建筑基礎(chǔ)工程中預(yù)制混凝土樁樁體截面形狀主要有圓形截面的預(yù)制混凝土管樁和正方形或長(zhǎng)方形截面的預(yù)制混凝土方樁。上世紀(jì)90年代以來,隨著預(yù)制混凝土管樁的標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)及施工的不斷發(fā)展,基礎(chǔ)工程對(duì)管樁產(chǎn)品已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可,在實(shí)際工程中管樁產(chǎn)品有其顯著的優(yōu)越性,但在以下幾個(gè)方面表現(xiàn)不足:①管樁為外圓形結(jié)構(gòu),運(yùn)輸中不易幫扎、固定;②由于管樁樁身存在一定的橢圓度,采用抱壓施工時(shí)易出現(xiàn)樁身抱碎事故;③管樁在軟土地基施工后,在基坑開挖時(shí),容易出現(xiàn)樁位傾斜;④管樁基礎(chǔ)的承臺(tái)較方樁大,基礎(chǔ)成本較高等。 混凝土外加劑
預(yù)制混凝土方樁除港工基礎(chǔ)采用先張法工藝的預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁(內(nèi)腔主要采用預(yù)置橡膠充氣方式,有正方形或長(zhǎng)方形兩種截面形式)外,大多數(shù)基礎(chǔ)工程主要采用手工作業(yè)的非預(yù)應(yīng)力、振動(dòng)成型工藝居多,混凝土采用自然養(yǎng)護(hù),結(jié)構(gòu)多為實(shí)心的正方形截面。該預(yù)制方樁主要存在下列缺陷:①生產(chǎn)效率低,生產(chǎn)周期長(zhǎng);②產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定,硬化混凝土結(jié)構(gòu)截面中含氣孔較多;③混凝土強(qiáng)度低,樁身承載力未能充分發(fā)揮;④混凝土自然養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng),生產(chǎn)占地面積大。
自2003年至今,武漢金石工程技術(shù)有限公司、云南中技管樁有限公司、上海中技樁業(yè)有限公司等單位的技術(shù)人員將先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁生產(chǎn)工藝應(yīng)用于預(yù)制混凝土方樁的生產(chǎn),即利用離心成型工藝,研究開發(fā)了先張法預(yù)應(yīng)力混凝土離心方樁(以下簡(jiǎn)稱離心方樁),現(xiàn)將該產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品類型及技術(shù)要求等做一一說明。
生產(chǎn)工藝
離心方樁生產(chǎn)工藝與現(xiàn)有的管樁生產(chǎn)工藝基本相同,主要不同點(diǎn):①采用與離心方樁鋼模模具相配套的近似方形的鋼筋骨架;②成型用的模具截面呈正方形結(jié)構(gòu)。具體生產(chǎn)工藝如下:
1.混凝土原材料的計(jì)量、攪拌。根據(jù)設(shè)計(jì)好的配合比,將砂、石、水泥、水、外加劑和摻合料等經(jīng)jq計(jì)量,用混凝土強(qiáng)制式攪拌機(jī)制成3cm~5cm的低坍落度的新拌混凝土,設(shè)計(jì)要求混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C60或C80。
2.離心方樁端板制作。與管樁端板制作基本一致,但方樁的端板外形是方形的,且預(yù)應(yīng)力主筋的沉孔沿端板四邊、角均勻分布。端板安裝前,四周需焊接厚度為1.5mm~2mm的薄鋼板制作成的方形樁套箍。
3.骨架制作。預(yù)應(yīng)力主筋采用低松馳型的預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒,需要jq定長(zhǎng)、切斷、鐓頭;螺旋筋采用椎4mm~6mm的低碳冷拔鋼絲;根據(jù)離心方樁結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)要求,方形鋼筋骨架采用專用的方樁骨架自動(dòng)焊接機(jī)加工。
4.安裝鋼筋骨架。將制作好的鋼筋骨架、方形端板(已焊套箍)放置于離心方樁的鋼模具內(nèi),并與預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固板、張拉板、張拉桿等連接。
5.混凝土布料。按每根離心方樁的用量要求,將新拌混凝土沿模具均勻填滿下半模,在張拉一端盡可能多布一些混凝土。
6.合模。將離心方樁上半鋼模吊至下半鋼模上方,并用螺栓將上下兩半鋼模固定,以確保模具在高速離心作業(yè)過程中不松動(dòng)和混凝土不跑漿。
7.預(yù)應(yīng)力張拉。采用千斤頂式的張拉機(jī)對(duì)合模后的離心方樁鋼筋骨架進(jìn)行整體張拉,張拉至鋼筋強(qiáng)度的70%后,用大螺母將張拉桿固定在鋼模具上。
8.離心工藝。將上述張拉錨固后的帶模離心方樁吊至上方,按初速、中速、中高速、高速的離心速度逐級(jí)加速,離心時(shí)間一般為10min~18min。通過離心密實(shí)成型工藝,使新拌混凝土沿離心方樁的模具四周均勻密實(shí),同時(shí),管樁形成一圓形內(nèi)腔。離心結(jié)束后,將張拉端抬高,傾倒離心過程中產(chǎn)生的廢漿水。
9.初級(jí)蒸氣養(yǎng)護(hù)。將離心成型后的帶模離心方樁吊至常壓蒸氣養(yǎng)護(hù)池(坑)內(nèi),靜停1h~2h,緩慢升溫至90℃~100℃,常壓下養(yǎng)護(hù)4h~8h,使混凝土強(qiáng)度達(dá)到40MPa以上。
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