专利名称：带内啮合结构的预应力钢筋混凝土圆形空心桩及其加工方法
技术领域：
本发明涉及混凝土桩及其加工方法，特别是预应力钢筋混凝土圆形空心桩及其加 工方法。
背景技术：
现有预应力钢筋混凝土圆形空心桩，包括圆形桩体和圆形金属端板，圆形桩体含 有钢筋笼、混凝土，圆形桩体的轴向有一个贯通的中心圆孔，圆形金属端板设置在圆形桩体 的两端，与圆形桩体上的中心圆孔相对应，圆形金属端板上也设有中心圆孔，圆形金属端板 的周边上设有焊接坡口，圆形金属端板上对称地设有锚固孔；钢筋笼包括主筋和箍筋，箍筋 呈螺旋状焊接在主筋上。这种预应力钢筋混凝土空心圆桩使用时，上部混凝土承台浇筑过 程中也向圆桩中心圆孔中浇筑钢筋混凝土，形成混凝土的承台下延部分，混凝土承台与预 应力钢筋混凝土空心圆桩的连接就靠承台下延部分的混凝土与预应力钢筋混凝土空心圆 桩的中心圆孔的结合来实现，由于承台下延部分的混凝土与预应力钢筋混凝土空心圆桩的 中心圆孔的结合部分是光滑的圆柱面，两者的结合力不强，承台上的建筑物在风荷载或不 均勻沉降等引起的外力作用下，可能产生承台下延部分的混凝土从预应力钢筋混凝土空心 圆桩的中心圆孔中拔出，承台上的建筑物就有可能发生倒覆的危险，安全性差。现有预应力 钢筋混凝土圆形空心桩的加工方法，包括以下步骤制备钢筋笼；制备高性能混凝土 ；准备 模具，并在模具上涂隔离剂；将钢筋笼安装在模具上并上紧张拉装置；将制备好的高性能 混凝土喂入钢模内并合上半模；按产品的抗弯等级对钢筋实行预张拉，达到要求后锁紧锚 固；放入离心机上进行离心处理，倒出余浆；按混凝土不同的强度等级要求采用普通蒸汽 养护成型或高压蒸汽养护成型后脱模；成品按要求堆放并自然或水养护一定周期。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能使承台下延部分的钢筋混凝 土与预应力钢筋混凝土圆形空心桩结合牢固、安全性好的预应力钢筋混凝土圆形空心桩及 其加工方法。本发明的解决方案预应力钢筋混凝土圆形空心桩，包括圆形桩体和圆形金属端板，圆形桩体含有钢筋笼、混凝土，圆形桩体的轴向有一个贯通的中心圆孔，圆形金属端板 设置在圆形桩体的两端，与圆形桩体上的中心圆孔相对应，圆形金属端板上也设有中心圆 孔；圆形桩体的中心圆孔的内壁上有内螺纹结构、或内槽结构、或齿状凸起物、或若干凹坑、 或若干凸块，使承台下延部分的钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土圆形空心桩的中心圆孔的 结合力强，承台上的建筑物在风荷载或不均勻沉降等引起的外力作用下，不会发生倒覆的 危险，安全性好。内螺纹的齿高为10-30毫米。内槽为相互独立设置的若干内环槽，或为内螺旋环槽。
内槽或内螺旋环槽的槽体的深度为10-30毫米。内环槽设置为相互平行，或相互交叉。内环槽的对称截面与圆形桩体上的中心圆孔的中心线之间的夹角为20-90°。内环槽的横截面形状为矩形、或梯形、或三角形、或圆弧形、或由若干平面、弧面构成内环槽的槽边。梯形内环槽的横截面的两槽边之间的夹角为5--120。。梯形内环槽的横截面的上底边与下底边之间的长度比为0. 1-0. 95。本发明的优点是使用本发明后，承台下延部分的钢筋混凝土与本发明的中心圆 孔的结合力强，有效地解决了承台下延部分的钢筋混凝土从本发明的中心圆孔中滑脱的问 题，切实防止了承台上建筑物在外力作用下摇晃或摆动发生倒覆的危险，安全性好。带内螺纹或内槽结构的预应力钢筋混凝土圆形空心桩的切削加工方法，圆形桩体 按现行常规方法加工，在圆形桩体经过离心机成型加工后，进入混凝土初凝前进行圆形桩 体的内螺纹或内槽结构的加工，包括如下步骤圆形桩体由离心机驱动作回转运动，加工刀 杆相对圆形桩体作轴向和径向运动进入加工工位，调整好加工余量，加工刀杆沿圆形桩体 作轴向进给切削，加工刀杆完成切削后，加工刀杆先沿圆形桩体的径向退出，再沿圆形桩体 的轴向退出，切削产生的混凝土碎屑进入碎屑收集装置回收。