【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土异形柱，具体涉及一种预应力工矿工程混凝土异型桩及其施工方法。
技术介绍
1、预应力工程涉及在结构施工期间预先施加压力到结构中，以便在结构服务期间，预加的压应力可以抵消或减小外部荷载引起的拉应力，这样做可以显著提高结构的承载能力、抗裂性能和整体性能，尤其是在混凝土结构中应用广泛；预应力混凝土异形桩因其独特的截面形状和预应力技术的应用，能够在现代建筑中发挥重要作用，它们不仅能够提供较大的空间自由度，还能增加结构的使用面积，减少资源消耗，降低造价，同时提高结构的安全性和耐久性。
2、然而，现有的混凝土异型桩多为现场浇筑的一体式结构，施工难度大，施工要求高，造成混凝土异型桩的施工周期较长，不利于现代建筑行业的发展；同时，现有的装配式混凝土异型桩各部件之间连接不够稳定，长期使用后会产生裂缝等情况，影响混凝土异型桩的使用安全性。
技术实现思路
1、针对上述存在的技术问题，本专利技术提供了一种预应力工矿工程混凝土异型桩及其施工方法。
2、本专利技术的技术方案为：一种预应力工矿工程混凝土异型桩，包括桩体、设置在桩体端部的混凝土基础和设置在桩体内部且与混凝土基础连接的预应力锚固件；桩体包括钢管护壁、数个等距分布在钢管护壁内部的立筋、套设在立筋上的约束组件和填充在钢管护壁和立筋之间缝隙的混凝土桩；混凝土桩内部预留有贯穿孔；
3、混凝土基础包括活动卡接在桩体底端的下基座和活动卡接在桩体顶端的上基座；下基座和上基座相对的一侧均设置有与钢管护壁的内壁活
4、预应力锚固件包括套设在贯穿孔内部的预应力锚杆和分别设置在安装孔内部且分别与预应力锚杆的两端连接的锚固盘。
5、进一步地，钢管护壁内部两侧的立筋之间套设有位于约束组件上方的加强约束架；约束组件、加强约束架与立筋连接处均设置有锁止组件；
6、说明：由于异形柱的中心位置为应力交汇区，且手里较为复杂，通过设置加强约束架，能够抑制混凝土桩浇筑过程中中心区域的横向膨胀，提高了混凝土桩的结构稳定性；通过设置锁止组件能够避免混凝土桩浇筑过程中约束组件、加强约束架移位，提高混凝土桩内部应力的均匀性。
7、进一步地，锁止组件包括套设在立筋外部的安装套、数个等距分布在安装套内壁上的锁止推杆和活动设置在安装套上且分别与各个锁止推杆连接的驱动件；各个锁止推杆分别活动铰接在安装套的内壁上，各个锁止推杆远离其与安装套铰接点的一端均活动铰接有能够与立筋活动卡接的摩擦块；驱动件包括贯穿设置在安装套上且分别与各个锁止推杆滑动卡接的驱动杆、滑动卡接在安装套外部且同时与各个驱动杆抵接的压套和螺纹连接在安装套外部且与压套上端面抵接的螺纹套；各个驱动杆上均套设有与安装套的内壁抵接的压缩弹簧；压套内部设置有与对应位置处的驱动杆一一对应滑动卡接的楔形导槽；
8、说明：使用时，分别通过安装套将约束组件、加强约束架套设在立筋上；然后旋转螺纹套，压套在螺纹套的挤压作用下沿安装套向下移动；此时各个驱动杆在楔形导槽的作用下相互靠近，并对应的锁止推杆沿其与安装套的铰接点旋转，最终使得各个摩擦块靠近立筋，对立筋进行抱合锁止。
9、进一步地，锚固盘内部中空，锚固盘上端活动卡接有预紧盘，预紧盘通过插杆与锚固盘活动插接；锚固盘内部等距分布有数个分别与预紧盘下底面抵接的减震弹簧；
10、说明：当预应力锚杆上的载荷发生变化时，预紧盘压缩减震弹簧，利用减震弹簧的弹性形变吸收预应力锚杆所承受的载荷能量，从而使得预应力锚杆始终保持稳定的预紧力。
11、进一步地，下基座和上基座上的定位台内部均预埋有水平导管，水平导管内部套设有两端均贯穿钢管护壁的螺纹拉杆；下基座和上基座的内部均预埋有加强块，各个加强块上均设置有套设在对应位置处的螺纹拉杆上的竖向拉板；螺纹拉杆上螺纹连接有与对应位置处的竖向拉板抵接的固定螺栓；
12、说明：利用螺纹拉杆、竖向拉板将下基座、上基座和钢管护壁分别进行固定，有利于提高钢管护壁与下基座、上基座之间的连接稳定性。
13、进一步地，水平导管水平等距设置有数个，螺纹拉杆的数量与水平导管的数量对应一致；竖向拉板内部滑动卡接有同时套设在各个螺纹拉杆上的立板；竖向拉板内部且位于立板下方设置有推动板；推动板通过滑动杆与竖向拉板活动插接，滑动杆底端设置有与竖向拉板的内壁抵接的阻尼弹簧；
