一种可移动制作混凝土预制桩及制作模具的制作方法与工艺

本发明涉及一种可移动制作混凝土预制桩及制作模具,尤其涉及一种能够在不同场合制作的混凝土预制桩及制作模具。

背景技术：
目前，作为基础工程的混凝土预制桩在市场有很多种，这些桩材主要分为，预应力和非预应力两大类，预应力桩材主要包括，预应力管桩，预应力空心方桩等。中国发明专利《一种混凝土预应力空心方桩》，公开号：CN101914914，公开了一种混凝土预应力空心方桩，沿所述混凝土预应力空心方桩纵轴方向、在所述混凝土预应力空心方桩中心具有贯穿整个混凝土预应力空心方桩的中心通孔，所述混凝土预应力空心方桩的外周横截面呈方形，所述混凝土预应力空心方桩的中心通孔的横截面也呈方形；所述混凝土预应力空心方桩的四个面至所述中心通孔的壁厚相同。沿所述混凝土预应力空心方桩长度方向延伸有主筋、以及螺旋围绕所述主筋的箍筋，所述主筋呈方形布局。所述混凝土预应力空心方桩的中心通孔的方形横截面的四个角具有大小相同的内方应力消除圆弧角。在制作该桩体时，将主筋与箍筋编制成钢筋笼放置于振动成型模具中；在所述钢筋笼中间放置方形的充气胶管或采用方形的双层隔膜，所述充气胶管或双层隔膜四角具有与所述混凝土预应力空心方桩的所述内方应力消除圆弧角对应的圆弧角；在所述振动成型模具中浇筑混凝土；进行振动成型，成型之后进养护池养护到规定强度；放出所述胶管中的气体或直接抽出所述内膜，脱模，堆放自然养护。上述桩体单桩承载力低，因桩身是空心桩，其有效面积的承载面积少，工艺复杂，在盐碱土壤或沙石地耐腐蚀性差，韧性柔弱容易破裂，使建筑物抵抗作用性能差；制作时，多采用离心和抽心工艺，制作成本高，不能移动制作。针对上述缺陷，本发明创作者提供一种更加完善的方案。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种可移动制作混凝土预制桩及制作模具，用以克服上述技术缺陷。为实现上述目的，本发明提供一种可移动制作混凝土预制桩，所述预制桩为一多边形实心桩，在其桩体上设置有一主筋、一箍筋，以形成一钢筋笼，其中，所述主筋设置在所述多边形的每一棱角处，并沿桩身长度方向布置；所述箍筋螺旋缠绕在所述主筋上，其外圆与所述主筋焊接；所述箍筋在桩体长度方向上的间距不同，在桩体的顶端的H1的长度上，所述箍筋在长度方向上的间距为d1；在桩体底端H2的长度上，所述箍筋在长度方向上的间距为d2；在桩体长度方向上，每隔d3还设置有一加强筋，所述加强筋环绕在所述主筋上；所述桩体中浇筑砼配合比按C60外掺早强剂的混凝土，温度T≥10℃自然条件下养护时，三天龄期砼强度达C25，七天龄期砼强度达C40，十四天龄期砼强度达C50以上。进一步,在桩体安装后，所述桩体的底端设置一混凝土层、一填充层和一挤压层，所述混凝土层为体积0.5m3的C30的干硬性混凝土,所述填充层为碎石填充料,所述挤压层为所述桩体夯击地基形成的硬质土层。进一步,所述多边形实心桩为一八边形桩体，其成孔直径D3在450-550mm之间；所述桩体的最长对角线之间的长度为430mm，桩体的有效横截面积为0.1307m2。进一步，所述箍筋形成的钢筋笼内径D1在280-330mm之间，外径D2在300-350mm之间。进一步，所述桩体的八边形外形的每个边长d为165mm,所述钢筋笼与桩体边缘的最薄处的厚度h为35mm。本发明还提供一种可移动制作混凝土预制桩的制作模具，所述模具包括第一半模和第二半模，其对称设置，在制作模具时，所述桩体置于所述第一半模和第二半模之间；所述第一、二半模安装后，在所述模具的上端设置有一沿所述桩体长度方向的浇灌口；在所述浇灌口两侧设置有一对拉装置，用以使所述模具夹紧桩体；所述第一半模和第二半模在下端通过螺钉连接。进一步，所述对拉装置包括一第一连接座、一第二连接座和一拉杆，所述拉杆分别设置在所述第一、二连接座上，并且其两端分别设置有一螺母，调节所述螺母在拉杆中的位置，用以夹紧或松弛所述第一、二半模对桩体的夹紧力。