專利名稱：一種混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁及其成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及建筑領(lǐng)域中混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的改進(jìn)和現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)柱的 預(yù)制化生產(chǎn)，具體說是對(duì)現(xiàn)有混凝土空心方樁樁型及成型工藝的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有混凝土空心方樁，樁的筋的分布采用正方形布筋，中央為圓孔，大都采用離心 成型法成型，離心成型工藝如果離心速度控制不好，極容易產(chǎn)生內(nèi)、外分層，降低樁身的整 體結(jié)構(gòu)性能，沉樁時(shí)樁身很容易損壞。另外，通常用于地基基礎(chǔ)的預(yù)制混凝土樁有管樁、空心方樁、實(shí)心方樁。其中管樁 和空心方樁的成型工藝大都為離心成型，也是因?yàn)椴捎昧穗x心成型工藝，因此樁中間的空 心部分形狀肯定為圓形。離心成型必然會(huì)帶來樁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)外分層，這樣會(huì)影響整個(gè)樁身的抗壓及抗沖 擊性能。當(dāng)管樁采用離心成型時(shí)，管樁的壁厚都是相同的，不會(huì)產(chǎn)生混凝土在截面上分布 不均，但混凝土空心方樁采用離心成型就會(huì)是外方內(nèi)圓的截面，樁的壁厚不相同，混凝土在 截面上分布不均，采用抱壓法進(jìn)行沉樁時(shí)往往會(huì)在樁截面混凝土最薄的部位產(chǎn)生裂縫，損 樁率過高，造成浪費(fèi)，當(dāng)采用錘擊法沉樁時(shí)，有可能在樁身截面最薄的處，因受力過大而使 樁身產(chǎn)生縱向裂縫，同樣造成損樁率過高，這樣不僅造成混凝土的浪費(fèi)，而且為建筑物的安 全埋下隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁及其成型方法，以減 少或避免前面所提到的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁，沿所述混凝土 預(yù)應(yīng)力空心方樁縱軸方向、在所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁中心具有貫穿整個(gè)混凝土預(yù)應(yīng)力 空心方樁的中心通孔，所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的外周橫截面呈方形，所述混凝土預(yù)應(yīng) 力空心方樁的中心通孔的橫截面也呈方形；所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的四個(gè)面至所述中 心通孔的壁厚相同。優(yōu)選地，沿所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁長(zhǎng)度方向延伸有主筋、以及螺旋圍繞所述 主筋的箍筋，所述主筋呈方形布局。優(yōu)選地，所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的中心通孔的方形橫截面的四個(gè)角具有大小 相同的內(nèi)方應(yīng)力消除圓弧角；所述內(nèi)方應(yīng)力消除圓弧角的圓弧半徑為15-30mm。優(yōu)選地，所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的方形的外周橫截面的四個(gè)角中，對(duì)角線 上的兩個(gè)角具有大小相同的外方應(yīng)力消除圓弧角，相鄰的兩個(gè)角的所述外方應(yīng)力消除圓 弧角的大小不同；所述外方應(yīng)力消除圓弧角中，一對(duì)外方應(yīng)力消除圓弧角的圓弧半徑為 5-15mm，另一對(duì)外方應(yīng)力消除圓弧角的圓弧半徑為15_30mm。
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優(yōu)選地，所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的方形的外周橫截面的四個(gè)角具有大小相同 的外方應(yīng)力消除圓弧角，其圓弧半徑為5-30mm。本發(fā)明還提供了一種上述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的成型方法，其采用振動(dòng)成型制 成所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁。優(yōu)選地，該成型方法包括如下步驟將主筋與箍筋編制成鋼筋籠放置于振動(dòng)成型模具中；在所述鋼筋籠中間放置方形的充氣膠管或采用方形的雙層隔膜，所述充氣膠管或 雙層隔膜四角具有與所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的所述內(nèi)方應(yīng)力消除圓弧角對(duì)應(yīng)的圓弧 角；在所述振動(dòng)成型模具中澆筑混凝土 ；進(jìn)行振動(dòng)成型，成型之后進(jìn)養(yǎng)護(hù)池養(yǎng)護(hù)到規(guī)定強(qiáng)度；放出所述膠管中的氣體或直接抽出所述內(nèi)膜，脫模，堆放自然養(yǎng)護(hù)。優(yōu)選地，該成型方法進(jìn)一步包括如下步驟在所述振動(dòng)成型模具中澆筑混凝土之 后，對(duì)所述主筋進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。