八边形混凝土离心桩及其成型模具.pdf

1、10申请公布号CN102808404A43申请公布日20121205CN102808404ACN102808404A21申请号201210288178122申请日20120813E02D5/30200601E02D27/34200601B28B21/8220060171申请人天津建城基业集团有限公司地址300300天津市东丽区津北公路14501号72发明人崔凤祥刘永超苏永刚刘洁74专利代理机构天津才智专利商标代理有限公司12108代理人吕志英54发明名称八边形混凝土离心桩及其成型模具57摘要本发明提供一种八边形混凝土离心桩及其成型模具，该桩体是空心结构，其横截面的外轮廓为八边形。该八边形的各边

2、长度不相等，根据桩型不同短边分别为40MM、45MM、50MM、55MM，且各边转角均呈应力消除圆弧形圆弧半径均相等，根据桩型不同圆弧半径R分别为18MM、22MM、24MM、26MM。本发明效果是该八边形混凝土离心桩，省料、自重轻，不易损坏，桩身延性好、成桩质量提高20，抗弯抗剪性能提高30，生产工艺控制及模具制作相对简单。能避免运输及施工过程中桩材损坏导致桩身混凝上耐久性不良。单桩能提供的承载力较一般工艺高30，经济性好，节省成本近25。成型模具结构桩体易脱模，能够节能减排。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4

3、页附图5页1/1页21一种八边形混凝土离心桩，包括有桩体，所述桩体是空心结构，其横截面的外轮廓为八边形，桩体包括有钢筋笼，混凝土，所述钢筋笼包括骨架主筋和箍筋，所述箍筋呈螺旋状连续地焊接在所述骨架主筋上，所述桩体的两端设有与钢筋笼连接的金属端板，所述金属端板与桩体连接部设置有套箍；其特征是所述桩体的八边的不同短边长度分别为40MM、45MM、50MM、55MM，不同短边对应的不同长边长度均不相等，而形成多种不同桩型；每种桩体的各边转角均呈应力消除圆弧形，圆弧半径R均相等，根据不同桩型圆弧半径R分别为18MM、22MM、24MM、26MM。2根据权利要求1所述的八边形混凝土离心桩，其特征是所述金

4、属端板的外形与所述桩体外形相同，所述金属端板的四边设置有焊接坡口，中央是与所述桩体的中心通孔直径相同的圆孔。3根据权利要求1所述的八边形混凝土离心桩，其特征是所述骨架主筋为钢棒，所述骨架主筋与桩体外轮廓线平行，所述骨架主筋与所述金属端板连接处设有镦头。4根据权利要求1所述八边形混凝土离心桩的成型模具，其特征是所述成型模具包括有上模、下模及分别固定在上下模上的锁扣装置，上模、下模的内腔横截面均呈三角形，上模与下模扣合后形成的成型模具内腔横截面为正方形，正方形的四个内角均为半径相等的圆弧内角，不同桩型模具圆弧半径分别为18MM、22MM、24MM、26MM；所述锁扣装置包括有螺栓、螺母，在上模与下

5、模合模时，通过弹簧将螺栓与螺母压紧而合模。5根据权利要求4所述八边形混凝土离心桩的成型模具，其特征是在所述上模与下模接合的部位上设有定位销，下模与上模接合的部位上设有与定位销对应的定位孔，合模时定位销与定位孔紧密配合，固定合模位置。6根据权利要求4所述八边形混凝土离心桩的成型模具，其特征是在所述上模与下模合模处的对应位置上分别对称安装有吊环。权利要求书CN102808404A1/4页3八边形混凝土离心桩及其成型模具技术领域0001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。具体来说，是一种八边形混凝土离心桩及其成型模具。背景技术0002现有的预制桩有很多，如有混凝土实心方桩、混

6、凝土空心方桩、预应力混凝土管桩、预应力空心方桩等。混凝土实心方桩、混凝土空心方桩通常为非预应力预制构件，生产占用场地大，耗用能源大，钢筋笼制作和混凝土成型多为人工操作，机械化程度不高，质量不易保证；抗弯性能差，吊装、运输、施工转运易造成桩身出现裂缝甚至断裂采用振捣成形，混凝土强度等级一般为C30C40，桩身结构承载力较低，外型几何尺寸不规则，施工中易夹破，桩破损率高，经济性差。桩身用钢量大，不经济。此外实心方桩自重大，空心方桩虽采用抽芯拔管方法成型，自重轻，但其它问题仍存在。管桩虽是离心成型，具有桩身混凝土强度高的优点，但管桩外表面尺寸小，提供的单桩地基承载力较低抗弯能力不高，堆放易滚垛，安全