进一步，所述第一、二半模包括多段边框，在每一边框的中部设置有所述插筋孔；其中，在所述第一、二半模下端的边框为半段边框，其端部设置有一第一平整端，所述第二半模上同样设置有一第一平整端，该两半模的第一平整端连接在一起；在所述第一、二半模上端的斜边框上设置有一第二平整端，该第一半模的第二平整端与所述第二半模的第二平整端形成所述浇灌口。进一步，所述第一、二连接座分别焊接在所述第一、二半模的上端，所述连接座设置有两侧板，两侧板之间设置有空隙，所述螺母设置在该空隙中，并在两侧板之间沿所述拉杆移动。进一步，在水平方向上所述第二平整端小于所述第一平整端的长度，以便形成所述浇灌口。与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明的预制桩为一种非预应力高强度多边形的实心预制桩，具有较高的抗扭能力和单桩承载力；单桩极限承载力＞4000KN；提高抗剪能力和提高抗震能力；在不同高度上设置不同间距的箍筋，能够提高扭矩受力较大处的承载力，同时还能节省制作材料；本发明中的砼配合比按C60外掺早强剂配方(冬季另加防冻剂)，实现桩体无需蒸汽养护，大大提高了模板的周转率，缩短了从桩身预制到现场打桩的施工周期；比管桩提高了有效截面积，解决了灌注桩施工过程中塌孔，缩颈，砼离析，不密实和断桩等通病。本发明中的模具为可移动式，既可以在工厂规模化生产，也可以在现场预制；模具端部设插筋孔，可预留锚固钢筋，工程桩施工完毕无需破桩头；模板侧面设通长浇灌口，可直接填入砼进行人工振捣，无需离心机；制作工艺简单，桩身延性好，耐腐蚀，减少了运输费用及损耗，推广应用门槛低，省料经济。附图说明图1为本发明可移动制作混凝土预制桩的横向截面示意图；图2为本发明可移动制作混凝土预制桩的纵向透视结构示意图；图3为本发明可移动制作混凝土预制桩的制作模具的侧视结构示意图；图4为本发明可移动制作混凝土预制桩的制作模具的横向截面示意图；图5为本发明可移动制作混凝土预制桩的制作模具的第一半模的横向结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本发明的详细技术特征作进一步描述，以便更加清楚的理解本发明。本发明的预制桩为一种非预应力高强度多边形的实心预制桩，具有较高的抗扭能力和单桩承载力。请参阅图1所示，其为本发明可移动制作混凝土预制桩的横向截面示意图，在本实施例中，该实心预制桩为一正八边形的桩体，其还可以为任一多边形的桩体，如正六边形，其形状、结构具有本实施例中的相同的构思。本实施例中八边形桩体2，其成孔直径D3为500mm,略大于所述桩体2的最长对角线，该成孔直径D3根据桩体的规格，可在450-550mm之间。所述桩体2的最长对角线A与B之间的长度为430mm，桩体2的有效横截面积为0.1307m2,在本发明中，桩体截面积的增加，提高了桩体的抗承载能力。在所述桩体2和孔壁之间的空隙，用1:1的水泥砂浆高压注浆填充。桩体内部的钢筋笼包括主筋3和箍筋1，所述主筋3设置在所述八边形的棱角处，并沿桩身长度方向布置，以增加多边形桩体棱角处的强度；本实施例中在每一棱角处设置有一根主筋3，共8根，直径为14mm；还可以在多边形的棱上设置钢筋，进一步增加桩体的抗承载力。所述箍筋1螺旋缠绕在所述主筋3上，其外圆与主筋3焊接，所述箍筋3形成的钢筋笼内径D1为300mm，外径D2为328m,为满足不同的施工需求，该钢筋笼内径D1在280-330mm之间，外径D2相应的在300-350mm之间。所述桩体2的八边形外形的每个边长d为165mm,所述钢筋笼与桩体边缘的最薄处的厚度h为35mm。请参阅图2所示，其为本发明可移动制作混凝土预制桩的纵向透视结构示意图，在本实施例八边形桩体中，桩体2的预设桩体高度H为7-14m；在桩体2的上端设置有预留高度H4≥600mm。在整个桩体2的高度方向上，所述箍筋1在高度方向上的间距不同，在桩体2的顶端的H1的长度上，所述箍筋1在高度方向上的间距为d1；在桩体底端H2的长度上，所述箍筋1在高度方向上的间距为d2；在本实施例中，所述长度H1为2m，d1为100mm,d2为200mm。上述在不同高度上设置不同间距的箍筋，能够提高扭矩受力较大处的承载力，同时还能节省制作材料。