CN113993674B - 混凝土桩的制造方法以及制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混凝土桩的制造方法以及制造装置。具备由外模框主体(10)、外模框排水部(60)、内模框(20)以及端模框(30)构成的模框而构成的混凝土桩的制造装置(100)在模框的成型面设置有与外部连通的排水孔(62a)，模框能够为了压缩成型混凝土桩而缩小扩大桩成型空间(S)。向桩成型空间投入混凝土，缩小桩成型空间而对该混凝土进行压缩成型，将通过该压缩成型而从该混凝土排出的水从排水孔向模框的外部排出，以规定时间保持住，使该混凝土固化。

Description

混凝土桩的制造方法以及制造装置
技术领域
本发明涉及混凝土桩的制造方法以及制造装置。
背景技术
在专利文献1中，记载了通过缩小成型空间来将混凝土压缩成型的技术，作为代替大型的离心力成型机的低成本、低噪音地制造混凝土桩的技术。
在专利文献1中，在模框内配置由硬质聚氨酯等透水性材料构成的部件，作为基于压缩成型的从自混凝土的排出的水的存积空间。
专利文献1：日本特开2015-142966号公报
根据上述现有技术，成型面的一部分能够由硬质聚氨酯等透水性材料构成，但由于压缩成型时的加压而变形，难以尺寸精度良好地成型混凝土桩。另外，在为了抑制变形而将压缩成型时的压力抑制得较低的情况下，无法提高混凝土桩的强度。
另外，来自混凝土的排水停留在配置于模框内的硬质聚氨酯等透水性材料的保水容量，有可能会变得排水不足，因此难以将混凝土桩制造成所希望的含水率、所希望的强度。
发明内容
本发明是鉴于以上的现有技术中的问题而完成的，其课题在于以低成本、低噪音，提高排水效率，高精度及高强度地制造混凝土桩。
本发明的一个方式的混凝土桩的制造方法是，使用在成型面设置有与外部连通的排水孔且能够缩小扩大桩成型空间的模框，向上述桩成型空间投入混凝土，缩小上述桩成型空间而对该混凝土进行压缩成型，将通过该压缩成型而从该混凝土排出的水从上述排水孔向上述模框的外部排出，以规定时间保持住，使该混凝土固化。
本发明的一个方式的混凝土桩的制造装置是具备压缩成型混凝土桩的模框的混凝土桩的制造装置，在上述模框的成型面设置有与外部连通的排水孔，上述模框能够为了压缩成型混凝土桩而缩小扩大桩成型空间。
根据本发明的一个方式的混凝土桩的制造方法，能够以低成本、低噪音，高精度及高强度地制造混凝土桩。
根据本发明的一个方式的混凝土桩的制造装置，不使用模框以外的大规模的装置，也能够以低成本、低噪音，高精度及高强度地制造混凝土桩。
附图说明
图1A是本发明的一个实施方式所涉及的混凝土桩的制造装置的轴向剖视图。
图1B是图1A的B-B线的剖视图。
图2是本发明的一个实施方式所涉及的混凝土桩的制造装置的轴向剖视图，表示将一对型芯拉向了装置中央的状态。
图3是本发明的一个实施方式所涉及的混凝土桩的制造装置的与轴垂直的方向的局部剖视图，是表示外模框排水部的详细情况的图。图3表示没有磁铁的截面。
图4是本发明的一个实施方式所涉及的混凝土桩的制造装置的与轴垂直的局部剖视图，是表示外模框排水部的详细情况的图。图4表示具有磁铁的截面。
图5是表示作为本发明的一个实施方式所涉及的混凝土桩的制造装置的一部分的外模框排水部的详细情况的立体图。
图6是本发明的另一实施方式所涉及的混凝土桩的制造装置的与轴垂直的截面的示意图。
图7是本发明的另一实施方式所涉及的混凝土桩的制造装置的与轴垂直的截面的示意图。
图8是本发明的另一实施方式所涉及的混凝土桩的制造装置的与轴垂直的截面的示意图。
图9是本发明的另一实施方式所涉及的混凝土桩的制造装置的与轴垂直的截面的示意图。
图10是本发明的另一实施方式所涉及的混凝土桩的制造装置的与轴垂直的截面的示意图。
