[发明专利]高性能低预应力混凝土空心方桩

权利要求书

1.一种高性能低预应力混凝土空心方桩，包括桩体、桩头，桩体至少一节单元桩组成，其特征在于单元桩截面呈中央设有圆孔的方状形，单元桩的桩壁由混凝土和混凝土内相互平行的预应力为0.1σ-0.8σ的钢筋组成，单元桩的两端分别设有连接盘，钢筋的两端分别与连接盘相连接，相邻单元桩经连接盘焊接形成桩体，相连接的两连接盘外层涂刷厚度0.5-2.5mm的纤维树脂，纤维树脂层上再缠绕能提高防腐能力和抗拉能力的碳纤维布，其生产工艺如下：

步骤一、制作单元桩模具，单元桩模具由外模具体、内模具体、内模固定支架、钢筋笼固定支架、钢筋张拉装置组成，所述外模具体是由底模板和两侧的侧模板相互垂直固定连接成，所述内模具体为一外径截面为圆形的柱杆或圆管，所述钢筋张拉装置由定位机构和张拉机构组成，

步骤二、制作钢筋笼，钢筋笼由相互平行的预应力为0.1σ-0.8σ的普通螺纹钢筋和连接盘组成，连接盘呈外模具体截面状、中央设有内模具体外径尺寸的通孔，普通螺纹钢筋的两端分别与连接盘的两端相连接，两连接盘内的相互平行的普通螺纹钢筋由连接钢筋焊接或捆扎制作成筒状的钢筋笼，钢筋笼一端的连接盘上设有与定位机构连接的定位环，钢筋笼的另一端的连接盘上设有与张拉机构相连接的连接环，将钢筋笼放入外模具体内并由钢筋笼固定支架定位，

步骤三、安装内模具体，将内模具体由内模固定支架定位在外模具体内的钢筋笼内，

步骤四、通过钢筋张拉装置对连接盘施力，对组成钢筋笼的相互平行的普通螺纹钢筋进行低预应力张拉，使普通螺纹钢筋预应力为0.1σ-0.8σ并保持张拉，

步骤五、制作防锈、抗渗能力强的混凝土，混凝土由水泥15-25%、沙25-40%、石子35-65%、减水剂0.01-1%和阻锈剂0.01-1%组成，水泥采用强度等级不低于42.5级的抗硫酸盐水泥或经处理（掺入抗硫酸盐的外加剂或矿物掺合料）的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥；细骨料宜采用洁净的天然硬质中粗砂，细度模数宜为2.8-3.1，采用人工砂时，细度模数可为2.9-3.3；粗骨料应采用碎石，连续级配，针片状颗粒不宜超过10%，含泥量应不大于1%，最大粒径不宜大于35mm，且不应超过钢筋净距的3/4；为提高防腐性能，掺入0.01-5%的高效减水剂、抗硫酸盐外加剂及钢筋阻锈剂等外加剂，还可掺入0.01-20%硅粉或粉煤灰等矿物掺合料。

2.步骤六、在管型内模具外表面、方形外模具内表面涂一层隔离剂，将制备好的高性能混凝土喂入模具并后人工捣实或离心密实混凝土，

步骤七、当桩身强度达到40~80%时，松开钢筋张拉装置并拆卸模具体，并根据设计长度将单元模经其端部的连接盘焊接相连成桩体，

步骤八、清洁桩体连接盘表面并涂刷厚度不小于0.5-2.5mm的纤维树脂层，最佳厚度小于1.5mm，纤维树脂层上再缠绕能提高防腐能力和抗拉能力的碳纤维布。

3.根据权利要求1所述的一种高性能低预应力混凝土空心方桩，其特征在于步骤四普通钢筋先进行拉伸处理的最佳预应力为0.3~0.6σ。

4.根据权利要求1所述的一种高性能低预应力混凝土空心方桩，其特征在于直径为12-50mm的普通钢筋的两端分别与连接盘焊接相连。

5.根据权利要求1所述的一种高性能低预应力混凝土空心方桩，其特征在于混凝土的水灰比不大于0.38：1。

6.根据权利要求1所述的一种高性能低预应力混凝土空心方桩，其特征在于混凝土中含有大量活性SiO₂及活性Al₂O₃，它们和水泥水化过程中产生的游离石灰及高碱性水化矽酸钙产生二次反应，生成高强度、高稳定性的低碱性水化矽酸钙，改善水化胶凝物质的组成，消除游离石灰的目的。