专利名称：不均匀配筋预制支护桩及其成型方法和成型模具的制作方法
技术领域：
本发明属建筑领域，是涉及建筑领域中一种基桩形状和构造的改进及其制造方法和成型模具，具体地说，是一种应用于建筑基坑的不均匀配筋预制支护桩及其成型方法和成型模具。
背景技术：
现行的建筑基坑支护桩一般呈圆柱体状，是采用现场浇筑的方法制成的。具体是先在需要开挖的建筑基坑的周边进行预钻孔作业钻取桩孔，再将扎制好的圆形钢筋笼吊放到桩孔中并对中，最后将混凝土注入桩孔，等到混凝土在桩孔中完全达到强度后凝固即可 进行建筑基坑的开挖作业。支护桩主要承载侧向推力，现行现场浇筑方法制成的支护桩，其截面钢筋呈圆形方式排列很不科学，同时，由于是现场浇筑，钢筋笼无法进行预应力处理，钢筋的作用没能得到充分的发挥，造成大量的钢筋和混凝土被浪费，支护桩在现场浇筑的过程中，制作周期长，产生大量的泥浆，不但污染环境，而且，泥浆的处理费用较高，使建筑工程的整体成本大大提闻。另外，用于基坑支护的预制桩一般承受单向侧向力较大，而现行的结构对称、配筋均匀的预制桩，在对称的位置上各项性能指标均是相同的，在用于基坑支护时往往存在钢筋和混凝土等原材料浪费的现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一在于弥补现有技术的不足，提供一种侧向承载力强、截面受弯承载力强、水平抗弯抗剪性能好的用于建筑基坑的不均匀配筋预制支护桩。本发明所要解决的技术问题之二在于提供成型上述用于建筑基坑的不均匀配筋预制支护桩的方法。本发明所要解决的技术问题之三在于提供成型上述用于建筑基坑的不均匀配筋预制支护桩的模具。作为本发明第一方面的不均匀配筋预制支护桩，包括混凝土桩身和沿桩身的轴向配置在所述混凝土内的钢筋笼，所述钢筋笼包括若干根轴向平行设置且与桩身轴线平行的主钢筋，其特征在于，所述不均匀配筋预制支护桩至少有一侧的配筋数量多于其它侧的配
筋数量。在本发明的一个优选实施例中，配筋数量多的一侧相邻的两侧配筋数量相同或不相同。在本发明的一个优选实施例中，所述不均匀配筋预制支护桩的壁厚不均等。 在本发明的一个优选实施例中，在所述不均匀配筋预制支护桩内配置有轴向贯穿整个不均匀配筋预制支护桩的桩身通孔。在本发明的一个优选实施例中，所述桩身通孔的中心与所述不均匀配筋预制支护桩的中心成偏心设置。在本发明的一个优选实施例中，所述桩身通孔的中心向远离配筋多的一侧方向偏离。在本发明的一个优选实施例中，所述桩身通孔的中心偏向配筋多的一侧。在本发明的一个优选实施例中，所述桩身通孔的中心与所述不均匀配筋预制支护桩的中心的连线过配筋多的一侧的中心点以及与配筋多的一侧相对的另一侧的中心。在本发明的一个优选实施例中，所述配筋多的一侧采用多层间隔配筋方式进行配置。在本发明的一个优选实施例中，所述不均匀配筋预制支护桩的横截面为圆形截 面、多边形截面或椭圆形截面。所述多边形截面为三角形截面、矩形截面或正方形截面。在本发明的一个优选实施例中，所述多边形截面为矩形截面或正方形截面时，其四个转角均为圆弧转角，其中一对相对的圆弧转角为90°、圆弧半径25 30mm，另一对相对的圆弧转角为90°、圆弧半径5 10mm。在本发明的一个优选实施例中，所述桩身通孔为圆孔、椭圆孔或多边形孔。所述多边形孔为三角形孔、矩形孔或正方形孔等。在本发明的一个优选实施例中，在所述不均匀配筋预制支护桩的两端均不配置与钢筋笼连接的金属端板。在本发明的一个优选实施例中，在所述不均匀配筋预制支护桩的至少一端设置有与钢筋笼连接的金属端板。在本发明的一个优选实施例中，所述主钢筋为全部为预应力主筋或全部为非预应力主筋或预应力主筋和非预应力主筋的组合。在本发明的一个优选实施例中，所述金属端板横截面形状与所述不均匀配筋预制支护桩的横截面形状相同。在本发明的一个优选实施例中，在所述金属端板上对应于钢筋笼中的每一根主钢筋都配置至少一个穿线孔和一个张力孔，其中穿线孔与张力孔相贯通。所述主钢筋为钢绞线时，所述穿线孔为两个，对称设置在所述张力孔的两侧并与所述张力孔贯通。所述钢绞线的端部设置有螺纹，通过螺母与所述金属端板连接。在本发明的一个优选实施例中，在所述钢绞线的端部设置卡槽，用锚固元件卡入所述的卡槽内，通过所述锚固元件进行张拉或与金属端板连接。所述主钢筋为钢棒时，所述穿线孔为一个，该穿线孔与张力孔相贯通。所述钢棒与所述金属端板之间通过墩头连接。在本发明的一个优选实施例中，在所述金属端板上开设有一通孔，所述通孔与所述桩身通孔同心。在本发明的一个优选实施例中，所述金属端板上的通孔与所述桩身通孔形状可以相同，也可以不相同。在本发明的一个优选实施例中，在所述金属端板的外缘设置有焊接坡口，便于桩的连接。