所述桩体2的底端的桩端持力层在，本实施例中满足H3≥300mm，在桩体高度方向上，每隔d3还设置有一加强筋33，所述加强筋33环绕在所述主筋3上，其直径为12mm，在本实施例中，所述d3为2m。请结合图2所示，在桩体2安装后，所述桩体2的底端设置一混凝土层41、一填充层42和一挤压层43，所述混凝土层41为体积0.5m3的C30的干硬性混凝土,所述填充层42为碎石填充料,所述挤压层43为所述桩体2夯击地基形成的硬质土层。在本发明中，所述桩体2的桩端采用4.5吨柱锤，从10米自由落锤夯击地基，将天然地基强行挤密，填入适量碎石和干性砼，连续夯击3次的累积沉降量为6～10cm，严格控制标高，注入适量纯水泥浆后，再放置预制桩身，桩身与成孔的缝隙用水泥砂浆注浆。在所述桩体2的两侧还设置有两个吊环，便于水平吊装所述桩体。为实现桩体无需蒸汽养护，本发明中的砼配合比按C60外掺早强剂配方(冬季另加防冻剂)，温度T≥10℃自然条件下养护时，三天龄期砼强度可达C25，七天龄期砼强度可达C40，十四天龄期砼强度可达C50以上；大大提高了模板的周转率，缩短了从桩身预制到现场打桩的施工周期。桩身为多边形实心桩，大大提供了桩基的抗扭能力和单桩承载力，单桩极限承载力＞4000KN。请参阅图3所示，其为本发明可移动制作混凝土预制桩的制作模具的侧视结构示意图，在本发明中，所述模具为可移动式，其可在施工现场制作，也可在工厂规模化生产。所述模具包括一法兰盘61，其设置在所述模具的两端，其在两侧封装所述桩体2；所述模具两侧设置有若干肋板63，用以加强所述模具的强度，以完成桩体的制作；在所述模具的上端设置有一沿所述桩体长度方向的浇灌口59，可直接填入砼进行人工振捣，无需使用离心机，以方便在施工现场制作桩体；在所述浇灌口59两侧设置有一对拉装置50，用以使所述模具夹紧桩体2。请参阅图4所示，其为本发明可移动制作混凝土预制桩的制作模具的横向截面示意图，所述模具包括第一半模52和第二半模51，其对称设置，在制作模具时，所述桩体2置于所述第一半模52和第二半模51之间。所述第一半模52和第二半模51在下端通过螺钉57连接；在所述第一、二半模上端通过所述对拉装置50连接。并且在所述第一、二半模的端部设置有纵向的插筋孔56，可预留锚固钢筋，工程桩施工完毕无需破桩头。所述对拉装置50包括一第一连接座55和一第二连接座53，还包括一拉杆54，所述拉杆54分别设置在所述第一、二连接座上，并且其两端分别设置有一螺母，调节所述螺母在拉杆54中的位置，用以夹紧或松弛所述第一、二半模对桩体2的夹紧力；所述螺母顶靠在所述第一、二连接座的端部。所述第一、二连接座分别焊接在所述第一、二半模的上端，所述连接座设置有两侧板，两侧板之间设置有空隙，所述螺母设置在该空隙中，并可在两侧板之间沿所述拉杆54移动。请参阅图5所示，其为本发明可移动制作混凝土预制桩的制作模具的第一半模的横截面的结构示意图，所述第一半模52在本实施例中，其包括四段边框522，在每一边框522的中部设置有所述插筋孔56；其中，在所述第一、二半模下端的边框为半段边框，其端部设置有一第一平整端521，所述第二半模51上同样设置有一第一平整端，该两半模的第一平整端连接在一起。在所述第一、二半模上端的斜边框上设置有一第二平整端523，该第一半模52的第二平整端523与所述第二半模51的第二平整端形成所述浇灌口59；因而，所述第二平整端523的端部在横向方向上比所述第一平整端521远离该横截面的中心，也即，在水平方向上所述第二平整端523小于所述第一平整端521的长度，以便形成所述浇灌口59。该结构的设计，避免了灌注桩施工过程中塌孔，缩颈，砼离析，不密实和断桩等通病。在本发明的模具末端还设置有一吊环，便于施工时垂直吊装。上述可移动模具，制作工艺简单，可以现场制作，减少了运输费用及损耗，推广应用门槛低，省料经济；制作的桩体的桩身延性好，耐腐蚀，单桩承载力高，水平抗弯、抗剪性能好,抗震能力强。以上以较佳的实施例作参考，对本发明的技术特征及效果进行了简要说明，本发明并不限于上述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内，本领域技术人员可作各种变更及修改。