14、说明：当螺纹拉杆插入立板内部后，立板在推动板和阻尼弹簧的共同作用下靠近对应位置处的加强块，从而使得下基座、上基座始终靠近钢管护壁。
15、进一步地，下基座与钢管护壁之间设置有支撑组件；支撑组件包括通过螺栓活动连接在钢管护壁外侧壁上的支撑座、活动铰接在支撑座上的调节齿条、活动卡接在下基座上端面的定位座和活动铰接在定位座上且套设在调节齿条外部的导向套；导向套上转动卡接有与调节齿条啮合连接的调节齿轮；导向套上螺纹连接有能够与调节齿条活动卡接的尖头螺钉；下基座上端面设置有与定位座活动卡接的沉孔；
16、说明：施工过程中，当桩体吊装至下基座上时，利用支撑组件对桩体进行支撑，有利于提高施工安全性；同时，通过旋转调节齿轮，能够使调节齿条在导向套内部移动，从而便于对桩体的竖向位置进行调整，提高了施工便利性。
17、本专利技术还提供了一种预应力工矿工程混凝土异型桩的施工方法，基于上述的一种预应力工矿工程混凝土异型桩，包括以下步骤；
18、s1、浇筑下基座和上基座；
19、s2、向钢管护壁内部置入立筋，并通过约束组件对立筋进行限位固定；然后向钢管护壁和立筋之间的缝隙浇筑混凝土；
20、s3、待下基座、上基座和桩体完全凝土后，将其吊装至施工现场；然后将桩体吊装至下基座上端，使下基座上的定位台卡接在钢管护壁内底部；
21、s4、将预应力锚杆通过混凝土桩上的贯穿孔插入下基座上的安装孔内部，然后将上基座吊装至桩体顶端，并使上基座上的定位台卡接在钢管护壁内顶部，此时预应力锚杆顶端插入上基座上的安装孔内部；
22、s4、利用锚固盘分别对预应力锚杆的两端进行固定，并对预应力锚杆施加所需的预紧力。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在以下几点：
24、第一、本专利技术的异型桩采用装配式结构，通过预应力锚固件将桩体与混凝土基础采用预应力张拉的方式进行拼装，生产工艺简单，预制构件标准化程度高，施工工艺成熟，能有效提高混凝土异型桩的现场装配质量与建造效率；
25、第二、本专利技术的异形桩内部设置有不同形状的第一约束架、第二约束架和加强约束架，提高了各个立筋之间相互约束能力，提高了桩体浇筑过程中其中心位置的抗膨胀能力，进而提高了桩体的承载能力以及抗剪能力；
26、第三、本专利技术通过在锚固盘内部设置减震弹簧了，利用减震弹簧的弹性形变吸收预应力锚杆所承受的载荷能量，从而使得预应力锚杆始终保持稳定的预紧力，提高了桩体与混凝土基础之间的连接稳定性；桩体与下基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种预应力工矿工程混凝土异型桩，其特征在于，包括桩体(1)、设置在所述桩体(1)端部的混凝土基础(2)和设置在桩体(1)内部且与所述混凝土基础(2)连接的预应力锚固件(3)；所述桩体(1)包括钢管护壁(10)、数个等距分布在所述钢管护壁(1)内部的立筋(11)、套设在所述立筋(11)上的约束组件(12)和填充在钢管护壁(10)和所述立筋(11)之间缝隙的混凝土桩(13)；所述混凝土桩(13)内部预留有贯穿孔(130)；
2.根据权利要求1所述的一种预应力工矿工程混凝土异型桩，其特征在于，所述钢管护壁(10)内部两侧的立筋(11)之间套设有位于约束组件(12)上方的加强约束架(14)；所述约束组件(12)、加强约束架(14)与立筋(11)连接处均设置有锁止组件(4)。
3.根据权利要求2所述的一种预应力工矿工程混凝土异型桩，其特征在于，所述锁止组件(4)包括套设在立筋(11)外部的安装套(40)、数个等距分布在所述安装套(40)内壁上的锁止推杆(41)和活动设置在安装套(40)上且分别与各个所述锁止推杆(41)连接的驱动件(42)；各个所述锁止推杆(41
4.根据权利要求1所述的一种预应力工矿工程混凝土异型桩，其特征在于，所述锚固盘(31)内部中空，锚固盘(31)上端活动卡接有预紧盘(310)，所述预紧盘(310)通过插杆(311)与锚固盘(31)活动插接；锚固盘(31)内部等距分布有数个分别与预紧盘(310)下底面抵接的减震弹簧(312)。
5.根据权利要求1所述的一种预应力工矿工程混凝土异型桩，其特征在于，所述下基座(20)和上基座(21)上的定位台(22)内部均预埋有水平导管(23)，所述水平导管(23)内部套设有两端均贯穿钢管护壁(10)的螺纹拉杆(230)；所述下基座(20)和上基座(21)的内部均预埋有加强块(24)，各个所述加强块(24)上均设置有套设在对应位置处的螺纹拉杆(230)上的竖向拉板(240)；所述螺纹拉杆(230)上螺纹连接有与对应位置处的竖向拉板(240)抵接的固定螺栓。
