一种空心预制混凝土桩及其加工方法与流程

1.本发明属于混凝土桩制造领域，具体涉及一种空心预制混凝土桩及其加工方法。


背景技术：

2.混凝土桩具有节约木材和钢材、经久耐用、造价低廉等优点，已广泛使用于水工建筑、工业建筑、民用建筑和桥梁的基础工程，还常用于边坡及基坑支护的抗滑或隔水。
3.目前预制混凝土桩包括空心桩和实心桩，相比较实心桩，空心桩的单位承载力造价低。由于其空心、持力层浅和直径小等因素，一般情况下单位承载力成本更低。其次运输、吊装及沉桩方便，施工速度快。但是对于对于腐蚀性地质，空心桩的中心孔容易从端部渗入地下水，带有腐蚀性的地下水从桩身内外侧侵入，容易腐蚀钢筋。而钢筋在混凝土桩起着重要作用，可对混凝土桩起抗拉作用，提高混凝土抗拉强度，对桩身混凝土起到约束的作用，使之能承受一定的水平力。因此腐蚀性地质禁止使用空心方桩，导致施工成本较高。


技术实现要素：

4.针对现有技术所存在的上述不足，本发明主要目的是提供一种空心预制混凝土桩及其加工方法，相比较实心方桩，节省材料的使用，节约成本，并减轻重量；而相比较空心方桩，提高抗腐蚀性，可以用于腐蚀性土质。
5.本发明采用如下技术方案：一种空心预制混凝土桩，包括：
6.桩身，所述桩身为方形或长方形，由预制混凝土浇筑而成，
7.主筋，有多根，位于桩身内部且与桩身结合，所述主筋通过螺旋筋绑扎为钢筋笼，主筋与桩身外表面距离比现有标准远0—10mm，所述主筋设置有墩头且通过端板限位，
8.芯管，与所述钢筋笼连接后固定于桩身中心，芯管为中空的圆管或方管，芯管两端封闭，桩身因芯管存在截面为圆形或方形的空腔。
9.进一步地，所述芯管为puc高分子复合材料。
10.进一步地，还包括桩尖，桩尖与桩身一体成型。
11.进一步地，所述端板朝向芯管一侧固定连接有多根锚固筋，提高桩身抗拔性。
12.进一步地，所述芯管通过多组井字支撑固定于钢筋笼。
13.进一步地，所述芯管套接有抱箍，抱箍通过环向均匀分布的多根连接杆与钢筋笼固连，抱箍、连接杆有多组，沿桩身中心线均匀分布。
14.进一步地，所述芯管两端距离端板分别在1m以上。
15.进一步地，所述芯管数量有多根。
16.相应地，提供一种空心预制混凝土桩的加工方法，包括以下步骤：
17.配制混凝土，将水泥、骨料、水、外加剂、掺合料按照一定比例进行搅拌，混合而成混凝土，
18.钢筋笼制作，主筋下料后，进行墩头操作，多根主筋通过端板定位，螺旋筋冷拔拉丝后对主筋绕线，并对骨架进行滚焊，
19.芯管安装，芯管两端封闭后，插入钢筋笼，芯管两端与钢筋笼两端的距离相同，芯管侧面与各根主筋的距离均匀，芯管通过支撑杆与钢筋笼保持位置固定，
20.喂料，将钢筋笼吊放至模板内，模板为方形，顶部开口，安放好保护垫块，两边留足保护层，
21.张拉、浇筑、蒸养、脱模，对主筋进行张拉，将混凝土浇筑在模板内，浇筑过程必须一次浇筑完，通过插入式振捣机斜插入混凝土，避免碰撞钢筋，快插慢拔，振捣密实，不能漏振；浇筑完成后，覆盖保温棉，通入蒸汽进行养护，成桩后进行脱模即可完成成品的制作。
22.进一步地，钢筋笼制作时，采用全自动切断墩头机组，进行钢筋的切断下料、墩头、绑扎自动化操作。
23.进一步地，芯管有多个，通过井字支撑或抱箍、连接杆组件，固定于钢筋笼。
24.本发明的有益效果：
25.1、本发明所述的空心预制混凝土桩及其加工方法，可用于腐蚀性地质，同时向比较实心桩，减少了混凝土的用量，同时减轻混凝土桩重量，便于运输和施工；
26.2、本发明的主筋与桩身外表面的距离提高，减慢腐蚀性地下水腐蚀主筋的时间，延长混凝土桩的使用寿命；
27.3、本发明利用芯管，可采用振捣浇筑法制作带有空腔的预制混凝土桩，相比较传统离心法，除了设备和用电成本更低，操作更简便，效率更高，还避免了离心法难以解决的混凝土分层现象，混凝土桩的混凝土结构更均匀；
28.4、本发明两端为实心，在沉桩时提高截面强度，提高桩端部抗击打性，避免沉桩破损。
附图说明
29.图1为本发明所述的空心预制混凝土桩的剖视示意图；
30.图2为芯管是圆孔或方孔的空心预制混凝土桩，采用环向多杆配合抱箍固定法安装的截面剖视示意图；
31.图3为芯管是圆孔或方孔的空心预制混凝土桩，采用井字法固定的截面剖视示意图；
32.图4为设置有多根芯管，芯管分别是是圆孔或方孔的空心预制混凝土桩的剖视示意图；
33.图5为本发明所述的空心预制混凝土桩的加工方法的流程示意图。
34.图6为本发明所述的空心预制混凝土桩加工方法的步骤示意图。
35.图中：1、桩身；2、主筋；3、芯管；4、连接杆；5、抱箍；6、井字支撑。
具体实施方式
