专利名称：预应力混凝土方桩及其制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑建材生产加工领域，具体地说是涉及一种预应力混凝土实心方桩，以及一种预应力混凝土实心方桩的制作方法。
背景技术：
现有技术中有多种预应力混凝土实心方桩及其制作方法，如其中的一种钢桩尖全预应力混凝土整根实心方桩及其加工方法，在桩体制作时，先制作箍筋，再穿入预应力主筋，最后在箍筋与预应力主筋结合处进行绑扎，不仅加工麻烦、效率低，也很难保证箍筋与预应力主筋贴合在一起。另外，由于钢筋笼采用的是绑扎工艺，所以按设计要求，钢筋笼预应力主筋的直径必须比采用焊接工艺的钢筋笼预应力主筋的直径大20%以上，钢筋笼预应力主筋的用量大、耗材多，大大提高了制造成本。还有一种预应力混凝土实心方桩及其制作 方法，其采用多个钢筋笼，在实际生产过程中，当预应力主筋大于12根以上时，生产工艺繁琐、不易控制。另外采用多个钢筋笼无法放置桩尖一次成形。若需桩尖，则需要与桩身另行连接，既麻烦又影响桩身的整体强度。上述的两种方法，桩身与承台连接时工艺复杂，成本较闻。此外，上述的两种方法在沿海地区盐碱地等防腐蚀性要求较高的水文地质条件下，其应用也会受到限制。由此可见，有必要对现有技术中预应力混凝土桩桩身以及其制作方法进行改进。
发明内容
本发明的任务在于解决现有技术中预应力混凝土桩桩身以及其制作方法存在的技术缺陷，提供一种预应力混凝土方桩，以及一种预应力混凝土方桩的制作方法。其技术解决方案是—种预应力混凝土方桩，包含钢筋笼、四根波纹螺旋套管、桩尖组件、桩端网片与高强混凝土 ；钢筋笼的主筋采用预应力混凝土桩用钢棒，钢筋笼是由主筋通过箍筋成螺旋状滑动焊接制成的，其断面呈正圆形；四根波纹螺旋套管的位置处于方桩的桩顶端，在桩顶端的周向上均匀排布，波纹螺旋套管插接于钢筋笼内侧，桩端网片也处于方桩的桩顶端，并与钢筋笼固定连接，上述波纹螺旋套管、桩端网片、钢筋笼、桩尖组件组成整体骨架，整体骨架与高强混凝土结成整根实心桩体，整根实心桩体由桩主体段和桩尖段组成，桩主体段的断面为正方型，桩尖段为方锥状。上述钢筋笼是由4Xn根主筋通过箍筋呈螺旋状滑动滚焊制成的，η彡2。上述各波形螺旋套管的长度为lm，通过绑扎或焊接与钢筋笼的箍筋固定连接。由上述高强混凝土浇筑所形成的钢筋保护层的厚度为40 60mm。上述桩尖组件包括桩尖钢板和四根非预应力桩尖锚筋；桩尖锚筋位于桩尖段的四周，桩尖钢板为钢板钢靴，其一端为尖形，另一端与桩尖锚筋间焊接有垫铁或短筋；桩尖锚筋外绑扎箍筋。
上述桩尖组件包括桩尖钢板和四根桩尖锚筋，桩尖锚筋位于桩尖段的四周，桩尖钢板为正方形钢板，其与桩尖锚筋焊接；桩尖锚筋外绑扎箍筋。上述桩主体段的四个边角为倒角，倒角的尺寸为10 30mm，或10X45° 30X45°。上述整根实心桩体的侧表面每隔一定设计间距设置有混凝土半球状凸起。一种上述预应力混凝土方桩的制作方法，包括如下步骤a用料准备，根据所需要加工方桩的尺寸，加工未浇筑混凝土的桩端网片、桩尖组件，准备预应力混凝土桩用钢棒及波形螺旋套管；b采用滑动焊接机，以滑动焊接的方法制备钢筋笼；c选取四根波形螺旋套管插入钢筋笼内侧，与钢筋笼的箍筋通过绑扎或焊接方式固定连接，放置桩端网片并通过绑扎或焊接方式与钢筋笼的箍筋固定连接，安装桩尖组件并通过绑扎或焊接方式与箍筋固定连接，由此制成方桩的整体骨架；d准备用于制作方桩的模具，并在模具上涂隔离剂，将上述方桩的整体骨架笼安装在模具上并上紧张拉装置，按实心方桩产品的抗拉等级要求对钢筋实行预张拉，达到要求后锁紧锚固；然后进入步骤e;e制备高性能混凝土，浇注到模具内，并进行震动捣实；然后进入步骤f ;f采用自然养护或蒸汽养护；当混凝土强度达到标准强度的70%时，放开并切断多余预应力主筋，将桩端、桩尖预应力主筋切断后用高标号水泥砂浆抹好后即获得实心方粧成品。本发明具有以下有益技术效果本发明中，钢筋笼主筋采用预应力高强钢筋，箍筋采用高碳钢丝机械滚焊成型，波纹螺旋套管、桩端网片、钢筋笼、桩尖组件组成整体骨架，采用高强混凝土一次浇注成型，能够提高方桩的整体强度，降低桩尖组件与钢筋笼的连接成本，提高方桩的穿透入岩能力。此外，通过预置波形螺旋套管，方便方桩与承台的连接，使承台与桩体连接更加可靠。