[发明专利]预应力混凝土预制桩

说明书

技术领域

    本发明涉及桩基工程技术领域，具体讲是一种预应力混凝土预制桩。

背景技术

目前用于多层地下室、地下铁道、地下商业街的地基基础支护、围护、护壁，主要以钻孔灌注桩或水泥搅拌桩为主；钻孔灌注桩作为围护结构，根据不同的地质条件和开挖深度可做成悬臂式挡墙、单撑式挡墙、多层支撑式挡墙等，它的排列形式有一字形相接排列、间隔排列、交错相接排列、搭接排列或混合排列，常见的排列方式是一字板间隔排列，并在桩后采用水泥搅拌桩、旋喷桩、树根桩等阻水。水泥搅拌桩一般作为地基处理和防渗帷幕使用。钻孔灌注桩存在易使邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损或地下设施破坏等危害，止水效果不理想，环境污染严重，泥浆外运及泥浆污染严重。水泥搅拌桩在施工过程中水泥搅拌土的质量波动大，质量控制困难，开挖后外壁需要另行处理，工程成本高。

此外也有部分基坑围护时使用现有预应力混凝土管桩或方桩，但由于管桩外形为圆形，止水效果差，需要另外再进行止水施工，而现有预应力混凝土方桩在软土基坑的围护中容易产生倾斜，桩身稳定性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种施工方便、可降低工程成本、增强止水效果且具有良好的抗弯及抗剪性能的预应力混凝土预制桩。

本发明的技术解决方案如下：一种预应力混凝土预制桩，包括横截面呈方形的预制桩本体，所述预制桩本体包括两端板和设于两端板之间的桩身以及设置在桩身内部并与两端板连接的预应力钢筋；所述预制桩本体的一个外侧面上设有纵向延伸至端部的凸肋和纵向延伸并贯穿端部的第一凹槽，在与该外侧面非相邻的一个外侧面上设有分别与所述凸肋和所述第一凹槽的位置相对应、形状尺寸相配且纵向延伸并贯穿预制桩本体端部的第二凹槽和第三凹槽。

所述预应力钢筋在靠近所述第一凹槽与所述第三凹槽一侧的配筋数量大于靠近所述凸肋与所述第二凹槽一侧的配筋数量。

所述预应力混凝土预制桩是空心桩，具有沿长度方向贯穿预制桩本体两端中部的通孔，所述通孔的横截面为圆形。

所述端板的形状和尺寸与所述桩身的横截面一致。

作为优化，在所述桩身的四个棱角处设有倒角并在所述端板突出于桩身的四个角上设有沿厚度方向贯穿端板的螺栓孔。

作为优化，所述凸肋、第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的横截面为圆弧状。

所述端板上设有预应力钢筋锚固孔，所述预应力钢筋的两端分别通过锚固孔与两端端板锚固或焊接，所述锚固孔的数量与预应力钢筋的配筋数量一致。

本发明的有益效果是：本发明桩身横截面类似于方形，施工后形成排桩，用于基坑的支护及止水。由于在预制桩本体的外侧面上，所述凸肋与所述第二凹槽的位置相对应、形状尺寸相配，所述第一凹槽与所述第三凹槽的位置相对应、形状尺寸相配，因此，用每两节本发明施工时，第一节桩的第一凹槽同第二节桩的第三凹槽相配进行横向拼接形成纵向延伸的穿孔，同时，第一节桩的凸肋同第二节桩的第二凹槽相互嵌合，按此相配方式可进行循环拼接，其中，第一凹槽和第三凹槽相配拼接形成的穿孔，用于安装止水带，止水带可预先在相互匹配的第一凹槽和第三凹槽处黏贴好，或直接采用灌浆的措施，将止水材料灌入拼接后形成的穿孔内，可更有效的提高水密性。将设有止水带的一侧朝向土体，能有效的防止地下水的渗透，起到防渗帷幕的作用；而凸肋与第二凹槽的相互嵌合能够使两节桩横向拼接牢固稳定，桩身不易倾斜，可以起到导向和限位的作用，方便了施工操作，保证了施工质量，大大增强了桩横向拼接后的整体抗弯性能及抗剪切能力，作为优化，还可以在凸肋或第二凹槽沿轴线方向贴上止水条，进一步增强防水作用。

根据围护桩受力特点，本发明的配筋采用不对称配筋方式，在施工时，靠近土体一侧，即在靠近第一凹槽与第三凹槽一侧的配筋数量大于靠近凸肋与第二凹槽一侧的配筋数量，增加了桩身受力侧面的抗弯性能。

由于在所述桩身的四个棱角处进行了倒角但所述端板的相应四个角未进行倒角，并在所述端板突出于桩身的四个角上设有沿厚度方向贯穿端板的螺栓孔；因此，当两节本发明预制桩纵向进行接桩时，两桩可通过螺栓孔用螺栓进行加固，当两节预制桩横向进行拼接时，也可以通过连接螺栓孔进行加固。此外由于端板上相对于桩身具有四个突出的棱角，在吊桩时端板的四个突出棱角可起到固定吊桩钢丝绳的作用。

本发明棱角处设置倒角，一方面可以减少桩身对周围土体的挤土效应，另一方面由于本发明一般采用离心成型，棱边部分的混凝土可能存在一定的离析作用而不够密实，且棱角本身容易磕损，设置倒角即可保护桩身混凝土完整性又可在施工中减少桩身对周围土体作用。