一種部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)樁的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)樁，包括有環(huán)形混凝土管柱，在所述環(huán)形混凝土管柱里面設(shè)置鋼筋，其特征在于：所述鋼筋由沿管柱方向的縱向受力鋼筋和螺旋纏繞縱向受力鋼筋的螺旋筋、以及連接縱向受力鋼筋的內(nèi)鋼箍組成，還在所述環(huán)形混凝土管柱的頂端設(shè)置法蘭。本實用新型的有益效果是：該部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)樁，抗水平荷載明顯提高，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用先進的生產(chǎn)工藝，使其抗水平荷載比同截面預(yù)應(yīng)力管樁提高3到5倍，可滿足大荷載抗傾覆桿塔基礎(chǔ)樁的設(shè)計要求，且結(jié)構(gòu)簡單實用。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于電力通信輸送設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié) 構(gòu)基礎(chǔ)樁。 一種部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)粧

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，現(xiàn)代化電力、通信技術(shù)的不斷發(fā)展，由中國主導(dǎo)的4G 網(wǎng)絡(luò)標準，技術(shù)成熟，具備了大規(guī)模推廣的條件，目前已進入試用階段。到2014年，中國移 動TD-LTE基站將達到35萬個，將成為世界上最大的TDD-LTE 4G網(wǎng)絡(luò)運營商。隨著需要 建設(shè)大量的輸電線路和移動通信基站來滿足要求。故不同強度、不同彎矩、不同長度的桿塔 使用廣泛。傳統(tǒng)的輸電線路桿塔和移動通信桿塔的基礎(chǔ)方式為：使用純鋼制成鋼管樁，在工 廠加工成型后，鋼管樁樁體采用的防腐工藝，目前最好的是先對樁體進行熱鍍鋅，然后多采 用煤油浙青漆進行表面防腐處理。運往施工現(xiàn)場進行打樁，打樁完成后，再將桿塔運往施工 現(xiàn)場進行組塔安裝。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)主要采用鋼管樁來作為桿塔基礎(chǔ)，雖然是桿塔現(xiàn)階段基礎(chǔ)施工的一種方 式，但是鋼材用量特別大，基礎(chǔ)成本非常高，鋼結(jié)構(gòu)件目前主要有兩種防銹方式：熱浸鍍鋅 和熱噴涂，這兩種防銹方式最大的弱點是防銹層抗腐蝕能力差，防銹壽命的長短在很大的 程度上取決于它所處環(huán)境的大氣質(zhì)量。研究表明：在重工業(yè)區(qū)，由于大氣污染較大，空氣含 有大量的二氧化碳和二氧化硫，這些酸性物質(zhì)很容易對防銹層進行腐蝕，所以在這些地區(qū)， 熱浸鍍鋅防腐層和噴涂防腐層一般在10年左右就會被完全破壞；而在一些空氣質(zhì)量較好 的農(nóng)村山區(qū)，熱浸鍍鋅防腐層的壽命大概也只有20年，噴涂防腐層的壽命更短，只有15年 左右。這些防腐層被完全破壞后，大約15年本身的鋼結(jié)構(gòu)體就會被腐蝕逐漸報廢。在施工 打樁過程中，如遇到個別堅硬的石子，很容易劃破鋼管樁樁身防腐層，從而導(dǎo)致樁體產(chǎn)生了 銹蝕的源頭。由于鋼管樁是打入地下的，樁體一經(jīng)銹蝕，難以發(fā)現(xiàn)，樁強度大大降低，嚴重影 響桿塔結(jié)構(gòu)的安全。由于鋼材耐腐蝕性差，鋼材腐蝕問題至今也是世界上難以解決的一大 難題，故鋼管樁基礎(chǔ)耐腐蝕性和耐久性很難滿足輸電線路桿塔和移動通信桿塔使用年限50 年以上的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié) 構(gòu)基礎(chǔ)樁。本技術(shù)方案從降低成本、低碳環(huán)?？紤]，積極全面開展"資源節(jié)約型、環(huán)境友好 型、工業(yè)化"輸電線路和移動通信基站建設(shè)工作。全面開展"兩型一化"工作，是我們貫徹 落實黨的十六屆六中全會精神，履行公司社會責(zé)任，落實科學(xué)發(fā)展觀，建設(shè)"資源節(jié)約型、環(huán) 境友好型"社會的具體體現(xiàn)；是加快轉(zhuǎn)變公司的發(fā)展模式，大力實施集團化運作、集約化發(fā) 展、精細化管理、標準化建設(shè)，切實解決樁基礎(chǔ)抗彎強度(基礎(chǔ)水平荷載）和耐腐蝕和耐久性 問題，保證樁基礎(chǔ)使用年限在50年以上的要求，提高輸電線路和移動通信基站建設(shè)效益和 效率。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案為：一種部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)基 礎(chǔ)樁，包括有環(huán)形混凝土管柱，在所述環(huán)形混凝土管柱里面設(shè)置鋼筋，其特征在于：所述鋼 筋由沿管柱方向的縱向受力鋼筋和螺旋纏繞縱向受力鋼筋的螺旋筋、以及連接縱向受力鋼 筋的內(nèi)鋼箍組成，還在所述環(huán)形混凝土管柱的頂端設(shè)置法蘭。