7、性差。0003现有预应力混凝土空心方桩及其成型模具，如中国专利“预应力高强混凝土方桩及其制造方法和成型模具”，专利号为2007100685456，预应力高强混凝土方桩包括钢筋笼，混凝土；其两端设有与钢筋笼连接的方形金属端板，两方形金属端板四边设焊接坡口，中央是圆孔，圆孔与四边间对称地设有穿线孔和张力孔；钢筋笼的箍筋呈螺旋状连续地焊接在主筋上；桩体和端板的外形呈方形，其四个角为一大一小的两对圆弧，其圆弧角为一对圆弧角90、圆弧半径2530MM，另一对圆弧角90、圆弧半径510MM；桩心是与端板中央圆孔直径相同的圆筒形的中孔。用该专利的成型模具制成的预应力高强混凝土方桩，其桩体中的钢筋笼中的主筋是

8、均匀分布在桩体边沿处的混凝土中的，主筋作用在桩体内的混凝土中的张拉应力也是均匀分布的，由于整个桩的横切面是不对称设计，两对圆弧角处所用的混凝土是不同的，导致各主筋外包裹的混凝土保护层厚薄不均，从而使桩体存在明显缺陷，影响了预应力混凝土方桩的外形美观和质量。再如传统的方桩、沉管灌注桩等。表现为单桩承载力相对较低，抗弯（拉）抗剪性能差，施工周期长，成桩质量不符合设计要求；运输及使用过程中桩材损坏严重，导致桩身混凝土耐久性不良。预制桩外表光滑，桩材与土层的摩擦力小。0004也有一种桩端有端板的预应力离心砼方桩，自重轻、省料，吊装、运输方便，桩身承载力大。但其主筋布局不够合理，并以预应力钢筋或普通钢筋

9、作为主筋、桩身抗弯性能差。端板四边无焊接坡口，影响了成桩连接牢固性。桩身截面为四边形，建筑施工中桩身四角极易损坏，致使整桩报废，不仅造成浪费，而且还会影响施工进度。0005此外，在现有制作预应力管桩、预应力空心方桩，操作离心成型的模具时，合模、脱模中，跑轮级容易碰击地面，使跑轮形状变成椭圆形。椭圆形的跑轮在离心机上转动时，容易将模具从离心机上抛出酿成事故。另外，在预应力管桩、预应力空心方桩的制作过程中上、下模均以企口槽扣合，再下模上的合模螺栓通过销轴人工翻转180后固定。由于人工说明书CN102808404A2/4页4翻转螺栓很难准确到位，致使企口板密封性差，制作成型中容易出现漏浆现象，致使产

10、品报废。离心成型模具急需改进。发明内容0006针对现有技术中结构上的不足，本发明目的之一是提供一种八边形混凝土离心桩，桩身单桩承载力高、自重小、水平抗弯抗剪性能突出、抗震能力高、成桩及配筋方式灵活、成桩质量优、以达到节能降耗、绿色环保、经济效益提高、使用广泛的桩材。本发明目的之二是提供一种符合节能减排的八边形混凝土离心桩的成型模具。0007为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种八边形混凝土离心桩，包括有桩体，所述桩体是空心结构，其横截面的外轮廓为八边形，桩体包括有钢筋笼，混凝土，所述钢筋笼包括骨架主筋和箍筋，所述箍筋呈螺旋状连续地焊接在所述骨架主筋上，所述桩体的两端设有与钢筋笼连接的金

