CN109356151A - 一种变径钢筋笼 - Google Patents

Abstract

一种变径钢筋笼，包括轴向杆、两组相同根数的若干筋条、第一和第二两个圈状固定器，两组相同根数的若干筋条与第一和第二两个圈状固定器构成第一变径钢筋笼单元，变径钢筋笼单元的第一圈状固定器固定在轴向杆端部，第一与第二两个圈状固定器套在轴向杆或桩基杆上，第一和第二两个圈状固定器分别固定第一组与第二组环绕轴向杆的筋条的第一端，第一组每根筋条的第二端分别与第二组对应一根筋条的第二端活络连接，第二圈状固定器套在轴向杆上滑动，第二圈状固定器在滑动前与滑动后分别对应变径钢筋笼单元的原始状态和释放后呈扩大直径的第二直径状态，在轴向杆或桩基杆上设有对第二圈状固定器的限制或定位装置。

Description

一种变径钢筋笼

技术领域

本发明涉及一种锚杆或桩基用变直径(以下称变径)钢筋笼及应用，尤其是锚杆或桩基中的骨架——变径钢筋笼及其扩体锚杆或桩基，主要用于建筑地下室抗浮、基坑支护、边坡支护、地质灾害治理、以及加固等技术范畴，也用于抗压桩基。

背景技术

锚杆必须具备几个要素：一个抗拉强度高于岩土体的杆体，杆体一端可以和岩土体紧密接触形成摩擦(或粘结)阻力；锚杆杆体位于岩土体外部的另一端能够形成对岩土体的径向阻力；锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加预应力；锚固段是指水泥浆体或混凝土锚固体将预应力筋与土层粘结的区域，其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压或抗拉作用，将自由段的拉力传至土体深处。

总体而言，锚杆是岩土体加固的杆件体系结构。通过锚杆杆体的纵向拉力作用，克服岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点。从力学观点上是主要是提高了围岩体的粘聚力C和内摩擦角φ。其实质上锚杆位于岩土体内与岩土体形成一个新的复合体。这个复合体中的锚杆是解决围岩体的抗拉能力低的关键。从而使得岩土体自身的承载能力大大加强。

锚杆是当代地下开采的矿山当中巷道支护的最基本的组成部分，将巷道的围岩束缚在一起,使围岩自身支护自身；现在锚杆不仅用于矿山，也用于建筑工程技术中，对地下室、边坡，隧道，坝体等进行主动加固。

锚杆的基本型是：钢筋或钢丝绳砂浆锚杆。以水泥砂浆作为锚杆与围岩的粘结剂。还包括倒楔式金属锚杆。管缝式锚杆。树脂锚杆。用树脂作为锚杆的粘结剂，成本较高。

目前市场上常用的扩体锚杆技术有素浆体，囊式扩体锚杆技术等。在成本的施工方面，变径大小头锚杆或桩基的扩孔技术已经有基础，注浆或混凝土的注入单独形成大小头，但未及相适应的钢筋骨架，不能形成有足够摩擦力的拉力或抗力传递的锚杆或桩基，尤其是锚杆的锚固力受到限制。在用于建筑地下室抗浮基坑支护，边坡支护，以及加固等技术领域时锚固力有所不足。因为它们需要抗拔力较大，且要求稳定可靠。

本申请人的发明专利申请CN2017103161244一种锚杆或桩基用变直径钢筋笼提出了两种变径钢筋笼。最先提出了抗拔力/抗压力较大，性能稳定可靠混凝土或砂浆浇筑的锚杆或桩基中的变径钢筋笼骨架。需要采用螺旋弹簧环状箍筋的端部设有释放装置；用柔性钢线时在圈状固定器设有撑开筋条竖筋的释放装置。但从结构和成本上考虑，仍有改进的可能和余地。

发明内容

本发明目的是，提出一种锚杆或桩基用变直径钢筋笼，应用于所有抗拉抗拔的扩体锚杆和抗压桩基，尤其是提出一种简化结构和成本更低的锚杆或桩基用变直径钢筋笼，应用于构成具有标准钢筋骨架的扩体锚杆或桩基，用于性能价格比最优的锚杆或桩基。

本发明的技术方案是：锚杆或桩基用的变径钢筋笼，钢筋笼的直径可变，包括轴向杆(拉力杆或桩基杆)、两组相同根数的若干筋条、第一和第二两个圈状固定器，两组相同根数的若干筋条与第一和第二两个圈状固定器构成一个第一变径钢筋笼单元，变径钢筋笼单元的第一圈状固定器固定在轴向杆端部，第一与第二两个圈状固定器套在轴向杆或桩基杆上，第一和第二两个圈状固定器分别固定第一组与第二组环绕轴向杆的筋条的第一端，第一组每根筋条的第二端分别与第二组对应一根筋条的第二端活络连接，第二圈状固定器套在轴向杆上滑动，第二圈状固定器在滑动前与滑动后分别对应变径钢筋笼单元的原始状态和释放后呈扩大直径的第二直径状态，在轴向杆或桩基杆上设有对第二圈状固定器的限制或定位装置。活络端9-1可以是一活络销结构。一般而言，第一组与第二组环绕轴向杆的筋条的长度是相同的以及形状亦是相同的。

