一种变径预制混凝土空心桩及建筑基础结构的制作方法

本实用新型涉及土木建筑工程领域，特别是涉及一种变径预制混凝土空心桩及建筑基础结构。

背景技术：

随着混凝土技术的发展，混凝土管桩的技术也日趋成熟，除应用于工业、民用建筑外，还广泛应用于桥梁、港口、铁路或水利工程等各领域。

竹节桩为预制混凝土桩的一种，竹节桩的管桩主体表面沿轴向间隔分布有向外凸出的加强环，利用加强环与土壤的摩擦来增加管桩的承载力。正是由于竹节桩具有向外凸出的加强环，在搬运过程中，加强环极易与外界磕碰，而现有竹节桩的加强环的长度均较短，因此易被磕破，从而影响了桩体的整体结构强度。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题，提供一种变径预制混凝土空心桩，用于解决现有竹节桩加强环易被磕破，影响使用的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种变径预制混凝土空心桩，包括钢筋混凝土桩体以及至少位于钢筋混凝土桩体一端的金属端板，所述桩体包括混凝土主体与设置于混凝土主体内的钢筋笼，所述钢筋笼包括沿桩体长度方向设置的主筋以及围绕主筋设置的箍筋；所述桩体内设置有贯穿桩体两端的中心通孔，桩体在长度方向上间隔设置有两处以上截面四周向内缩进的瘦身段。

进一步的，所述钢筋混凝土主体的外周截面为方形或三角形。

进一步的，所述钢筋混凝土桩体的一端端面设置有所述金属端板，另一端连接有锥形的桩尖。

进一步的，所述钢筋混凝土桩体的两端均设置有所述金属端板。

进一步的，设有所述金属端板的桩体端头设有桩套箍。

进一步的，所述桩体两端的箍筋配筋密度大于桩体中部的箍筋配筋密度。

进一步的，所述瘦身段的长度等于两相邻瘦身段之间的间隔长度。

进一步的，所述主筋为预应力钢筋，所述箍筋为热轧圆盘条。

进一步的，所述桩体横截面上分布为8条以上主筋。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了另一技术方案：

一种建筑基础结构，所述承压建筑基础结构包括两个以上混凝土桩，所述混凝土桩为以上所述的变径预制混凝土空心桩，所述变径预制混凝土空心桩上下两端首尾连接。

本实用新型具有如下优点：区别于现有的混凝土竹节桩采用向外凸出的加强环结构，易磕碰破损，本实用新型变径预制混凝土空心桩在桩体上间隔设置两处以上向内缩进的瘦身段，从而不仅有效利用桩间土的挤土效应提高桩基承载能力，同时桩体外周不易因磕碰破损，便于搬运。

附图说明

图1a为本实用新型具体实施方式中变径预制混凝土空心桩的结构示意图；

图1b为本实用新型具体实施方式中变径预制混凝土空心桩的结构示意图；

图2为本实用新型具体实施方式中变径预制混凝土空心桩的配筋示意图；

图3b为图2中1-1处截面的配筋示意图；

图4为两变径预制混凝土空心桩上下首尾连接的示意图；

图5a为变径预制混凝土空心桩沉桩过程的受力示意图；

图5b为变径预制混凝土空心桩做承压桩使用时的受力示意图；

图5c为变径预制混凝土空心桩做抗拔桩使用时的受力示意图；

图6为实用新型具体实施方式中建筑基础结构的结构示意图。

标号说明：

1、预制混凝土空心桩；2、金属端板；3、桩套箍；4、桩尖；11、瘦身段；

12、钢筋笼；13、通孔；110、混凝土主体；121、主筋；

122、箍筋。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1a至图5c，本实用新型实施例提供了一种变径预制混凝土空心桩，所述制混凝土空心桩是预制桩的一种。预制桩，是在工厂或施工现场制成的各种材料、各种形式的桩(如木桩、混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢桩等)，用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中。建筑施工领域采用较多的预制桩主要是混凝土预制桩和钢桩两大类。

本实施例所述变径预制混凝土空心桩1包括钢筋混凝土桩体以及至少位于钢筋混凝土桩体一端的金属端板2，所述桩体包括混凝土主体110与设置于混凝土主体内的钢筋笼12，所述钢筋笼12包括沿桩体长度方向设置的主筋121以及围绕主筋121设置的箍筋122；所述桩体内设置有贯穿桩体两端的中心通孔13，桩体在长度方向上间隔设置有两处以上截面四周向内缩进的瘦身段11。

所述瘦身段是相对于桩体长度方向上，外周未向中心缩进的桩身段而言的。在本实施例中，瘦身段是由桩身横截面外周向中心缩进10mm～30mm而形成的，每个瘦身段的长度不小于300mm，在全桩长度范围内形成两段以上瘦身段，两相邻的瘦身段之间的间距为850mm。