11、属端板，所述金属端板与桩体连接部设置有套箍；其中所述桩体的八边的不同短边长度分别为40MM、45MM、50MM、55MM，不同短边对应的不同长边长度均不相等，而形成多种不同桩型；每种桩体的各边转角均呈应力消除圆弧形，圆弧半径R均相等，根据不同桩型圆弧半径R分别为18MM、22MM、24MM、26MM。0008同时提供一种八边形混凝土离心桩的成型模具。0009本发明的效果是生产机械化程度高，质量保证度高，由于采用空心形状，节省材料30以上，自重轻，运输、堆放方便，吊装、运输、转运时不易损坏，开模方便、施工破损率低，成桩完整性好，桩身抗弯抗剪性能提高40以上，桩身施工长度较深，使用范围广。离心桩的

12、成型模具在上模与下模接合处设有定位销，在上模与下模合模时采用上模上带弹簧螺栓与下模上的螺母固定连接，使上模与下模能准确定位，保证了八边形混凝土离心桩制作时合模严密，操作便捷，劳动强度低，生产效率高，离心时不易漏浆，成型桩体易脱模，有力的保证了桩体成型质量。附图说明0010图1是本发明的八边形混凝土离心桩的结构示意图；0011图2是本发明的八边形混凝土离心桩的俯视图；0012图3是图1的截面示意图；0013图4是图2的AA截面示意图；0014图5是本发明的模具结构示意图；0015图6是图5的D向视图；0016图7是图5的BB剖视图；0017图8是图5的CC剖视图；0018图9是图8的E部位的局部

13、放大图。0019图中00201、钢筋笼2、混凝土3、主筋4、箍筋5、端板6、短边00217、套箍8、坡9、法兰连接板10、托滚11、加强筋002212、上模13、锁扣装置14、下模15、八边形孔16、法兰孔002317、混凝土浆液隔槽18、圆弧内角边19、螺栓20、弹簧说明书CN102808404A3/4页5002421、轴衬22、套盒23、上模连接板24、下模连接板002525、螺母帽26、螺母销27、螺母28、吊环29、定位销具体实施方式0026结合附图及实施例对本发明的八边形混凝土离心桩及其成型模具加以说明。0027本发明的八边形混凝土离心桩，包括有桩体，所述桩体是空心结构，其横截面的外

14、轮廓为八边形，桩体包括有钢筋笼1，混凝土2，所述钢筋笼2包括骨架主筋3和箍筋4，所述箍筋呈螺旋状连续地焊接在所述骨架主筋上，所述桩体的两端设有与钢筋笼连接的金属端板5，所述金属端板5与桩体连接部设置有套箍7；所述桩体的八边的不同短边6长度分别为40MM、45MM、50MM、55MM，不同短边对应的不同长边长度均不相等，而形成多种不同桩型；每种桩体的各边转角均呈应力消除圆弧形，圆弧半径R均相等，根据不同桩型圆弧半径R分别为18MM、22MM、24MM、26MM。0028所述金属端板5的外形与所述桩体外形相同，所述金属端板5的四边设置有焊接坡口8，中央是与所述桩体的中心通孔直径相同的圆孔。所述骨架

15、主筋3为钢棒，所述骨架主筋3与桩体外轮廓线平行，所述骨架主筋3与所述金属端板5连接处设有镦头。0029所述成型模具包括有上模、下模、和分别固定在上下模上的锁扣装置，上模、下模的内腔横截面均呈三角形，上模与下模扣合后形成的成型模具内腔横截面为正方形，正方形的四个内角均为半径相等的圆弧内角，不同规格模具圆弧半径分别为18MM、22MM、24MM、26MM；所述锁扣装置包括有螺栓、螺母，在上模与下模合模时，通过弹簧将螺栓与螺母压紧而合模。0030在所述上模与下模接合的部位上设有定位销，下模与上模接合的部位上设有与定位销对应的定位孔，合模时定位销与定位孔紧密配合，固定合模位置。在所述上模与下模合模处的

16、上模与下模上分别对称安装有吊环。0031本发明的混凝土离心方桩及其成型模具功能是这样实现的0032如图1、3所示，所述八边形混凝土离心桩包括钢筋笼1、混凝土2。所述钢筋笼1包括骨架主筋3和箍筋4，钢筋笼的箍筋4呈螺旋状连续地焊接在所述骨架主筋3上。所述八边形混凝土离心桩是空心结构，其横截面的外轮廓为八边形。该八边形的各边长度不相等，所述八边形混凝土离心桩的八边转角均呈应力消除圆弧形，圆弧半径相等。经过复杂计算而得到的不同规格桩圆弧半径的取值最合理，对于400400MM的离心桩R为18MM短边为40MM、对于450450MM的离心桩R为22MM短边为45MM、对于500500MM的离心桩R为24

