【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种预制桩结构及其制作方法，具体涉及一种压力型预制桩结构及其制作方法，应用于抗浮领域中的抗拔桩工程。
技术介绍
1、我国城镇化进程不断加快，城市土地资源日益紧张，为了能够充分利用土地资源，一方面地上主体建筑往高层发展，另一方面地下空间的开发利用也日渐增多，高层建筑地下室、纯地下车库、地下商场、下沉式广场、地下仓储、地下交通等地下工程越来越多，地下空间的利用基本都面临抗浮问题，需要采取一定的抗浮措施。目前国内应用的抗浮措施众多，总体上可以分为主动抗浮（如排水减压、帷幕隔水等）与被动抗浮（如压重法、抗拔桩、抗浮锚杆、结构配重等）两类。在众多抗浮技术中，抗拔桩因其地层适应性好、抗拔承载力高等优点而被广泛应用，应用市场广阔。抗拔桩按其桩身材料可分为现浇混凝土抗拔桩和预制抗拔桩；按照受理机理划分为拉力型抗拔桩和压力型抗拔桩。预制抗拔桩因施工质量可靠以及符合国家建筑节能与绿色发展方向，在越来越多的项目中得到了应用。但常规的预制抗拔桩受力形式均为拉力型，即抗拔桩在桩顶受到拉力，在后续工作状态，桩身混凝土呈“拉缩”状态，承载能力有限且容易产生裂缝。压力型抗拔桩在工作阶段，通过桩身传力构件对桩身施加压力，使桩身混凝土在工作状态下持续处于压应力工作状态，从而使桩身裂缝处于可控状态，并且能够调动深部土体，提高单桩抗拔承载能力。因压力型抗拔桩受力模式复杂以及预制桩体加工制造水平的制约，目前压力型抗拔桩在现浇混凝土抗拔桩中有所应用，但在预制桩中应用极少。
2、鉴于现有预制桩结构形式有限，无法将压力型的受力模式赋予其中，提出一种压
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供一种压力型预制桩结构及施工方法，以解决常规预制管桩单桩抗拔承载力低且容易产生裂缝的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种压力型预制桩结构，包含桩身结构、端板、锁定装置；桩身结构为钢筋混凝土材料制备而成的筒体结构，包含纵向主筋及环向箍筋组合形成的钢筋笼骨架，以及填充在钢筋笼骨架周边的混凝土，纵向主筋的全部或部分的外侧设置有隔离套管，纵向主筋与桩身混凝土之间形成全部或部分无粘结的状态；桩身结构的两端设置有端板，位于桩身结构顶部的为上端板，位于桩身结构底部的为下端板；所述端板为金属材质，端板的平面外轮廓与桩身结构截面的轮廓相似，在端板周边均布有多个贯通孔，其中，上端板周边的贯通孔的内径与锁定装置的外径相匹配，下端板贯通孔的内径与桩身结构中纵向主筋外径相匹配；锁定装置为带有翼缘的“凹”型结构，锁定装置非翼缘部分能够穿过上端板的贯通孔，伸入到桩身结构内部，保证锁定装置不高于端板的外平面，便于施工；锁定装置翼缘部分与上端板贯通孔周边接触；锁定装置中上部设置有内螺纹，所述内螺纹能够外接锚固筋，所述锚固筋锚固在筏板中；锁定装置的下端设置有内部的收口结构，与纵向主筋连接；桩身结构中纵向主筋上端通过锁定装置锁定在上端板，下端直接锁定在下端板；通过上述构件的配合，形成能够有效锁定纵向主筋且在外力作用下锁定装置能够带着纵向主筋一同伸出上端板的压力型预制桩结构。
4、进一步的，纵向主筋为预应力混凝土用高强钢棒，对高强钢棒的两端部进行墩头处理，一端放入锁定装置的凹槽内，另一端放入下端板的贯通孔内；或所述纵向主筋为预应力钢绞线，钢绞线的一端采用夹片式锚具锁紧，放入到锁定装置的凹槽内，另一端设置挤压锚，放入下端板的贯通孔内。
5、进一步的，上端板贯通孔周边设置有与锁定装置外轮廓相同的凹形空间；或上端板贯通孔周边的端板加厚处理，设置有与锁定装置外轮廓相同的凹形空间；锁定装置能够嵌入到上端板的凹形空间内。
6、进一步的，锁定装置的外端面在锁定后低于上端板的外端面，形成局部的凹陷空间，在该空间内设置有防腐隔离层，例如填充环氧树脂等材料，达到对锁定装置的防腐保护。