所述的產(chǎn)品優(yōu)選經(jīng)過升降溫表面養(yǎng)護(hù)，具體方法如下將表面處理劑涂覆于本發(fā) 明的產(chǎn)品的表面，靜置6-8小時(shí)(優(yōu)選7小時(shí))，升溫速度為10 30°C /h (優(yōu)選20°C /h)， 恒溫期溫度范圍為70 80°C (優(yōu)選75°C )，恒溫時(shí)間3 5小時(shí)(優(yōu)選4小時(shí))，降溫速 度為10 30°C /h (優(yōu)選20°C /h)；其中，所述的表面處理劑干重組分按重量份優(yōu)選的配比為纖維素醚0. 005份，甲基羥 乙基纖維素醚0. 01份，海藻酸鈉15份，十二烷基苯磺酸5份，磺基丁二酸3份，石墨7份， 填充料滑石粉100份，按混合后的重量份加水1 2倍混合攪拌均勻。涂覆厚度應(yīng)該以能夠完全蓋住表面為基本要求，涂覆的厚度不超過1厘米，優(yōu)選 的厚度為0. 1-0.3厘米。來源是商業(yè)采購(gòu)，工業(yè)品級(jí)即可達(dá)到本發(fā)明的要求，上述的組分均 來自于商業(yè)購(gòu)買獲得。本發(fā)明人經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)，得到了表面處理劑的最優(yōu)成份和配比比例，使得本發(fā) 明的產(chǎn)品在使用的時(shí)候效果非常好。本發(fā)明的另外一個(gè)發(fā)明點(diǎn)就是升降溫表面養(yǎng)護(hù)的方 式，發(fā)明人經(jīng)過了多次的實(shí)驗(yàn)，得到本發(fā)明的結(jié)果，可以增加本發(fā)明產(chǎn)品的強(qiáng)度和潤(rùn)滑度。 通過試驗(yàn)性生產(chǎn)施工記錄和統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析，經(jīng)過了本發(fā)明的獨(dú)特的處理方法之后，產(chǎn)品的 強(qiáng)度增加了約3-5%，由于摩擦系數(shù)降低了 5-7%，相應(yīng)地說明潤(rùn)滑度增加了，效果非常明顯。上述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁由于采用振動(dòng)成型，使混凝土樁的壁厚相同，避免在 成樁時(shí)因混凝土分布不均，而產(chǎn)生的損樁率過高的缺點(diǎn)，同時(shí)避免了離心成型產(chǎn)生混凝土 內(nèi)外分層的通病，也避免現(xiàn)澆現(xiàn)場(chǎng)施工混亂造成混凝土鋼筋保護(hù)層不均，及混凝土齡期對(duì) 工期的影響。


以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中，圖1顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的一種混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的橫 截面視圖。
具體實(shí)施例方式為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照

本發(fā) 明的具體實(shí)施方式
。其中，相同的部件采用相同的標(biāo)號(hào)。圖1顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的一種混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的橫 截面視圖，如圖所示，沿該混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁縱軸方向、在其中心具有貫穿整個(gè)混凝土 預(yù)應(yīng)力空心方樁的中心通孔1，混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的外周橫截面呈方形，而混凝土預(yù)應(yīng) 力空心方樁的中心通孔1的橫截面也呈方形；并且混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的四個(gè)面A、B、C、 D至中心通孔1的壁厚h相同。沿混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁長(zhǎng)度方向延伸有主筋2、以及螺旋圍繞主筋2的箍筋3， 如圖所示，主筋2呈方形布局。其中，主筋2可以采用預(yù)應(yīng)力鋼筋也可以采用普通鋼筋。混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的中心通孔1的方形橫截面的四個(gè)角具有大小相同的內(nèi) 方應(yīng)力消除圓弧角；所述內(nèi)方應(yīng)力消除圓弧角的圓弧半徑r為15-30mm?；炷令A(yù)應(yīng)力空心方樁的方形的外周橫截面的四個(gè)角中，對(duì)角線上的兩個(gè)角具有 大小相同的外方應(yīng)力消除圓弧角，而相鄰的兩個(gè)角的所述外方應(yīng)力消除圓弧角的大小不 同。如圖所示，外方應(yīng)力消除圓弧角中，其中一對(duì)外方應(yīng)力消除圓弧角的圓弧半徑Rl為 5-15mm，另一對(duì)外方應(yīng)力消除圓弧角的圓弧半徑R2為15_30mm。需要說明的是，本發(fā)明的混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的四邊轉(zhuǎn)角具有外方應(yīng)力消除圓 弧角，其中一對(duì)圓弧角的圓弧半徑較大，另一對(duì)圓弧角的圓弧半徑較小。之所以這么設(shè)置， 是因?yàn)樵O(shè)置半徑較小的一對(duì)圓弧角，其可以在克服樁身四角極易損壞，導(dǎo)致整樁報(bào)廢的缺 陷的同時(shí)，盡量具備方樁的優(yōu)點(diǎn)，使其與土層的摩擦力更大，保證樁身的穩(wěn)定性；另一方面， 本專利還設(shè)置了半徑較大的一對(duì)圓弧角，同樣使其在克服樁身四角極易損壞，導(dǎo)致整樁報(bào) 廢的缺陷的同時(shí)，盡量具備管樁的優(yōu)點(diǎn)，使其在打樁過程中更容易對(duì)土層進(jìn)行切削，更易打 入土層，降低了打樁的難度。