部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁與 桿塔的連接方式為法蘭連接，就位準確、強度高。部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁具有足夠的抗彎 強度和抗壓強度，足以抵抗打樁時錘擊所產(chǎn)生巨大的沖擊荷載，桿塔運行時的水平力對樁 基礎(chǔ)產(chǎn)生的傾覆力。該樁首次用于輸電線路桿塔和移動通信桿塔，至今為國內(nèi)獨創(chuàng)，開裂檢 驗彎矩達1500kN. m，為全國最高開裂檢驗彎矩的部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁。
[0006] 本實用新型的進一步改進有，所述縱向受力鋼筋分為預(yù)應(yīng)力主筋和非預(yù)應(yīng)力主 筋。部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁的預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用高強度鋼筋，內(nèi)部配筋量 大，混凝土強度等級高，并配有一定的結(jié)構(gòu)鋼筋，故樁體抗彎和抗壓強度非常高，與同外徑 的鋼管粧相比，強度基本相等。
[0007] 本實用新型的進一步改進還有，所述預(yù)應(yīng)力主筋和非預(yù)應(yīng)力主筋設(shè)置在一起且均 勻分布在所述環(huán)形混凝土管柱的截面圓周上。通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，可滿足大荷載抗傾覆桿 塔基礎(chǔ)樁的設(shè)計要求。
[0008] 本實用新型的進一步改進還有，所述法蘭與筋板、鋼板圈固連，所述鋼板圈與所述 環(huán)形混凝土管柱固連。
[0009] 本實用新型的進一步改進還有，所述環(huán)形混凝土管柱的下端內(nèi)徑設(shè)置呈喇叭狀， 且大端朝下。因為喇叭狀的設(shè)置，部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁更容易進入到泥土中。
[0010] 樁基礎(chǔ)的設(shè)計依據(jù)：
[0011] (l)DL/T5154-200《架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》；
[0012] (2 ) SDGJ62-84《送電線路基礎(chǔ)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》；
[0013] (3 )計算公式和有關(guān)數(shù)據(jù)均來源于中國電力出版社2002年版《電力工程高壓送電 線路設(shè)計手冊》、《國家電網(wǎng)公司東北電力設(shè)計院出版》；
[0014] (4)部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)的外形尺寸，按電桿無卡盤基礎(chǔ)做抗傾覆穩(wěn)定 計算；
[0015] (5)地腳螺栓數(shù)量、直徑、底法蘭盤厚度；加強筋厚度均按DL/T 5154-2002計算；
[0016] (6)部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁垂直承載力按《設(shè)計手冊》單樁垂直承載力計算，此 時不考慮樁心土重和樁的側(cè)土壓力；
[0017] (7)部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁采用部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，自身強度計算與桿體根部強 度計算相對應(yīng)，按GB 50010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》設(shè)計計算，預(yù)應(yīng)力主筋抗拉強度標準值： fptk=1570N/mm2非預(yù)應(yīng)力主筋抗拉強度標準值fyk=400N/mm2混凝土設(shè)計強度等級C60以 上，桿體與樁體連接(見圖及說明）。
[0018] (8)計算一般按塑粘土取值，承載力：100kN/m2,容量16kN/m 3。
[0019] 部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁的設(shè)計與生產(chǎn)：
[0020] 樁基礎(chǔ)設(shè)計采用中國電力規(guī)劃設(shè)計協(xié)會計算機道亨軟件規(guī)范設(shè)計，使部分預(yù)應(yīng)力 混凝土結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)強度滿足用戶設(shè)計要求，嚴格按GB/T 19001- 2008/IS0 9001 :2008《質(zhì) 量管理體系要求》的要求進行過程管理，按GB/T 4623-2006《環(huán)形混凝土電桿》進行生產(chǎn)和 檢驗，所以各道工序都滿足設(shè)計要求，從而保證部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁的質(zhì)量。