图11是本发明的一个实施方式所涉及的混凝土桩的制造装置的轴向剖视图，表示制造比桩成型空间的轴向长度短的任意长度的两根混凝土桩的状况。
图12是本发明的一个实施方式所涉及的混凝土桩的制造装置的轴向剖视图，表示制造比桩成型空间的轴向长度短的任意长度的一根混凝土桩的状况。
图13是表示作为本发明的另一实施方式所涉及的混凝土桩的制造装置的一部分的外模框排水部的详细情况的立体图。
图14是表示狭缝的配置的一例的俯视图。
图15是表示狭缝的配置的另一例的俯视图。
图16是表示狭缝的配置的另一例的俯视图。
图17是表示狭缝的配置的另一例的俯视图。
图18是用于说明本发明的另一实施方式所涉及的混凝土桩的制造方法的制造设备的俯视图。
图19是用于说明本发明的另一实施方式所涉及的混凝土桩的制造方法的张紧材料以及制造设备的俯视图。
图20是用于说明本发明的另一实施方式所涉及的混凝土桩的制造方法的制造情景的俯视图。
图21是接着图20的制造情景的俯视图。
图22是接着图21的制造情景的俯视图。
图23是接着图22的制造情景的俯视图。
图24是接着图23的制造情景的俯视图。
图25是接着图24的制造情景的俯视图。
图26是作为本发明的又一实施方式所涉及的混凝土桩的制造装置的一部分的外模框主体的剖视图，表示打开的状态。
图27是作为本发明又一实施方式所涉及的混凝土桩的制造装置的一部分的外模框主体的剖视图，表示关闭的状态。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。以下是本发明的一个实施方式，并不限定本发明。
〔实施方式的概要1〕
(装置结构)
如图1A、1B所示，本实施方式的混凝土桩的制造装置100具备：组装成大致方筒状的外模框主体10、配置在外模框主体10的内部的内模框20、以及堵塞外模框主体10的两端的开口的端模框30等。
外模框主体10装配成能够将沿规定方向延伸的钢棒1和固定在该钢棒1的两端的一对接头金属件2收容于内部。
钢棒1例如是预应力混凝土钢棒(PC钢棒)，是成为混凝土桩等混凝土桩的加强钢筋的芯材。即，钢棒1是加强材料，也是用于导入预应力的张紧材料。作为张紧材料，可以应用PC钢丝、PC钢绞线、碳纤维张紧材料等其他材料。
接头金属件2是在其中央侧形成有开口的钢制的板状部件，是成为混凝土桩等混凝土桩的接头端板的部件。
该钢棒1的两端通过螺栓等固定件固定于接头金属件2，钢棒1与一对接头金属件2成为一体。此外，在本实施方式中，12根钢棒1架设在一对接头金属件2之间。
内模框20由一对型芯21、22构成，该一对型芯21、22具有沿着收容于外模框主体10的钢棒1延伸的方向(钢棒1的轴向)朝向末端21a、22a缩径的锥形面，且其末端彼此对置配置。
在一方的型芯21的末端21a侧设置有开口部23，在另一方的型芯22的末端22a侧设置有插通于开口部23的突出部24。
设置于型芯21的末端21a的开口部23是圆筒状的部件，具有供突出部24与其内周面滑动接触的尺寸。
设置于型芯22的末端22a的突出部24是沿着钢棒1的轴向延伸的圆筒状的部件，具有其外周面与开口部23滑动接触而能够在管轴方向上移动的形状。另外，在型芯21、22各自的滑动面确保相当的长度等，防止内模框20的中间松弛。
因此，在该内模框20设置于外模框主体10内的状态下，在内模框20的锥形面与外模框主体10之间形成有投入混凝土的桩成型空间S。
另外，内模框20的一对型芯21、22在内侧具有中空部分，在该中空部分设置有使型芯21、22沿着钢棒1的轴向移动的移动机构亦即气缸装置40。
气缸装置40例如是双动式液压缸，具备缸筒41和活塞杆42。缸筒41连结于一方的型芯21，活塞杆42连结于另一方的型芯22。特别是，缸筒41经由能够通过远程操作进行开闭来切换装卸状态的连结销43而连结于型芯21。