在变径钢筋笼单元的外周设有环状、多环或弹簧式箍筋，第一组或第二组的筋条上或活络连接处设有固定点，固定点与环状、多环状或弹簧式箍筋的一个部位固定(尤其是活络固定，在打开释放钢筋笼时能够使环状、多环或弹簧式箍筋在固定孔处滑动)。

在变径钢筋笼单元的外周设有弹簧式箍筋，弹簧式箍筋受到张紧(拉紧)应力时，呈第一直径状态，一般张紧(拉紧)应力的施加在轴向杆上设有对弹簧头的拉紧固定装置，弹簧式箍筋的张紧(拉紧)应力释放后呈第二直径状态，第二直径大于第一直径；

所述固定点为若干圆环体或孔，设有环状、多环的钢筋可扩张圈穿过所有的圆环体或孔，而且钢筋可扩张圈的一端为止档凸起(或焊接)用于固定。

第一组筋条与第二组筋条活络连接的方式为铆钉轴结构，筋条与圈状固定器的活络连接的方式为铆钉轴结构或环状槽嵌销轴环的结构；筋条的活络连接端为两个筋条均为一圆环体并成双圆环体，设有两只以上固定圈活络固定双圆环体，设有钢筋可扩张圈穿过所有的双圆环体、铆钉轴的孔或环状槽嵌销轴环的孔；

环状槽嵌销轴环的结构为：圈状固定器上设有环状槽，槽内设有销轴环或槽、筋条端部设有孔套在销轴环或槽上，或通过筋条(伞骨)连接U型固定支架或伞花件将筋条连接到圈状固定器上。

弹簧式箍筋与第一组或第二组的筋条上或活络连接处可以有固定点或无固定点，可以其带动钢筋笼的张开。

筋条的外周设有弹性材质的环状或螺旋弹簧箍筋或柔性钢线；钢线为可扩张金属圈用于穿过筋条的设有的固定圈，钢线一端为固定圈、另一端为止档结构，或钢线两端均为止档结构。

第二圈状固定器套在轴向杆上并由套在轴向杆的预设应力的弹簧抵住，即第二圈状固定器滑动的动力由套在轴向杆的预设应力的弹簧提供；撑开筋条的释放装置为撑开伞骨的套杆的弹簧装置，将起码一只滑动的圈状固定器撑开；撑开结构包括设有套在轴向杆的弹簧，弹簧在压缩或伸长的状态时产生应力，圈状固定器被锁定或有止档，当锁定或止档打开后，弹簧应力驱动圈状固定器在轴向杆上滑动而带动筋条伸开；设有一止档器在轴向杆上固定阻挡圈状固定器，而当止档器释放时弹簧的弹性力带动圈状固定器滑动。

轴向杆端部设有端板与轴向杆固定，将第一变径钢筋笼单元的第一圈状固定器固定，第二圈状固定器则在轴向杆上滑动，当释放后呈扩大直径的第二直径状态时，第二圈状固定器在外加作用力下在轴向杆上向第一圈状固定器方向滑动；轴向杆上设有串联的第二至N个单元的变径钢筋笼；第二变径钢筋笼单元由能滑动的第三和第四两个圈状固定器、两组相同根数的若干筋条与第三和第四两个滑动的圈状固定器构成变径钢筋笼单元。

设有多个变径钢筋笼单元串联在轴向杆上，相邻近的两个圈状固定器固定，或采用一个圈状固定器分别与相邻两组筋条连接。

圈状固定器均为环形圈为基本结构，并设有限制圈状固定器滑动距离的止档，两只圈状固定器在轴向杆上滑动时可设有两只限制滑动距离的止档；限制或定位装置是单向定位装置，是一个弹性棘片焊接在轴向杆或弹性止档凸起；筋条是直线、弧线形或折线形。

可以另设有囊袋，所述变径钢筋笼单元置于囊袋内。

变径钢筋笼单元的第一圈状固定器固定在轴向杆端部，甚至与轴向杆一体化均可，直接在轴向杆上制备，第一与第二两个圈状固定器套在轴向杆或桩基杆上，第一和第二两个圈状固定器分别固定第一组与第二组环绕轴向杆的筋条的第一端，第一组每根筋条的第二端分别与第二组对应一根筋条的第二端活络连接，第二圈状固定器套在轴向杆上滑动；设有长度分别大于第一和第二组筋条的第三和第四组筋条，第一和第二两个圈状固定器还分别固定第三组与第四组环绕轴向杆的筋条的第一端，第三组每根筋条的第二端分别与第四组对应一根筋条的第二端活络连接，第三组筋条与第四组筋条形成的夹角小于第一与第二组筋条形成的夹角，形成双层钢筋笼为特征的可变直径钢筋笼，或再以双层相同方式构造三层及以上钢筋笼。长度长的钢筋在外圈形成钢筋笼，弧线形或折线形的钢筋制备成钢筋笼的效果更好。