[0021] 部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁的防腐問題：
[0022] 防腐是檢驗樁基礎(chǔ)壽命的重要保證，由于環(huán)形混凝土電桿的特殊結(jié)構(gòu)性能，不作 如何防腐處理，也可保證樁基礎(chǔ)的使用年限在50年以上。
[0023] 該樁于2014年1月15日在山東中能桿塔有限公司內(nèi)進行打樁，并也順利成功完 成打樁，打樁結(jié)束后，對樁身進行了仔細觀察，我公司生產(chǎn)的部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁完好 無損。
[0024] 本實用新型的有益效果是：本實用新型部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁作為一種新型桿 塔基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式，與鋼管樁相比，在許多方面存在著明顯的優(yōu)勢，具體如下：
[0025] ( 1)部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁的材料，預(yù)應(yīng)力主筋采用消除應(yīng)力螺旋筋鋼絲，強度 標準值為1 570 N/mm2,執(zhí)行標準為GB/T5223-2002《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲》。非預(yù)應(yīng)力主 筋采用HRB 400,其強度標準值為400 N/mm2,執(zhí)行標準為GB 1499-1998《鋼筋混凝土用熱 軋帶鋼筋》?；炷翉姸鹊燃壊坏陀贑60,采用52. 5級普通硅酸鹽水泥。
[0026] (2)抗水平荷載明顯提高，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用先進的生產(chǎn)工藝，使其抗水平荷載 比同截面預(yù)應(yīng)力管樁提高3到5倍，可滿足大荷載抗傾覆桿塔基礎(chǔ)樁的設(shè)計要求。
[0027] (3)在鋼筋配置上，選用優(yōu)質(zhì)的消除應(yīng)力螺旋筋鋼絲與III級鋼進行優(yōu)化組合配 置，充分發(fā)揮不同材料的力學(xué)性能，使其更加合理。
[0028] (4)兼有預(yù)應(yīng)力混凝土與普通混凝土 2種結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，使其具有較好的韌性和 抗裂性，更好地將裂縫、變形及破壞控制在使用條件下，結(jié)構(gòu)安全可靠。
[0029] (5)改進混凝土配合比，摻入特殊外加劑及活性材料，提高混凝土強度等級，大大 提高了產(chǎn)品抗腐蝕性和耐久性，延長產(chǎn)品的使用壽命。
[0030] (6)同樣荷載受力情況下，部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁和鋼鐵管樁相比，鋼材用量和 價格都能降低30- 40%，大大節(jié)約了社會資源，而且有明顯的價格優(yōu)勢。
[0031] (7)部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)樁與鋼管樁相比，在壽命方面更有優(yōu)勢。部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié) 構(gòu)樁采用離心成型工藝，混凝土在高速離心運轉(zhuǎn)的情況下，排除多余水分，經(jīng)離心成型后的 混凝土質(zhì)地非常密實，混凝土強度得以提高，部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)可推遲混凝土表面裂 縫的出現(xiàn)，從而很好地保護鋼筋不受外界侵蝕，大大提高了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)桿塔的耐久 性。陜西省戶縣熱電廠1960年架設(shè)的110kV線路，由西安電力機械廠生產(chǎn)的離心混凝土電 桿至今還正常運行已有54年，廣東省第1條110 kV超高壓輸電線路"流廣線"，采用了南京 電力線路器材廠生產(chǎn)的直徑300 mm、長度18m的離心混凝土電桿，從1957年建成投產(chǎn)至今， 已有57年的歷史，目前這些離心混凝土電桿的狀況依然良好，這就是離心混凝土結(jié)構(gòu)壽命 長的有力證明，比鋼管樁延長使用壽命最少20年以上。
[0032] 事實證明部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁在正常設(shè)計荷載條件使用下，完全能保證使用 壽命在50年以上。且在后期運行中不用作任何防腐處理，與鋼管樁相比大大降低了防腐費 用。