7、进一步的，当锁定装置所受预张拉力较大时，所需要的翼缘尺寸较大，采用圆环形时，导致纵向主筋保护层太大，《先张法预应力混凝土管桩》（gb13476-2009）中对于混凝土保护层的要求为“外径300mm管桩预应力钢筋的混凝土保护层厚度不得小于25mm，其余规格管桩预应力钢筋的混凝土保护层厚度不得小于40mm”，相同配筋情况下，保护层越厚，桩体的抗弯承载能力越低，基于此，锁定装置的翼缘能够为圆环形、椭圆形或为与上端板外轮廓匹配的曲边多边形，增加翼缘的面积；当锁定装置的翼缘为圆环形时，设置有防扭转装置。
8、进一步的，锁定装置非翼缘部分外侧设置有隔离套管或涂抹隔离材料，与桩身混凝土之间形成无粘结状态。
9、进一步的，锁定装置的内螺纹范围从锁定装置顶部开始，向下延伸不少于总高度的二分之一；在锁定装置中下部非设置内螺纹的区域，从侧面开设有与纵向主筋及纵向主筋端部外轮廓相匹配的贯通孔，纵向主筋及纵向主筋端部能够从该贯通孔侧向进入到锁定装置的内部；贯通孔能够采用相似轮廓以及与锁定装置相同材质的金属进行填充。
10、进一步的，桩身结构的纵向主筋为预应力筋，所述端板与锁定装置配合，能够对桩身主筋进行预应力张拉及锁定，端板在桩体制作期间能够作为端模使用。
11、进一步的，压力型预制桩结构能够单独使用，也能够与搅拌桩、灌注桩组合使用，形成复合桩体结构，当为复合桩体结构时，在桩身结构的外侧设置有限位块，控制预制桩与外围搅拌桩、灌注桩同心度。
12、相对于现有技术，本专利技术所述的一种压力型预制桩结构及其制作方法，优势在于：
13、包含桩身结构、端板、锁定装置；桩身结构为钢筋混凝土材料制备而成的筒体结构，包含纵向主筋及环向箍筋组合形成的钢筋笼骨架，以及填充在钢筋笼骨架周边的混凝土；桩身结构的两端设置有端板，在端板周边均布有多个贯通孔；锁定装置为带有翼缘的“凹”型结构，锁定装置非翼缘部分能够穿过端板的贯通孔，翼缘部分与端板接触；锁定装置的一端与纵向主筋连接，另一端与后期锚固在筏板中的锚固筋连接；通过上述构件的配合，形成有效锁定纵向主筋的压力型预制桩结构，能够较好解决常规预制管桩单桩承载力低且容易产生裂缝的问题。
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1.一种压力型预制桩结构，其特征在于，包含桩身结构、端板、锁定装置；所述桩身结构为钢筋混凝土材料制备而成的筒体结构，包含纵向主筋及环向箍筋组合形成的钢筋笼骨架，以及填充在钢筋笼骨架周边的混凝土，所述纵向主筋的全部或部分的外侧设置有隔离套管，纵向主筋与桩身混凝土之间形成全部或部分无粘结的状态；桩身结构的两端设置有端板，位于桩身结构顶部的为上端板，位于桩身结构底部的为下端板；所述端板为金属材质，端板的平面外轮廓与桩身结构截面的轮廓相似，在端板周边均布有多个贯通孔，其中，上端板周边的贯通孔的内径与锁定装置的外径相匹配，下端板贯通孔的内径与桩身结构中纵向主筋外径相匹配；锁定装置为带有翼缘的“凹”型结构，锁定装置非翼缘部分能够穿过上端板的贯通孔，伸入到桩身结构内部；锁定装置翼缘部分与上端板贯通孔周边接触；锁定装置中上部设置有内螺纹，所述内螺纹能够外接锚固筋，所述锚固筋锚固在筏板中；锁定装置的下端设置有内部的收口结构，与纵向主筋连接；桩身结构中纵向主筋上端通过锁定装置锁定在上端板，下端直接锁定在下端板；通过上述构件的配合，形成能够有效固定纵向主筋且在外力作用下锁定装置能够带着纵向主筋一同伸出
2.根据权利要求1所述的一种压力型预制桩结构，其特征在于，所述纵向主筋为预应力混凝土用高强钢棒，对高强钢棒的两端部进行墩头处理，一端放入锁定装置的凹槽内，另一端放入下端板的贯通孔内；或所述纵向主筋为预应力钢绞线，钢绞线的一端采用夹片式锚具锁紧，放入到锁定装置的凹槽内，另一端设置挤压锚，放入下端板的贯通孔内。
3.根据权利要求1所述的一种压力型预制桩结构，其特征在于，上端板贯通孔周边设置有与锁定装置外轮廓相同的凹形空间；或上端板贯通孔周边的端板加厚处理，设置有与锁定装置外轮廓相同的凹形空间；锁定装置能够嵌入到上端板的凹形空间内。