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作更进一步说明图1为本发明中预应力混凝土方桩一种实施方式的结构原理示意图。图2为图1的A-A剖示结构原理示意图。图3为图1的B-B剖示结构原理示意图。图4为图1的C-C剖示结构原理示意图。图5至图7为本发明中预应力混凝土方桩其他几种实施方式的结构原理示意图，示出了断面结构。图中1.钢筋笼的主筋，2.钢筋笼的箍筋，3.波形螺纹套管，4.桩端网片，5.钢筋保护层，6.桩尖非预应力锚筋，7.短筋或垫铁，8.桩尖钢板。
具体实施例方式结合图1、图2、图3与图4，一种预应力混凝土方桩，包含钢筋笼、四根波纹螺旋套管、桩尖组件、桩端网片与高强混凝土。上述钢筋笼的主筋采用预应力混凝土桩用钢棒，钢筋笼是由主筋通过箍筋成螺旋状滑动焊接制成的，其断面呈正圆形。上述四根波纹螺旋套管的位置处于方桩的桩顶端，在桩顶端的周向上均匀排布，波纹螺旋套管插接于钢筋笼内侧；上述各波形螺旋套管的长度可为lm，或根据设计要求确定其长度，通过绑扎或焊接与钢筋笼的箍筋固定连接，波形螺旋套管与桩体进行整体浇筑；方桩通过螺旋套管与承台上的附加主筋配合实现与承台的连接，既方便方桩与承台的连接，又使承台与桩体的连接更加可靠。上述桩端网片也处于方桩的桩顶端，并与钢筋笼固定连接。上述波纹螺旋套管、桩端网片、钢筋笼、桩尖组件组成整体骨架，整体骨架与高强混凝土结成整根实心桩体，整根实心桩体由桩主体段和桩尖段组成，桩主体段的断面为正方型，桩尖段为方锥状。上述方式中，钢筋笼是由4Xn根主筋通过箍筋呈螺旋状滑动滚焊制成的，η > 2。图1方式选用的是8根主筋。当然也可以选用12根主筋、16根主筋或20根主筋等，结合参看图5、图6或图7。优选地，上述桩尖组件包括桩尖钢板和四根非预应力桩尖锚筋；桩尖锚筋位于桩尖段的四周，桩尖钢板为钢板钢靴，其一端为尖形，另一端与桩尖锚筋间焊接有垫铁或短筋；桩尖锚筋外绑扎箍筋。 优选地，上述桩尖组件包括桩尖钢板和四根桩尖锚筋，桩尖锚筋位于桩尖段的四周，桩尖钢板为正方形钢板，其与桩尖锚筋焊接；桩尖锚筋外绑扎箍筋。优选地，由上述高强混凝土浇筑所形成的钢筋保护层的厚度可为40 60mm。如选用标号为C60混凝土。优选地，上述桩主体段的四个边角为倒角，倒角的尺寸为10 30mm，或10X45° 30X45°。优选地，上述整根实心桩体的侧表面每隔一定设计间距设置有混凝土半球状凸起。在方桩作为摩擦型桩使用时，能够增加桩体在土中摩擦力。一种上述预应力混凝土方桩的制作方法，包括如下步骤a用料准备，根据所需要加工方桩的尺寸，加工未浇筑混凝土的桩端网片、桩尖组件，准备预应力混凝土桩用钢棒及波形螺旋套管；b采用滑动焊接机，以滑动焊接的方法制备钢筋笼；c选取四根波形螺旋套管插入钢筋笼内侧，与钢筋笼的箍筋通过绑扎或焊接方式固定连接在一起，放置桩端网片并通过绑扎或焊接方式与钢筋笼的箍筋固定连接，安装桩尖组件并通过绑扎或焊接方式与箍筋固定连接，由此制成方桩的整体骨架；d准备用于制作方桩的模具，并在模具上涂隔离剂，将上述方桩的整体骨架笼安装在模具上并上紧张拉装置，按实心方桩产品的抗拉等级要求对钢筋实行预张拉，达到要求后锁紧锚固；然后进入步骤e;e制备高性能混凝土，浇注到模具内，并进行震动捣实；然后进入步骤f ;f采用自然养护或蒸汽养护；当混凝土强度达到标准强度的70%时，放开并切断多余预应力主筋，将桩端、桩尖预应力主筋切断后用高标号水泥砂浆抹好后即获得实心方粧成品。上述方式中未述及的有关技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。需要说明的是，在本说明书的教导下本领域技术人员还可以作出这样或那样的容易变化方式，诸如等同方式，或明显变形方式。上述的变化方式均应在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种预应力混凝土方桩，其特征在于包含钢筋笼、四根波纹螺旋套管、桩尖组件、桩端网片与高强混凝土；钢筋笼的主筋采用预应力混凝土桩用钢棒，钢筋笼是由主筋通过箍筋成螺旋状滑动焊接制成的，其断面呈正圆形；四根波纹螺旋套管的位置处于方桩的桩顶端，在桩顶端的周向上均匀排布，波纹螺旋套管插接于钢筋笼内侧，桩端网片也处于方桩的桩顶端，并与钢筋笼固定连接，上述波纹螺旋套管、桩端网片、钢筋笼、桩尖组件组成整体骨架’整体骨架与高强混凝土结成整根实心桩体，整根实心桩体由桩主体段和桩尖段组成，桩主体段的断面为正方型，桩尖段为方锥状。