本发明的承压变径钢筋笼扩体锚杆或桩基，变径钢筋笼在置于扩体段时可以通过钻孔加力等方式展开释放，在变径钢筋笼上安装注浆或注入混凝土导管，通过注浆或浇筑混凝土成为锚杆或桩基，变径钢筋笼成为锚杆或桩基的骨架。

本发明的承压变径钢筋笼，在与受拉杆包括但不限于各种规格等级的钢筋、钢绞线、钢丝绳、结合形成扩体锚杆整体；进一步,与各种规格的钢柱、型钢或不变径钢筋笼混凝土结构(柱/或桩)的承压基础，形成扩体桩基整体。

典型的成品中：钢筋笼压缩后直径一般≤200mm(与实际形成的钻孔有关的参数，不同钻孔可以有不同规格的直径钢筋笼(箍筋))，置于锚杆扩体段后，打开钢筋笼中的约束机构，纬线直径达到400mm左右的直径(也可以箍后≤150mm，扩后纬线直径达到200-350mm)，一般长度为1200-1600mm；根据需求，也不排除纬线直径可以达到500-2000mm左右或更大的直径，钢筋笼要先用大规格的轴向杆、竖筋，箍后纬线(外圆周)的直径一般≤300-800mm，长度根据需求增减。

端板(端板可为锚垫板、环板)将锚杆的轴向杆体与扩大头机械连接。

承压型变径钢筋笼扩大头锚杆技术参照《JGT/T282-2012高压喷射扩大头锚杆技术规程》设计、施工、验收。本发明运用都属于扩大头锚杆或大头桩基技术的应用。

本发明可根据具体工程的使用要求，依据本发明的原理，亦可以形成多种立体形状的可变径钢筋笼，包括/但不限于、多边形柱体、每个单元的第一第二两组筋条的长度并不相同的锥体、梯形柱体等等。本发明可根据具体工程的使用性能要求，依据本发明的变直径原理，对超大直径的桩基变直径钢筋笼，亦可以形成双层/或多层竖筋排列(笼中套笼)为特征的可变直径钢筋笼。

有益效果：变径基础桩与非变径基础桩相比，有以下特点:

1)同长度的变径基础桩和非变径基础桩相比,强度一般可提高1.1倍～1.5倍,变形可缩小0.7倍～0.9倍。

2)在第一特点条件下,满足建筑物的强度和变形要求,明显可以缩短桩长。

3)在保证桩强度和变形的情况下,可缩短桩长,减少工作量,改善施工条件,达到省工省料省时。

在一些粘土层、软弱层、卵石层、砂砾层或风化岩层中,由于这些地层的强度往往低于混凝土的强度,不利于混凝土基础桩桩身的承载力发挥。因此,为了充分发挥混凝土的强度特性,已经有建筑工程方面的论文提出采用变径基础桩来提高桩的承载力,在技术上显然是合理可行的。

变径基础桩的强度变形计算和非变径基础桩的计算方法一样。基础桩分端承桩和摩擦桩,二者的强度变形计算不同,以摩擦桩为对象进行计算比较。摩擦桩的强度一般由桩的侧摩阻力和桩端持力层的强度组成,对于摩擦桩来说,桩周摩阻力是主要的,但对于大部分基础桩特别是大直径桩,桩端支承于基岩,桩端的支承力大增。

本发明方案能形成有足够摩擦力的拉力或抗力传递的锚杆，锚固力明显增大且整个锚杆的整体性好，同样也用于扩大头承压桩基的混凝土钢筋笼骨架。主要用于建筑地下室抗浮,基坑支护，边坡支护，以及加固等技术范畴。本发明技术可提供的抗拔抗压力更大，性能稳定可靠，对减少环境污染，加快工程进度方面都有良好的作用。本发明使用较少的材料和低成本的工艺，能够满足降低较高成本的更大型的桩基或锚杆的施工要求，具有良好的经济性。本发明与本申请人的在先申请比较，成本更有优势。

附图说明

图1是本发明变径钢筋笼的一个单元的结构示意图，是基本未展开的结构；

图2是本发明变径钢筋笼的二个单元串联的结构示意图，是基本未展开的结构；

图3是本发明变径钢筋笼的三个单元串联的结构示意图，是基本展开的结构；

图4为本发明第一组每根筋条的第二端分别与第二组对应一根筋条的第二端活络连接处设有圆环体1-2结构示意示意图。

图5为图4中圆环体设有套圈1-3的结构示意图；

图6为图5中圆环体穿过可扩张圈9的结构示意图，可扩张圈9用于穿过所有的圆环体，而且可扩张圈的一端为扣圈，另一端为止档凸头9-3，止档凸头被扣圈9-2挡住时变径钢筋笼单元扩张到最大直径的位置。

