[发明专利]一种离心混凝土桩的制造工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及一种离心混凝土桩的制造工艺。

背景技术：

我国自20世纪80年代初才开始引进、研制和生产预应力混凝土管桩。上世纪90年起，管桩在我国迅速发展，从广东沿海北上，同时，借助中西部大开发战略的实施，管桩技术一路西进。目前，我国混凝土管桩不仅产量位居世界先列，种类也是位居居世界前茅。近些年，预应力混凝土方桩作为一种新的桩型出现在市场中。预应力混凝土方桩采用预应力混凝土管桩相同的离心成型工艺，具有外方内圆的外观结构，运输中容易固定、绑扎；采用抱压施工时出现桩身抱碎事故的几率较管桩减小；承台尺寸也较管桩减小，从而可降低工程造价。预制混凝土桩的发展符合我国建材的可持续发展要求，工厂化预制，有利于实现混凝土桩的自动化、规模化、高效生产，不仅质量容易控制和保证，同时，还能够减少混凝土用不可再生砂、石资源的浪费，运输到建筑工地后，现场施工速度快、清洁施工。由于预应力混凝土管桩和预应力混凝土方桩单桩承载力高(预应力混凝土管桩用混凝土的强度等级高达C80)，越来越多的沉孔灌注桩、现场制作钢筋混凝土方桩、钻孔灌注桩和钢管桩被预制混凝土桩取代。预应力混凝土管桩用预应力钢筋为抗拉强度不低于1420MPa、非比例延伸强度不小于1280MPa。预应力混凝土管桩用钢棒，由于其强度高、施加的预应力高，较低的配筋率即能满足混凝土管桩抗弯性能设计要求，其配筋率只要求不低于0.4％即可。生产中为了追求高混凝土强度，降低低生产成本，预应力钢筋往往出现超张拉现象，管桩混凝土抗压强度较容易满足产品标准要求。预应力混凝土方桩设计中也存在低配筋率问题、生产也同样存在预应力超张拉现象。而混凝土是典型的脆性材料，弹性模量高，抗压强度与抗拉强度无线性对应关系。低配筋率和超张拉，导致桩的脆性显著提高，运输、沉桩过程中管桩脆断的几率明显提高。另外，随着近年来对预应力混凝土管桩和预应力混凝土方桩研究的深入，对其水平承载力，特别是预应力混凝土管桩水平承载力有不同的观点。因此，国家和部分省标准或者图集做出相关规定，预应力混凝土管桩适用范围为非抗震区和抗震设防烈度6度、7度的地区，若使用于抗震设防烈度8度的地区，则需另行验算；或者不宜在抗震设防烈度8度的地区使用。

在对有抗震要求或者抗震设防烈度8度的地区，桩基可选择的范围较窄，采用预制实心方桩或者灌注桩。预制实心方桩有其自身特点。混凝土强度等级为C50时，350×350mm的方桩承载力相当于中Φ300PHC管桩，400×400mm方桩相当于中Φ350PHC管桩，450×450mm方桩相当于Φ400PHC管桩。除单桩竖向承载力具有可比性外，预制实心方桩还具有水平承载力高的特性，适用于在高地震设防烈度的地区使用。但是，目前预制实心方桩由于其自重大，生产主要采用场地预制式，自然养护工艺，生产效率低，生产周期长，占用场地大；自然养护工艺受天气影响显著，从而影响到胶凝材料水化进程、强度发展历程和水泥石微观结构特征。灌注桩是地下施工，隐蔽性强，不可预测因素很多，质量控制困难。

发明内容：

本发明为解决预应力混凝土桩脆性大、桩基础水平承载力不足的问题，以及目前混凝土方桩生产效率低和灌注桩质量难以控制、保证的问题，从配筋率和钢筋的选用、生产工艺等层面出发，改变现有预应力混凝土管桩和预应力混凝土方桩的配筋以及钢材的选用原则，在不降低单桩竖向承载力的前提下，生产出满足抗震要求的离心混凝土桩。

本发明的技术方案是：

一种离心混凝土桩的制造工艺，其特征在于：工艺流程为：

(1)制作钢筋笼，将主筋沿横截面均分匀布，数量不低于6根；箍筋包括环状和螺旋状，桩两端2000mm范围内为箍筋加密区，这个范围内的环状箍筋间距和螺旋状箍筋螺距不大于45mm，其余部分环状箍筋间距和螺旋状箍筋螺距不大于80mm，然后将制作好的钢筋笼放置在下模具中；

(2)组装端板，在端板上与主筋对应的位置开有与主筋数量相同的沉孔，底孔位于端板内侧；主筋穿入沉孔后，与端板焊接；

(3)将水泥、砂、石、高效减水剂和矿物外加剂，按照容重1，水胶比0.25～0.35，砂率0.25～0.38，总胶凝材料0.16～0.21的配合比，矿物外加剂掺量控制在总胶凝材料的30％以内，高效减水剂根据减水率的不同，掺量在0.6～3.0％，各原材料经计量、搅拌均匀后，布料，合模制成混凝土桩；

(4)在混凝土桩一端采用预应力钢筋张拉机，按照生产工艺要求对主筋施加预应力，使得混凝土有效预压应力在3.0～5.0N/mm²；