一種離心混凝土樁的制造工藝制造技術

本發明專利技術公開了一種離心混凝土樁的制造工藝，工藝流程為：(1)制作鋼筋籠，然后將制作好的鋼筋籠放置在下模具中；(2)組裝端板，主筋穿入沉孔后，與端板焊接；(3)將水泥、砂、石、高效減水劑和礦物外加劑，攪拌均勻后，布料，合模制成混凝土樁；(4)在混凝土樁一端采用預應力鋼筋張拉機，按照生產工藝要求對主筋施加預應力；(5)張拉工序結束后，離心成型，分為低速-中速-中高速-高速四個階段；(6)將混凝土樁帶模具吊裝到蒸汽養護池中養護后，開釜運樁；(7)將帶樁模具吊至脫模區，脫模后吊至堆場。采用本發明專利技術工藝制造的混凝土樁，樁身受彎承載力設計值可提高12％以上，受拉承載力設計值可提高10％以上。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種離心混凝土樁的制造工藝。
技術介紹
我國自20世紀80年代初才開始引進、研制和生產預應力混凝土管樁。上世紀90 年起，管樁在我國迅速發展，從廣東沿海北上，同時，借助中西部大開發戰略的實施，管樁技術一路西進。目前，我國混凝土管樁不僅產量位居世界先列，種類也是位居居世界前茅。近些年，預應力混凝土方樁作為一種新的樁型出現在市場中。預應力混凝土方樁采用預應力混凝土管樁相同的離心成型工藝，具有外方內圓的外觀結構，運輸中容易固定、綁扎；采用抱壓施工時出現樁身抱碎事故的幾率較管樁減小；承臺尺寸也較管樁減小，從而可降低工程造價。預制混凝土樁的發展符合我國建材的可持續發展要求，工廠化預制，有利于實現混凝土樁的自動化、規?；?、高效生產，不僅質量容易控制和保證，同時，還能夠減少混凝土用不可再生砂、石資源的浪費，運輸到建筑工地后，現場施工速度快、清潔施工。由于預應力混凝土管樁和預應力混凝土方樁單樁承載力高(預應力混凝土管樁用混凝土的強度等級高達C80)，越來越多的沉孔灌注樁、現場制作鋼筋混凝土方樁、鉆孔灌注樁和鋼管樁被預制混凝土樁取代。預應力混凝土管樁用預應力鋼筋為抗拉強度不低于1420MPa、非比例延伸強度不小于1280MPa。預應力混凝土管樁用鋼棒，由于其強度高、施加的預應力高，較低的配筋率即能滿足混凝土管樁抗彎性能設計要求，其配筋率只要求不低于0.4%即可。生產中為了追求高混凝土強度，降低低生產成本，預應力鋼筋往往出現超張拉現象，管樁混凝土抗壓強度較容易滿足產品標準要求。預應力混凝土方樁設計中也存在低配筋率問題、生產也同樣存在預應力超張拉現象。而混凝土是典型的脆性材料，彈性模量高，抗壓強度與抗拉強度無線性對應關系。低配筋率和超張拉，導致樁的脆性顯著提高，運輸、沉樁過程中管樁脆斷的幾率明顯提高。另外，隨著近年來對預應力混凝土管樁和預應力混凝土方樁研究的深入，對其水平承載力，特別是預應力混凝土管樁水平承載力有不同的觀點。因此，國家和部分省標準或者圖集做出相關規定，預應力混凝土管樁適用范圍為非抗震區和抗震設防烈度6度、7度的地區，若使用于抗震設防烈度8度的地區，則需另行驗算；或者不宜在抗震設防烈度8度的地區使用。在對有抗震要求或者抗震設防烈度8度的地區，樁基可選擇的范圍較窄，采用預制實心方樁或者灌注樁。預制實心方樁有其自身特點?；炷翉姸鹊燃墳镃50時， 350 X 350mm的方樁承載力相當于中Φ 300PHC管樁，400 X 400mm方樁相當于中Φ350ΡΗ(管樁，450X450mm方樁相當于Φ400ΡΗ(管樁。除單樁豎向承載力具有可比性外，預制實心方樁還具有水平承載力高的特性，適用于在高地震設防烈度的地區使用。但是，目前預制實心方樁由于其自重大，生產主要采用場地預制式，自然養護工藝，生產效率低，生產周期長，占用場地大；自然養護工藝受天氣影響顯著，從而影響到膠凝材料水化進程、強度發展歷程和水泥石微觀結構特征。灌注樁是地下施工，隱蔽性強，不可預測因素很多，質量控制困難。
技術實現思路