图7是本发明变径钢筋笼的变径钢筋笼单元的外周设有整体弹簧式箍筋，整体弹簧式箍筋具有钢性结构，是基本未展开的结构；

图8是本发明变径钢筋笼的变径钢筋笼单元的外周设有整体弹簧式箍筋，是图7中展开的结构。

图9是本发明变径钢筋笼的变径钢筋笼单元的配重打开结构示意图；

图10是图9打开后结构示意图；

图11是本发明图9设有弹簧式箍筋的结构示意图；

图12是本发明图11打开后结构示意图；

图13是本发明变径钢筋笼的变径钢筋笼单元设有囊袋的结构示意图；外周设有另一种弹簧式箍筋；

图14是本发明图13打开后的结构示意图；

图15是本发明图10变径钢筋笼的变径钢筋笼单元的设有囊袋的结构打开后的结构示意图；

图16是本发明变径钢筋笼的变径钢筋笼单元，利用弹簧的压缩动力打开结构示意图；

图17是图16打开后结构示意图；

图18是本发明图16设有弹簧式箍筋的打开后结构示意图；

图19是本发明图18另设有囊袋打开后结构示意图；

图20是本发明变径钢筋笼的变径钢筋笼单元的利用弹簧的收缩动力打开结构示意图；

图21是本发明图20打开后的结构示意图；

图22是本发明图20变径钢筋笼的变径钢筋笼单元的设有囊袋的结构打开后的结构示意图；

图23是本发明图20变径钢筋笼的变径钢筋笼单元的设有囊袋的另设有弹簧式箍筋结构打开后的结构示意图；

图24是本发明变径钢筋笼的变径钢筋笼单元折线状筋条的结构示意图，其中a为释放前，b为释放后。

图25是是本发明变径钢筋笼的变径钢筋笼单元弧线状筋条的结构示意图，其中a为释放前，b为释放后。

具体实施方式

本发明的结构的细节：如图所示，第一组每根筋条的第二端分别与第二组对应一根筋条的第二端活络连接处设有圆环体，所有的圆环体在一个平面上，可扩张圈用于穿过所有的圆环体，而且可扩张圈的一端为扣圈，另一端为止档凸头。止档凸头被扣圈挡住时变径钢筋笼单元扩张到最大直径的位置。可扩张圈9用于穿过所有的圆环体，而且可扩张圈的一端为扣圈9-2，另一端为止档凸头9-3，止档凸头被扣圈挡住时变径钢筋笼单元扩张到最大直径的位置，纵截面为细的菱形或可扩张的菱形或带弧线的菱形甚至椭圆形等。

筋条的活络连接端为两个筋条均为一圆环体并成双圆环体，设有两只以上固定圈活络固定双圆环体。筋条的活络连接端均为一圆环体1-2(连接处的两根筋条的相对固定处为圆环体、可能成轴承套圈状，但简单的双圆环体上相对两只以上固定圈1-3固定双圆环体，双圆环体分别固定第一组与第二组的一根筋条，筋条与圆环体一体化更好。

在变径钢筋笼单元的外周设有弹簧式箍筋，弹簧式箍筋受到张紧(拉紧)应力时，呈第一直径状态，张紧(拉紧)应力的施加可以是在轴向杆上设有对弹簧头的拉紧固定装置，弹簧式箍筋的张紧(拉紧)应力释放后呈第二直径状态，第二直径大于第一直径；筋条的外周设有弹性材质的环状或螺旋弹簧箍筋或柔性钢线；钢线为可扩张金属圈用于穿过筋条的设有的固定圈，钢线一端为固定圈，另一端为止档凸头，或钢线两端均为止档凸头；

钢线8尤其是环状箍筋，钢线8为了可扩张金属圈(可为刚性或柔性的金属圈)用于穿过筋条的设有的固定圈8-1，设有固定圈，钢线8一端为固定圈，另一端或两端均为止档凸头，止档凸头被固定圈挡住时变径钢筋笼单元扩张到最大直径的位置，环状箍筋能箍紧，环状箍筋在多个位置且一圈以上的效果更好。

箍筋的结构是在变径钢筋笼单元的外周设有弹簧式箍筋，弹簧式箍筋受到张紧(拉紧)应力时，呈第一直径状态，张紧(拉紧)应力的施加可以是在轴向杆上设有对弹簧头的拉紧固定装置，弹簧式箍筋的张紧(拉紧)应力释放时呈第二直径状态，第二直径大于第一直径，弹簧式箍筋在长度上比变径钢筋笼单元长或短均可，一般是具有相近的长度为好；弹簧式箍筋上设有若干套圈与变径钢筋笼单元的筋条连接，弹簧式箍筋与变径钢筋笼单元在释放打开后直径张大则弹簧式箍筋与变径钢筋笼单元仍有活络固定点。弹簧式箍筋即筋条的外周设有钢线，包括弹性材质的环状或弹簧箍筋或钢性或柔性钢线；钢线筋松开时是未使用状态，钢线张开后是钢筋笼的使用状态。每组筋条的根数不必多，一般大于等于6根环绕轴向杆。钢线包括/但不限于钢铰线、钢绳,链条结构或抗拉较强且满足功能要求的线材包括/但不限于碳纤维,石墨烯及相关碳元素的绳或带。