所述钢筋笼还包括呈螺旋状连续地焊接在主钢筋上的箍筋。在本发明的一个优选实施例中，所述金属端板与所述不均匀配筋预制支护桩的桩身连接部设有套箍。
在本发明的一个优选实施例中，所述主钢筋经过预应力定值张拉。作为本发明第二方面的不均匀配筋预制支护桩的成型方法，具体包括以下步骤I)制作钢筋笼步骤以钢绞线或钢棒为主钢筋，定长落料后，在钢绞线的端部车螺纹或将钢棒端部墩粗形成墩头，再用滚焊机将呈螺旋状的箍筋焊接于主钢筋上；制作钢筋笼时，按照不均匀配筋预制支护桩的配筋要求进行不均匀配筋；2)模具装配步骤将不均匀配筋预制支护桩成型筒体偏心设置在环状跑轮内，在不均匀配筋预制支护桩成型筒体上配置配重块，使桩身通孔偏离于桩身中心；3)混凝土浇注步骤将步骤2)制成的钢筋笼装入模具内，向模具中浇注混凝土，混凝土浇注好以后，合拢模具实施离心旋转成型或离心成型或震动成型；4)养护步骤在密闭的高压容器中一次性高压蒸养成型；5)成品脱模步骤直接在模具中吊起。作为本发明第二方面的不均匀配筋预制支护桩的成型方法，具体包括以下步骤I)制作钢筋笼步骤以钢绞线或钢棒为主钢筋，定长落料后，在钢绞线的端部车螺纹或将钢棒端部墩粗形成墩头，再用滚焊机将呈螺旋状的箍筋焊接于主钢筋上；制作钢筋笼时，按照不均匀配筋预制支护桩的配筋要求进行不均匀配筋；2)模具装配步骤将不均匀配筋预制支护桩成型筒体偏心设置在环状跑轮内，在不均匀配筋预制支护桩成型筒体上配置配重块，使桩身通孔偏离于桩身中心；3)钢筋笼与张拉锚板连接步骤将步骤I)制成的钢筋笼装入模具内，将钢筋笼中主钢筋的端部与通过支撑板设置在模具端部的张拉锚板连接；4)对钢筋笼实施预应力定值张拉步骤对主钢筋为钢绞线的钢筋笼以每一组两根实施定值张拉或对主钢筋为钢棒的钢筋笼以整桩整体实施定值张拉；5)混凝土浇注步骤向模具中浇注混凝土，混凝土浇注好以后，合拢模具实施离心旋转成型或离心成型或震动成型；6)养护步骤在密闭的高压容器中一次性高压蒸养成型；7)成品脱模步骤直接在模具中吊起。作为本发明第二方面的不均匀配筋预制支护桩的成型方法，具体包括以下步骤
I)金属端板的加工步骤；按端板设计要求浇铸毛坯、铣平或采用金属板直接割制制成金属端板毛坯，然后在金属端板毛坯上开设必要的穿线孔和张力孔；2)制作钢筋笼步骤以钢绞线或钢棒为主钢筋，定长落料后，在钢绞线的端部车螺纹或将钢棒端部墩粗形成墩头，再用滚焊机将呈螺旋状的箍筋焊接于主钢筋上；制作钢筋笼时，按照不均匀配筋预制支护桩的配筋要求进行不均匀配筋；3)模具装配步骤将不均匀配筋预制支护桩成型筒体偏心设置在环状跑轮内，在不均匀配筋预制支护桩成型筒体上配置配重块，使桩身通孔偏离于桩身中心；
4)钢筋笼与金属端板连接步骤将步骤2)制成的钢筋笼装入模具内，将钢筋笼中主钢筋的端部穿过金属端板的穿线孔后与通过支撑板设置在模具端部的张拉锚板连接，在金属端板与钢筋笼的连接处安装套箍；5)对钢筋笼实施预应力定值张拉步骤对主钢筋为钢绞线的钢筋笼以每一组两根实施定值张拉或对主钢筋为钢棒的钢筋笼以整桩整体实施定值张拉；6)混凝土浇注步骤向模具中浇注混凝土，混凝土浇注好以后，合拢模具实施离心旋转成型或离心成型或震动成型；7)养护步骤在密闭的高压容器中一次性高压蒸养成型；8)成品脱模步骤直接在模具中吊起。所述养护步骤在高温170°C 185°C、压力IMPa下进行，养护时间为4小时。作为本发明第三方面的成型上述用于建筑基坑的不均匀配筋预制支护桩的模具，该模具包括若干沿预成型不均匀配筋预制支护桩轴向配置的环状跑轮和设置在环状跑轮内的不均匀配筋预制支护桩成型筒体，所述不均匀配筋预制支护桩成型筒体内腔为成型不均匀配筋预制支护桩的腔体，其特征在于，所述不均匀配筋预制支护桩成型筒体内腔的中心偏离所述环状跑轮的中心，且在所述不均匀配筋预制支护桩成型筒体上配置有一定重量的配重块，使成型的桩身通孔偏离于桩身中心，形成桩身壁厚不等的效果。所述不均匀配筋预制支护桩成型筒体内腔腔面的形状是与所述不均匀配筋预制支护桩外形相适配的形状。所述不均匀配筋预制支护桩成型筒体由两块扣合在一起的槽形模板构成，每块槽形模板包括一块筒状槽体和固定在所述筒状槽体两端的端板以及周向均布固定在所述筒状槽体外表面上的加强纵板，加强纵板的两端与所述端板固定连接；在所述加强纵板上设置有与所述环状跑轮连接的槽钢。