17、MM短边为50MM、对于600600MM的离心桩R为26MM短边为55MM。所述八边形混凝土离心桩的两端设有与所述钢筋笼1连接的金属端板5，进一步增强了桩头的强度。所述金属端板5的四边设置有焊接坡口8。0033如图2、4所示，所述金属端板5中央是与桩心中孔直径相同的圆孔，所述金属端板5的四边设置有焊接坡口8。所述金属端板5与桩身连接部设置有套箍7，因此能够进一步增强桩头的强度，避免在施工锤击时对桩头造成损坏。所述套箍7的长度L为110MM320MM。所述套箍7在沿所述八边形混凝土离心桩的轴向方向设置有2道半径为13MM的凸起。0034如图5所示，八边形混凝土离心桩成型模具，包括上模12、下模1

18、4,锁扣装置13，上模12、下模14的外侧设有加强筋11，上模12、下模14上设有托滚10，上模12、下模14说明书CN102808404A4/4页6的两端固定安装了法兰连接板9。上模12与下模14扣合后形成的成型模具内腔为八边形，八边形的八个内角均为半径相等的圆弧内角，对于400400MM的离心桩模具R为18MM、对于450450MM的离心桩模具R为22MM、对于500500MM的离心桩模具R为24MM、对于600600MM的离心桩模具R为26MM。在上模12与下模14合模处的上模12与下模14上分别对称安装了吊环28。在上模12与下模14接合处设有定位销29。0035如图6所示，法兰连接板

19、9上设有孔八边形15和法兰孔16。0036如图7所示，上模12、下模14上设有托滚10，上模12、下模14的外侧设有加强筋11，上模12与下模14扣合后形成的成型模具内腔为八边形，八边形的内腔的四个圆弧内角边18的半径R相等。上模12与下模14的连接面上设有混凝土浆液隔槽17,有效防止八边形的内腔中的混凝土浆液从上模12与下模14的合模面处溢出。0037如图8所示，上模12与下模14扣合后形成的成型模具内腔为八边形。上模12与下模14由锁扣装置13固定连接。锁扣装置13的结构为上模12上设有上模连接板23，下模14上设有下模连接板24，上模连接板23、下模连接板24上分别设有套盒22、螺母帽2

20、5。0038如图9所示，上模连接板23、下模连接板24上分别设有套盒22、螺母帽25。螺栓19在锁扣装置13上，弹簧20位于轴衬21上，螺母帽25在螺母27上，螺母销26贯穿于螺母帽25与螺母27之间。操作时将螺栓19旋入于螺母27上，弹簧20压紧，即可合模。该装置能有效节省合模时间，方便了工人的操作，保证了合模质量。0039本发明的八边形混凝土离心桩按如下方法制造00401加工八边形混凝土离心桩的端板按端板设计要求浇铸毛坯、铣平或金属板割制、冲孔、尔后铣出坡口和应力消除圆弧，按图样车、刨加工成品00412制作钢筋笼以钢棒为主筋，自动定长切断，将钢棒两端自动热端镦头，用滚焊机将箍筋呈螺旋状自动

21、地焊接于主筋上；00423钢筋笼与端板连接将切断和镦头及焊接上螺旋状箍筋的钢棒制成钢筋笼装入模具与端板连接起来；端板外安装套箍；端板连接模具两端的张拉头板和尾板，张拉头板再与支撑板及张拉丝杠连接；00434向模具中浇注混凝土；00445对钢筋笼实施整体预应力定值张拉；00456合拢模具后对模具中的多边形桩混凝土实施离心旋转成型；00467蒸汽养护在蒸养池实施一次常压蒸汽养护；00478成品脱模直接在模具中吊起；00489）水养在水池中二次养护。说明书CN102808404A1/5页7图1说明书附图CN102808404A2/5页8图2图3图4说明书附图CN102808404A3/5页9图5图6说明书附图CN102808404A4/5页10图7图8说明书附图CN102808404A105/5页11图9说明书附图CN102808404A11