用于制备H型混凝土桩的钢筋笼结构的制作方法

本发明属于各类建筑结构体系的桩基基础工程的技术领域，尤其涉及一种用于制备h型混凝土桩的钢筋笼结构。

背景技术：

按照桩形来分，较为常见的混凝土预应力桩有管桩、方桩、t型桩、h型桩等，各种不同类型的桩都有各自的特点，可根据不同场合环境选择使用。以h型混凝土桩为例，包括两个翼缘及连接两个翼缘的腹板，h型混凝土桩的横截面为由上下两个翼缘及连接上下两个翼缘的腹板构成的h形，两个翼缘和腹板在h型混凝土桩的两侧形成沿桩体长度方向延伸的凹槽部。h型混凝土桩与圆形、方形、t型、或其它横截面形状的混凝土桩相比，其在抗侧向土压力、抗水压力、抗波浪力及抗倾覆的稳定性方面均更胜一筹。故h型混凝土桩适合用于基坑维护、边坡稳定及河岸防护工程中。

传统h型混凝土桩的钢筋笼制备过程大致如下：先将多根主筋定长裁断并按照桩形对应张紧在模具内，然后再逐根将箍筋缠绕并固定(可以是绑扎或焊接)在张紧的主筋上，各箍筋沿长度方向间隔设置，各箍筋与主筋组合在一起形成h型混凝土桩的钢筋笼结构。

有些混凝土桩因应用场景的特殊性(用于岸堤防护墙)，其在桩的左右两侧设置用以相互搭接的台阶部，如一申请号为zl201610135953.8(公开号为cn105780756a)的中国发明专利《防护墙及用于该防护墙的h型预应力混凝土桩》披露了这样一种h型预应力混凝土桩，其在桩体两侧翼缘的侧面沿其长度方向设有侧向凸起的用以搭接的台阶部，相邻的两根h型预应力混凝土桩通过位于各自翼缘侧面的台阶部搭接在一起，搭接在一起的两翼缘的台阶部的搭接侧面相互对设。且为实现透水性，其在一侧的台阶部有多根并沿翼缘的长度方向上下间隔设置，上下相邻两根台阶部之间形成第一间距。如何设计出一款方便成型出台阶部并要保证台阶部足够强度的用于制备h型混凝土桩的钢筋笼结构是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种可在h型混凝土桩体的两侧翼缘成型出足够强度的台阶部的用于制备h型混凝土桩的钢筋笼结构。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于制备h型混凝土桩的钢筋笼结构，其特征在于：包括上箍筋、下箍筋和纵向布置的上部主筋、下部主筋，所述上箍筋有多条且间隔布置并固定在上部主筋上，所述下箍筋有多条且间隔布置并固定在下部主筋上；上箍筋的左侧设有第一上构造筋，上箍筋的右侧设有第二上构造筋；下箍筋的左侧设有第一下构造筋，下箍筋的右侧设有第二下构造筋。

各构造筋用以形成h型混凝土桩翼缘的四个侧面上的台阶部的内部骨架，从而使得h型混凝土桩的台阶部具备足够的强度，在打桩或侧向受力时不易破损、断裂，确保了相邻两根h型混凝土桩拼接的强度和工程的安全稳定性。根据具体工程对h型混凝土桩力学性能的不同需要，构造筋的设置密度会有所不同，可以是所有的上箍筋均设有第一、第二上构造筋，也可以仅有部分上箍筋间隔设有第一、第二上构造筋；可以是所有的下箍筋均设有第一、第二下构造筋，也可以仅有部分下箍筋间隔设有第一、第二下构造筋。纵向，是指钢筋笼或h型混凝土桩的长度方向

上述第一上构造筋朝左上方倾斜设置，所述第一下构造筋朝左下方倾斜设置。其为第一上构造筋和第一下构造筋的一种倾斜设置方式。构造筋的这种倾斜设置，能使h型混凝土桩左侧上下两个翼缘侧面的台阶部的搭接侧面形成向外扩展的倾斜面，也即该钢筋笼形成的h型混凝土桩左侧的两个翼缘侧面上的台阶部相对的两个斜面形成外大内小的缩口，这样，不会在打桩过程中与相邻另一个桩上的台阶部形成干涉，利于相邻另一个桩上的台阶部插入形成配合，提高了工程的可靠、稳定、安全性。另外，构造筋的这种倾斜设置可以确保h型混凝土桩的台阶部成型后，构造筋外有足够的混凝土保护层厚度，从而不会发生露筋、混凝土破损等产品质量问题。