在本发明的一个优选实施例中，两块槽形模板通过企口板连接，连接处设置有密封件。在本发明的一个优选实施例中，可以通过调节配重块的重量来调整桩身通孔偏离于桩身中心的位置。在本发明的一个优选实施例中，所述模具还包括若干保护跑轮，每相邻两个环状跑轮之间设置有一个保护跑轮。在本发明的一个优选实施例中，所述环状跑轮的直径均相等，所述保护跑轮的直径大于所述环状跑轮的直径。在所述不均匀配筋预制支护桩成型筒体内腔横截面为矩形截面或正方形截面时，其四个转角均为圆弧转角，其中一对相对的圆弧转角为90°、圆弧半径25 30mm，另一对相对的圆弧转角为90°、圆弧半径5 10mm。本发明的不均匀配筋预制桩成型模具的上下两块槽型模具扣合形成不均匀配筋预制支护桩成型筒体时，整个模具结构均匀；在离心机上进行离心作用时，各个圆形截面的离心力均相等，易于形成结构密实的混凝土构件。本发明的有益效果是I、本发明的不均匀配筋预制支护桩可完全采用现有生产工艺生产，只需制作本发明所述的钢模和相关张拉器具即可；钢筋笼成型设备可以按照最初的气动点焊方桩钢筋笼成型焊机进行改造。2、本发明的不均匀配筋预制支护桩采取不等壁厚设计，在保证抗拉面配筋要求的混凝土壁厚条件下，有效的降低了抗压面的混凝土壁厚，节省了混凝土。3、与均匀配筋的预制桩相比，本发明不均匀配筋预制支护桩，在截面平均配筋率相同的情况下，能够提高截面受弯承载力；在截面受弯承载力相同时，可以节能钢筋用量。4、对于基坑挡土桩，主要承受水平向(侧向)土压力荷载，属于偏心受弯构件，采 用非均匀配筋在经济上明显优于均匀配筋。5、本发明的不均匀配筋预制支护桩是利用在成型钢模上增设配重块的方法，然后离心成型形成具有桩身通孔的偏心结构，亦即不等壁厚的非对称结构，主要用于基坑围护工程，把主要受力钢筋集中配置在受拉区，在受压区只按构造要求配置钢筋。这就有效减少了桩的配筋量，充分利用桩的正截面抗弯强度，达到较好的经济效果。
图I所示为本发明实施例I不均匀配筋预制支护桩的结构示意图。图2所示为图I的横截面示意图。图3所示为本发明实施例2不均匀配筋预制支护桩的结构示意图。图4所示为图3的横截面示意图。图5所示为本发明实施例3不均匀配筋预制支护桩的横截面结构示意图。图6为本发明实施例4的不均匀配筋预制支护桩成型模具的结构示意图。图7为图6的横截面示意图。图8为图6的俯视图。图9为本发明实施例5的不均匀配筋预制支护桩成型模具的横截面示意图。图10为本发明实施例6的横截面示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
来详细描述本发明。参见图I和图2，图中给出的不均匀配筋预制支护桩，包括混凝土桩身10和沿混凝土桩身10的轴向配置在混凝土桩身10内的钢筋笼20以及设置在混凝土桩身10两端的金 属端板40 (当然也可以只在混凝土桩身10的一端设置或者在混凝土桩身的两端均不设置金属端板)。钢筋笼20包括若干根轴向平行设置且与混凝土桩身10轴线平行的主钢筋21和呈螺旋状连续地焊接在主钢筋21上的箍筋22。主钢筋21经过预应力定值张拉，当然也可以不经过预应力定值张拉。主钢筋21为全部为预应力主筋或全部为非预应力主筋或预应力主筋和非预应力主筋的组合。由图2可以看出，该实施例的不均匀配筋预制支护桩的混凝土桩身10的横截面为矩形截面，对应的整个混凝土桩身10为矩形桩。在制备钢筋笼20时，位于混凝土桩身10的下边11的主钢筋21a的数量应该多于位于混凝土桩身10的上边12的主钢筋21b的数量。这样在截面平均配筋率相同的情况下，能够提高截面受弯承载力，而在截面受弯承载力相同时，可以节能钢筋用量。混凝土桩身10的下边11的主钢筋21a采用两层间隔方式进行配置，每层主钢筋21a的数量相同。另外为了增加该实施例的不均匀配筋预制支护桩，还可以在混凝土桩身I的左右两边13、14，即前述的第三侧和第四侧配置有数量相同或数量不相同的主钢筋21c、21d。为了消除混凝土桩身I的应力，混凝土桩身10的四个转角10a、10b、10c、10d均为圆弧转角，其中一对相对的圆弧转角10a、10c为90°、圆弧半径25 30mm，另一对相对的圆弧转角10b、IOd为90°、圆弧半径5 10mm。主钢筋21、21a、21b、21c、21d可以为钢绞线或钢棒，如果为钢绞线的话，则在钢绞线两端加工出外螺纹，便于通过螺母与金属端板40连接。