[发明专利]一种强化抗拉-剪PHC管桩基础结构及其施工方法

说明书

本发明公布了一种强化抗拉‑剪PHC管桩基础结构及其施工方法。该PHC管桩基础结构包括承台、预应力锚栓、预应力钢绞线和PHC管桩，通过预应力钢绞线将PHC管桩连接，并扩大桩顶部与基础承台接触的面积，具有施工方便、结构受力合理可行、节约材料等优点，可以应用于风力发电塔等受拉、剪疲劳动力作用的结构基础。

技术领域

本发明属于桩基础结构设计领域，具体涉及一种PHC管桩基础结构及其施工方法。

背景技术

预应力高强混凝土(the prestressed high-intensity concrete)管桩，简称PHC管桩，相对钻孔灌注桩具有价格较低、工艺成熟、施工速度快、承载力高效、环保等优势，符合装配化建筑的设计理念。但现有PHC管桩抗拉、抗剪承载力低，并表现出脆性，用于一般受压桩基础较好，但用于风力发电塔等受拉、剪疲劳动力作用的基础状况很危险。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在标准PHC管桩基础上进行改造的强化抗拉-剪PHC管桩的基础结构及其施工方法，通过预应力钢绞线将PHC管桩连接，并扩大桩顶部与基础承台接触的面积，可以应用于风力发电塔等受拉、剪疲劳动力作用的结构基础。

本发明的技术方案如下：

一种强化抗拉-剪PHC管桩基础结构，包括承台、预应力锚栓、预应力钢绞线和PHC管桩；所述PHC管桩有两节或更多节，从上至下依次为桩顶管节、n个中间管节和桩底管节，其中n为0或正整数；所述桩底管节在其上端面之下的一定距离处预埋有带槽孔的锚固板，其上设有一弹簧翻板；所述桩顶管节的上部为变截面的抗剪强化段，该抗剪强化段为上大下小的倒圆台形；所述预应力钢绞线贯穿桩顶管节、中间管节，下端穿过桩底管节中的弹簧翻板后固定在预埋的锚固板中心，而预应力钢绞线的上端连接预应力锚栓底部；所述承台浇筑在桩顶管节的抗剪强化段之上，环绕所述预应力锚栓；所述预应力锚栓上端露出承台。

优选的，上述强化抗拉-剪PHC管桩基础结构中，所述预应力钢绞线的两端带有压接块，钢绞线下端通过桩底管节中预埋的弹簧翻板后，进入锚固板的槽孔，弹簧翻板复位，钢绞线下端的压接块被卡在锚固板下方，实现预应力钢绞线的下端固定。进一步的，在锚固板上还设有加强固定的加劲板。锚固板到桩底管节上端面的距离优选为0.5～1.0倍的桩直径。

进一步的，PHC管桩的管节之间通过焊缝连接。

优选的，在所述PHC管桩中，桩顶管节的倒圆台形抗剪强化段的高为1～3m，侧面上的母线与垂直方向的夹角在10°～30°范围内。

优选的，所述预应力锚栓外套有后张法套管。

优选的，在PHC管桩的桩顶管节内，抗剪强化段的下端设有后浇封底板，管中放有后浇钢筋，桩顶预埋钢板并焊接桩顶钢筋，用以支撑承台。

本发明提供的强化抗拉-剪PHC管桩基础结构的施工方法如下：

1)在PHC管桩的桩底管节中预埋带有槽孔和设有弹簧翻板的锚固板，然后将该桩底管节打入；

2)在PHC管桩的其他管节中穿入预应力钢绞线，并使预应力钢绞线下端插入桩底管节，推开弹簧翻板，固定到锚固板中心，预应力钢绞线下端就位后弹簧翻板自然复位；

3)在桩底管节上依次打入PHC管桩的其他管节，管节之间通过焊缝连接；

4)将预应力钢绞线上端与预应力锚栓底部通过连接件连接，在预应力锚栓外加后张法套管；

5)最后打入的桩顶管节的上部为倒圆台形的抗剪强化段，在桩内放入后浇封底板和后浇钢筋，并焊接桩顶钢筋；

6)向PHC管桩的桩顶管节灌芯，浇筑承台混凝土；

7)张拉预应力锚栓和预应力钢绞线，并固定预应力锚栓上端。