通过使该气缸装置40动作来使活塞杆42相对于缸筒41进退，从而能够使一方的型芯21的末端21a与另一方的型芯22的末端22a接近或分离。而且，通过气缸装置40使一对型芯21、22接近或分离，由此能够使一对型芯21、22滑动，以使设置于一方的型芯21的末端21a的开口部23与设置于另一方的型芯22的末端22a的突出部24滑动接触地移动。
端模框30配设于外模框主体10的长度方向的两端。
在该端模框30设置有将构成内模框20的型芯21、22的后端部21b、22b支承为能够滑动的凹部30a。
另外，在端模框30的内表面设置有具有弹性的缓冲件50，固定在收容于外模框主体10的钢棒1的两端的一对接头金属件2经由缓冲件50抵接于端模框30。该缓冲件50例如是发泡苯乙烯制、硬质海绵等的板状部件，与接头金属件2同样地在中央侧形成有开口。
在外模框主体10内的四个角配置有外模框排水部60。将外模框主体10与外模框排水部60合在一起，相当于成型混凝土桩的外壁面的外模框。
如图3所示，外模框排水部60具备保持部61和有孔成型板62。有孔成型板62保持于保持部61。有孔成型板62形成成型混凝土桩的外壁面的成型面。另外，根据构造，保持部61也形成成型混凝土桩的外壁面的成型面，但也可以构成为不由保持部61形成该成型面，即保持部61不露出于桩成型空间S。
在有孔成型板62设置有排水孔62a。排水孔62a与外部连通。
另外，在有孔成型板62的设置有排水孔62a的成型面以覆盖排水孔62a的方式设置有透水过滤器63。通过使用透水过滤器63，能够防止排水孔62a的堵塞、混凝土向有孔成型板62的附着，能够实现有孔成型板62的反复使用中的低维护性且生产率提高。另外，通过使用透水过滤器63，能够防止或减轻排水孔62a的痕迹向混凝土面转印，从而能够精美地成型混凝土桩。透水过滤器63为一次性规格，通过每次更换为未使用的透水过滤器63来迅速地恢复排水性，并且有孔成型板62的使用寿命也能够延长，因此能够实现低维护性和低成本性，并且能够提高生产率。
如以上那样，本制造装置100的模框在桩成型空间S的轴的周围的四方分散地设置有排水孔62a。排水孔62a的位置分散，排水性良好。此外，对于桩成型空间S，在称为“轴”时，是指与由桩成型空间S成型的混凝土桩的轴对应的轴线。
在本实施方式中，将桩成型空间S的与轴向垂直的截面设为八角形截面，该八角形截面为外模框主体10形成的矩形截面的四角被外模框排水部60形成的短边切下而成的形态。该八角形是将长边与短边交替连接的八角形，且在短边配置排水孔62a，由此将排水孔62a分散在四方。
保持部61只要作为一体的一部分形成于外模框主体10，或者通过焊接等固定于外模框主体10就足够了。
排水孔62a不限于图示的形状，也可以是从成型面上的开口端朝向外部扩展的形状。能够使排水性更加良好。
有孔成型板62构成排水孔62a和设置有排水孔62a的部位的成型面，相对于保持部61可装卸。例如，使有孔成型板62为钢板等可磁力吸附的材料，并且如图4及图5所示，在保持部61的规定部位固定磁铁64，从而能够利用磁铁64的磁力吸附保持有孔成型板62，并且能够取下。通过取下有孔成型板62，能够容易地进行消除排水孔62a的堵塞等的清扫、维护。另外，在桩制造后，通过将该制造时使用的有孔成型板62更换为新的或清扫过的有孔成型板62，能够迅速地移至下一桩制造，并且由于节省了使用过的有孔成型板62的维护时间，因此制造效率提高。
此外，设置磁铁64的部位沿着与混凝土桩的轴向相当的保持部61的长度方向为几处至十几处(基于长度)，磁铁64彼此之间作为从排水孔62a向外部排水的排水路径而空出。
(制造方法)
接下来，对使用混凝土桩的制造装置100的混凝土桩的制造方法进行说明。
首先，将多个(例如12根)钢棒1以架设的方式安装在一对接头金属件2之间。