[0033] 部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁與桿塔的連接方式為法蘭連接，就位準確、強度高。防腐 是檢驗樁基礎(chǔ)壽命的重要保證，由于部分預(yù)應(yīng)力混凝土特殊的結(jié)構(gòu)性能，不作如何防腐處 理，也可保證樁基礎(chǔ)的使用年限在50年以上。部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁的預(yù)應(yīng)力鋼筋和非 預(yù)應(yīng)力鋼筋采用高強度鋼筋，內(nèi)部配筋量大，混凝土強度等級高，并配有一定的結(jié)構(gòu)鋼筋， 故樁體抗彎和抗壓強度非常高，與同外徑的鋼管樁相比，強度基本相等，
[0034] 故部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)樁樁是今后樁基礎(chǔ)施工發(fā)展的趨勢。與鋼管樁相比，在許 多方面存在著優(yōu)勢。隨著部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展，在基礎(chǔ)施工的適應(yīng)范圍將會不斷地 得到擴大。在未來相當長的時期內(nèi)，部分預(yù)應(yīng)力混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)樁將會作為一種主流的基 礎(chǔ)材料，取代相當一部分的鋼結(jié)構(gòu)和鋼管樁?？梢哉f，部分預(yù)應(yīng)力混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)樁正步入 了一個快速發(fā)展的黃金時期。因此，相比較而言，采用部分預(yù)應(yīng)力混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)樁作為基 礎(chǔ)樁基是一種見效快、造價低的有效方法，特別是在輸電線路和移動通信基站的應(yīng)用，優(yōu)點 較為突出，具有較好的經(jīng)濟優(yōu)勢，也必將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1的剖視圖，圖3為為本實用新型的具 體安裝示意圖。
[0036] 圖中：1_螺旋筋，2-環(huán)形混凝土管柱，3-內(nèi)鋼箍，4-非預(yù)應(yīng)力主筋，5-預(yù)應(yīng)力主 筋，6-法蘭，7-鋼板圈，8-筋板，9-桿體底法蘭，10-桿體，11-螺栓。

【具體實施方式】
[0037] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明，通過附圖可以看 出，一種部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)樁，包括有環(huán)形混凝土管柱2,在所述環(huán)形混凝土管柱 里面設(shè)置鋼筋，其特征在于：所述鋼筋由沿管柱方向的縱向受力鋼筋和螺旋纏繞縱向受力 鋼筋的螺旋筋1、以及連接縱向受力鋼筋的內(nèi)鋼箍3組成，還在所述環(huán)形混凝土管柱2的頂 端設(shè)置法蘭6。所述縱向受力鋼筋分為預(yù)應(yīng)力主筋5和非預(yù)應(yīng)力主筋6。所述預(yù)應(yīng)力主筋 5和非預(yù)應(yīng)力主筋6設(shè)置在一起且均勻分布在所述環(huán)形混凝土管柱2的截面圓周上。所述 法蘭6與筋板8、鋼板圈7固連，所述鋼板圈7與所述環(huán)形混凝土管柱2固連。所述環(huán)形混 凝土管柱的下端內(nèi)徑設(shè)置呈喇叭狀，且大端朝下。
[0038] 當然，上述說明并非對本實用新型的限制，本實用新型也不僅限于上述舉例，本技 術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬 于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)樁，包括有環(huán)形混凝土管柱，在所述環(huán)形混凝土管 柱里面設(shè)置鋼筋，其特征在于：所述鋼筋由沿管柱方向的縱向受力鋼筋和螺旋纏繞縱向受 力鋼筋的螺旋筋、以及連接縱向受力鋼筋的內(nèi)鋼箍組成，還在所述環(huán)形混凝土管柱的頂端 設(shè)置法蘭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)樁，其特征在于：所述縱向 受力鋼筋分為預(yù)應(yīng)力主筋和非預(yù)應(yīng)力主筋。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)樁，其特征在于：所述預(yù)應(yīng) 力主筋和非預(yù)應(yīng)力主筋設(shè)置在一起且均勻分布在所述環(huán)形混凝土管柱的截面圓周上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)樁，其特征在于：所述法蘭 與筋板、鋼板圈固連，所述鋼板圈與所述環(huán)形混凝土管柱固連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)樁，其特征在于：所述環(huán)形 混凝土管柱的下端內(nèi)徑設(shè)置呈喇叭狀，且大端朝下。
【文檔編號】E02D5/58GK203891011SQ201420304090
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】郭志濤 申請人:山東中能桿塔有限公司