本專利技術為解決預應力混凝土樁脆性大、樁基礎水平承載力不足的問題，以及目前混凝土方樁生產效率低和灌注樁質量難以控制、保證的問題，從配筋率和鋼筋的選用、生產工藝等層面出發，改變現有預應力混凝土管樁和預應力混凝土方樁的配筋以及鋼材的選用原則，在不降低單樁豎向承載力的前提下，生產出滿足抗震要求的離心混凝土樁。本專利技術的技術方案是一種離心混凝土樁的制造工藝，其特征在于工藝流程為(1)制作鋼筋籠，將主筋沿橫截面均分勻布，數量不低于6根；箍筋包括環狀和螺旋狀，樁兩端2000mm范圍內為箍筋加密區，這個范圍內的環狀箍筋間距和螺旋狀箍筋螺距不大于45mm，其余部分環狀箍筋間距和螺旋狀箍筋螺距不大于80mm，然后將制作好的鋼筋籠放置在下模具中；(2)組裝端板，在端板上與主筋對應的位置開有與主筋數量相同的沉孔，底孔位于端板內側；主筋穿入沉孔后，與端板焊接；(3)將水泥、砂、石、高效減水劑和礦物外加劑，按照容重1，水膠比0. 25 0. 35，砂率0. 25 0. 38，總膠凝材料0. 16 0. 21的配合比，礦物外加劑摻量控制在總膠凝材料的 30%以內，高效減水劑根據減水率的不同，摻量在0. 6 3. 0%，各原材料經計量、攪拌均勻后，布料，合模制成混凝土樁；(4)在混凝土樁一端采用預應力鋼筋張拉機，按照生產工藝要求對主筋施加預應力，使得混凝土有效預壓應力在3. 0 5. ON/mm2 ；(5)張拉工序結束后，帶模放置在Φ300-Φ600/15Μ變頻離心機組滾輪上，離心成型，分為低速-中速-中高速-高速四個階段低速200 300r/min運轉2 ^iin ；中速 500 600r/min運轉1 2min ；中高速800 1000r/min運轉1. 5 3min ；高速1100 1400r/min 運轉 5 IOmin ；(6)將混凝土樁帶模具吊裝到蒸汽養護池中，靜置2 4h，之后通蒸汽養護，3h內升溫至80 85°C，在80 85°C溫度下保持4 6h，然后3h降至室溫；在蒸壓釜中進行二次高壓蒸汽養護，在3 4h內升溫至175 185°C、升壓至0. 8 1. 2MPa，之后保持溫度壓強4 他，2 池內將釜內壓力降至大氣壓，當釜內溫度低于100°C后，開釜運樁；(7)將帶樁模具吊至脫模區，脫模，常規檢測合格，吊至堆場。步驟(1)中的主筋選用II級、III級、IV級熱軋鋼筋與冷拔帶肋鋼筋，或兩種鋼材混合使用。步驟(1)中的箍筋采用綁扎、焊接的方式與主筋聯接。步驟O)中的端板為閉合環狀端板或實心端板。所述閉合環形狀端板為圓形、外方內圓形狀。步驟(3)中的礦物外加劑包括粉煤灰、礦粉、石英砂粉、硅灰具有潛在水硬性能、 或具有火山灰性能、或同時具有潛在水硬性和火山灰性能的各種硅質、硅鋁質材料。本專利技術的有益效果采用本專利技術工藝制造的混凝土樁，樁身受彎承載力設計值可提高12%以上，受拉受拉承載力設計值可提高10%以上。另外在有效減少或者避免樁身的脆斷問題的同時，相同工況下樁基的水平承載力得到提高。附圖說明圖1是本專利技術縱向剖視示意圖；圖2是本專利技術實施例一端板主視示意圖；圖3是本專利技術實施例二端板主視示意圖；圖4是本專利技術工藝流程圖。具體實施例方式下面結合實施例和說明書附圖對本專利技術進行進一步說明如圖1所示混凝土方樁中的鋼材組件包括主筋1、螺旋箍筋2、端板3以及裙邊。 兩端區域為箍筋加密區，長度在2000mm范圍內；在此區域內，螺旋狀箍筋螺距不大于45mm ； 樁身其他范圍內，螺旋狀箍筋螺距不大于80mm。如圖2所示本實施例是圓環狀的混凝土方樁，所述端板3為圓環結構，其表面設置有沉孔3-1，沉孔3-1與主筋1數量相同，底孔在端板3內側；主筋1穿入沉孔后，與端板 3焊接；必要時打磨平端板3外表面高出的焊縫。如圖3所示本實施例是內圓外方的混凝土管樁3’，所述端板3’為正方形結構， 其表面設置有沉孔3’ -1，沉孔3’ -1與主筋1數量相同，底孔在端板3’內側；主筋1穿入沉孔3’ -1后，與端板3’焊接；必要時打磨平端板3’外表面高出的焊縫。