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的方形的外周橫截面的 四個(gè)角也可以具有大小相同的外方應(yīng)力消除圓弧角，其圓弧半徑Rl為5-30mm。本發(fā)明所提供的上述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁可以采用振動(dòng)成型制成。例如，在申 請(qǐng)人早期申請(qǐng)的中國(guó)實(shí)用新型專利200720109330.X中即公開了一種振動(dòng)成型模具，其恰 好可用于生產(chǎn)本發(fā)明所提供的上述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁。此處引用該專利中所公開的工 藝加以參考，具體細(xì)節(jié)不一一摘錄。具體到本發(fā)明，還提供了一種上述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的成型方法，該成型方 法包括如下步驟將主筋2與箍筋3編制成鋼筋籠放置于振動(dòng)成型模具中；該成型模具可采用前述 專利中描述的類似的成型模具；之后，在所述鋼筋籠中間放置方形的充氣膠管或采用方形的雙層隔膜，所述充氣 膠管或雙層隔膜四角具有與所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的所述內(nèi)方應(yīng)力消除圓弧角對(duì)應(yīng) 的圓弧角；在所述振動(dòng)成型模具中澆筑混凝土 ；如果主筋2采用的是預(yù)應(yīng)力鋼筋，則在振動(dòng) 成型模具中澆筑混凝土之后，還要對(duì)主筋2進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉；如果采用的是普通鋼筋就無需預(yù)應(yīng)力張拉步驟了；進(jìn)行振動(dòng)成型，成型之后進(jìn)養(yǎng)護(hù)池養(yǎng)護(hù)到規(guī)定強(qiáng)度；放出所述膠管中的氣體或直接抽出所述內(nèi)膜，脫模，堆放自然養(yǎng)護(hù)。在上述成型方法中，由于中間采用方形的充氣膠管或采用雙層隔膜，這樣使樁身 截面的混凝土壁厚h相同，避免了混凝土在樁截面上的分布不均，有效的利用了混凝土。同 時(shí)也解決了因離心產(chǎn)生的混凝土內(nèi)外分層的通病?，F(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)柱大都為現(xiàn)澆，這樣必須是結(jié)構(gòu)柱達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度才能拆模，進(jìn) 行下一步工序，影響了施工工期，現(xiàn)場(chǎng)施工的鋼筋綁扎、制模很難控制，容易造成鋼筋綁扎 不牢、偏模，使混凝土鋼筋保護(hù)層厚薄不均，甚至出現(xiàn)露筋，使鋼筋銹蝕容易，降低了混凝土 構(gòu)件的使用年限。而上述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁由于采用振動(dòng)成型，使混凝土樁的壁厚相 同，避免在成樁時(shí)因混凝土分布不均，而產(chǎn)生的損樁率過高的缺點(diǎn)，同時(shí)避免了離心成型產(chǎn) 生混凝土內(nèi)外分層的通病，也避免現(xiàn)澆現(xiàn)場(chǎng)施工混亂造成混凝土鋼筋保護(hù)層不均，及混凝 土齡期對(duì)工期的影響。本發(fā)明產(chǎn)品經(jīng)過升降溫表面養(yǎng)護(hù)的一個(gè)實(shí)例，具體方法如下將表面處理劑涂覆 于本發(fā)明的產(chǎn)品的表面，靜置 小時(shí)，升溫速度為20°C /h，恒溫期溫度范圍為75°C，恒溫時(shí) 間4小時(shí)，降溫速度為200C /h ；其中，所述的表面處理劑干重組分按重量份優(yōu)選的配比為纖維素醚0. 005份，甲基羥 乙基纖維素醚0. 01份，海藻酸鈉15份，十二烷基苯磺酸5份，磺基丁二酸3份，石墨7份， 填充料滑石粉100份，按混合后的重量份加水2倍混合攪拌均勻。涂覆厚度應(yīng)該以能夠完全蓋住表面為基本要求，涂覆的厚度0.3厘米。來源是商 業(yè)采購(gòu)，工業(yè)品級(jí)即可達(dá)到本發(fā)明的要求，上述的組分均來自于商業(yè)購(gòu)買獲得。以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式
，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何 本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結(jié)合， 均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