带内螺纹或内槽结构的预应力钢筋混凝土圆形空心桩的挤压成型加工方法，圆形 桩体按现行常规方法加工，在圆形桩体经过离心机成型加工后，进入混凝土初凝前进行圆 形桩体的内螺纹或内槽结构的加工，包括如下步骤圆形桩体由离心机驱动作回转运动， 安装了若干成型滚的加工刀杆相对圆形桩体作轴向和径向运动进入加工工位，根据加工余 量，加工刀杆沿圆形桩体作径向进给，对圆形桩体的中心圆孔的内表面进行挤压作业，加工 刀杆完成挤压作业后，加工刀杆先沿圆形桩体的径向退出，再沿圆形桩体的轴向退出。本发明的优点是加工工艺简单、成本低、效率高。
图1为本发明实施例1的结构示意图；图2为图1的A-A剖视图；图3为本发明实施例1与承台连接结构示意图；图4为本发明实施例2的结构示意图；图5为本发明实施例2的矩形内环槽20的结构示意图；图6为本发明实施例2的梯形内环槽21的结构示意图；图7为本发明实施例2的三角形内环槽22的结构示意图；图8为本发明实施例2的圆弧形内环槽23的结构示意图；图9为本发明实施例2的折线构成槽边的内环槽16的结构示意图；图10为本发明实施例2的直线和圆弧线构成槽边的内环槽14的结构示意图；图11为图4的I部放大图；图12为本发明实施例2与承台连接结构示意图；图13为本发明实施例3的结构示意图；图14为本发明实施例4的结构示意图15为本发明实施例5的结构示意图；
图16为本发明实施例6的结构示意图。图中1-桩体中心圆孔；2-金属端板中心圆孔；3-螺纹；4-圆形金属端板；5-钢 筋笼；6-混凝土；7-圆形桩体；8-托篮；9-承台下延部分；10-承台钢筋笼；11-承台； 12-内环槽；13-环状凸块；14-直线和圆弧线构成槽边的内环槽；15-内螺旋环槽；16-折线 构成槽边的内环槽；17-交叉内螺旋环槽；18-凹坑；19-凸块；20-矩形内环槽；21-梯形内 环槽；22-三角形内环槽；23-圆弧形内环槽。
具体实施例方式图1中，包括为圆形桩体7和圆形金属端板4，圆形桩体7含有钢筋笼5、混凝土 6， 圆形桩体7的轴向有一个贯通的桩体中心圆孔1，圆形金属端板4设置在圆形桩体7的两 端，与圆形桩体7上的桩体中心圆孔1相对应，圆形金属端板4上也设有金属端板中心圆孔 2，圆形金属端板4的周边上设有焊接坡口，圆形金属端板4上对称地设有锚固孔；圆形桩体 7的一端的桩体中心圆孔1的内壁上设有螺纹3，螺纹3的轴向长度为1000毫米，螺纹3的 螺纹齿的深度为15毫米，内螺纹3的螺纹齿深另一个选择方案为15毫米，内螺纹3的螺纹 齿深再一个选择方案为25毫米。图2中，表明了圆形桩体7的横截面的结构示意。在施工过程中，将承台钢筋笼10架设在圆形桩体7上有螺纹3的一端，再将托篮8 放入圆形桩体7的桩体中心圆孔1中，托篮8上的底板的位置不得超出圆形桩体7上有螺 纹3的部位，托篮8上部固定连接在承台钢筋笼10上，最后，向承台钢筋笼10和托篮8内 注入混凝土，混凝土凝固后，承台11与承台下延部分9固为一体，承台下延部分9通过圆形 桩体7上的螺纹3与圆形桩体7固为一体，从而实现了承台11与圆形桩体7牢固连接。如 图3所示。图4中，包括圆形桩体7和圆形金属端板4，圆形桩体7含有钢筋笼5、混凝土 6，圆 形桩体7的轴向有一个贯通的桩体中心圆孔1，圆形金属端板4设置在圆形桩体7的两端， 与圆形桩体7上的桩体中心圆孔1相对应，圆形金属端板4上也设有金属端板中心圆孔2， 圆形金属端板4的周边上设有焊接坡口，圆形金属端板4上对称地设有锚固孔；圆形桩体7 的一端的桩体中心圆孔1的内壁上设有内环槽12，桩体中心圆孔1的内壁上设有内环槽12 的部分的长度为2000毫米，内环槽12的槽深为20毫米，内环槽12的槽深另一个选择方案 为15毫米，内环槽12的槽深再一个选择方案为30毫米。