一种防沉降预应力混凝土管桩的制备工艺的制作方法

本发明涉及混凝土管桩技术领域，更具体地说，涉及一种防沉降预应力混凝土管桩的制备工艺。

背景技术：

预应力混凝土管桩可分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩。先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。

预制混凝土管桩具有应用面广，适用于各类建筑物和构筑物的基础。桩身混凝土强度高，一般要求不低于c60(c60表示标准养护条件下的(150x150x150)立方体抗压强度标准值为60n/mm2的混凝土)，预应力高强混凝土管桩混凝土强度不得低于c80(c80表示标准养护条件下的(150x150x150)立方体抗压强度标准值为80n/mm2的混凝土)。目前工业上普遍的生产工艺是掺入30％的磨细矿渣粉制得混凝土管桩，在对管桩常温蒸养后再进行高压养护，并且视水化速度通过控制温度和养护时间来调整达到管桩混凝土强度。

尽管预应力混凝土管桩具有较高的强度，但是由于其重量较重，在沉桩后存在与地基环境脱轨的可能，从而导致不可控的沉降发生，严重影响施工质量。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种防沉降预应力混凝土管桩的制备工艺，可以实现在钢筋笼绑扎结束后，通过安装磁推网架的方式预埋至混凝土管桩内，然后在养护成型后嵌入磁迁移锚杆后，再采用常规的沉桩工艺进行沉桩，在沉桩结束后通过对磁推网架进行加热的方式，触发磁场泄漏的工作，进而利用磁性排斥作用先在磁迁移锚杆内部触发断连动作，在断连动作发生至彻底断连的时间差内，可以继续依靠磁性排斥作用，推动磁迁移锚杆从磁推网架中进行迁移，并插入至地基环境中形成锚固孔，并在彻底断连后自主释放出砂浆，并沿锚固孔逸出反向进入到磁迁移锚杆内，在砂浆凝固后可以显著提高锚固强度，从而有效改善混凝土管桩在地基环境中出现沉降现象。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种防沉降预应力混凝土管桩的制备工艺，包括以下步骤：

s1、绑扎钢筋笼后沿指定位置焊接上磁推网架，然后装入管桩模具内；

s2、称取合适的原料进行预拌，并浇筑至管桩模具内，进行布料张拉，施加预应力；

s3、通过混凝土管桩离心机对混凝土离心成型，将管桩模具置于蒸养池内进行常压蒸汽养护；

s4、蒸汽养护结束后取出管桩模具后拆模，并于磁推网架上安装磁迁移锚杆，然后自然浇水养护3-10天；

s5、在沉桩后对磁推网架进行加热迫使磁迁移锚杆收缩并触发锚固动作，并释放出砂浆进行填充。

进一步的，所述磁推网架包括多块环形阵列镶嵌于管桩内壁上的导热杆，所述导热杆外端连接有多个均匀分布的容纳管，且容纳管贯穿管桩并延伸至其外表面，所述导热杆外端还镶嵌连接有多个均匀分布的固定磁铁，且固定磁铁位于容纳管的内侧，导热杆和容纳管配合可以辅助提高管桩的强度，其中容纳管可以为磁迁移锚杆的迁移提供空间，固定磁铁则为磁迁移锚杆的迁移提供动力。

进一步的，所述固定磁铁远离导热杆一端连接有导热垫块，所述导热垫块外表面镶嵌连接有多个均匀分布的导热节点球，相邻的所述导热节点球之间连接有温度感应丝，相邻所述温度感应丝之间形成的网格内设有隔磁膜，且隔磁膜与导热垫块连接，正常情况下隔磁膜在温度感应丝之间形成严密的隔磁面，隔断磁迁移锚杆与固定磁铁之间的磁场作用，而在加热状态下，温度感应丝吸热膨胀后网孔得以扩大，隔磁膜难以进行全面封闭，从而固定磁铁的磁场从缝隙中泄漏通过，触发磁迁移锚杆的迁移动作。