在其他实施例中，所述瘦身段的缩进距离以及两相邻瘦身段之间的间距可根据实际情况进行相应的调整，但两瘦身段之间的间距不宜太小。优选的，所述瘦身段的长度不小于300mm，而两瘦身段之间的间距不小于300mm。

如图1a所示，所述变径预制混凝土空心桩1两端的端头是平的，在所述钢筋混凝土桩体的两端均设置有所述金属端板2。

如图1b所示，所述变径预制混凝土空心桩1的一端端头是平的，设置有金属端板2，而桩体的另一端向中部渐收形成锥形的桩尖4。

该变径预制混凝土空心桩1可以作为承压桩与抗拔桩使用，在使用时，可以单根使用，也可以将两根以上空心桩上下首尾连接起来使用。单根使用时优选图1b所示的桩体。如图4所示，为两混凝土空心桩1连接的示意图，其中，两混凝土空心桩1上下纵向首尾连接，连接时，上空心桩的下端金属端板3与上空心桩的上端金属端板对接，并通过焊接等方式固定在一起。在多根桩串联使用时，为了便于打桩，最底下一根桩使用图1b所示的桩体。

本实施例变径预制混凝土空心桩相对传统竹节方桩的环形细肋在运输和堆放上更加结实牢固，不易磕碰破坏；相对传统空心方桩在截面上缩进，可节约混凝土用量；变径方桩不需设置吊环，在运输吊装过程中可将吊索绑扎在缩进腰身上。

该变径预制混凝土空心桩可用于承压桩与抗拔桩使用，请参阅图5a至图5c，其中“→”代表外界对桩体的作用力，如图5a所示，变径预制混凝土空心桩在初次沉桩过程中，沉桩与土体摩擦仅作用于桩体的外径上，缩进的瘦身段所受摩擦阻力可忽略不计，相对传统竹节方桩沉桩过程中产生的阻力小，更易于沉桩，且不易破坏。如图5b和图5c所示，随着沉桩数量增多，已沉入就位的桩在桩间土挤压下，桩周土向桩身提供指向桩身的握裹作用力。待上部结构施工完成，地面荷载加载后，桩建筑结构沉降趋近稳定，桩间土体挤压密实也趋近稳定，在结构桩体承受向上或向下的作用力时，挤压密实的桩间土握裹变径方桩，在桩缩进腰身处产生一定的桩端竖向阻力及桩身侧向摩擦阻力，有效提高桩基承载力。

如图3b所示，本实施例中，所述变径预制混凝土空心桩1外周的横截面的方形，且四角采用圆弧倒角过程。所述钢筋笼12中的主筋121的个数为8根，主筋121沿方形横截面的四个边设置，箍筋122螺旋围绕主筋121的外周设置。

如图2所示，优选的，在本实施例中，在桩体长度方向箍筋122的配筋密度是有变化的，在桩体的首尾两端为配筋加密区，桩体中部为配筋非加密区，其中，配筋加密区的箍筋配筋密度要大于非加密区，即配筋加密区的箍筋的缠绕密度要大于非加密区。箍筋采用非均匀配筋方式，提高桩体两端的结构强度，可减少打桩时桩体两端破损的问题。

而在一些其他实施例中，所述箍筋也可采用均匀配筋方式，即在就要桩体长度方向上箍筋122的缠绕密度是均匀不变的。

优选的，在本实施例中，所述主筋121为预应力钢筋，所述箍筋122为热轧圆盘条。而在一些其他实施例中，所述箍筋122还可以是钢绞线或螺纹钢筋。

实施例中，所述桩体外周的横截面为方形，而在另一些实施方式中，所述钢筋混凝土主体的外周截面还可以、圆形、三角形或正多边形等。

如图1a和图1b所示，为提高桩体两端的结构强度，防止端头破损，在图1a所示的桩体的两端设有桩套箍3，在图1b所示的桩体的上端设置有桩套箍3。

上述各实施例所述的变径预制混凝土空心桩可以应用于建筑基础结构，例如：

1、建筑承压桩，承压桩又称为竖向抗压桩，目前大多数建筑桩基础为抗压桩，

2、建筑抗拔桩，也叫做抗浮桩，是指当建筑工程地下结构如果有在低于周边土壤水位的部分时，为了抵消土壤中水对结构产生的上浮力而打的桩。

如图6所示，所述建筑基础结构包括设置于建筑底部，深入地下的变径预制混凝土空心桩1，所述变径预制混凝土空心桩为上述各实施例所述的变径预制混凝土空心桩，变径预制混凝土空心桩1的数量为2个以上，变径预制混凝土空心桩1之间在竖直方向上首尾相连。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效形状或结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。