實施例一如圖1、圖2和圖4所示，離心混凝土管樁的制造工藝如下(1)制作鋼筋籠，將主筋1沿橫截面均分勻布，數量不低于6根；箍筋本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種離心混凝土樁的制造工藝，具體工藝流程為：（１）制作鋼筋籠，將主筋沿橫截面均分勻布，數量不低于６根；箍筋包括環狀和螺旋狀，樁兩端２０００ｍｍ范圍內為箍筋加密區，這個范圍內的環狀箍筋間距和螺旋狀箍筋螺距不大于４５ｍｍ，其余部分環狀箍筋間距和螺旋狀箍筋螺距不大于８０ｍｍ，然后將制作好的鋼筋籠放置在下模具中；（２）組裝端板，在端板上與主筋對應的位置開有與主筋數量相同的沉孔，底孔位于端板內側；主筋穿入沉孔后，與端板焊接；（３）將水泥、砂、石、高效減水劑和礦物外加劑，按照容重１，水膠比０．２５～０．３５，砂率０．２５～０．３８，總膠凝材料０．１６～０．２１的配合比，礦物外加劑摻量控制在總膠凝材料的３０％以內，高效減水劑根據減水率的不同，摻量在０．６～３．０％，各原材料經計量、攪拌均勻后，布料，合模制成混凝土樁；（４）在混凝土樁一端采用預應力鋼筋張拉機，按照生產工藝要求對主筋施加預應力，使得混凝土有效預壓應力在３．０～５．０Ｎ／ｍｍ２；（５）張拉工序結束后，帶模放置在Φ３００－Φ６００／１５Ｍ變頻離心機組滾輪上，離心成型，分為低速－中速－中高速－高速四個階段：低速２００～３００ｒ／ｍｉｎ運轉２～３ｍｉｎ；中速５００～６００ｒ／ｍｉｎ運轉１～２ｍｉｎ；中高速８００～１０００ｒ／ｍｉｎ運轉１．５～３ｍｉｎ；高速１１００～１４００ｒ／ｍｉｎ運轉５～１０ｍｉｎ；（６）將混凝土樁帶模具吊裝到蒸汽養護池中，靜置２～４ｈ，之后通蒸汽養護，３ｈ內升溫至８０～８５℃，在８０～８５℃溫度下保持４～６ｈ，然后３ｈ降至室溫；在蒸壓釜中進行二次高壓蒸汽養護，在３～４ｈ內升溫至１７５～１８５℃、升壓至０．８～１．２ＭＰａ，之后保持溫度壓強４～６ｈ，２～３ｈ內將釜內壓力降至大氣壓，當釜內溫度低于１００℃后，開釜運樁；（７）將帶樁模具吊至脫模區，脫模，常規檢測合格，吊至堆場。...

【技術特征摘要】
1.一種離心混凝土樁的制造工藝，具體工藝流程為(1)制作鋼筋籠，將主筋沿橫截面均分勻布，數量不低于6根；箍筋包括環狀和螺旋狀， 樁兩端2000mm范圍內為箍筋加密區，這個范圍內的環狀箍筋間距和螺旋狀箍筋螺距不大于45mm，其余部分環狀箍筋間距和螺旋狀箍筋螺距不大于80mm，然后將制作好的鋼筋籠放置在下模具中；(2)組裝端板，在端板上與主筋對應的位置開有與主筋數量相同的沉孔，底孔位于端板內側；主筋穿入沉孔后，與端板焊接；(3)將水泥、砂、石、高效減水劑和礦物外加劑，按照容重1，水膠比0.25 0. 35，砂率 0. 25 0. 38，總膠凝材料0. 16 0. 21的配合比，礦物外加劑摻量控制在總膠凝材料的 30%以內，高效減水劑根據減水率的不同，摻量在0. 6 3. 0%，各原材料經計量、攪拌均勻后，布料，合模制成混凝土樁；(4)在混凝土樁一端采用預應力鋼筋張拉機，按照生產工藝要求對主筋施加預應力，使得混凝土有效預壓應力在3. 0 5. ON/mm2 ；(5)張拉工序結束后，帶模放置在Φ300-Φ600/15Μ變頻離心機組滾輪上，離心成型， 分為低速-中速-中高速-高速四個階段低速200 300r/min運轉2 ^iin ；中速500 600r/min 運轉 1 2min ；中高速 800...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱克平，湯永柳，華文升，劉海鵬，朱加剛，
申請(專利權)人：宿遷市固豐管樁有限公司，
類型：發明
國別省市：32