本發(fā)明涉及建筑技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種變截面全預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土預(yù)制樁。

背景技術(shù)：

預(yù)應(yīng)力混凝土是指利用人工加力的方法，對(duì)構(gòu)件內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行張拉，預(yù)應(yīng)力鋼筋因預(yù)先張拉后回縮,將鋼筋上的拉應(yīng)力轉(zhuǎn)化為混凝土的預(yù)壓應(yīng)力。與普通鋼筋混凝土相比，由于預(yù)應(yīng)力混凝土內(nèi)存在預(yù)壓應(yīng)力，當(dāng)外荷載作用下使得構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí)，該拉應(yīng)力首先與混凝土中的預(yù)壓應(yīng)力相抵消；當(dāng)外荷載繼續(xù)增大，直至外荷載所產(chǎn)生的拉應(yīng)力完全抵消預(yù)壓應(yīng)力之后，混凝土上才開(kāi)始出現(xiàn)拉應(yīng)力。這就限制了混凝土的伸長(zhǎng)，延緩或不使裂縫出現(xiàn)，提高構(gòu)件的抗裂性能和剛度，從而充分利用高強(qiáng)度鋼筋及高強(qiáng)度混凝土。

x形鋼筋混凝土樁具有比表面積大、材料利用率高等優(yōu)點(diǎn)，能有效增加樁身側(cè)面和樁周?chē)馏w接觸面積，提高樁身承載力，充分發(fā)揮材料的性能。但單一截面的x形鋼筋混凝土樁由于截面積較小，樁端部應(yīng)力集中嚴(yán)重，并且不便于運(yùn)輸及堆放；此外，對(duì)于普通鋼筋混凝土樁而言，由于自身力學(xué)特點(diǎn)的限制，往往難以充分發(fā)揮材料性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種變截面全預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土預(yù)制樁，通過(guò)采用x形截面樁體與方形截面樁體組合的方式彌補(bǔ)上述單一x形截面鋼筋混凝土樁存在的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)施加預(yù)壓應(yīng)力方式提高構(gòu)件的抗裂性能和剛度，從而能夠充分利用高強(qiáng)度鋼筋及高強(qiáng)度混凝土。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種變截面全預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土預(yù)制樁，包括樁身和設(shè)于樁身兩端頭的樁帽，所述樁身由鋼筋籠澆筑混凝土構(gòu)成；所述鋼筋籠包括4根預(yù)應(yīng)力縱筋、若干個(gè)菱形箍筋以及多個(gè)方形箍筋；所述預(yù)應(yīng)力縱筋沿樁身通長(zhǎng)布置，所述菱形箍筋均勻布置在預(yù)應(yīng)力縱筋的外側(cè)，且菱形箍筋的四個(gè)角點(diǎn)分別與一根預(yù)應(yīng)力縱筋固定連接；所述方形箍筋布置在樁身的兩端部位，具體布置方式為：在樁身兩端部位的相鄰兩個(gè)菱形箍筋之間布置一個(gè)方形箍筋，且方形箍筋的各邊與預(yù)應(yīng)力縱筋固定連接；所述樁身的兩端設(shè)為方形樁體樁身的其余部分以x形樁體為主且間隔布置方形樁體。

較佳地，所述樁帽包括裙邊和端板，所述裙邊呈方形筒狀結(jié)構(gòu)，裙邊的一端與樁身相接，另一端與端板焊接。

較佳地，所述端板呈方形，端板的與裙邊相接的一側(cè)連接錨固筋的一端，錨固筋連接方形箍筋。

較佳地，所述端板的每個(gè)角處分別與一根錨固筋連接，各條錨固筋分別連接方形箍筋的角點(diǎn)。

較佳地，所述端板上設(shè)有錨固筋通孔和預(yù)應(yīng)力筋通孔，所述錨固筋穿入錨固筋通孔后與端板接固定；所述預(yù)應(yīng)力筋穿入預(yù)應(yīng)力筋通孔后通過(guò)焊接與端板固定。