上述第二上构造筋朝右下方倾斜设置，所述第二下构造筋朝右上方倾斜设置。其为第二上构造筋和第二下构造筋的一种倾斜设置方式，构造筋的这种倾斜设置，能使h型混凝土桩右侧的上下两个翼缘侧面的台阶部的搭接侧面形成向内收缩的倾斜面，这样在打桩过程中不会与相邻另一个桩上的台阶部形成干涉，利于相邻另一个桩上的台阶部插入形成包含配合，提供工程的安全、稳定性。另外，构造筋的这种倾斜设置可以确保h型混凝土桩的台阶部成型后，构造筋外有足够的混凝土保护层厚度，从而不会发生露筋、混凝土破损等产品质量问题。

同理，上述第二上构造筋也可以朝右上方倾斜设置，所述第二下构造筋也可以朝右下方倾斜设置。其为第二上构造筋和第二下构造筋的另一种倾斜设置方式。

同理，上述第一上构造筋还可以朝左下方倾斜设置，所述第一下构造筋还可以朝左上方倾斜设置；所述第二上构造筋又可以朝右下方倾斜设置，所述第二下构造筋又可以朝右上方倾斜设置。

作为优选，上述第二上构造筋与上箍筋的水平延伸线的夹角不小于6°，第二下构造筋与下箍筋的水平延伸线的夹角不小于6°。以10°为最佳，确保成型后的台阶部有较好的斜度，利于台阶部相互配合，也利于在构造筋外具有足够的混凝土保护层厚度。

进一步改进，上述第一上构造筋的外端具有第一上立筋，所述第一下构造筋的外端具有第一下立筋。立筋的设置能增加台阶部内的含钢量，采用该钢筋笼能进一步增强台阶部的强度，打桩不易破损。当然，第二上构造筋的外端也可具有第二上立筋，所述第二下构造筋的外端也可具有第二下立筋。

进一步，钢筋笼结构还包括纵向布置的第一上连接筋和第一下连接筋，所述第一上连接筋分别与多个所述第一上构造筋连接，所述第一下连接筋分别与多个所述第一下构造筋连接。连接筋的设置更进一步增加台阶部内纵向的含钢量，更进一步增强台阶部的强度，打桩不易破损。另外，连接筋与构造筋相连接，可以进一步确保钢筋笼的稳定性、牢靠性。同理，钢筋笼结构还包括纵向布置的第二上连接筋和第二下连接筋，所述第二上连接筋分别与多个所述第二上构造筋连接，所述第二下连接筋分别与多个所述第二下构造筋连接。

上述上箍筋的左右两端分别具有向下并向内弯折的上内折筋部，所述下箍筋的左右两端分别具有向上并向内弯折的下内折筋部。内折筋部可作为h型混凝土桩本体内的钢筋骨架的一部分，采用该钢筋笼能进一步增强h型混凝土桩本体的翼缘的强度，增强力学性能。

作为优选，上述上箍筋左右两端的上内折筋部对合使上箍筋呈封闭的环状，所述下箍筋左右两端的下内折筋部对合使下箍筋呈封闭的环状。环状的箍筋结构还便于对中部主筋的限位。

更进一步改进，还包括多个呈长方形环状的中部套箍，中部套箍有多个且间隔套设并固定在上部主筋及下部主筋上，中部套箍用以形成h型混凝土桩的腹板的内部骨架。中部套箍能显著增强h型混凝土桩本体的腹板位置处强度，提高力学性能。

作为优选，一个中部套箍分别对应一条上箍筋和一条下箍筋，且对应的上箍筋与中部套箍的上部一起固定在相应位置上部主筋上，对应的下箍筋与中部套箍的下部一起固定在相应位置的下部主筋上。中部套箍与上下箍筋一一对应设置可将三者帮扎固定在一起，无需分开独立绑扎，减少帮扎工序。

主筋的根数不能太多，太多会增加h型混凝土桩成本，主筋的根数也不能太少，太少则不能使h型混凝土桩具有良好的强度，且主筋的布局也不能顾此失彼要均衡，这样才能保证h型混凝土桩各部位强度基本一致，作为优选方案，位于中部套箍内的主筋数量不少于4根。上部主筋数量及下部主筋数量均不少于4根。当上部主筋数量超过6根时，则上部主筋分为上下两层布置，其中，上层的主筋数量为6根。下部主筋同理设置。

