专利名称：一种高耐久性管桩的制作方法
技术领域：
一种高耐久性管桩技术领域[0001]本实用新型属于土木工程、桥梁工程、港口工程桩基础技术领域，尤其涉及一种高耐久性管桩。
背景技术：
[0002]管桩作为一种地基处理及桩基础形式从上个世纪初产生到现在已经得到了很大的发展，在土木工程、桥梁工程、港口工程等各类建筑工程中均已得到广泛应用。近年来，随着码头、跨海跨江大桥建设的蓬勃发展，不仅要求管桩有更高的承载力，而且还要适应外海海域复杂的地质条件以及严酷的海水腐蚀环境，同时还要考虑其施工时外海气候状况。[0003]当前，工程中主要应用管桩形式为钢管桩、预应力混凝土管桩几类。尽管钢管桩有着优良的力学性能和沉桩方便、可靠的优点，但其造价约为预应力混凝土管桩的3 10倍， 而且抗腐蚀能力弱，耐久性差，特别是在干湿交替、温度差异、波浪反复冲击联合作用下的腐蚀极其严重的浪溅区需要经常性的维护。在直桩布桩形式及水平力较小的情况下，预应力混凝土管桩凭借其强度高、耐久性好、抗腐蚀能力强、抗渗能力高的特点在某些工况下替代了钢管桩。但混凝土抗击打能力差，若击打次数较大，容易出现桩身开裂以及桩顶破坏的现象。发明内容[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高耐久性管桩，很好地融合了钢管桩与预应力混凝土管桩共同的优点，保证了管桩在侵蚀严重的海洋环境下的耐久性能。[0005]本实用新型通过以下技术方案实现它由若干个管节组成；其中，各管节在管壁内沿管桩长度方向配置纵向钢筋，并围绕纵向钢筋设置螺旋箍筋，在各管节两端部均设有钢端板及钢套箍，通过塞焊方式把纵向钢筋焊接在钢端板上，各管节通过端部钢端板焊接连接为一体。[0006]所述高耐久性管桩的外径为300 mnTl400 mm，其壁厚为60 150 mm。[0007]所述管节的基体可采用超高韧性水泥基复合材料UHTCC，所述UHTCC由短纤维和砂浆基体组成，掺加的短纤维种类为聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维中的一种或几种，体积掺量为超高韧性水泥基复合材料UHTCC总体积的广3% ；砂浆基体的组分重量比为水泥水精细骨料粉煤灰硅灰粒化高炉矿渣偏高岭土 = 1 (0. 27^2.2) (0 3): ((Γ6.9): (0 0. 3): (0 0. 55): (0 0. 4)，精细骨料的最大粒径不大于0.5 mm ；精细骨料、粉煤灰、硅灰、粒化高炉矿渣、偏高岭土的重量不同时为零；与此同时，还可以根据实际需要掺加适量的化学外加剂，如0. 2% 3%的减水剂、0. 059Π). 3%的消泡剂、0. 0039Π). 02% 的引气剂、0. 03% 0. 3%的增稠剂等。[0008]所述纵向钢筋为普通热轧钢筋或高强钢筋，其中普通热轧钢筋的型号为HRB335、 HRB40 或 RRB400。[0009]所述的纵向钢筋不施加预应力。[0010]所述管节两端的钢端板为环形截面，内径与管桩内径相同，外径比比管桩外径小1 mm;所述管节两端的钢套箍的设置范围12(T300 mm，其厚度优选为1. 5 3. 0 mm。[0011]所述管桩桩底部位可以设置一段长度为0. Π. 2 m的桩尖以提高其贯入能力，桩尖形式为开口型钢管桩尖、十字形钢桩尖或锥形钢桩尖等。[0012]由于采用本实用新型的技术方案，本实用新型所提供管桩能够利用非预应力钢筋增强超高韧性水泥基复合材料(RUHTCC)，具有极高的裂缝控制能力以及优良的抗冲击性能，不仅保证了高侵蚀性环境下的耐久性能，以及在沉桩过程中桩身的完整性，而且显著降低了日常运行期间的维护费用，延长了管桩的使用寿命，具有显著的经济效益。与大管桩和 PHC桩相比，本实用新型管桩实现了不需施加预应力即可满足在侵蚀严重的海洋、江河环境下的裂缝宽度要求，从开裂到钢筋屈服裂缝宽度低于50 μ m,具有与大管桩及PHC桩相当的耐久性能。而且，本实用新型能够抵抗浪溅区海水的往复冲击作用，并且能够避免在沉桩过程中由于锤击作用而出现桩顶破坏以及桩身开裂等缺陷。与钢管桩相比，本实用新型管桩可以根除钢管桩抗腐蚀能力差的缺点，特别是能够改善在浪溅区的抗侵蚀能力，从而极大地提高管桩的耐久性，并进一步提高其正常使用寿命。其次，在经济效益方面，其造价要低于钢管桩，而且在日常的运行中不需要进行耐久性修复，节约了维护费用，从而降低了总的成本。而且，在本实用新型管桩底部设置一段钢管桩尖，可以有效提高其贯入能力，能够穿越比较密实的土层。从这几方面看来，本实用新型管桩具有优良的力学性能、耐久性能， 以及良好的经济效益。因此，这一新型管桩能够广泛应用于耐久性要求很高的海洋以及江河等环境的地基处理。
