本發(fā)明屬于樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種PHC管樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)：

預應(yīng)力高強混凝土(the prestressed high-intensity concrete)管樁，簡稱PHC管樁，相對鉆孔灌注樁具有價格較低、工藝成熟、施工速度快、承載力高效、環(huán)保等優(yōu)勢，符合裝配化建筑的設(shè)計理念。但現(xiàn)有PHC管樁抗拉、抗剪承載力低，并表現(xiàn)出脆性，用于一般受壓樁基礎(chǔ)較好，但用于風力發(fā)電塔等受拉、剪疲勞動力作用的基礎(chǔ)狀況很危險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種在標準PHC管樁基礎(chǔ)上進行改造的強化抗拉-剪PHC管樁的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及其施工方法，通過預應(yīng)力鋼絞線將PHC管樁連接，并擴大樁頂部與基礎(chǔ)承臺接觸的面積，可以應(yīng)用于風力發(fā)電塔等受拉、剪疲勞動力作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種強化抗拉-剪PHC管樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括承臺、預應(yīng)力錨栓、預應(yīng)力鋼絞線和PHC管樁；所述PHC管樁有兩節(jié)或更多節(jié)，從上至下依次為樁頂管節(jié)、n個中間管節(jié)和樁底管節(jié)，其中n為0或正整數(shù)；所述樁底管節(jié)在其上端面之下的一定距離處預埋有帶槽孔的錨固板，其上設(shè)有一彈簧翻板；所述樁頂管節(jié)的上部為變截面的抗剪強化段，該抗剪強化段為上大下小的倒圓臺形；所述預應(yīng)力鋼絞線貫穿樁頂管節(jié)、中間管節(jié)，下端穿過樁底管節(jié)中的彈簧翻板后固定在預埋的錨固板中心，而預應(yīng)力鋼絞線的上端連接預應(yīng)力錨栓底部；所述承臺澆筑在樁頂管節(jié)的抗剪強化段之上，環(huán)繞所述預應(yīng)力錨栓；所述預應(yīng)力錨栓上端露出承臺。

優(yōu)選的，上述強化抗拉-剪PHC管樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，所述預應(yīng)力鋼絞線的兩端帶有壓接塊，鋼絞線下端通過樁底管節(jié)中預埋的彈簧翻板后，進入錨固板的槽孔，彈簧翻板復位，鋼絞線下端的壓接塊被卡在錨固板下方，實現(xiàn)預應(yīng)力鋼絞線的下端固定。進一步的，在錨固板上還設(shè)有加強固定的加勁板。錨固板到樁底管節(jié)上端面的距離優(yōu)選為0.5～1.0倍的樁直徑。

進一步的，PHC管樁的管節(jié)之間通過焊縫連接。

優(yōu)選的，在所述PHC管樁中，樁頂管節(jié)的倒圓臺形抗剪強化段的高為1～3m，側(cè)面上的母線與垂直方向的夾角在10°～30°范圍內(nèi)。

優(yōu)選的，所述預應(yīng)力錨栓外套有后張法套管。

優(yōu)選的，在PHC管樁的樁頂管節(jié)內(nèi)，抗剪強化段的下端設(shè)有后澆封底板，管中放有后澆鋼筋，樁頂預埋鋼板并焊接樁頂鋼筋，用以支撐承臺。

本發(fā)明提供的強化抗拉-剪PHC管樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工方法如下：

1)在PHC管樁的樁底管節(jié)中預埋帶有槽孔和設(shè)有彈簧翻板的錨固板，然后將該樁底管節(jié)打入；

2)在PHC管樁的其他管節(jié)中穿入預應(yīng)力鋼絞線，并使預應(yīng)力鋼絞線下端插入樁底管節(jié)，推開彈簧翻板，固定到錨固板中心，預應(yīng)力鋼絞線下端就位后彈簧翻板自然復位；

3)在樁底管節(jié)上依次打入PHC管樁的其他管節(jié)，管節(jié)之間通過焊縫連接；

4)將預應(yīng)力鋼絞線上端與預應(yīng)力錨栓底部通過連接件連接，在預應(yīng)力錨栓外加后張法套管；

5)最后打入的樁頂管節(jié)的上部為倒圓臺形的抗剪強化段，在樁內(nèi)放入后澆封底板和后澆鋼筋，并焊接樁頂鋼筋；

6)向PHC管樁的樁頂管節(jié)灌芯，澆筑承臺混凝土；

7)張拉預應(yīng)力錨栓和預應(yīng)力鋼絞線，并固定預應(yīng)力錨栓上端。

上述步驟2)中，所述預應(yīng)力鋼絞線的下端帶有壓接塊，在該下端壓接塊上設(shè)墊板，加大壓接塊局部承壓面積；錨固板上設(shè)加勁板，使錨固板更為堅固。