2.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土方桩，其特征在于上述钢筋笼是由4Xn 根主筋通过箍筋呈螺旋状滑动滚焊制成的，η > 2。
3.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土方桩，其特征在于上述各波形螺旋套管的长度为lm，通过绑扎或焊接与钢筋笼的箍筋固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土方桩，其特征在于由上述高强混凝土浇筑所形成的钢筋保护层的厚度为40 60mm。
5.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土方桩，其特征在于上述桩尖组件包括桩尖钢板和四根非预应力桩尖锚筋；桩尖锚筋位于桩尖段的四周，桩尖钢板为钢板钢靴，其一端为尖形，另一端与桩尖锚筋间焊接有垫铁或短筋；桩尖锚筋外绑扎箍筋。
6.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土方桩，其特征在于上述桩尖组件包括桩尖钢板和四根桩尖锚筋，桩尖锚筋位于桩尖段的四周，桩尖钢板为正方形钢板，其与桩尖锚筋焊接；桩尖锚筋外绑扎箍筋。
7.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土方桩，其特征在于上述桩主体段的四个边角为倒角，倒角的尺寸为10 30mm，或10X45° 30X45°。
8.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土方桩，其特征在于上述整根实心桩体的侧表面每隔一定设计间距设置有混凝土半球状凸起。
9.一种如权利要求1所述的预应力混凝土方桩的制作方法，其特征在于包括如下步骤a用料准备，根据所需要加工方桩的尺寸，加工未浇筑混凝土的桩端网片、桩尖组件，准备预应力混凝土桩用钢棒及波形螺旋套管；b采用滑动焊接机，以滑动焊接的方法制备钢筋笼；c选取四根波形螺旋套管插入钢筋笼内侧，与钢筋笼的箍筋通过绑扎或焊接方式固定连接，放置桩端网片并通过绑扎或焊接方式与钢筋笼的箍筋固定连接，安装桩尖组件并通过绑扎或焊接方式与箍筋固定连接，由此制成方桩的整体骨架；d准备用于制作方桩的模具，并在模具上涂隔离剂，将上述方桩的整体骨架笼安装在模具上并上紧张拉装置，按实心方桩产品的抗拉等级要求对钢筋实行预张拉，达到要求后锁紧锚固；然后进入步骤e;e制备高性能混凝土，浇注到模具内，并进行震动捣实；然后进入步骤f ； f采用自然养护或蒸汽养护；当混凝土强度达到标准强度的70%时，放开并切断多余预应力主筋，将桩端、桩尖预应力主筋切断后用高标号水泥砂浆抹好后即获得实心方桩成品O
全文摘要
本发明公开了一种预应力混凝土方桩及其制作方法，其中的方桩包含钢筋笼、四根波纹螺旋套管、桩尖组件、桩端网片与高强混凝土；钢筋笼采用预应力混凝土桩用钢棒，并通过箍筋成螺旋状滑动焊接制成的，其断面呈正圆形；螺旋套管在桩顶端的周向上均匀排布，插接于钢筋笼内侧，桩端网片在桩顶端与钢筋笼固定连接，上述螺旋套管、桩端网片、钢筋笼、桩尖组件组成整体骨架，整体骨架与高强混凝土结成整根实心桩体，整根实心桩体由桩主体段和桩尖段组成，桩主体段的断面为正方型，桩尖段为方锥状。本发明采用高强混凝土一次浇注成型，能够提高方桩的整体强度，降低桩尖组件与钢筋笼的连接成本，提高方桩的穿透入岩能力。
文档编号E02D5/72GK102995635SQ20121054617
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者王传波, 陈海阳, 颜庆智, 何飞, 张照玉, 徐飞, 孙翔, 王风民 申请人:青岛昊河水泥制品有限责任公司