筋条与筋条及筋条与圈状固定器的活络连接的方式为铆钉轴结构和环状槽嵌销轴环的结构：筋条与筋条可为铆钉的轴结构，圈状固定器上设有环状槽，槽内设有销轴环、筋条端部设有孔套在销轴环上，或通过伞骨连接U型固定支架或伞花件等将筋条连接到筋条或圈状固定器的圈上。

轴向杆设有端部设有端板3与轴向杆固定，此处将第一变径钢筋笼单元的第一圈状固定器固定，第二圈状固定器则在轴向杆上滑动，当打开变径钢筋笼时，第二圈状固定器在外加作用下在轴向杆上向第一圈状固定器方向滑动(或桩基杆)、两组筋条的夹角角度变化，一般由近似180度的钝角向小角度的钝角甚至向着锐角的方向变化；轴向杆上可设有第二变径钢筋笼单元甚至N个变径钢筋笼单元，N一般为自然数，数量要根据轴向杆的长度，变径钢筋笼所需要的设计长度要求以及成本综合考虑。第二变径钢筋笼单元由能滑动的第三和第四两个圈状固定器、两组相同根数的若干筋条与第三和第四两个圈状固定器构成一个变径钢筋笼单元；多个变径钢筋笼单元串联的结构时，相邻近的两个圈状固定器简单固定，或可以采用一个圈状固定器分别与两组筋条连接。只有第一变径钢筋笼单元的第一圈状固定器固定，其它圈状固定器均能够滑动。

圈状固定器均为环形圈为基本结构，并可设有限制圈状固定器滑动距离的止档，两只圈状固定器在轴向杆上滑动时可设有两只限制滑动距离的止档。也可不设有止档，只是利用施加在滑动圈状固定器的外加力量使第一和第二组筋条的夹角变小，释放第一和第二组筋条，即钢筋笼直径变大。

图1-6所示，若干筋条1、2、第一和第二两个圈状固定器6、轴向杆7、另设有端板3、固定圈状固定器固定焊点4、限制或定位装置5，两组相同根数的若干筋条与第一和第二两个圈状固定器构成一个变径钢筋笼单元，连接结构如下：第一变径钢筋笼单元的第一圈状固定器固定在轴向杆端部，第一与第二两个圈状固定器套在轴向杆或桩基杆上，第一和第二两个圈状固定器分别固定第一组与第二组均匀环绕轴向杆的筋条的第一端，第一组每根筋条的第二端分别与第二组对应一根筋条的第二端活络连接，第二圈状固定器套在轴向杆上滑动，在轴向杆或桩基杆上设有对第二圈状固定器的限制或定位装置。串联在轴向杆上的其它变径钢筋笼单元是紧密依靠的。第一组每根筋条的第二端分别与第二组对应一根筋条的第二端活络连接处是均是一套圈结构为好。

限制或定位装置5尤其是单向定位装置，是一个弹性凸起、例如弹性棘片焊接在轴向杆，也可以是类似伞柄上的伞骨弹性止档凸起。

钢线8是垂直于筋条的箍筋，箍筋是一圈以上为好。

筋条的活络连接端(即第一组每根筋条的第二端分别与第二组对应一根筋条的第二端所有的活络连接处)均为一圆环体1-2(连接处的两根筋条的相对固定处为圆环、两个圆环并在一道为双圆环体；也可能成轴承套圈状)，但简单的双圆环体上可采用两只以上固定圈1-3固定双圆环体，双圆环体分别固定第一组与第二组的一根筋条，筋条与圆环体一体化更好。上述所有的圆环体在一个平面上，设有可扩张圈9用于穿过一个单元的变径钢筋笼所有的活络连接端处的圆环体，而且可扩张圈的一端为扣圈，另一端为止档凸头，止档凸头被扣圈挡住时变径钢筋笼单元扩张到最大直径的位置。可扩张圈可为半刚性或柔性的金属材质圈。这一个在钢筋的活络连接处设有箍筋受力较好。

在筋条的外周其它均匀部位亦设有弹性材质的环状或螺旋箍筋或柔性钢线均匀的环状或多道环状或螺旋状箍筋由钢线8来实现；环状箍筋松开时是未使用状态，环状箍筋张开后是钢筋笼的使用状态。每组筋条的根数不必多，一般大于等于5根，筋条均环绕轴向杆。柔性钢线包括/但不限于钢铰线、钢绳,链条结构或抗拉较强且满足功能要求的线材包括/但不限于碳纤维,石墨烯及相关碳元素的绳或带。