为增强h型混凝土桩本体的腹板位置处强度，提高力学性能，还包括中部主筋，中部主筋数量不少于2根。中部主筋不是必须的，因为在有中部套箍的情况下，中部主筋形成h型混凝土桩本体的腹板位置处的骨架，加强了腹板的强度。

为在h型混凝土桩翼缘的侧面形成侧向凸起并间隔设置的台阶部，以构建渗水通道，多个相邻的所述上箍筋组成一组，从而在钢筋笼的主筋上形成多组上箍筋，相邻的两组上箍筋中有一组上箍筋设有所述第二上构造筋，另一组上箍筋不设置所述第二上构造筋。多个相邻的所述下箍筋组成一组，从而在钢筋笼上形成多组下箍筋，相邻的两组下箍筋中有一组下箍筋设有所述第二下构造筋，另一组下箍筋不设置所述第二下构造筋。这种结构的钢筋笼成型出的h型混凝土桩适合用于生态环保的水流工程。

与现有技术相比，本发明的优点在于：其在构成常规的h型混凝土桩(不带台阶部)的基础上，在上箍筋的左右两侧分别增设第一上构造筋和第二上构造筋，在下箍筋的左右两侧分别增设第一下构造筋和第二下构造筋，各构造筋不仅可作为h型混凝土桩翼缘内部的骨架，因其均向外延伸用以形成专门针对h型混凝土桩的翼缘上的台阶部的内部钢筋骨架，故采用本钢筋笼结构成型出的h型混凝土桩不仅增强翼缘的强度和力学性能，还能对翼缘侧面的台阶部形成加强结构，确保台阶部部位有足够的强度，不易破损，利于打桩施工，确保工程质量和安全性。

附图说明

图1为钢筋笼第一个实施例的结构示意图；

图2为钢筋笼第一个实施例在h型混凝土桩内的结构示意图；

图3为采用钢筋笼第一个实施例制备的h型混凝土桩的立体结构示意图；

图4为钢筋笼第一个实施例的中部套箍的结构示意图；

图5为钢筋笼第一个实施例上下箍筋的结构示意图；

图6为钢筋笼第二个实施例的立体结构示意图；

图7为钢筋笼第二个实施例的结构示意图；

图8为钢筋笼第二个实施例在h型混凝土桩内的结构示意图；

图9为钢筋笼第三个实施例的结构示意图；

图10为钢筋笼第三个实施例在h型混凝土桩内的结构示意图；

图11为钢筋笼第四个实施例的结构示意图；

图12为钢筋笼第四个实施例在h型混凝土桩内的结构示意图；

图13为钢筋笼第五个实施例的立体结构示意图；

图14为采用钢筋笼第五个实施例制备的h型混凝土桩的立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～5所示，为本发明的第一个实施例。

一种用于制备h型混凝土桩的钢筋笼结构，由钢筋笼结构制备形成的h型混凝土桩包括两个翼缘11及连接两个翼缘11的腹板13，h型混凝土桩1的横截面为由两个翼缘11及连接两个翼缘的腹板13构成的h形，两个翼缘和腹板在h型混凝土桩的两侧形成沿桩体长度方向延伸的凹槽部，四个翼缘11侧面沿其长度方向均设有侧向凸起用以搭接的台阶部12，台阶部12具有搭接侧面x，相邻两根h型混凝土桩的搭接侧面x相互对设。h型混凝土桩长度一般为6米-20米，腹板13的高度一般为30㎝-100㎝，翼缘11的宽度一般为30㎝-120㎝，成型后的翼缘11厚度为125毫米，工厂预制。

本实施例中的钢筋笼结构包括上箍筋2、下箍筋3、呈长方形环状的中部套箍9和纵向布置的上部主筋4a、下部主筋4b和中部主筋4c，纵向是指钢筋笼或h型混凝土桩的长度方向。上部主筋4a有6根并在同一平面内间隔设置，下部主筋4b有6根并在同一平面内间隔设置，中部主筋4c有两根，中部主筋4c形成h型混凝土桩本体1的腹板13位置处的骨架，加强了腹板的强度。主筋的长度与h型桩的长度匹配，一般在6米-20米。中部套箍9有多个且间隔套设并固定在上部主筋4a及下部主筋4b上，中部套箍9用以形成h型混凝土桩1的腹板13的内部骨架。中部套箍9的上边角处具有两倾斜的向内折的折边91，该两折边91间隔设置形成卡槽92，卡槽92卡制在对应位置的上部主筋4a上。本实施例中位于中部套箍9内的上部主筋4a、下部主筋4b和中部主筋4c的数量各有2根。上箍筋2有多条且间隔布置并固定在上部主筋4a上，下箍筋3有多条且间隔布置并固定在下部主筋4b上；一个中部套箍9分别对应一条上箍筋2和一条下箍筋3，且对应的上箍筋2与中部套箍9的上部一起固定在相应位置的上部主筋4a上，对应的下箍筋3与中部套箍9的下部一起固定在相应位置的下部主筋4b上。箍筋与主筋之间的固定可采用绑扎或焊接或其它方式固定，通常箍筋是横向布置在主筋上，二者交叉相互垂直，相邻的两条箍筋间隔有一定的间距，间距为5㎝-25㎝。