进一步的，所述导热杆和导热垫块分别采用硬质导热材料和弹性导热材料制成，所述温度感应丝采用遇热膨胀的材料制成。

进一步的，所述步骤s2中的原料包括以下重量份数计的组分：硅酸盐水泥360-500份、超细矿粉20-60份、砂700-750份、碎石1000-1200份、水120-150份、减水剂3.5-5.5份和激发剂10-12份。

进一步的，所述磁迁移锚杆包括一体连接的锚杆主体和锚杆锥头以及泄料弹性膜，所述锚杆主体外端连接有多个一体成型的肋条，所述锚杆主体和锚杆锥头均为中空结构，所述锚杆锥头上开设有多个均匀分布的泄浆孔，所述泄浆孔内塞有封堵嵌球，所述泄料弹性膜与锚杆锥头之间填充有预拌好的砂浆，且泄料弹性膜处于张拉状态，锚杆主体用来减小插入地基环境中的阻力，而锚杆主体提供防止管桩沉降的支撑力，泄料弹性膜在断开连接的状态下由于弹力作用，会挤压砂浆向外释放，封堵嵌球会在压力下自主脱落不再形成阻挡。

进一步的，所述锚杆主体内端底壁上镶嵌连接有水溶连球，且水溶连球与泄料弹性膜连接，所述锚杆主体内端底壁上还开设有迁移腔，所述迁移腔内滑动连接有磁性迁移块，所述磁性迁移块外端连接有一对助力滑块，所述迁移腔内壁上开设有一对与助力滑块相匹配的滑槽，所述水溶连球靠近磁性迁移块一端镶嵌连接有压水包，所述压水包与水溶连球之间覆盖有防水膜，可以借由固定磁铁的磁性排斥作用迫使磁性迁移块在迁移腔内进行移动，然后对压水包进行挤压，压水包内所吸收的水分释放出来后沿缝隙与水溶连球接触，并促使水溶连球开始溶解，在溶解的过程中，磁性迁移块借由助力滑块对锚杆主体持续施加推力，从而迫使锚杆锥头和锚杆主体插入至地基环境中形成锚固作用。

进一步的，所述水溶连球采用水溶性材料制成，所述防水膜采用弹性吸收材料制成，所述磁性迁移块与固定磁铁保持磁性相斥作用。

进一步的，所述步骤s3中常压蒸汽养护具体为管桩模具在蒸养池内静停1-2h后，以25℃/h升温到75-80℃，恒温6—8h，然后1h内降温到室温。

进一步的，所述步骤s5中加热至磁迁移锚杆收缩进入磁推网架内，并且检查有无漏浆现象。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现在钢筋笼绑扎结束后，通过安装磁推网架的方式预埋至混凝土管桩内，然后在养护成型后嵌入磁迁移锚杆后，再采用常规的沉桩工艺进行沉桩，在沉桩结束后通过对磁推网架进行加热的方式，触发磁场泄漏的工作，进而利用磁性排斥作用先在磁迁移锚杆内部触发断连动作，在断连动作发生至彻底断连的时间差内，可以继续依靠磁性排斥作用，推动磁迁移锚杆从磁推网架中进行迁移，并插入至地基环境中形成锚固孔，并在彻底断连后自主释放出砂浆，并沿锚固孔逸出反向进入到磁迁移锚杆内，在砂浆凝固后可以显著提高锚固强度，从而有效改善混凝土管桩在地基环境中出现沉降现象。

(2)磁推网架包括多块环形阵列镶嵌于管桩内壁上的导热杆，导热杆外端连接有多个均匀分布的容纳管，且容纳管贯穿管桩并延伸至其外表面，导热杆外端还镶嵌连接有多个均匀分布的固定磁铁，且固定磁铁位于容纳管的内侧，导热杆和容纳管配合可以辅助提高管桩的强度，其中容纳管可以为磁迁移锚杆的迁移提供空间，固定磁铁则为磁迁移锚杆的迁移提供动力。