上述步驟7)先安裝一鋼墊板，再張拉預應(yīng)力錨栓和預應(yīng)力鋼絞線，然后用螺母擰緊。

本發(fā)明通過預應(yīng)力鋼絞線將PHC管樁連接，并擴大樁頂部與基礎(chǔ)承臺接觸的面積，具體而言具有以下特點：(1)樁頂受剪最大段用變截面倒圓臺形抗剪強化段來加強抗剪，在PHC管樁工廠制作時，按照設(shè)計要求將樁頂管節(jié)的PHC管樁模具和鋼筋改變即可；(2)在需要參與抗拔的樁底管節(jié)中預埋加勁板、帶有槽孔的錨固板，并設(shè)彈簧鉸鏈及彈簧翻板，通過固定其上的預應(yīng)力鋼絞線來實現(xiàn)抗拔、抗拉性能；(3)預應(yīng)力錨栓連接預應(yīng)力鋼絞線，使得打樁時，鋼絞線隱藏在管樁內(nèi)部，不會破壞預應(yīng)力鋼絞線，同時，預應(yīng)力錨栓露出承臺部分可采用墊板加螺母方式固定，操作方便可行。本發(fā)明的強化抗拉-剪PHC管樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)具有施工方便、結(jié)構(gòu)受力合理可行、節(jié)約材料等優(yōu)點，可以應(yīng)用于風力發(fā)電塔等受拉、剪疲勞動力作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個實施例的整體結(jié)構(gòu)立面示意圖；

圖2是本發(fā)明一個實施例的PHC樁底管節(jié)的平剖面示意圖；

圖中：

1.預應(yīng)力錨栓；2.螺母；3.鋼墊板；4.承臺；5.樁頂抗剪強化段；6.PHC樁頂管節(jié)；7.后張法套管；8.后澆封底板；9.后澆鋼筋；10.樁頂鋼筋；11.樁頂預埋鋼板；12.PHC樁頂管節(jié)底部預埋連接環(huán)；13.PHC樁底管節(jié)頂部預埋連接環(huán)；14.上、下PHC樁管節(jié)現(xiàn)場連接焊縫；15.PHC樁底管節(jié)；16.錨固板；17.加勁板；18.彈簧翻板；19.預應(yīng)力錨栓和鋼絞線連接件；20.預應(yīng)力鋼絞線；21.壓接塊；22.彈簧鉸鏈；23.墊板。

具體實施方式

下面參照附圖，結(jié)合一個實施例，對本發(fā)明提供的一種強化抗拉-剪PHC管樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進行詳細的說明。

實施例1

參照圖1，本實施例的強化抗拉-剪PHC管樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的具體組成從上至下，包括承臺4、預應(yīng)力錨栓1、預應(yīng)力鋼絞線20、樁頂抗剪強化段5、PHC樁頂管節(jié)6、PHC樁底管節(jié)15，具體實施步驟如下：

(1)PHC管樁在工廠制作時，按照設(shè)計要求將PHC樁頂管節(jié)6的上部改造成樁頂抗剪強化段5；在PHC樁底管節(jié)15的距離頂部500mm處預埋加勁板17、帶槽孔的錨固板16，并設(shè)彈簧鉸鏈22及彈簧翻板18，參見圖2；

(2)將PHC樁底管節(jié)15打入，在與PHC樁頂管節(jié)6連接前，在PHC樁頂管節(jié)6中孔內(nèi)穿入兩端帶壓接塊21的預應(yīng)力鋼絞線20，下端推開彈簧翻板18，將壓接塊21及墊板23放到帶槽孔的錨固板16下方，預應(yīng)力鋼絞線20就位后彈簧翻板18自然復位。限定預應(yīng)力鋼絞線20位于錨固板16中心。然后下放PHC樁頂管節(jié)6，使其底部預埋連接環(huán)12與PHC樁底管節(jié)15的頂部預埋連接環(huán)13對齊，現(xiàn)場進行焊接，形成連接焊縫14，繼續(xù)打樁；

(3)預應(yīng)力鋼絞線20上端通過預應(yīng)力錨栓和鋼絞線連接件19連接在預應(yīng)力錨栓1底部，預應(yīng)力錨栓外套后張法套管7；

(4)在PHC樁頂管節(jié)6內(nèi)放入后澆封底板8，后澆鋼筋9；在樁頂預埋鋼板11上焊接樁頂鋼筋10；

(5)PHC樁頂管節(jié)6內(nèi)灌芯，澆筑承臺4混凝土；

(6)安裝鋼墊板3，張拉預應(yīng)力錨栓1，擰緊螺母2。

最后需要注意的是，公布實施例的目的在于幫助進一步理解本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解：在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換和修改都是可能的。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于實施例所公開的內(nèi)容，本發(fā)明要求保護的范圍以權(quán)利要求書界定的范圍為準。