钢线8尤其是环状或多环状箍或螺旋状箍筋，钢线8为可扩张金属圈(可为刚性或柔性的金属圈)用于穿过筋条上设有的固定圈8-1，所有的固定圈，钢线8一端为固定圈，另一端或两端均为止档凸头，止档凸头被固定圈挡住时变径钢筋笼单元扩张到最大直径的位置，环状箍筋能箍紧，环状箍筋在多个位置分布，每个位置均有一圈以上的效果更好。

变径钢筋笼单元的纵截面为细的菱形或可扩张的菱形。

筋条是直线，也可以是弧线形或折线形；如弧线形时则打开后可以从扁椭圆到较胖的椭圆。筋条是弧线形或折线形时，根据具体工程的使用要求，依据本发明的变直径原理，亦可以形成多种立体形状特征的可变直径钢筋笼，包括圆柱体、多边形柱体、圆台体、锥体、梯形柱体、球形、竹节形柱体等等，参见图24-25。

图5-6所示：是一种箍筋的结构，在变径钢筋笼单元的外周设有弹簧式箍筋，弹簧式箍筋受到张紧(拉紧)应力时，呈第一直径状态，张紧(拉紧)应力的施加可以是在轴向杆上设有对弹簧(头)的拉紧固定装置，弹簧式箍筋的张紧(拉紧)应力释放时呈第二直径状态，第二直径大于第一直径，弹簧式箍筋在长度上比变径钢筋笼单元长或短均可，一般是二者具有相近的长度为好；弹簧式箍筋上设有若干套圈与变径钢筋笼单元的筋条连接，弹簧式箍筋与变径钢筋笼单元在释放打开后直径张大则弹簧式箍筋与变径钢筋笼单元仍有活络固定点。

轴向杆7、两组7若干筋条1、2、第一和第二两个圈状固定器6，端板3、固定式圈状固定器4、限制或定位装置5、两组相同根数的若干筋条与第一和第二两个圈状固定器构成一个变径钢筋笼单元；第一变径钢筋笼单元的第一圈状固定器固定在轴向杆端部，第一与第二两个圈状固定器套在轴向杆或桩基杆上，第一和第二两个圈状固定器分别固定第一组与第二组筋条的第一端，第一组每根筋条的第二端分别与第二组对应一根筋条的第二端活络连接，第二圈状固定器套在轴向杆上滑动，在轴向杆或桩基杆上设有对第二圈状固定器的限制或定位装置5。限制或定位装置5尤其是单向定位装置，例如弹性棘片焊接在轴向杆，也可以是类似伞柄上的伞骨弹性止档凸起。钢线8尤其是环状箍筋，环状箍筋是一圈以上的。筋条的活络连接端均为一圆环体1-2(连接处的两根筋条的相对固定处为圆环体、可能成轴承套圈状，但简单的双圆环体上相对两只以上固定圈1-3固定双圆环体，双圆环体分别固定第一组与第二组的一根筋条，筋条与圆环体一体化更好。第一圈状固定器可与轴向杆端部一体化或直接在轴向杆上制备，或制作一简易伞花件焊接在轴向杆上。

第一组每根筋条的第二端分别与第二组对应一根筋条的第二端活络连接处设有圆环体，所有的圆环体在一个平面上，可扩张圈9用于穿过所有的圆环体，而且可扩张圈的一端为扣圈，另一端为止档凸头，止档凸头被扣圈挡住时变径钢筋笼单元扩张到最大直径的位置，筋条也可以是带有齿状的形状、或带有圆弧的形状，则变径钢筋笼撑开后大于6根均匀分布的竖筋成为带有椭球状或齿柱状结构。

变直径典型的一款是从直径不到200mm扩大到400mm。

图7是本发明变径钢筋笼的变径钢筋笼单元的外周设有整体弹簧式箍筋16，整体弹簧式箍筋具有钢性结构，是基本未展开的结构；撑开筋条的释放装置为整体弹簧式箍筋16在轴向杆上设有一个止档16-1，止档滑脱后，整体弹簧式箍筋16松开，整体弹簧式箍筋与变径钢筋笼上某处钢筋至少有一处固定处16-2，将一只滑动的圈状固定器撑开。图8是本发明图7中展开的结构。

图9-25是本发明变径钢筋笼的变径钢筋笼单元各种原始状态及打开结构及与示意图；以及与囊袋结合的结构示意图。

图9-10结构示意图中；设有一配重套12套在轴向杆上，配重套12为金属或无机材料成型均可，第二圈状固定器套在轴向杆上滑动时与配重套一体化或第二圈状固定器制作在配重套上。