或者在钢绞线的端部设置卡槽，用锚固元件卡入卡槽内，通过锚固元件进行张拉或与金属端板连接。如果为钢棒，则在钢棒的两端墩粗，形成墩头，便于与金属端板40连接。在混凝土桩身10内设置有配置有轴向贯穿整个不均匀配筋预制支护桩的桩身通孔15。桩身通孔15为圆孔，当然也可以为椭圆孔、三角形孔、矩形孔或正方形孔。桩身通孔15的中心15a与不均匀配筋预制支护桩的中心，即混凝土桩身10的中心16成偏心设置。尤其是桩身通孔15的中心15a向混凝土桩身10的上边12方向偏离(当然也可以偏向下边11)，且桩身通孔15的中心15a与混凝土桩身I的中心16的连线过混凝土桩身10的下边11的中心和上边12的中心点。这样不均匀配筋预制支护桩的壁厚就会出现不均等。金属端板40为一平板结构，横截面形状与混凝土桩身10的横截面形状相同。在金属端板40的中心开设有一通孔41，通孔41与桩身通孔15同心且形状可以相同或不相同。另外在金属端板40的外缘设置有焊接坡口 42，便于桩的连接。在金属端板40上对应于钢筋笼20中的每一根主钢筋都配置至少一个穿线孔43和一个张力孔44，若主钢筋为钢绞线时，穿线孔43为两个，对称设置在张力孔44的两侧并与张力孔44贯通。若主钢筋为钢棒时，则穿线孔43为一个，该穿线孔43与张力孔44相贯通。最后在金属端板40与混凝土桩身10连接部设有套箍(图中未示出)。
实施例2该实施例的不均匀配筋预制支护桩结构与实施例I的不均匀配筋预制支护桩结构基本相同，只是钢筋笼20中主钢筋配筋数量不同而已。实施例3该实施例的不均匀配筋预制支护桩结构与实施例I的不均匀配筋预制支护桩结构区别在于，混凝土桩身10的横截面为正方形，桩身通孔15的中心15a与不均匀配筋预制支护桩的中心，即混凝土桩身10的中心16同心。不均匀配筋预制支护桩的壁厚均等。其余结构与实施例I的不均匀配筋预制支护桩相同。
实施例4参见图6至图8，图中给出了成型实施例I的用于建筑基坑的不均匀配筋预制支护桩的模具，该模具包括若干沿欲成型不均匀配筋预制支护桩轴向配置的环状跑轮100和设置在环状跑轮100内的不均匀配筋预制支护桩成型筒体200，不均匀配筋预制支护桩成型筒体200内腔为成型不均匀配筋预制支护桩的腔体，不均匀配筋预制支护桩成型筒体200内腔的中心偏离于环状跑轮100的中心，且在不均匀配筋预制支护桩成型筒体200上配置有一定重量的配重块300，使成型的桩身通孔偏离于桩身中心，形成桩身壁厚不等的效果。所有环状跑轮100的直径均相等。该实施例模具的不均匀配筋预制支护桩成型筒体200内腔腔面的形状与不均匀配筋预制支护桩外形相适配的形状，如为圆形截面、椭圆形截面、三角形截面、矩形截面或正方形截面。为了生产安全，该模具还还包括若干保护跑轮400，每相邻两个环状跑轮200之间设置有一个保护跑轮400。保护跑轮400的直径大于所述环状跑轮的直径。不均匀配筋预制支护桩成型筒体200由两块扣合在一起横截面成L形的槽形模板210、220构成，两块槽形模板210、220通过企口板230以及紧固件连接，连接处设置有密封件 240。不均匀配筋预制支护桩成型筒体200内腔横截面为矩形截面，其四个转角201、202、203、204均为圆弧转角，其中一对相对的圆弧转角201、203为90。、圆弧半径25 30mm，另一对相对的圆弧转角202、204为90°、圆弧半径5 10mm。槽形模板210包括一块横截面为L形的筒状槽体211和固定在筒状槽体两端的法兰端板212、213以及周向均布固定在筒状槽体211外表面上的加强纵板214，加强纵板214的两端与法兰端板212、213固定连接；在加强纵板213上设置有与环状跑轮100连接的槽钢 215。槽形模板220包括一块横截面为L形的筒状槽体221和固定在筒状槽体两端的法兰端板222、223以及周向均布固定在筒状槽体221外表面上的加强纵板224，加强纵板224的两端与法兰端板222、223固定连接；在加强纵板223上设置有与环状跑轮100连接的槽钢 225。两块横截面成L形的槽形模板210、220扣合在一起后，槽形模板220中的一条边框220a距离环状跑轮100的中心最近，因此在槽形模板220中边框220a上设置有配重块300，并通过调节配重块300的重量来调整桩身通孔偏离于桩身中心的位置。实施例5