6.根据权利要求5所述的一种预应力工矿工程混凝土异型桩，其特征在于，所述水平导管(23)水平等距设置有数个，所述螺纹拉杆(230)的数量与水平导管(23)的数量对应一致；所述竖向拉板(240)内部滑动卡接有同时套设在各个螺纹拉杆(230)上的立板(241)；竖向拉板(240)内部且位于所述立板(241)下方设置有推动板(242)；所述推动板(242)通过滑动杆(2420)与竖向拉板(240)活动插接，所述滑动杆(2420)底端设置有与竖向拉板(240)的内壁抵接的阻尼弹簧(2421)。
7.根据权利要求1所述的一种预应力工矿工程混凝土异型桩，其特征在于，所述下基座(20)与钢管护壁(10)之间设置有支撑组件(5)；所述支撑组件(5)包括通过螺栓活动连接在钢管护壁(10)外侧壁上的支撑座(50)、活动铰接在所述支撑座(50)上的调节齿条(51)、活动卡接在下基座(20)上端面的定位座(52)和活动铰接在所述定位座(52)上且套设在调节齿条(51)外部的导向套(53)；所述导向套(53)上转动卡接有与所述调节齿条(51)啮合连接的调节齿轮(530)；导向套(53)上螺纹连接有能够与调节齿条(51)活动卡接的尖头螺钉；所述下基座(20)上端面设置有与定位座(52)活动卡接的沉孔。
8.一种预应力工矿工程混凝土异型桩的施工方法，基于权利要求1-7任一所述的一种预应力工矿工程混凝土异型桩，其特征在于，包括以下步骤；
9.根据权利要求8所述的一种预应力工矿工程混凝土异型桩，其特征在于，所述钢管护壁(10)内部设置有加强约束架(14)。
...【技术特征摘要】
1.一种预应力工矿工程混凝土异型桩，其特征在于，包括桩体(1)、设置在所述桩体(1)端部的混凝土基础(2)和设置在桩体(1)内部且与所述混凝土基础(2)连接的预应力锚固件(3)；所述桩体(1)包括钢管护壁(10)、数个等距分布在所述钢管护壁(1)内部的立筋(11)、套设在所述立筋(11)上的约束组件(12)和填充在钢管护壁(10)和所述立筋(11)之间缝隙的混凝土桩(13)；所述混凝土桩(13)内部预留有贯穿孔(130)；
2.根据权利要求1所述的一种预应力工矿工程混凝土异型桩，其特征在于，所述钢管护壁(10)内部两侧的立筋(11)之间套设有位于约束组件(12)上方的加强约束架(14)；所述约束组件(12)、加强约束架(14)与立筋(11)连接处均设置有锁止组件(4)。
3.根据权利要求2所述的一种预应力工矿工程混凝土异型桩，其特征在于，所述锁止组件(4)包括套设在立筋(11)外部的安装套(40)、数个等距分布在所述安装套(40)内壁上的锁止推杆(41)和活动设置在安装套(40)上且分别与各个所述锁止推杆(41)连接的驱动件(42)；各个所述锁止推杆(41)分别活动铰接在安装套(40)的内壁上，各个锁止推杆(41)远离其与安装套(40)铰接点的一端均活动铰接有能够与立筋(11)活动卡接的摩擦块(43)；所述驱动件(42)包括贯穿设置在安装套(40)上且分别与各个所述锁止推杆(41)滑动卡接的驱动杆(420)、滑动卡接在安装套(40)外部且同时与各个所述驱动杆(420)抵接的压套(421)和螺纹连接在安装套(40)外部且与所述压套(421)上端面抵接的螺纹套(422)；各个所述驱动杆(420)上均套设有与安装套(40)的内壁抵接的压缩弹簧(4200)；所述压套(421)内部设置有与对应位置处的驱动杆(420)一一对应滑动卡接的楔形导槽(4210)。
4.根据权利要求1所述的一种预应力工矿工程混凝土异型桩，其特征在于，所述锚固盘(31)内部中空，锚固盘(31)上端活动卡接有预紧盘(310)，所述预紧盘(310)通过插杆(311)与锚固盘(31)活动插接；锚固盘(31)内部等距分布有数个分别与预紧盘(310)下底面抵接的减震弹...
【专利技术属性】
技术研发人员：王静，周宇峰，陈强，李广洲，薛永利，王伟，郁利，邢豪，吕程，刘强，
申请(专利权)人：核工业南京建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。