第二圈状固定器套在轴向杆上并由套在轴向杆的预设应力的弹簧抵住，即第二圈状固定器滑动的动力由套在轴向杆的预设应力的弹簧提供；撑开筋条的释放装置为撑开伞骨的套杆的弹簧(类似)装置，将起码一只滑动的圈状固定器撑开；撑开结构包括设有套在轴向杆的弹簧(图中未画出)，弹簧在有应力(压缩或伸长)的状态圈状固定器被锁定或有止档，当锁定或止档打开后，弹簧应力驱动圈状固定器在轴向杆(桩基杆)上滑动而带动筋条伸开，是一个撑伞的动作，拉簧展开释放压缩簧展开释放结构，和施加外力的方式均可。圈状固定器滑动有一止档器在轴向杆上固定，而当止档释放时弹簧的弹性力带动圈状固定器滑动。

图11-12是本发明图9再设有另一种弹簧式箍筋即钢线8的结构示意图；筋条上外周设有若干扣圈9-2，弹簧式箍筋即钢线8穿过扣圈即可成图11-12装置。

图13是本发明图11的变径钢筋笼的变径钢筋笼单元置于囊袋的结构示意图；图14是本发明图13打开后的结构示意图；囊袋14在置于桩基孔前也是收缩的，图13表示此，当囊袋14及一个或若干包裹的变径钢筋笼单元注浆孔11置于桩基孔后，通过注浆孔11注浆，注浆前变径钢筋笼单元先行释放扩径，亦撑开囊袋。囊袋与前变径钢筋笼单元形成更好的整体，其中13为最下端的变径钢筋笼单元的导向头。图15是本发明图10变径钢筋笼的变径钢筋笼单元的设有囊袋的结构打开后的结构示意图；囊袋14上设有与变径钢筋笼单元的固定装置14-1，可以是系绳或铆钉，使囊袋与变径钢筋笼单元服帖的套入成型。

图16是本发明变径钢筋笼的变径钢筋笼单元的利用弹簧15的压缩动力打开结构示意图；弹簧15的原始状态是压缩的，压缩后有一绳系或由轴向杆上一个止档固定住，当绳系或止档脱开压缩弹簧松开。变径钢筋笼单元的直径扩大。图17是图16打开后结构示意图。图18是本发明图16设有弹簧式箍筋的打开后结构示意图；图19是本发明图18弹簧式箍筋的基础上另设有囊袋打开后结构示意图；

图20是本发明变径钢筋笼的变径钢筋笼单元的利用弹簧15的收缩动力打开结构示意图；弹簧15的原始状态是拉长的，拉长后有一绳系或由轴向杆上一个止档固定住，当绳系或止档脱开拉长的弹簧放松至原始状态，也带动滑动的第二圈状固定器滑动，带动筋条的扩张，与图16的压缩弹簧机理相通。图21是本发明图20打开后的结构示意图；图22是本发明图20变径钢筋笼的变径钢筋笼单元的设有囊袋的结构打开后的结构示意图；图23是本发明图20变径钢筋笼的变径钢筋笼单元的设有囊袋的另设有弹簧式箍筋结构打开后的结构示意图。示意图中筋条基本上为直线，但其实采用弧线、折线均是更好的方式。

撑开筋条的打开释放装置为撑开伞骨的套杆的弹簧(类似)装置将起码一只滑动的圈状固定器撑开。打开方式包括设有套在轴向杆的弹簧(图中未画出)，弹簧在有应力(压缩或伸长)的状态圈状固定器被锁定或有止档，当锁定或止档打开后，弹簧应力驱动圈状固定器在轴向杆(桩基杆)上滑动。带动筋条伸开，是一个撑伞的动作，拉簧展开释放压缩簧展开释放结构，和施加外力的方式均可。圈状固定器滑动有一止档器在轴向杆上固定，而当止档释放时弹簧的弹性力带动圈状固定器滑动。

打开方式包括设有套在轴向杆的弹簧(图中未画出)，弹簧在有应力(压缩或伸长)的状态圈状固定器被锁定或有止档，当锁定或止档打开后，弹簧应力驱动圈状固定器在轴向杆(桩基杆)上滑动。带动筋条伸开，是一个撑伞的动作，拉簧展开释放压缩簧展开释放结构均可。圈状固定器滑动有一止档器在轴向杆上固定，而当止档释放时弹簧的弹性力带动圈状固定器滑动。典型的应用参数是，收紧结构状态时直径为200mm,释放结构状态时直径为400mm。其它规格的变直径钢筋笼与各种钻孔孔径和应用要求匹配即可。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均以包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种变径钢筋笼，其特征是，包括轴向杆、两组相同根数的若干筋条、第一和第二两个圈状固定器，两组相同根数的若干筋条与第一和第二两个圈状固定器构成第一变径钢筋笼单元，变径钢筋笼单元的第一圈状固定器固定在轴向杆端部，第一与第二两个圈状固定器套在轴向杆或桩基杆上，第一和第二两个圈状固定器分别固定第一组与第二组环绕轴向杆的筋条的第一端，第一组每根筋条的第二端分别与第二组对应一根筋条的第二端活络连接，第二圈状固定器套在轴向杆上滑动，第二圈状固定器在滑动前与滑动后分别对应变径钢筋笼单元的原始状态和释放后呈扩大直径的第二直径状态，在轴向杆或桩基杆上设有对第二圈状固定器的限制或定位装置。