内环槽12的加工方式同实施例 1。内环槽12的横截面形状选择方案一内环槽12的横截面形状为矩形，在圆形桩体7 — 端的桩体中心圆孔1的内壁上设置了若干矩形内环槽20(如图5)。方案二 内环槽12的 横截面形状为梯形，在圆形桩体7—端的桩体中心圆孔1的内壁上设置了若干梯形内环槽 21(如图6)，梯形内环槽21的横截面的两侧边之间的夹角β选择为30°，夹角β的另一 个选择为60°，夹角β的再一个选择为100° ；梯形内环槽21的横截面的上底边与下底边 之间的长度比为0. 2 ；梯形内环槽21的横截面的上底边与下底边之间的长度比为0. 6 ；梯 形内环槽21的横截面的上底边与下底边之间的长度比的另一个选择为0. 9。方案三内环 槽12的横截面形状为三角形，在圆形桩体7—端的桩体中心圆孔1的内壁上设置了若干三 角形内环槽22 (如图7)。方案四内环槽12的横截面形状为圆弧形，在圆形桩体7 —端的桩体中心圆孔1的内壁上设置了若干圆弧形内环槽23 (如图8)。方案五内环槽12的横 截面形状为由若干直线、弧线线段构成内环槽的槽边，在圆形桩体7—端的桩体中心圆孔1 的内壁上设置了若干折线构成槽边的内环槽16 (如图9)。在圆形桩体7 —端的桩体中心圆 孔1的内壁上设置了直线和圆弧线构成槽边的内环槽14(如图10)。图11中，内环槽12的对称截面与圆形桩体7上的桩体中心圆孔1的中心线之间的夹角α为90°，夹角α另一个选择方案为25°，夹角α再一个选择方案为70°。图12中，在承台11的浇筑过程中，承台下延部分9上形成的环状凸块13与圆形 桩体7上的内环槽12咬合为一体，实现了承台11与圆形桩体7牢固连接。图13中，圆形桩体7的一端的桩体中心圆孔1的内壁上设有内螺旋环槽15，桩体 中心圆孔1的内壁上设有内螺旋环槽15的部分的长度为1800毫米，内螺旋环槽15的槽深 为20毫米，内螺旋环槽12的槽深另一个选择方案为15毫米，内螺旋环槽15的槽深再一个 选择方案为30毫米。内螺旋环槽15的加工方式同实施例1。内螺旋环槽15的槽的截面形 状的选择如实施例2中图5、图6、图7、图8、图9和图10中所示。图14中，交叉内螺旋环槽17交叉设置在圆形桩体7 —端的桩体中心圆孔1的内壁上。图15中，在圆形桩体7 —端的桩体中心圆孔1的内壁上设置了若干凹坑18。图16中，在圆形桩体7 —端的桩体中心圆孔1的内壁上设置了若干凸块19。带内螺纹的预应力钢筋混凝土圆形空心桩的切削加工方法，圆形桩体7按现行常 规方法加工，在圆形桩体7经过离心机成型加工后，进入混凝土初凝前进行圆形桩体7的内 螺纹的加工，包括如下步骤圆形桩体7由离心机驱动作回转运动，加工刀杆相对圆形桩体 7作轴向和径向运动进入加工工位，调整好加工余量，加工刀杆沿圆形桩体7作轴向进给切 肖IJ，加工刀杆完成切削后，加工刀杆先沿圆形桩体7的径向退出，再沿圆形桩体7的轴向退 出，切削产生的混凝土碎屑进入碎屑收集装置回收。带内环槽的预应力钢筋混凝土圆形空心桩的挤压成型加工方法，圆形桩体7按现 行常规方法加工，在圆形桩体7经过离心机成型加工后，进入混凝土初凝前进行圆形桩体7 的内环槽12的加工，包括如下步骤圆形桩体7由离心机驱动作回转运动，安装了若干成型 滚的加工刀杆相对圆形桩体7作轴向和径向运动进入加工工位，根据加工余量，加工刀杆 沿圆形桩体7作径向进给，对圆形桩体7的中心圆孔的内表面进行挤压作业，加工刀杆完成 挤压作业后，加工刀杆先沿圆形桩体7的径向退出，再沿圆形桩体7的轴向退出。