以将固定于该一对接头金属件2之间的钢棒1收容于内部的方式，装配在钢棒1的延伸方向长条的方筒状的外模框主体10。
另外，在该外模框主体10的角部的保持部61安装附属设置有透水过滤器63的有孔成型板62(参照图3、4)。
接着，从一方的接头金属件2的开口插入一方的型芯21，从另一方的接头金属件2的开口插入另一方的型芯22。此外，活塞杆42连结于另一方的型芯22，在型芯22侧安装有气缸装置40。
然后，在一对接头金属件2之间的大致中央，将设置于另一方的型芯22的末端22a的突出部24插入到设置于一方的型芯21的末端21a的开口部23，在突出部24插通开口部23的状态下组装一对型芯21、22。
另外，在将型芯22的突出部24插入到型芯21的开口部23时，安装于另一方的型芯22的气缸装置40的缸筒41被插入到一方的型芯21内。在该缸筒41到达型芯21内的规定位置时，通过远程操作使连结销43动作，将缸筒41连结于型芯21。
通过这样经由气缸装置40连结一对型芯21、22，从而在使气缸装置40动作的情况下，能够使一方的型芯21的末端21a与另一方的型芯22的末端22a接近或分离的内模框20组成。
接着，在接头金属件2与端模框30之间夹住缓冲件50，将端模框30固定设置于外模框主体10的两端。此时，将构成内模框20的型芯21、22的后端部21b、22b嵌入端模框30的凹部30a，将端模框30组装于外模框主体10。
这样，混凝土桩的制造装置100组成图1A、1B所示的状态。
接着，从在外模框主体10设置的投入口(省略图示)注入混凝土，向一对接头金属件2之间，即外模框主体10和外模框排水部60与内模框20之间的桩成型空间S投入混凝土。此时，优选通过使气缸装置40动作，反复进行使一对型芯21、22接近分离的进退，来促进混凝土的流动性，并且使混凝土填充到桩成型空间S内。
然后，在将规定量的混凝土填充到桩成型空间S后，关闭投入口(省略图示)。
接着，如图2所示，以将活塞杆42拉入缸筒41的方式使气缸装置40动作，使一方的型芯21的末端21a与另一方的型芯22的末端22a接近。
这样，呈朝向末端21a、22a末端变细的锥形形状的一对型芯21、22被拉向制造装置100的中央侧以使彼此的末端21a、22a接近，由此填充有混凝土的桩成型空间S被压缩，桩成型空间S内的内压上升而混凝土成为被加压的状态。从混凝土排出的水从排水孔62a向模框的外部排出。
然后，在将一对型芯21、22拉向了装置的中央侧的状态下以规定时间保持住，以使制造装置100内的混凝土的内压成为设定值，使混凝土固化。
此外，在图2中，省略了填充于桩成型空间S的混凝土的图示。
这里，对将使一对型芯21、22彼此的末端21a、22a接近的状态以规定时间保持住的工序进行说明。
若将一对型芯21、22拉向制造装置100的中央侧，则一对接头金属件2间的桩成型空间S被压缩，填充于该桩成型空间S的混凝土被均匀地加压，因此按压力作用于面向桩成型空间S的接头金属件2，一对接头金属件2向相互分离的方向被按压而朝向端模框30被按压。
此时，由于在接头金属件2与端模框30之间夹设有缓冲件50，因此一对接头金属件2分别朝向端模框30被按压时的钢棒1的伸长被缓冲件50吸收，预张力被导入钢棒1。
通过这样对填充于桩成型空间S的混凝土进行加压保持，能够向钢棒1导入预张力，并且将混凝土加压以规定时间保持住而使其固化，由此利用导入了预张力的钢棒1向内模框20的脱模后的混凝土导入预应力。
此外，将一对型芯21、22拉向制造装置100的中央侧的移动量取决于混凝土中的多余水、空气，因此预先取得混凝土的配合与混凝土的容积变化及内压变化的相关，由此能够在型芯21、22的末端彼此抵接的状态下将混凝土的内压调整为所希望的设定值。