2.根据权利要求1所述的变径钢筋笼，其特征是，在变径钢筋笼单元的外周设有环状、多环或弹簧式箍筋，第一组或第二组的筋条上或活络连接处设有固定点，固定点与环状、多环状或弹簧式箍筋的一个部位固定。

3.根据权利要求1所述的变径钢筋笼，其特征是，在变径钢筋笼单元的外周设有弹簧式箍筋，弹簧式箍筋受到张紧或拉紧应力时，呈第一直径状态，弹簧式箍筋的张紧或拉紧应力释放后呈第二直径状态，第二直径大于第一直径。

4.根据权利要求2所述的变径钢筋笼，其特征是，所述固定点为若干圆环体或孔，设有环状、多环的钢筋可扩张圈穿过圆环体或孔，而且钢筋可扩张圈的至少一端设有止档凸起。

5.根据权利要求1-4之一所述的变径钢筋笼，其特征是，第二圈状固定器套在轴向杆上并由套在轴向杆的预设应力的弹簧抵住，即第二圈状固定器滑动的动力由套在轴向杆的预设应力的弹簧提供；撑开筋条的释放装置为撑开伞骨的套杆的弹簧装置，将起码一只滑动的圈状固定器撑开；撑开结构包括设有套在轴向杆的弹簧，弹簧在压缩或伸长的状态时产生应力，圈状固定器被锁定或有止档，当锁定或止档打开后，弹簧应力驱动圈状固定器在轴向杆上滑动而带动筋条伸开；设有一止档器在轴向杆上固定阻挡圈状固定器，而当止档器释放时弹簧的弹性力带动圈状固定器滑动。

6.根据权利要求1-4之一所述的变径钢筋笼，其特征是，第一组筋条与第二组筋条活络连接的方式为铆钉轴结构，筋条与圈状固定器的活络连接的方式为铆钉轴结构或环状槽嵌销轴环的结构；筋条的活络连接端为两个筋条均为一圆环体并成双圆环体，设有两只以上固定圈活络固定双圆环体，设有钢筋可扩张圈穿过所有的双圆环体、铆钉轴的孔或环状槽嵌销轴环的孔；

环状槽嵌销轴环的结构为：圈状固定器上设有环状槽，槽内设有销轴环或槽、筋条端部设有孔套在销轴环或槽上，通过筋条连接U型固定支架或伞花件将筋条连接到圈状固定器上。

7.根据权利要求1-4之一所述的变径钢筋笼，其特征是，端部设有端板与轴向杆固定，将第一变径钢筋笼单元的第一圈状固定器固定，第二圈状固定器则在轴向杆上滑动，当释放后呈扩大直径的第二直径状态时，第二圈状固定器在外加作用力下在轴向杆上向第一圈状固定器方向滑动；轴向杆上设有串联的第二至N个单元的变径钢筋笼；第二变径钢筋笼单元由能滑动的第三和第四两个圈状固定器、两组相同根数的若干筋条与第三和第四两个滑动的圈状固定器构成变径钢筋笼单元。

8.根据权利要求7所述的变径钢筋笼，其特征是，设有多个变径钢筋笼单元串联在轴向杆上，相邻近的两个圈状固定器固定；或采用一个圈状固定器分别与相邻的两组筋条连接。

9.根据权利要求1-4之一所述的变径钢筋笼，其特征是，圈状固定器均为环形圈为基本结构，并设有限制圈状固定器滑动距离的止档，两只圈状固定器在轴向杆上滑动时可设有两只限制滑动距离的止档；限制或定位装置是单向定位装置，是一个弹性棘片焊接在轴向杆或弹性止档凸起；筋条是直线、弧线形或折线形。

10.根据权利要求1-4所述的变径钢筋笼，其特征是，另设有囊袋，变径钢筋笼单元置于囊袋内。

11.根据权利要求1-4所述的变径钢筋笼，其特征是，变径钢筋笼单元的第一圈状固定器固定在轴向杆端部，第一与第二两个圈状固定器套在轴向杆或桩基杆上，第一和第二两个圈状固定器分别固定第一组与第二组环绕轴向杆的筋条的第一端，第一组每根筋条的第二端分别与第二组对应一根筋条的第二端活络连接，第二圈状固定器套在轴向杆上滑动；设有长度分别大于第一和第二组筋条的第三和第四组筋条，第一和第二两个圈状固定器还分别固定第三组与第四组环绕轴向杆的筋条的第一端，第三组每根筋条的第二端分别与第四组对应一根筋条的第二端活络连接，第三组筋条与第四组筋条形成的夹角小于第一与第二组筋条形成的夹角，形成双层钢筋笼为特征的可变直径钢筋笼，或再以双层相同方式构造三层及以上钢筋笼。