4.根据权利要求3所述的一种压力型预制桩结构，其特征在于，所述锁定装置的外端面在锁定后低于上端板的外端面，形成局部的凹陷空间，在该空间内设置有防腐隔离层，达到对锁定装置的防腐保护。
5.根据权利要求3所述的一种压力型预制桩结构，其特征在于，所述锁定装置的翼缘为圆环形、椭圆形或为与上端板外轮廓匹配的曲边多边形；当锁定装置的翼缘为圆环形时，设置有防扭转装置。
6.根据权利要求1所述的一种压力型预制桩结构，其特征在于，锁定装置非翼缘部分外侧设置有隔离套管或涂抹隔离材料，与桩身混凝土之间形成无粘结状态。
7.根据权利要求1所述的一种压力型预制桩结构，其特征在于，所述锁定装置的内螺纹范围从锁定装置顶部开始，向下延伸不少于总高度的二分之一；在锁定装置中下部非设置内螺纹的区域，从侧面开设有与纵向主筋及纵向主筋端部外轮廓相匹配的贯通孔，纵向主筋及纵向主筋端部能够从该贯通孔侧向进入到锁定装置的内部；贯通孔能够采用相似轮廓以及与锁定装置相同材质的金属进行填充。
8.根据权利要求1所述的一种压力型预制桩结构，其特征在于，所述桩身结构的纵向主筋为预应力筋，所述端板与锁定装置配合，能够对桩身主筋进行预应力张拉及锁定，端板在桩体制作期间能够作为端模使用。
9.根据权利要求1-8任意一项权利要求所述的一种压力型预制桩结构，其特征在于，所述压力型预制桩结构能够单独使用，也能够与搅拌桩、灌注桩组合使用，形成复合桩体结构，当为复合桩体结构时，在桩身结构的外侧设置有限位块，控制预制桩与外围搅拌桩、灌注桩同心度。
10.一种采用权利要求1所述的一种压力型预制桩结构的制作方法，其特征在于包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种压力型预制桩结构，其特征在于，包含桩身结构、端板、锁定装置；所述桩身结构为钢筋混凝土材料制备而成的筒体结构，包含纵向主筋及环向箍筋组合形成的钢筋笼骨架，以及填充在钢筋笼骨架周边的混凝土，所述纵向主筋的全部或部分的外侧设置有隔离套管，纵向主筋与桩身混凝土之间形成全部或部分无粘结的状态；桩身结构的两端设置有端板，位于桩身结构顶部的为上端板，位于桩身结构底部的为下端板；所述端板为金属材质，端板的平面外轮廓与桩身结构截面的轮廓相似，在端板周边均布有多个贯通孔，其中，上端板周边的贯通孔的内径与锁定装置的外径相匹配，下端板贯通孔的内径与桩身结构中纵向主筋外径相匹配；锁定装置为带有翼缘的“凹”型结构，锁定装置非翼缘部分能够穿过上端板的贯通孔，伸入到桩身结构内部；锁定装置翼缘部分与上端板贯通孔周边接触；锁定装置中上部设置有内螺纹，所述内螺纹能够外接锚固筋，所述锚固筋锚固在筏板中；锁定装置的下端设置有内部的收口结构，与纵向主筋连接；桩身结构中纵向主筋上端通过锁定装置锁定在上端板，下端直接锁定在下端板；通过上述构件的配合，形成能够有效固定纵向主筋且在外力作用下锁定装置能够带着纵向主筋一同伸出上端板的压力型预制桩结构。
2.根据权利要求1所述的一种压力型预制桩结构，其特征在于，所述纵向主筋为预应力混凝土用高强钢棒，对高强钢棒的两端部进行墩头处理，一端放入锁定装置的凹槽内，另一端放入下端板的贯通孔内；或所述纵向主筋为预应力钢绞线，钢绞线的一端采用夹片式锚具锁紧，放入到锁定装置的凹槽内，另一端设置挤压锚，放入下端板的贯通孔内。
3.根据权利要求1所述的一种压力型预制桩结构，其特征在于，上端板贯通孔周边设置有与锁定装置外轮廓相同的凹形空间；或上端板贯通孔周边的端板加厚处理，设置有与锁定装置外轮廓...
【专利技术属性】
技术研发人员：张雷刚，刘光磊，武思宇，程允，张佳敏，康增柱，刘兴华，杨春雨，李建平，王伟涛，
申请(专利权)人：北京中岩大地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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