(3)固定磁铁远离导热杆一端连接有导热垫块，导热垫块外表面镶嵌连接有多个均匀分布的导热节点球，相邻的导热节点球之间连接有温度感应丝，相邻温度感应丝之间形成的网格内设有隔磁膜，且隔磁膜与导热垫块连接，正常情况下隔磁膜在温度感应丝之间形成严密的隔磁面，隔断磁迁移锚杆与固定磁铁之间的磁场作用，而在加热状态下，温度感应丝吸热膨胀后网孔得以扩大，隔磁膜难以进行全面封闭，从而固定磁铁的磁场从缝隙中泄漏通过，触发磁迁移锚杆的迁移动作。

(4)磁迁移锚杆包括一体连接的锚杆主体和锚杆锥头以及泄料弹性膜，锚杆主体外端连接有多个一体成型的肋条，锚杆主体和锚杆锥头均为中空结构，锚杆锥头上开设有多个均匀分布的泄浆孔，泄浆孔内塞有封堵嵌球，泄料弹性膜与锚杆锥头之间填充有预拌好的砂浆，且泄料弹性膜处于张拉状态，锚杆主体用来减小插入地基环境中的阻力，而锚杆主体提供防止管桩沉降的支撑力，泄料弹性膜在断开连接的状态下由于弹力作用，会挤压砂浆向外释放，封堵嵌球会在压力下自主脱落不再形成阻挡。

(5)锚杆主体内端底壁上镶嵌连接有水溶连球，且水溶连球与泄料弹性膜连接，锚杆主体内端底壁上还开设有迁移腔，迁移腔内滑动连接有磁性迁移块，磁性迁移块外端连接有一对助力滑块，迁移腔内壁上开设有一对与助力滑块相匹配的滑槽，水溶连球靠近磁性迁移块一端镶嵌连接有压水包，压水包与水溶连球之间覆盖有防水膜，可以借由固定磁铁的磁性排斥作用迫使磁性迁移块在迁移腔内进行移动，然后对压水包进行挤压，压水包内所吸收的水分释放出来后沿缝隙与水溶连球接触，并促使水溶连球开始溶解，在溶解的过程中，磁性迁移块借由助力滑块对锚杆主体持续施加推力，从而迫使锚杆锥头和锚杆主体插入至地基环境中形成锚固作用。

附图说明

图1为本发明管桩的外观示意图；

图2为本发明管桩的剖视图；

图3为本发明磁迁移锚杆正常状态下的结构示意图；

图4为图3中a处的结构示意图；

图5为图3中b处的结构示意图；

图6为本发明磁迁移锚杆锚固状态下的结构示意图。

图中标号说明：

1磁推网架、11导热杆、12容纳管、13固定磁铁、14导热节点球、15温度感应丝、16导热垫块、17隔磁膜、2磁迁移锚杆、21锚杆主体、22锚杆锥头、23泄料弹性膜、3封堵嵌球、4水溶连球、5防水膜、6压水包、7磁性迁移块、8助力滑块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-2，一种防沉降预应力混凝土管桩的制备工艺，包括以下步骤：

s1、绑扎钢筋笼后沿指定位置焊接上磁推网架1，然后装入管桩模具内；

s2、称取合适的原料进行预拌，并浇筑至管桩模具内，进行布料张拉，施加预应力；

s3、通过混凝土管桩离心机对混凝土离心成型，将管桩模具置于蒸养池内进行常压蒸汽养护；

s4、蒸汽养护结束后取出管桩模具后拆模，并于磁推网架1上安装磁迁移锚杆2，然后自然浇水养护3-10天；

s5、在沉桩后对磁推网架1进行加热迫使磁迁移锚杆2收缩并触发锚固动作，并释放出砂浆进行填充。

请参阅图3，磁推网架1包括多块环形阵列镶嵌于管桩内壁上的导热杆11，导热杆11外端连接有多个均匀分布的容纳管12，且容纳管12贯穿管桩并延伸至其外表面，导热杆11外端还镶嵌连接有多个均匀分布的固定磁铁13，且固定磁铁13位于容纳管12的内侧，导热杆11和容纳管12配合可以辅助提高管桩的强度，其中容纳管12可以为磁迁移锚杆2的迁移提供空间，固定磁铁13则为磁迁移锚杆2的迁移提供动力。