[0013]图1为本实用新型管桩的轴向截面示意图。[0014]图2为图1的A-A剖视图。[0015]图3为本实用新型管桩的管节端部管壁放大示意图。[0016]图4为图1的B-B剖视图。[0017]图中1 纵向钢筋；2 螺旋箍筋3 管节的基体；4 钢端板；5 钢套箍；6 开口型钢管桩尖；7 连接焊缝；8 加劲板；9 管壁。
具体实施方式
[0018]参照附图，本实用新型高耐久性管桩由若干个管节组成；其中，各管节在管壁内沿管桩长度方向配置纵向钢筋1，并围绕纵向钢筋1设有螺旋箍筋2，在各管节两端部均设有钢端板4和钢套箍5，通过塞焊方式把纵向钢筋1焊接在钢端板4上，各管节通过端板钢端板4焊接连接为一体。[0019]所述管节的基体3可采用超高韧性水泥基材料UHTCC，所述超高韧性水泥基材料 UHTCC由短纤维和砂浆基体组成，掺加的短纤维种类为聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维中的一种或几种，体积掺量为UHTCC总体积的广3% ；砂浆基体的组分重量比为水泥水精细骨料粉煤灰硅灰粒化高炉矿渣偏高岭土 = 1 (0. 27^2.2) ((Γ3): ((Γ6.9): (0 0. 3) (0 0. 55) (0 0. 4)，精细骨料的最大粒径不大于0.5 mm ；精细骨料、 粉煤灰、硅灰、粒化高炉矿渣、偏高岭土的重量不同时为零；与此同时，还可以根据实际需要掺加适量的化学外加剂，如0. 2% 3%的减水剂、0. 059Π). 3%的消泡剂、0. 0039Π). 02%的引气剂、0. 03% 0. 3%的增稠剂等。[0020]本实用新型高耐久性管桩外径为300 mnTl400 mm，壁厚为6(Tl50 mm。[0021]本实用新型高耐久性管桩纵向钢筋1采用普通热轧钢筋或高强钢筋，其中普通热轧钢筋的型号为HRB335、HRB400、RRB400。[0022]本实用新型高耐久性管桩不需对纵向钢筋施加预应力来控制基体开裂。[0023]本实用新型高耐久性管桩各管节两端的钢端板4为环形截面，内径与管桩内径相同，外径比管桩外径小1 mm;各管节两端的钢套箍5的设置范围12(T300 mm，厚度优选为 1. 5 3· 0 mm。[0024]本实用新型高耐久性管桩的桩底部位可以设置一段长度为0. Π. 2 m的桩尖6以提高其贯入能力，桩尖形式为开口型钢管桩尖、十字形钢桩尖或锥形钢桩尖等。[0025]本实用新型所提供的管桩实施例的参数如下[0026]参数包括外径1200 mm，内径910 mm，壁厚145 mm，配筋16Φ22，型号HRB400， /#=400 MPa, /uk=45 MPa (/uk为标准抗压强度)。设置1 m长的开口型钢管桩尖6，其内径和壁厚为910 mm、16 mm，并在桩尖6与钢端板4的相交部位设置加劲板8 ；巧、r2分别为管桩内径、外径。
权利要求1.一种高耐久性管桩，其特征在于它由若干个管节组成；其中，各管节在管壁内沿管桩长度方向配置纵向钢筋，并围绕纵向钢筋设置螺旋箍筋，在各管节两端部均设有钢端板及钢套箍，通过塞焊方式把纵向钢筋焊接在钢端板上，各管节通过端部钢端板焊接连接为一体。
2.如权利要求1所述的一种高耐久性管桩，其特征在于所述高耐久性管桩的外径为 300 mnTl400 mm，壁厚为 60 150 mm。
3.如权利要求1所述的一种高耐久性管桩，其特征在于所述纵向钢筋为普通热轧钢筋或高强钢筋，其中普通热轧钢筋的型号为HRB335、HRB40或RRB400。
4.如权利要求1或3所述的一种高耐久性管桩，其特征在于所述的纵向钢筋不施加预应力。
5.如权利要求1所述的一种高耐久性管桩，其特征在于所述管节两端的钢端板为环形截面，内径与管桩内径相同，外径比比管桩外径小1 mm。
6.如权利要求1所述的一种高耐久性管桩，其特征在于所述管节两端的钢套箍的设置范围120 300 mm，其厚度优选为1. 5 3. 0 mm。
7.如权利要求1所述的一种高耐久性管桩，其特征在于所述管桩桩底部位可以设置一段长度为0. ri. 2 m的桩尖以提高其贯入能力，桩尖形式为开口型钢管桩尖、十字形钢桩尖或锥形钢桩尖等。
专利摘要本实用新型提供了一种高耐久性管桩，它由若干个管节组成；其中，各管节在管壁内沿管桩长度方向配置纵向钢筋，并围绕纵向钢筋设置螺旋箍筋，在各管节两端部均设有钢端板及钢套箍，通过塞焊方式把纵向钢筋焊接在钢端板上，各管节通过端部钢端板焊接连接为一体。本实用新型很好地融合了钢管桩与预应力混凝土管桩共同的优点，保证了管桩在侵蚀严重的海洋环境下的耐久性能。
文档编号E02D5/48GK202247858SQ20112026802
公开日2012年5月30日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者侯利军, 徐世烺, 李庆华 申请人:杭州固华复合材料科技有限公司