一種混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁，沿所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁縱軸方向、在所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁中心具有貫穿整個(gè)混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的中心通孔，其特征在于，所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的外周橫截面呈方形，所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的中心通孔的橫截面也呈方形；所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的四個(gè)面至所述中心通孔的壁厚相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁，其特征在于，沿所述混凝土預(yù)應(yīng)力 空心方樁長(zhǎng)度方向延伸有主筋、以及螺旋圍繞所述主筋的箍筋，所述主筋呈方形布局。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁，其特征在于，所述混凝土預(yù)應(yīng)力空 心方樁的中心通孔的方形橫截面的四個(gè)角具有大小相同的內(nèi)方應(yīng)力消除圓弧角。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁，其特征在于，所述內(nèi)方應(yīng)力消除圓 弧角的圓弧半徑為15-30mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁，其特征在于，所述混凝土預(yù)應(yīng)力空 心方樁的方形的外周橫截面的四個(gè)角中，對(duì)角線上的兩個(gè)角具有大小相同的外方應(yīng)力消除 圓弧角，相鄰的兩個(gè)角的所述外方應(yīng)力消除圓弧角的大小不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁，其特征在于，所述外方應(yīng)力消除圓 弧角中，一對(duì)外方應(yīng)力消除圓弧角的圓弧半徑為5-15mm，另一對(duì)外方應(yīng)力消除圓弧角的圓 弧半徑為15-30mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁，其特征在于，所述混凝土預(yù)應(yīng)力空 心方樁的方形的外周橫截面的四個(gè)角具有大小相同的外方應(yīng)力消除圓弧角，其圓弧半徑為5-30mmo
8.—種如權(quán)利要求1-7之一所述的混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的成型方法，其特征在于， 采用振動(dòng)成型制成所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成型方法，其特征在于，該成型方法包括如下步驟 將主筋與箍筋編制成鋼筋籠放置于振動(dòng)成型模具中；在所述鋼筋籠中間放置方形的充氣膠管或采用方形的雙層隔膜，所述充氣膠管或雙層 隔膜四角具有與所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的所述內(nèi)方應(yīng)力消除圓弧角對(duì)應(yīng)的圓弧角； 在所述振動(dòng)成型模具中澆筑混凝土； 進(jìn)行振動(dòng)成型，成型之后進(jìn)養(yǎng)護(hù)池養(yǎng)護(hù)到規(guī)定強(qiáng)度； 放出所述膠管中的氣體或直接抽出所述內(nèi)膜，脫模，堆放自然養(yǎng)護(hù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的成型方法，其特征在于，進(jìn)一步包括如下步驟所述的產(chǎn)品 優(yōu)選經(jīng)過升降溫表面養(yǎng)護(hù)，具體方法如下將表面處理劑涂覆于本發(fā)明的產(chǎn)品的表面，靜置6-8小時(shí)(優(yōu)選7小時(shí))，升溫速度為10 30°C/h (優(yōu)選20°C /h)，恒溫期溫度范圍為70 800C (優(yōu)選75°C )，恒溫時(shí)間3 5小時(shí)(優(yōu)選4小時(shí))，降溫速度為10 30°C /h (優(yōu)選 20 0C /h)；其中，所述的表面處理劑干重組分按重量份優(yōu)選的配比為纖維素醚0. 005份，甲基羥乙基 纖維素醚0. 01份，海藻酸鈉15份，十二烷基苯磺酸5份，磺基丁二酸3份，石墨7份，填充 料滑石粉100份，按混合后的重量份加水1 2倍混合攪拌均勻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁，沿所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁縱軸方向、在所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁中心具有貫穿整個(gè)混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的中心通孔，所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的外周橫截面呈方形，所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的中心通孔的橫截面也呈方形；所述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的四個(gè)面至所述中心通孔的壁厚相同。本發(fā)明還公開了一種上述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁的成型方法。上述混凝土預(yù)應(yīng)力空心方樁由于采用振動(dòng)成型，使混凝土樁的壁厚相同，避免在成樁時(shí)因混凝土分布不均，而產(chǎn)生的損樁率過高的缺點(diǎn)，同時(shí)避免了離心成型產(chǎn)生混凝土內(nèi)外分層的通病，也避免現(xiàn)澆現(xiàn)場(chǎng)施工混亂造成混凝土鋼筋保護(hù)層不均，及混凝土齡期對(duì)工期的影響。
文檔編號(hào)E02D5/30GK101914914SQ201010256849
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者張后禪, 朱建舟 申請(qǐng)人:上海中技樁業(yè)股份有限公司