请参阅图5，固定磁铁13远离导热杆11一端连接有导热垫块16，导热垫块16外表面镶嵌连接有多个均匀分布的导热节点球14，相邻的导热节点球14之间连接有温度感应丝15，相邻温度感应丝15之间形成的网格内设有隔磁膜17，且隔磁膜17与导热垫块16连接，正常情况下隔磁膜17在温度感应丝15之间形成严密的隔磁面，隔断磁迁移锚杆2与固定磁铁13之间的磁场作用，而在加热状态下，温度感应丝15吸热膨胀后网孔得以扩大，隔磁膜17难以进行全面封闭，从而固定磁铁13的磁场从缝隙中泄漏通过，触发磁迁移锚杆2的迁移动作。

导热杆11和导热垫块16分别采用硬质导热材料和弹性导热材料制成，温度感应丝15采用遇热膨胀的材料制成。

步骤s2中的原料包括以下重量份数计的组分：硅酸盐水泥360-500份、超细矿粉20-60份、砂700-750份、碎石1000-1200份、水120-150份、减水剂3.5-5.5份和激发剂10-12份。

请参阅图4，磁迁移锚杆2包括一体连接的锚杆主体21和锚杆锥头22以及泄料弹性膜23，锚杆主体21外端连接有多个一体成型的肋条，锚杆主体21和锚杆锥头22均为中空结构，锚杆锥头22上开设有多个均匀分布的泄浆孔，泄浆孔内塞有封堵嵌球3，泄料弹性膜23与锚杆锥头22之间填充有预拌好的砂浆，且泄料弹性膜23处于张拉状态，锚杆主体21用来减小插入地基环境中的阻力，而锚杆主体21提供防止管桩沉降的支撑力，泄料弹性膜23在断开连接的状态下由于弹力作用，会挤压砂浆向外释放，封堵嵌球3会在压力下自主脱落不再形成阻挡。

锚杆主体21内端底壁上镶嵌连接有水溶连球4，且水溶连球4与泄料弹性膜23连接，锚杆主体21内端底壁上还开设有迁移腔，迁移腔内滑动连接有磁性迁移块7，磁性迁移块7外端连接有一对助力滑块8，迁移腔内壁上开设有一对与助力滑块8相匹配的滑槽，水溶连球4靠近磁性迁移块7一端镶嵌连接有压水包6，压水包6与水溶连球4之间覆盖有防水膜5，可以借由固定磁铁13的磁性排斥作用迫使磁性迁移块7在迁移腔内进行移动，然后对压水包6进行挤压，压水包6内所吸收的水分释放出来后沿缝隙与水溶连球4接触，并促使水溶连球4开始溶解，在溶解的过程中，磁性迁移块7借由助力滑块8对锚杆主体21持续施加推力，从而迫使锚杆锥头22和锚杆主体21插入至地基环境中形成锚固作用。

水溶连球4采用水溶性材料制成，防水膜5采用弹性吸收材料制成，磁性迁移块7与固定磁铁13保持磁性相斥作用。

步骤s3中常压蒸汽养护具体为管桩模具在蒸养池内静停1-2h后，以25℃/h升温到75-80℃，恒温6—8h，然后1h内降温到室温。

步骤s5中加热至磁迁移锚杆2收缩进入磁推网架1内，并且检查有无漏浆现象。

本发明可以实现在钢筋笼绑扎结束后，通过安装磁推网架1的方式预埋至混凝土管桩内，然后在养护成型后嵌入磁迁移锚杆2后，再采用常规的沉桩工艺进行沉桩，在沉桩结束后通过对磁推网架1进行加热的方式，触发磁场泄漏的工作，进而利用磁性排斥作用先在磁迁移锚杆2内部触发断连动作，在断连动作发生至彻底断连的时间差内，可以继续依靠磁性排斥作用，推动磁迁移锚杆2从磁推网架1中进行迁移，并插入至地基环境中形成锚固孔，并在彻底断连后自主释放出砂浆，并沿锚固孔逸出反向进入到磁迁移锚杆2内，请参阅图6，在砂浆凝固后可以显著提高锚固强度，从而有效改善混凝土管桩在地基环境中出现沉降现象。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。