[发明专利]一种预应力高强混凝土空心支护桩及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种预应力高强混凝土空心支护桩及其 制作方法。

背景技术

在土木工程领域，目前使用的建筑支护结构形式较多，常用的永久性挡土支护构 筑物有：现浇法地下连续墙、重力式钢筋混凝土挡墙、现浇钻孔灌注桩、预制波形板 桩或U形板桩、预制平板桩等，还有传统的浆砌块石、干砌块石结构。传统的支护结 构大多采用现场浇注的方法，施工工期长、工效低、工程造价高、施工工序复杂，而 且浆砌块石、干砌块石结构耐久性较差，在气温变化后热胀冷缩的作用下，一般2-3 年就会出现块石与混凝土粘结脱裂、垮塌现象，结构质量极不稳定。

近几年在国内外支护工程上出现了一种预制波形板桩，或称U形板桩，因为具有 挡土面积大、桩身抗弯性好、施工组织简易等优点，在中小河流整治、航道治理、海 塗围垦、市政排水、道路路基支护及城市基坑等工程中得到了一些应用。这种预制波 形板桩存在以下缺陷：采用台座法生产工艺，机械化、自动化程度低；劳动力密集、 产量小、工效低下；工程应用造价高昂；目前市场上采用的波形板桩或预制平板桩均 是在桩身企口接合处采用了预埋橡胶止水条，由于施工过程中的挤压摩擦，会导致橡 胶止水条的扭曲变形、搓断、挤裂、脱槽等问题，因此施工完成后，两桩接合处渗水 现象普遍存在。所以，在应用于对防渗功能要求高的支护工程中，波形板桩或预制平 板桩均均无法真正彻底解决止水问题，且造价高昂，在工程造价预算较低的中小河流 治理工程应用上也受到限制。

国内主要应用于建筑桩基工程的预应力管桩，由于主要考虑的是承受竖向抗压荷 载，其截面形状设计为圆环形，预应力主筋也呈环形布置，这种主筋分布形式获得的 桩身抗弯弯矩极小，无法应用于需要抵抗较大水平荷载的挡土支护工程；而预应力空 心方桩与实心方桩，由于没有设计接驳企口，且施工时产生的挤土效应较大，使得桩 与桩之桩无法接合紧密，用于挡土支护工程时，两桩间的间隙较大，难以固土止水， 无法满足工程质量要求。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明旨在提供一种预应力高强混凝土空心支 护桩及其制作方法，所述预应力高强混凝土空心支护桩结构稳固、固土止水效果好、 施工简便、工程造价低，采用机械化、自动化生产加工程序、施工工期短、效率高。

为了实现上述技术目的，本发明采用下述技术方案：

一种预应力高强混凝土空心支护桩，包括钢筋笼骨架与混凝土桩身，所述混凝土 桩身浇筑包裹在钢筋笼骨架上并与之一体成型；所述预应力高强混凝土空心支护桩的 横截面呈多边形中空管状，包括桩身上翼缘板、桩身下翼缘板、桩身左侧支腿、桩身 右侧支腿、桩身榫头和桩身卯槽；所述桩身上翼缘板与桩身下翼缘板对称设置，均采 用2根以上纵向预应力主筋与2根以上环箍筋交叉焊接而成；所述桩身上翼缘板与桩 身下翼缘板之间环抱均布环箍筋；所述桩身左侧支腿和桩身右侧支腿位于桩身上翼缘 板与桩身下翼缘板之间且呈对称设置；所述桩身榫头和桩身卯槽分别位于桩身左侧支 腿一侧和桩身右侧支腿一侧，且桩身榫头和桩身卯槽啮合适配；所述桩身榫头和桩身 卯槽中间对称设有注浆预留孔槽。

优选的，所述桩身榫头和桩身卯槽内部设有榫卯加固钢筋。

优选的，所述混凝土桩身上端部设有桩尖斜面。

优选的，所述注浆预留孔槽呈半月形、三角形、四边形或多边形。

优选的，所述混凝土桩身采用强度等级不低于C60的高强混凝土。

优选的，所述纵向预应力主筋为PC钢棒，环箍筋为热轧光圆钢筋或热轧带肋钢筋。

优选的，所述纵向预应力主筋为PC钢棒和热轧带肋钢筋，环箍筋为热轧光圆钢筋 或热轧带肋钢筋。

优选的，所述桩身上翼缘板与桩身下翼缘板中的纵向预应力主筋采用直线型排列。

优选的，一种预应力高强混凝土空心支护桩的制作方法，包括如下步骤：

a、钢筋笼骨架加工：纵向预应力主筋选用PC钢棒或选用PC钢棒和热轧带肋钢筋， 将圆盘状PC钢棒置于旋转料盘中，使用自动定切镦头一体机根据设定长度自动定长切 断、自动牵引镦头，PC钢棒镦头完成后，用自动滚焊成笼机将热轧盘圆钢筋或热轧带 肋钢筋环绕焊固于PC钢棒上，制成钢筋笼骨架；