各上箍筋2的左侧均设有用以形成h型混凝土桩1左侧上部的翼缘11上的台阶部12内部骨架的第一上构造筋5，第一上构造筋5朝左上方倾斜设置，第一上构造筋5的外端(左端)具有向上延伸设置的第一上立筋51，各第一上构造筋5均与纵向布置的第一上连接筋52连接在一起，且二者的连接处位于第一上构造筋5与第一上立筋51的弯折处。当然，也可以是部分第一上构造筋5与第一上连接筋52连接固定，而另一部分第一上构造筋5不与第一连接筋52连接，这样可以提高生产效率且对桩体性能和生产影响不大。连接的方式可以是焊接或绑扎或卡接等方式。

各上箍筋2的右侧均设有用以形成h型混凝土桩1右侧上部的翼缘11上的台阶部12内部骨架的第二上构造筋6，第二上构造筋6朝右下方倾斜设置，第二上构造筋6与上箍筋2的水平延伸线的夹角α1不小于6°，最佳为10°，第二上构造筋6的外端(右端)具有向下延伸设置的第二上立筋61，各第二上构造筋6均与纵向布置的第二上连接筋62连接在一起，且二者的连接处位于第二上构造筋6与第二上立筋61的弯折处。同理，也可以是部分第二上构造筋6与第二上连接筋连接。

各下箍筋3的左侧均设有用以形成h型混凝土桩1左侧下部的翼缘11上的台阶部12内部骨架的第一下构造筋7，第一下构造筋7朝左下方倾斜设置，第一下构造筋7的外端(左端)具有向下延伸设置的第一下立筋71，各第一下构造筋7均与纵向布置的第一下连接筋72连接在一起，且二者的连接处位于第一下构造筋7与第一下立筋71的弯折处。同理，也可以部分第一下构造筋7与第一下连接筋72连接。

各下箍筋3中的右侧均设有用以形成h型混凝土桩1右侧下部的翼缘11上的台阶部12内部骨架的第二下构造筋8。第二下构造筋8朝右上方倾斜设置，第二下构造筋8与下箍筋3的水平延伸线的夹角α2不小于6°，本实施例为10°。第二下构造筋8的外端(右端)具有向上延伸设置的第二下立筋81，各第二下构造筋8均与纵向布置的第二下连接筋82连接，且二者的连接处位于第二下构造筋8与第二下立筋81的弯折处。同理，也可以部分第二下构造筋8与第二下连接筋82连接。

上述构造筋可采用焊接的方式与箍筋固定，或者构造筋与箍筋一体成型也即构造筋属于箍筋的延伸段。如图3所示，箍筋的左右两侧设有构造筋，采用这种钢筋笼结构制备的h型混凝土桩1其在翼缘11的四个侧面均形成有连续的呈条状的内部布置有构造筋的台阶部12，因各构造筋都按照特定的朝向倾斜设置，与之匹配，四条台阶部12的搭接侧面x具有特定的倾斜方向，具体来说，本实施例中h型混凝土桩1左侧的上下翼缘侧面的台阶部12的搭接侧面x匹配倾斜设置的构造筋而向外扩展倾斜，而右侧的上下翼缘侧面的台阶部12的搭接侧面x匹配倾斜设置的构造筋都是向内收缩倾斜，当相邻的这种h型混凝土桩拼接时，向外扩展倾斜的两个台阶部12就会包含住向内收缩倾斜的两个台阶部12，从而相互咬合，因此相邻的两根h型混凝土桩的翼缘通过其台阶部12的这种咬合关系牢靠的拼接在一起，并且施工时这种结构的h型桩的台阶部12也具有导向性，施工更加方便。这种h型混凝土桩1适合用于构建不透水的防护墙，例如城市管廊或防水围护中。

