筋，制得普通混凝土管；步骤二：通过套筒在普通混凝土管上焊接螺旋钢筋臂，根据设计要求绑扎钢筋笼；步骤三：将普通混凝土管整体置入钢膜具中，调整配比后浇筑超高性能混凝土；步骤四：将已经浇筑好的管桩养护3～7天后拆模；步骤五：选定好打桩位置，将管桩运至现场，利用打桩机将管桩捶打到地基中
。6.
根据权利要求5所述的预制管桩的制作工艺，其特征在于，所述超高性能混凝土的制备方法包括以下步骤：
(1)
将质量比为1：1～
1.1
：
0.18
～
0.22
：
0.01
～
0.03
的超高性能混凝土胶材预混料
、
石英砂
、
水和聚羧酸减水剂加入搅拌机中拌合均匀，得到混合料1；
(2)
向混合料1中加入混合料1体积百分数
2.5
～
2.7
％的改性钢纤维和占混合料...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢浩宇，宗钟凌，谢青海，骆辉，王卓群，高子晴，赖斌，
申请(专利权)人：江苏海洋大学，
类型：发明
国别省市：