参见图9，图中给出了成型实施例3的用于建筑基坑的不均匀配筋预制支护桩的模具，该实施例的模具结构与实施例4的模具结构基本上相同，只是不均匀配筋预制支护桩成型筒体200内腔腔面的横截面为正方形截面。实施例6参见图10，图中给出了成型用于建筑基坑的不均匀配筋预制支护桩的模具，该实施例的模具结构与实施例4的模具结构基本上相同，只是不均匀配筋预制支护桩成型筒体200内腔腔面的横截面为圆形截面。不均匀配筋预制支护桩成型筒体200a由两块扣合在一起横截面成半圆形形的槽形模板210a、220a构成。槽形模板210a包括一块横截面为半圆形的筒状槽体211a和固定在筒状槽体211a两端的法兰端板以及周向均布固定在筒状槽体211a外表面上的加强纵板214a，加强纵板214a的两端与法兰端板固定连接；在加强纵板213a上设置有与环状跑轮IOOa连接的槽钢215a。 槽形模板220a包括一块横截面为半圆形的筒状槽体221a和固定在筒状槽体两端的法兰端板以及周向均布固定在筒状槽体221a外表面上的加强纵板224a，加强纵板224a的两端与法兰端板223a固定连接；在加强纵板223a上设置有与环状跑轮IOOa连接的槽钢225a。上述不均匀配筋预制支护桩的成型方法，可以具体包括以下步骤I)制作钢筋笼步骤以钢绞线或钢棒为主钢筋21，定长落料后，在钢绞线的端部车螺纹或将钢棒端部墩粗形成墩头，再用滚焊机将呈螺旋状的箍筋22焊接于主钢筋21上；制作钢筋笼20时，按照不均匀配筋预制支护桩的配筋要求进行不均匀配筋；2)模具装配步骤将不均匀配筋预制支护桩成型筒体200偏心设置在环状跑轮100内，在不均匀配筋预制支护桩成型筒体200上配置配重块300，使桩身通孔偏离于桩身中心；3)混凝土浇注步骤将步骤2)制成的钢筋笼20装入模具内，向模具中浇注混凝土，混凝土浇注好以后，合拢模具实施离心旋转成型或离心成型或震动成型；4)养护步骤在密闭的高压容器中一次性高压蒸养成型；养护步骤在高温170°C 185°C、压力IMPa下进行，养护时间为4小时；5)成品脱模步骤直接在模具中吊起。上述不均匀配筋预制支护桩的成型方法，也可以具体包括以下步骤I)制作钢筋笼步骤以钢绞线或钢棒为主钢筋21，定长落料后，在钢绞线的端部车螺纹或将钢棒端部墩粗形成墩头，再用滚焊机将呈螺旋状的箍筋22焊接于主钢筋21上；制作钢筋笼20时，按照不均匀配筋预制支护桩的配筋要求进行不均匀配筋；2)模具装配步骤将不均匀配筋预制支护桩成型筒体200偏心设置在环状跑轮100内，在不均匀配筋预制支护桩成型筒体200上配置配重块300，使桩身通孔偏离于桩身中心；
3)钢筋笼与张拉锚板连接步骤将步骤I)制成的钢筋笼20装入模具内，将钢筋笼20中主钢筋21的端部与通过支撑板设置在模具端部的张拉锚板连接；4)对钢筋笼实施预应力定值张拉步骤对主钢筋21为钢绞线的钢筋笼20以每一组两根实施定值张拉或对主钢筋为钢棒的钢筋笼以整桩整体实施定值张拉；5)混凝土浇注步骤向模具中浇注混凝土，混凝土浇注好以后，合拢模具实施离心旋转成型或离心成型或震动成型；
6)养护步骤在密闭的高压容器中一次性高压蒸养成型；养护步骤在高温170°C 185°C、压力IMPa下进行，养护时间为4小时；7)成品脱模步骤直接在模具中吊起。上述不均匀配筋预制支护桩的成型方法，还可以具体包括以下步骤I)金属端板40的加工步骤；按端板设计要求浇铸毛坯、铣平或采用金属板直接割制制成金属端板毛坯，然后在金属端板毛坯上开设必要的穿线孔和张力孔；2)制作钢筋笼20步骤以钢绞线或钢棒为主钢筋21，定长落料后，在钢绞线的端部车螺纹或将钢棒端部墩粗形成墩头，再用滚焊机将呈螺旋状的箍筋22焊接于主钢筋21上；制作钢筋笼20时，按照不均匀配筋预制支护桩的配筋要求进行不均匀配筋；3)模具装配步骤将不均匀配筋预制支护桩成型筒体200偏心设置在环状跑轮100内，在不均匀配筋预制支护桩成型筒体200上、周向距离环状跑轮100中心最近的位置配置配重块300，使桩身通孔偏离于桩身中心；4)钢筋笼与金属端板连接步骤将步骤2)制成的钢筋笼20装入模具内，将钢筋笼20中主钢筋21的端部穿过金属端板的穿线孔后与通过支撑板设置在模具端部的张拉锚板连接，在金属端板40与钢筋笼20的连接处安装套箍；5)对钢筋笼实施预应力定值张拉步骤对主钢筋21为钢绞线的钢筋笼20以每一组两根实施定值张拉或对主钢筋为钢棒的钢筋笼以整桩整体实施定值张拉；6)混凝土浇注步骤向模具中浇注混凝土，混凝土浇注好以后，合拢模具实施离心旋转成型或离心成型或震动成型；7)养护步骤在密闭的高压容器中一次性高压蒸养成型；养护步骤在高温170°C 185°C、压力IMPa下进行，养护时间为4小时。8)成品脱模步骤直接在模具中吊起。