各上箍筋2的左右两端分别具有向下并向内弯折的上内折筋部21，各下箍筋3的左右两端分别具有向上并向内弯折的下内折筋部31。

如图6～8所示，为本发明的第二个实施例。

本实施例和第一个实施例相比不同点在于：位于上箍筋2左右两端的上内折筋部21对合使上箍筋2呈封闭的环状，位于下箍筋3左右两端的下内折筋部31对合使下箍筋3呈封闭的环状。成型后的翼缘11厚度为150毫米，腹板13的厚度为100毫米，位于一个翼缘11内的主筋总根数10根，分两层，位于外层的上部主筋4a和下部主筋4b均各有6根并位于同一平面内；位于内层的上部主筋4a和下部主筋4b各有4根，位于内层的上部主筋4a的连接线和下部主筋4b的连接线均呈v形或u形分布，位于中部套箍9内的上部主筋4a和下部主筋4b各有4根、中部主筋4c有2根。

采用本实施例制成的h型混凝土桩1外形与实施例1基本相同。

如图9、10所示，为本发明的第三个实施例。

本实施例和第一个实施例相比不同点在于：第一上构造筋5基本水平设置，第一下构造筋7基本水平设置。

成型后的翼缘11厚度为200毫米，腹板13的厚度为200毫米，位于一个翼缘11内的上部主筋4a和下部主筋4b均各有12根，分两层，位于外层的上部主筋4a和下部主筋4b均各有6根并位于同一平面内；位于内层的上部主筋4a和下部主筋4b均各有6根，位于内层的上部主筋4a的连接线和下部主筋4b的其连接线均呈v形或u形分布，位于中部套箍9内的上部主筋4a和下部主筋4b各有4根、中部主筋4c有2根。

采用本实施例制成的h型混凝土桩1外形与实施例1基本相同。

如图11、12所示，为本发明的第四个实施例。

本实施例和第一个实施例相比不同点在于：第二上构造筋6朝右上方倾斜设置，第二下构造筋8朝右下方倾斜设置。位于一个翼缘11内的上部主筋4a和下部主筋4b均各有10根，分两层，位于外层的上部主筋4a和下部主筋4b均各有6根并位于同一平面内，位于内层的上部主筋4a和下部主筋4b均各有4根，位于内层的上部主筋4a的连接线和下部主筋4b的连接线均呈v形或u形分布，位于中部套箍9内的上部主筋4a和下部主筋4b各有4根、中部主筋4c有2根。

采用这种钢筋笼结构制备的h型混凝土桩1其在翼缘11的四个侧面均形成有连续的呈条状的台阶部12，h型混凝土桩1左右两侧的上下翼缘侧面的台阶部12的搭接侧面x都是向外扩展倾斜。

采用本实施例制成的h型混凝土桩1外形与实施例1基本相同。

如图13、14所示，为本发明的第五个实施例。

本实施例和第一个实施例相比不同点在于：各上箍筋2中的部分上箍筋2的右侧固定有用以形成h型混凝土桩1右侧上部的翼缘11上的台阶部12内部骨架的第二上构造筋6。一般将彼此相邻的多根上箍筋2组成一组，从而在钢筋笼上形成多组上箍筋2，相邻的两组上箍筋2中有一组上箍筋2的右侧固定有第二上构造筋6，另一组上箍筋2的右侧上不设置第二上构造筋6，因此，设有第二上构造筋6的上箍筋组沿长度方向间隔设置。

各下箍筋3中的部分下箍筋3的右侧固定有用以形成h型混凝土桩1右侧下部的翼缘11上的台阶部12内部骨架的第二下构造筋8。一般将彼此相邻的多根下箍筋3作为一组，从而在钢筋笼上形成多组下箍筋3，相邻两组下箍筋3中有一组下箍筋3的右侧固定有第二下构造筋8，另一组下箍筋3的右侧没有设置第二下构造筋8，因此，设有第二下构造筋8的下箍筋组沿长度方向间隔设置。

采用这种钢筋笼结构制备的h型混凝土桩1其在翼缘11左侧的两个侧面形成有连续的呈条状的台阶部12，翼缘11右侧的两个侧面形成有多个间隔设置的台阶部12，相邻两个台阶部12之间具有一定间距d以形成供水通过的渗水通道，这种h型混凝土桩1适合用于构建透水的防护墙，适合用以水利工程中的岸堤防护墙。

尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。