权利要求
预应力钢筋混凝土圆形空心桩，包括圆形桩体和圆形金属端板，圆形桩体含有钢筋笼、混凝土，圆形桩体的轴向有一个贯通的中心圆孔，圆形金属端板设置在圆形桩体的两端，与圆形桩体上的中心圆孔相对应，圆形金属端板上也设有中心圆孔；其特征在于圆形桩体的中心圆孔的内壁上有内螺纹结构、或内槽结构、或齿状凸起物、或若干凹坑、或若干凸块。
2.根据权利要求1所述的预应力钢筋混凝土圆形空心桩，其特征在于内螺纹的齿高为 10-30毫米。
3.根据权利要求1所述的预应力钢筋混凝土圆形空心桩，其特征在于内槽为相互独立 设置的若干内环槽，或为内螺旋环槽。
4.根据权利要求3所述的预应力钢筋混凝土圆形空心桩，其特征在于内槽或内螺旋环 槽的槽体的深度为10-30毫米。
5.根据权利要求1或4所述的预应力钢筋混凝土圆形空心桩，其特征在于内环槽设置 为相互平行，或相互交叉。
6.根据权利要求5所述的预应力钢筋混凝土圆形空心桩，其特征在于内环槽的对称截 面与圆形桩体上的中心圆孔的中心线之间的夹角为20-90°。
7.根据权利要求5所述的预应力钢筋混凝土圆形空心桩，其特征在于内环槽的横截面 形状为矩形、或梯形、或三角形、或圆弧形、或由若干直线、弧线线段构成内环槽的槽边。
8.根据权利要求7所述的预应力钢筋混凝土圆形空心桩，其特征在于梯形内环槽的横 截面的两侧边之间的夹角为5-120°。
9.根据权利要求8所述的预应力钢筋混凝土圆形空心桩，其特征在于梯形内环槽的横 截面的上底边与下底边之间的长度比为0. 1-0. 95。
10.带内螺纹或内槽结构的预应力钢筋混凝土圆形空心桩的切削加工方法，圆形桩体 按现行常规方法加工，其特征在于在圆形桩体经过离心机成型加工后，进入混凝土初凝前 进行圆形桩体的内螺纹或内槽结构的加工，包括如下步骤圆形桩体由离心机驱动作回转 运动，加工刀杆相对圆形桩体作轴向和径向运动进入加工工位，调整好加工余量，加工刀杆 沿圆形桩体作轴向进给切削，加工刀杆完成切削后，加工刀杆先沿圆形桩体的径向退出，再 沿圆形桩体的轴向退出，切削产生的混凝土碎屑进入碎屑收集装置回收。
11.带内螺纹或内槽结构的预应力钢筋混凝土圆形空心桩的挤压成型加工方法，圆形 桩体按现行常规方法加工，其特征在于在圆形桩体经过离心机成型加工后，进入混凝土初 凝前进行圆形桩体的内螺纹或内槽结构的加工，包括如下步骤圆形桩体由离心机驱动作 回转运动，安装了若干成型滚的加工刀杆相对圆形桩体作轴向和径向运动进入加工工位， 根据加工余量，加工刀杆沿圆形桩体作径向进给，对圆形桩体的中心圆孔的内表面进行挤 压作业，加工刀杆完成挤压作业后，加工刀杆先沿圆形桩体的径向退出，再沿圆形桩体的轴 向退出。
全文摘要
预应力钢筋混凝土圆形空心桩，包括圆形桩体和圆形金属端板，圆形桩体含钢筋笼、混凝土，圆形桩体轴向有一个贯通的中心圆孔，圆形金属端板设置在圆形桩体两端，与圆形桩体上的中心圆孔相对应，圆形金属端板上也设有中心圆孔；圆形桩体的中心圆孔的内壁上有内螺纹结构、或内槽结构、或齿状凸起物、或若干凹坑、或若干凸块，承台下延部分的钢筋混凝土与本发明的中心圆孔的结合力强，有效地解决了承台下延部分的钢筋混凝土从本发明的中心圆孔中滑脱的问题，切实防止了承台上建筑物在外力作用下摇晃或摆动发生倒覆的危险，安全性好。圆形桩体按常规方法加工，内壁上的内螺纹结构或内槽结构由切削或挤压方式加工，加工工艺简单、成本低、效率高。
文档编号B28B21/30GK101831905SQ20101017060
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月13日 优先权日2010年5月13日
发明者凌德祥, 缪海林, 费宏亮, 黄广龙 申请人:盐城市双强管桩有限公司