[实用新型]变截面预应力钢筋混凝土管桩

说明书

技术领域

本实用新型涉及预制钢筋混凝土制品的建筑材料领域，具体为一种变截面预应力钢筋混凝土管桩。

背景技术

先张法预应力混凝土管桩，是采用先张法预应力并掺加磨细料、高效减水剂等工艺，将混凝土经离心脱水密实成型，经过常压、高压两次蒸汽养护而制成的一种细长空心预制混凝土构件。近年来，预应力混凝土管桩成为重点推广应用的桩型产品，在工程中得到了广泛应用。但是，目前的预应力混凝土管桩都是等截面形式，如图1和图2所示，整根管桩的桩体1从桩头部到桩端都是同样的截面，在桩体1内沿着桩体1截面的圆周方向均匀分布有和桩体1母线平行的钢筋2，螺旋筋3盘绕在钢筋2的外侧，且螺旋筋3和各条预应力主筋2的连接点都逐点焊接固定。这种预应力混凝土管桩在承受纵向荷载时，桩体周边与土体存在摩擦力，因而桩体承受的荷载从管桩的头部往下逐渐减小；承受水平荷载时，桩头部位一定范围弯矩和剪力都比较大。由于管桩承受荷载的能力正比于桩体的截面大小，为确保管桩各部位都能承受荷载，管桩的截面必须满足最大受力部位的要求。因此，等截面的管桩结构不尽经济合理，存在材料浪费。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，提供一种结构紧凑、受力均匀、节省材料的建筑材料，本实用新型公开了一种变截面预应力钢筋混凝土管桩。

本实用新型通过如下技术方案达到发明目的：

一种变截面预应力钢筋混凝土管桩，包括桩体、预应力主筋和螺旋筋，桩体为空心管状结构，桩体内沿着桩体截面的圆周方向均匀分布有和桩体母线平行的钢筋，螺旋筋盘绕在预应力主筋的外侧，且螺旋筋和各条预应力主筋的连接点都逐点焊接固定，其特征是：桩体由桩头部、过渡段和下部桩身三部分组成，桩头部、过渡段和下部桩身的截面形状都相同，桩头部、过渡段和下部桩身的内径都相等，桩头部截面的外径大于下部桩身截面的外径，桩头部和下部桩身之间通过过渡段连接，过渡段截面的外径从连接桩头部处向连接下部桩身处逐渐减小。

所述的变截面预应力钢筋混凝土管桩，其特征是：桩头部、过渡段和下部桩身的截面形状都为圆环形，过渡段的外形为圆台形。

所述的变截面预应力钢筋混凝土管桩，其特征是：桩头部截面的外径是下部桩身截面外径的110%～135%，桩头部的长度是桩头部外径的2～3倍。

本实用新型将预应力混凝土管桩由目前通用的全长等截面的形式改为变截面形式，即在桩头部扩径以加大截面并加厚桩头处的管壁厚度，在下部桩身处减小截面，而在桩头部和下部桩身之间存在一个截面变化段即过渡段。桩头部扩径的幅度考虑到钢筋混凝土保护层厚度不超过55mm，扩径后外径一般不超过100mm。桩头部的长度取决于实际工程情况，工程设计人员根据整套管桩的长度、桩身结构受力情况、基本桩径以及地基土和地下水的腐蚀性情况确定，一般不超过3000mm。当应对腐蚀性问题时，桩头部的扩径尺寸和需要增加的保护层厚度应综合腐蚀程度、腐蚀介质的种类和设计使用年限而定；当解决桩头部弯矩剪力较大的受力问题时，桩头部的扩径尺寸根据桩身结构强度确定。

本实用新型的有益效果是：结构设计经济合理，材料利用率高，安全可靠。具体如下所述：

1. 由于预应力混凝土管桩与周边土体存在摩擦力，沿深度方向桩身轴向荷载逐渐减小，也即桩头部位所受的轴向荷载最大，因此，本实用新型可以增强桩头部的承载力，使得下部桩身和桩头部以不同的截面分别承受不同的轴向荷载，受力分布更为合理；

2. 对于长桩，基桩承载力一般由桩身结构强度决定，在水平力作用下，桩头部位在一定范围内剪力和弯矩最大，本实用新型很好地切合了管桩的受力特点，不仅提高了材料的利用率和经济性，而且增强了结构的安全性；

3. 土体中的地下水存在一定腐蚀性时，往往在桩头部位的一定长度内腐蚀性表现得更为强烈，本实用新型桩头部位的管壁厚度更大，可以加强管桩对钢筋的保护，增强预应力混凝土管桩的耐腐蚀性能；

4. 在下部土体存在砂层等较难穿透的土层时，由于本实用新型桩身的外径更小，更易穿透土层，沉桩性能较好；

5. 本实用新型具有良好的耐锤击性能，解决了长桩在锤击沉桩时经常存在的桩头部被打坏的问题。

附图说明

图1是现有技术预应力混凝土管桩的结构示意图；

图2是图1的横截面示意图；

图3是本实用新型的主视图；

图4是图3中的A-A向剖视图；

图5是图3中的B-B向剖视图；

图6是本实用新型的纵截面示意图。

具体实施方式