較佳地，所述菱形箍筋的四個(gè)角點(diǎn)與預(yù)應(yīng)力縱筋之間通過(guò)焊接或者綁扎的方式固定連接。

較佳地，所述方形箍筋的各邊與預(yù)應(yīng)力縱筋之間通過(guò)焊接或者綁扎的方式固定連接。

較佳地，所述菱形箍筋和方形箍筋均為正四邊形結(jié)構(gòu)。

較佳地，所述x形樁體與方形樁體相接處的x形截面內(nèi)接于方形樁體的方形截面內(nèi)；所述鋼筋籠的四條棱邊分別位于方形樁體的四個(gè)側(cè)面的縱向中心線內(nèi)側(cè)以及x形樁體四條翼的內(nèi)側(cè)。

本發(fā)明的有益效果：(1)本發(fā)明提供的變截面全預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土預(yù)制樁采用端部方形樁體、x形樁體和中部方形樁體的構(gòu)造形式，與單一x形截面鋼筋混凝土樁相比，可有效提高樁端阻力，減小樁端應(yīng)力集中，提高樁身承載力，并且便于運(yùn)輸與堆放；(2)本發(fā)明通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)混凝土施加預(yù)壓應(yīng)力，提高構(gòu)件的抗裂性能和剛度，從而充分利用高強(qiáng)度鋼筋及高強(qiáng)度混凝土。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的a-a截面結(jié)構(gòu)圖；

圖3是圖1的b-b截面結(jié)構(gòu)圖；

圖4是圖1的c-c截面結(jié)構(gòu)圖；

圖5是圖1的d-d截面結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本發(fā)明端板正視圖；

圖7是本發(fā)明的端板與錨固筋連接示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明:1、方形樁體；2、x形樁體；3、預(yù)應(yīng)力筋通孔，4、預(yù)應(yīng)力縱筋，5、菱形箍筋；6、方形箍筋；7、錨固筋；8、端板；9、裙邊；10、錨固筋通孔，11、混凝土。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

如圖1所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種變截面全預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土預(yù)制樁，包括樁身和設(shè)于樁身兩端頭的樁帽，所述樁身由鋼筋籠澆筑混凝土11構(gòu)成；所述鋼筋籠包括4根預(yù)應(yīng)力縱筋4、若干個(gè)菱形箍筋5以及多個(gè)方形箍筋6；所述預(yù)應(yīng)力縱筋4沿樁身通長(zhǎng)布置，所述菱形箍筋5均勻布置在預(yù)應(yīng)力縱筋4的外側(cè)，且菱形箍筋5的四個(gè)角點(diǎn)分別與一根預(yù)應(yīng)力縱筋4固定連接(如圖2所示)；所述方形箍筋6布置在樁身的兩端部位，具體布置方式為：在樁身兩端部位的相鄰兩個(gè)菱形箍筋5之間布置一個(gè)方形箍筋6，且方形箍筋6的各邊與預(yù)應(yīng)力縱筋4固定連接；所述樁身的兩端設(shè)為方形樁體1(其樁體橫截面為方形)，樁身的其余部分以x形樁體2(其樁體橫截面為x形截面)為主且間隔布置方形樁體1。

進(jìn)一步地，所述樁帽包括裙邊9和端板8，所述裙邊9呈方形筒狀結(jié)構(gòu)(即呈箱型狀)，裙邊9的一端與樁身相接，另一端與端板8焊接。

進(jìn)一步地，所述端板8呈方形，端板8的與裙邊9相接的一側(cè)連接錨固筋7的一端(參見(jiàn)圖7)，錨固筋7連接方形箍筋6。

進(jìn)一步地，所述端板8的每個(gè)角處分別與一根錨固筋7連接，各條錨固筋7分別連接其所對(duì)應(yīng)的同一鋼筋籠的棱邊上的多個(gè)方形箍筋6的角點(diǎn)。

進(jìn)一步地，如圖6所示，所述端板8上設(shè)有錨固筋通孔10和預(yù)應(yīng)力筋通孔3，所述錨固筋7穿入錨固筋通孔10后與端板8焊接固定；所述預(yù)應(yīng)力筋4穿入預(yù)應(yīng)力筋通孔3后通過(guò)焊接與端板8固定。錨固筋通孔用于連接錨固筋；預(yù)應(yīng)力筋通孔用于連接預(yù)應(yīng)力縱筋。錨固筋通過(guò)焊接和/或綁扎連接固定在方形箍筋四個(gè)角點(diǎn)處，從而使鋼筋籠和樁帽形成整體。