权利要求
1.不均匀配筋预制支护桩，包括混凝土桩身和沿桩身的轴向配置在所述混凝土内的钢筋笼，所述钢筋笼包括若干根轴向平行设置且与桩身轴线平行的主钢筋，其特征在于，所述不均匀配筋预制支护桩至少有一侧的配筋数量多于其它侧的配筋数量。
2.如权利要求I所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，配筋数量多的一侧相邻的两侧配筋数量相同或不相同。
3.如权利要求I所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述不均匀配筋预制支护粧的壁厚不均等。
4.如权利要求I至3任一项权利要求所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，在所述不均匀配筋预制支护桩内配置有轴向贯穿整个不均匀配筋预制支护桩的桩身通孔。
5.如权利要求4所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述桩身通孔的中心与所述不均匀配筋预制支护桩的中心成偏心设置。
6.如权利要求5所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述桩身通孔的中心向远离配筋多的一侧方向偏离。
7.如权利要求5所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述桩身通孔的中心偏向配筋多的一侧。
8.如权利要求6所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述桩身通孔的中心与所述不均匀配筋预制支护桩的中心的连线过配筋多的一侧的中心点以及与配筋过的一侧相对的另一侧的中心。
9.如权利要求I所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述配筋多的一侧采用多层间隔配筋方式进行配置。
10.如权利要求I所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述不均匀配筋预制支护桩的横截面为圆形截面、多边形截面或椭圆形截面。
11.如权利要求10所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述多边形截面为三角形截面、矩形截面或正方形截面。
12.如权利要求10所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述多边形截面为矩形截面或正方形截面时，其四个转角均为圆弧转角，其中一对相对的圆弧转角为90°、圆弧半径25 30mm,另一对相对的圆弧转角为90°、圆弧半径5 10mm。
13.如权利要求4所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述桩身通孔为圆孔、椭圆孔或多边形孔。
14.如权利要求13所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述多边形孔为三角形孔、矩形孔或正方形孔。
15.如权利要求I所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，在所述不均匀配筋预制支护桩的两端均不配置与钢筋笼连接的金属端板。
16.如权利要求I所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，在所述不均匀配筋预制支护桩的至少一端设置有与钢筋笼连接的金属端板。
17.如权利要求16所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述金属端板横截面形状与所述不均匀配筋预制支护桩的横截面形状相同。
18.如权利要求16所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，在所述金属端板上对应于钢筋笼中的每一根主钢筋都配置至少一个穿线孔和一个张力孔，其中穿线孔与张力孔相贯通。