36.下面结合附图和具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。
37.实施例一：
38.如图1所示，一种空心预制混凝土桩，包括：桩身1、主筋2，芯管3，桩身1，所述桩身1为方形或长方形，由预制混凝土浇筑而成。主筋2，有多根，位于桩身1内部且与桩身1结合，所述主筋2通过螺旋筋绑扎为钢筋笼，主筋2与桩身1外表面距离比现有标准远0—10mm，所
述主筋2设置有墩头且通过端板限位。芯管3与所述钢筋笼连接后固定于桩身1中心，芯管3为中空的圆管或方管，芯管3两端封闭，桩身1因芯管3存在截面为圆形或方形的空腔，
39.所述芯管3数量为一个或多个，桩身1截面为方形时，一般设置一个芯管3，桩身如图4所示为长方形时，设置有多个芯管3。
40.所述芯管3为puc高分子复合材料，预制混凝土桩可包括桩尖，也可不包括桩尖，设置有桩尖时，桩尖与桩身1一体成型。
41.为了提高桩身1抗拔性，所述端板朝向芯管3一侧固定连接有多根锚固筋。所述芯管3两端距离端板分别在1m以上。
42.如图2所示，所述芯管3套接有抱箍5，抱箍5通过环向均匀分布的多根连接杆4与钢筋笼固连，抱箍5、连接杆4有多组，沿桩身1中心线均匀分布。
43.实施例二：
44.其他部分与实施例相同，除了芯管3与钢筋笼的固定方式，如图3所示，所述芯管3通过多组井字支撑6固定于钢筋笼。
45.相应地，公开一种空心预制混凝土桩的加工方法，如图5、6所示，包括以下步骤：
46.s1.配制混凝土，将水泥、骨料、水、外加剂、掺合料按照一定比例进行搅拌，混合而成混凝土，
47.s2.钢筋笼制作，主筋2下料后，进行墩头操作，多根主筋2通过端板定位，螺旋筋冷拔拉丝后对主筋2绕线，并对骨架进行滚焊，
48.s3.芯管3安装，芯管3两端封闭后，插入钢筋笼，芯管3两端与钢筋笼两端的距离相同，芯管3侧面与各根主筋2的距离均匀，芯管3通过支撑杆与钢筋笼保持位置固定，
49.s4.喂料，将钢筋笼吊放至模板内，模板为方形，顶部开口，安放好保护垫块，两边留足保护层，
50.s5.张拉、浇筑、蒸养、脱模，对主筋2进行张拉，将混凝土浇筑在模板内，浇筑过程必须一次浇筑完，通过插入式振捣机斜插入混凝土，避免碰撞钢筋，快插慢拔，振捣密实，不能漏振；浇筑完成后，覆盖保温棉，通入蒸汽进行养护，成桩后进行脱模即可完成成品的制作。
51.在实际应用中，钢筋笼制作时，采用全自动切断墩头机组，进行钢筋的切断下料、墩头、绑扎自动化操作。可以大幅度减少钢筋笼的制作时间，提高工作效率。
52.本发明的工作原理：
53.本发明所述的空心预制混凝土桩及其加工方法，其内部通过芯管3形成空腔，想比较实心桩，节省了混凝土材料，减轻了重量，便于运输、安装，降低了制造成本；相比较空心桩，由于桩身1两端封堵，因此带有腐蚀性的地下水无法渗入，提高了预制混凝土桩的抗腐蚀性。同时，提高了预制混凝土桩入桩时的抗击打性。
54.由于混凝土的收缩性，桩身1必须一次成型，因此无法在现有空心桩上进行二次浇筑对空心桩进行两端封堵，桩身1必须一次成型。本发明采用的是安装芯管3的方法，现有空心方桩采用离心工艺，成本较高，而本发明使用一次性的puc或其他价格较低的高分子复合材料制作封闭的芯管3，芯管3根据造型需要截面可为方形或圆形，形成空腔，可以采用振捣浇筑法进行施工，降低了制作成本。浇筑前，芯管3可通过各类方法固定在钢筋笼内，本发明采用井字支撑6，或连接杆4配合抱箍5，保证在振捣浇筑时芯管3不位移。
55.传统空心桩采用离心法生产，需要用到离心机和高压釜，一般采用70km功率的离心电机；而本发明通过振捣浇筑法，操作步骤更少，采用功率为1.5kw的振捣电机。另外，相比较离心法，本发明可为单孔结构，也可为多孔结构。
56.相比较现有标准，本发明将主筋2向内移动0—10mm，由于地下水只能通过桩身1侧面渗至主筋2，因此大大提高了预制混凝土桩的使用寿命。
57.本发明的结构与空心方桩比，可以增加主筋2保护层厚度，杜绝桩内部物理的积水，从而从主筋2内则防止腐蚀；同时，本桩型由于两端实心缘故，桩本身结构性能高于空心桩。
58.综上所述，本发明相比较空心桩可用于腐蚀性地质，在沉桩时提高桩端部抗击打性，相比较实心桩减少了混凝土的用量，减轻混凝土桩重量，节省成本，便于运输和施工，同时制作方法难度降低。
59.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。文中使用的前、后、左、右非特指，主要为了更直观说明技术方案，不起限定作用。本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。