[发明专利]一种混凝土海洋管桩

说明书

技术领域

本发明涉及海洋工程建设领域，尤其涉及一种混凝土海洋管桩。

背景技术

管桩是一种预制的工程桩，主要用于桩基工程来提高地基与基础的承载力，其将上部的建筑载荷传递到深处承载力较强的土层上，或将软土层挤密实以提高地基土的承载能力和密实度。管桩从上世纪初到现在已经得到了很大的发展，基于管桩能单桩承载力高，管桩施工速度快、工效高等特点，管桩从最初的应用于铁道系统，到目前扩大到工业与民用建筑、市政、冶金、港口、公路等领域，其得到了广泛的应用并发挥着巨大的作用。

与一般陆地上应用的管桩不同，针对海洋的复杂多变的环境，传统的管桩并不能胜任。应用在海洋环境中的管桩，一般会使用钢管桩，而为了应对海洋这种强腐蚀性环境，这些钢管桩通常还要设置为多层结构以及做防锈处理，带来的负面影响就是，管桩重量大大提升，提高了施工难度并降低了施工效率，大量使用钢材，提高了成本，而且在施工的过程中，容易损伤防锈层，极容易导致腐蚀。

申请号为201210025399.X的发明专利公开了一种挡土复式配筋管桩及其制备方法，该管桩包括有混凝土本体及两端的端头板，在所述混凝土本体内设有钢筋骨架龙，所述钢筋骨架笼包括有多根预应力主筋、非预应力钢筋以及螺旋筋，所述预应力主筋与非预应力钢筋为非对称布置，所述非预应力钢筋均匀分布在管桩界面一侧受拉区内的螺旋筋上。该配筋管桩有较强的穿透能力，混凝土强度高，但是其不足之处在于，该管桩并不适用于海洋环境中，其抗腐蚀抗冲击性能不好，而且非预应力钢筋的非对称设置不能适应海洋环境中管桩四周受力的特点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于海洋工程建设的，抗腐蚀和抗冲击性能优越的混凝土海洋管桩。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下方案实现：

一种混凝土海洋管桩，包括混凝土桩体和置于混凝土桩体内的钢筋骨架笼，所述钢筋骨架笼包括螺旋筋以及固定在螺旋筋上呈圆周分布的多根预应力筋，所述预应力筋均匀分布，相邻的预应力筋之间设置至少一条非预应力筋，所述非预应力筋的长度比预应力筋的长度小，且每条非预应力筋长短不一。

采用预应力筋和螺旋筋配合形成的结构形式作为承载力抗弯主体，混凝土作为竖向承载结构，在保证了高承载的同时增加管桩在海洋环境中的抗冲击性能。针对管桩在海洋环境中四周均受力的特点，在预应力筋之间设置非预应力筋，且长短不一的非预应力筋与预应力筋形成的配筋结构，能大大提高管桩的抗弯曲变形能力，长短不一的非预应力筋，在保证管桩的强度前提下，降低了用钢量。

所述非预应力筋的长度依次递增或递减。这样的排布使得非预应力筋呈现一种圆周状阶梯分布，进一步的提升管桩的抗弯及抗冲击性能。

所述螺旋筋的两端形成螺旋筋加密区，所述加密区长度为150~200mm，加密间距为30~50mm。

管桩的两端分别接触海床和承重平台，容易受到外部的冲击，在受到冲击时两端会发生形变，而螺旋筋加密区的设置会对混凝土产生拉力从而减少其形变，避免形变过大导致的端部爆裂。

所述混凝土桩体的两端设置有端头板。

端头板用于固定配筋以及管桩的连接。管桩在施工过程中，普通管桩在捶打的过程极容易造成管桩两端破碎，在两端螺旋加密区的设置下再加上本发明中的混凝土浇筑的桩体，即使在不设置抱箍板的条件下，都可以有效避免了捶打粉碎的情况发生。

所述预应力筋为预应力高强钢丝、预应力PC钢棒或预应力钢绞线，预应力筋的张拉值为预应力筋设计强度的40~60%，防止预应力过高，延伸率变低，在发生碰撞，强烈震动的时候内部预应力筋出现延性断裂现象，所述非预应力筋为热轧带肋HRB500以上等级钢材。

所述混凝土桩体包括下述重量份的各原料组分：水泥450~600份、矿物活性掺合料150~250份、惰性掺合料60~100份、砂1000~1500份、早强型高效减水剂24~32份、水135~200份、0.08mm~0.20mm的钢纤维78~156份。