19.如权利要求18所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述主钢筋为钢绞线时，所述穿线孔为两个，对称设置在所述张力孔的两侧并与所述张力孔贯通。
20.如权利要求19所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述钢绞线的端部设置有螺纹，通过螺母与所述金属端板连接。
21.如权利要求19所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，在所述钢绞线的端部设置卡槽，用锚固元件卡入所述的卡槽内，通过所述锚固元件进行张拉或与金属端板连接。
22.如权利要求18所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述主钢筋为钢棒时，所述穿线孔为一个，该穿线孔与张力孔相贯通。
23.如权利要求21所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述钢棒与所述金属端板之间通过墩头连接。
24.如权利要求16所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，在所述金属端板上开设有一通孔，所述通孔与所述桩身通孔同心。
25.如权利要求23所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述金属端板上的通孔与所述桩身通孔形状相同或不相同。
26.如权利要求16所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，在所述金属端板的外缘设置有焊接坡口，便于桩的连接。
27.如权利要求I所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述钢筋笼还包括呈螺旋状连续地焊接在主钢筋上的箍筋。
28.如权利要求16所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述金属端板与所述不均匀配筋预制支护桩的桩身连接部设有套箍。
29.如权利要求I所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述主钢筋经过预应力定值张拉。
30.如权利要求I所述的不均匀配筋预制支护桩，其特征在于，所述主钢筋为全部为预应力主筋或全部为非预应力主筋或预应力主筋和非预应力主筋的组合。
31.一种制备权利要求I所述的不均匀配筋预制支护桩的成型方法，其特征在于，具体包括以下步骤 1)制作钢筋笼步骤 以钢绞线或钢棒为主钢筋，定长落料后，在钢绞线的端部车螺纹或将钢棒端部墩粗形成墩头，再用滚焊机将呈螺旋状的箍筋焊接于主钢筋上；制作钢筋笼时，按照不均匀配筋预制支护桩的配筋要求进行不均匀配筋； 2)模具装配步骤 将不均匀配筋预制支护桩成型筒体偏心设置在环状跑轮内，在不均匀配筋预制支护桩成型筒体上配置配重块，使桩身通孔偏离于桩身中心； 3)混凝土浇注步骤 将步骤2)制成的钢筋笼装入模具内，向模具中浇注混凝土，混凝土浇注好以后，合拢模具实施离心旋转成型或离心成型或震动成型； 4)养护步骤 在密闭的高压容器中一次性高压蒸养成型；5)成品脱模步骤直接在模具中吊起。
32.如权利要求31所述的成型方法，其特征在于，所述养护步骤在高温170°C 185°C、压力IMPa下进行，养护时间为4小时。
33.一种制备权利要求I所述的不均匀配筋预制支护桩的成型方法，其特征在于，具体包括以下步骤 O制作钢筋笼步骤 以钢绞线或钢棒为主钢筋，定长落料后，在钢绞线的端部车螺纹或将钢棒端部墩粗形成墩头，再用滚焊机将呈螺旋状的箍筋焊接于主钢筋上；制作钢筋笼时，按照不均匀配筋预制支护桩的配筋要求进行不均匀配筋； 2)模具装配步骤 将不均匀配筋预制支护桩成型筒体偏心设置在环状跑轮内，在不均匀配筋预制支护桩成型筒体上配置配重块，使桩身通孔偏离于桩身中心； 3)钢筋笼与张拉锚板连接步骤 将步骤I)制成的钢筋笼装入模具内，将钢筋笼中主钢筋的端部与通过支撑板设置在模具端部的张拉锚板连接； 4)对钢筋笼实施预应力定值张拉步骤 对主钢筋为钢绞线的钢筋笼以每一组两根实施定值张拉或对主钢筋为钢棒的钢筋笼以整桩整体实施定值张拉； 5)混凝土浇注步骤 向模具中浇注混凝土，混凝土浇注好以后，合拢模具实施离心旋转成型或离心成型或震动成型； 6)养护步骤 在密闭的高压容器中一次性高压蒸养成型； 7)成品脱模步骤直接在模具中吊起。