進(jìn)一步地，所述菱形箍筋5的四個(gè)角點(diǎn)與預(yù)應(yīng)力縱筋4之間通過(guò)焊接或者綁扎的方式固定連接。

進(jìn)一步地，所述方形箍筋6的各邊與預(yù)應(yīng)力縱筋4之間通過(guò)焊接或者綁扎的方式固定連接。

進(jìn)一步地，所述菱形箍筋5和方形箍筋6均為正四邊形結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述x形樁體2與方形樁體1相接處的x形截面內(nèi)接于方形樁體1的方形截面內(nèi)；參照如圖3、圖4及圖5，所述鋼筋籠的四條棱邊分別位于方形樁體的四個(gè)側(cè)面的縱向中心線內(nèi)側(cè)，在x形樁體內(nèi)位置是四條翼的內(nèi)側(cè)，鋼筋外側(cè)混凝土厚度均應(yīng)滿足混凝土保護(hù)層厚度的要求。

本發(fā)明的制作及使用：

制作鋼筋籠：取設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的預(yù)應(yīng)力縱筋4四根，依次將其與菱形箍筋5的四個(gè)角點(diǎn)焊接和/或綁扎連接，從而固定預(yù)應(yīng)力縱筋4和菱形箍筋5的相對(duì)位置，并使菱形箍筋5均勻布置在預(yù)應(yīng)力縱筋4外側(cè)。將方形箍筋6間隔菱形鋼筋5布置在端部方形樁體1的長(zhǎng)度區(qū)段內(nèi)，用于加密箍筋。方形箍筋6與預(yù)應(yīng)力縱筋4在方形箍筋6四條邊中點(diǎn)處焊接和/或綁扎連接固定，完成鋼筋籠制作；將錨固筋7穿過(guò)端板8上的錨固筋通孔10后焊接在端板8上，再將裙邊9與端板10焊接，完成樁帽制作；之后，將樁帽上的錨固筋7通過(guò)焊接和/或綁扎連接固定在方形箍筋6的四個(gè)角點(diǎn)，并將預(yù)應(yīng)力縱筋4穿過(guò)端板8上的預(yù)應(yīng)力筋通孔3將兩者固定，從而使鋼筋籠和樁帽形成整體。

預(yù)應(yīng)力筋張拉：將鋼筋籠一端固定在模具中，另一端通過(guò)輔助設(shè)備連接到張拉設(shè)施上，利用張拉設(shè)備張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋4直至預(yù)應(yīng)力鋼筋4內(nèi)拉應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值，移除張拉設(shè)備，完成預(yù)應(yīng)力筋張拉。

布料成型：將已制作好的鋼筋籠放置在模具內(nèi)指定位置處，再將砂、石子、水泥、水及各種外加劑等原材料按照設(shè)計(jì)配合比經(jīng)計(jì)量、攪拌均勻后澆筑在模具內(nèi)，并在澆筑的同時(shí)進(jìn)行振動(dòng)。

養(yǎng)護(hù)與脫模：完成布料后，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待混凝土11達(dá)到脫模強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行脫模。

綜上，本發(fā)明公開(kāi)的變截面全預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土預(yù)制樁，包括樁身和樁帽，樁身由混凝土和鋼筋籠組成；鋼筋籠包括預(yù)應(yīng)力縱筋、菱形箍筋和方形箍筋；預(yù)應(yīng)力縱筋沿樁身通長(zhǎng)布置，菱形箍筋均勻布置在預(yù)應(yīng)力縱筋外側(cè)，方形箍筋布置在樁身端部并間隔菱形箍筋布置。樁身的橫截面包括方形截面和x形截面兩種。樁身端部為端部方形樁體，中部為x形樁體，并以小段的中部方形樁體進(jìn)行間隔。樁帽由端板和裙邊焊接而成，端板呈方形，端部上分別設(shè)置有錨固筋通孔和預(yù)應(yīng)力筋通孔用于連接錨固筋和預(yù)應(yīng)力縱筋。本發(fā)明采用端部方形樁體、x形樁體和中部方形樁體的構(gòu)造形式，與單一x形截面鋼筋混凝土樁相比，可有效提高樁端阻力，減小樁端應(yīng)力集中，提高樁身承載力，并且便于運(yùn)輸與堆放；(2)本發(fā)明通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)混凝土施加預(yù)壓應(yīng)力，提高構(gòu)件的抗裂性能和剛度，從而充分利用高強(qiáng)度鋼筋及高強(qiáng)度混凝土。

以上公開(kāi)的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明實(shí)施例并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。