34.如权利要求33所述的成型方法，其特征在于，所述养护步骤在高温170°C 185°C、压力IMPa下进行，养护时间为4小时。
35.一种制备权利要求I所述的不均匀配筋预制支护桩的成型方法，其特征在于，具体包括以下步骤 1)金属端板的加工步骤； 按端板设计要求浇铸毛坯、铣平或采用金属板直接割制制成金属端板毛坯，然后在金属端板毛坯上开设必要的穿线孔和张力孔； 2)制作钢筋笼步骤 以钢绞线或钢棒为主钢筋，定长落料后，在钢绞线的端部车螺纹或将钢棒端部墩粗形成墩头，再用滚焊机将呈螺旋状的箍筋焊接于主钢筋上；制作钢筋笼时，按照不均匀配筋预制支护桩的配筋要求进行不均匀配筋； 3)模具装配步骤 将不均匀配筋预制支护桩成型筒体偏心设置在环状跑轮内，在不均匀配筋预制支护桩成型筒体上、周向距离环状跑轮中心最近的位置配置配重块，使桩身通孔偏离于桩身中心；4)钢筋笼与金属端板连接步骤 将步骤2)制成的钢筋笼装入模具内，将钢筋笼中主钢筋的端部穿过金属端板的穿线孔后与通过支撑板设置在模具端部的张拉锚板连接，在金属端板与钢筋笼的连接处安装套箍； 5)对钢筋笼实施预应力定值张拉步骤 对主钢筋为钢绞线的钢筋笼以每一组两根实施定值张拉或对主钢筋为钢棒的钢筋笼以整桩整体实施定值张拉； 6)混凝土浇注步骤 向模具中浇注混凝土，混凝土浇注好以后，合拢模具实施离心旋转成型或离心成型或震动成型； 7)养护步骤 在密闭的高压容器中一次性高压蒸养成型； 8)成品脱模步骤直接在模具中吊起。
36.如权利要求35所述的成型方法，其特征在于，所述养护步骤在高温170°C 185°C、压力IMPa下进行，养护时间为4小时。
37.成型权利要求I至30所述的不均匀配筋预制支护桩的模具，该模具包括若干沿欲成型不均匀配筋预制支护桩轴向配置的环状跑轮和设置在环状跑轮内的不均匀配筋预制支护桩成型筒体，所述不均匀配筋预制支护桩成型筒体内腔为成型不均匀配筋预制支护桩的腔体，其特征在于，所述不均匀配筋预制支护桩成型筒体内腔的中心偏离设所述环状跑轮的中心，且在所述不均匀配筋预制支护桩成型筒体上设置一定重量的配重块，使成型的桩身通孔偏离于桩身中心，形成桩身壁厚不等的效果。
38.如权利要求37所述的模具，其特征在于，所述不均匀配筋预制支护桩成型筒体内腔腔面的形状与所述不均匀配筋预制支护桩外形相适配的形状。
39.如权利要求37所述的模具，其特征在于，所述不均匀配筋预制支护桩成型筒体由两块扣合在一起槽形模板构成，每块槽形模板包括一块筒状槽体和固定在所述筒状槽体两端的法兰端板以及周向均布固定在所述筒状槽体外表面上的加强纵板，加强纵板的两端与所述法兰端板固定连接；在所述加强纵板上设置有与所述环状跑轮连接的槽钢。
40.如权利要求38所述的模具，其特征在于，两块槽形模板通过企口板连接，连接处设置有密封件。
41.如权利要求37所述的模具，其特征在于，通过调节配重块的重量来调整桩身通孔偏离于桩身中心的位置。
42.如权利要求37所述的模具，其特征在于，所述模具还包括若干保护跑轮，每相邻两个环状跑轮之间设置有一个保护跑轮。
43.如权利要求42所述的模具，其特征在于，所述环状跑轮的直径均相等，所述保护跑轮的直径大于所述环状跑轮的直径。
44.如权利要求37所述的模具，其特征在于，在所述不均匀配筋预制支护桩成型筒体内腔横截面为矩形截面或正方形截面时，其四个转角均为圆弧转角，其中一对相对的圆弧转角为90°、圆弧半径25 30mm,另一对相对的圆弧转角为90°、圆弧半径5 10mm。
全文摘要
本发明公开的不均匀配筋预制支护桩，包括混凝土桩身和沿桩身的轴向配置在所述混凝土内的钢筋笼，所述钢筋笼包括若干根轴向平行设置且与桩身轴线平行的主钢筋，所述不均匀配筋预制支护桩至少有一侧的配筋数量多于其它侧的配筋数量，所述不均匀配筋预制支护桩的中心与桩身通孔的中心成偏心设置。本发明不均匀配筋预制支护桩，在截面平均配筋率相同的情况下，能够提高截面受弯承载力；在截面受弯承载力相同时，可以节能钢筋用量。本发明还公开了制备该不均匀配筋预制支护桩的方法和模具。
文档编号E02D5/30GK102966093SQ20121051655
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者张后禅, 袁振, 张雪丽, 周全发 申请人:上海中技桩业股份有限公司