另外，只要在型芯21、22的末端彼此抵接的状态下对混凝土进行加压保持并使其固化，则固化后的混凝土与型芯21、22的锥形面接触，因此内模框20的脱模变得容易。
接着，维持将一对型芯21、22拉向了制造装置100的中央侧的状态，将制造装置100内的混凝土加压以规定时间保持住而使混凝土固化后，以将活塞杆42从缸筒41推出的方式使气缸装置40动作，使一对型芯21、22的末端21a、22a以分离的方式移动而使内模框20脱模。
另外，在将端模框30脱模后，通过远程操作使连结销43动作，将缸筒41从型芯21取下，将一方的型芯21和另一方的型芯22分别取下。进而，将外模框主体10脱模而获得混凝土桩。
然后，脱模后的混凝土桩例如分别被片材覆盖并进行蒸汽养护等高温下的湿润养护后完成。
通过这样导入了预张力的钢棒1，能够制造混凝土中导入有预应力的预应力混凝土桩(PC桩)。
此外，除了以上说明的预张力方式之外，后张力方式的PC桩也能够通过本制造装置100来制造。制造后张力方式的PC桩的情况下的要点如下。将护套及穿过该护套的PC钢材以使一对接头金属件2之间相连的方式设置在外模框主体10内来代替上述钢棒1。此时，PC钢材的两端分别设置为经过设置于一对接头金属件2的孔并伸出。不需要设置缓冲件50。其他同样地实施，在脱模后的混凝土桩的混凝土凝固后，以拉伸的形式张紧上述PC钢材的两端，将来自一对接头金属件2的预应力导入混凝土。在PC钢材的张紧后，向护套内注入灌浆来使混凝土与PC钢材成为一体。
如以上那样，本实施方式的混凝土桩的制造装置100的构造简单，能够容易地进行制造装置100的设置、撤除，因此能够将该制造装置100设置在施工现场，在各施工现场使用预拌混凝土、现场搅拌混凝土来制造混凝土桩。
而且，如果能够在施工现场制造混凝土桩，则不需要大的工厂设备，并且能够削减从工厂向施工现场运送作为重量物的混凝土桩的成本，因此能够实现产品成本、施工成本的降低。
另外，在使用该混凝土桩的制造装置100的制造方法中，由于不进行现有技术那样的离心力成型、振动压实，因此不需要对模框实施过大的加强，并且模框损伤也少，维护容易，因此能够削减制造装置100的维持费，从而能够实现产品成本、施工成本的降低。另外，由于不伴有噪音、振动，因此对现场周边环境没有影响。
即，根据使用本实施方式的混凝土桩的制造装置100的混凝土桩的制造方法，能够以低成本制造混凝土桩等混凝土桩，能够以低成本进行施工。
另外，在该制造装置100中采用由通过气缸装置40而接近分离的一对型芯21、22构成的内模框20，由此能够对填充于制造装置100内的桩成型空间S的混凝土适当地加压，能够将混凝土中含有的多余水、空气良好地排出，因此不进行离心力、振动等的压实，也能够形成密实的混凝土，从而能够制造高强度且高质量的混凝土桩。
另外，通过在该制造装置100中的外模框主体10的角部设置外模框排水部60，混凝土的多余水的排出变得容易，能够减小W/C(水灰比)，从而能够实现混凝土桩的强度提高。此时，外模框排水部60通过在钢板等构造件设置有排水孔62a的有孔成型板62来形成成型面，由此不会因压缩成型时的加压而变形，从而能够高精度地成型混凝土桩。另外，由于排水孔62a与外部连通，因此不会变得排水不充分，从而能够将混凝土桩制造成所希望的W/C(水灰比)、所希望的强度。
另外，在使混凝土固化时，通过内模框20的型芯21、22对混凝土加压，由此对一对接头金属件2作用向相互分离的方向的按压力，在固定于接头金属件2的钢棒1沿其轴向导入预张力，因此在内模框20脱模后预应力被导入混凝土。
因此，在制造混凝土桩时，不需要另外准备用于向钢棒1导入预张力的特殊的工具、装置，能够省去用于预先向钢棒1导入预张力的麻烦。即，根据具备由通过气缸装置40而接近分离的一对型芯21、22构成的内模框20的混凝土桩的制造装置100，能够容易地制造导入了预应力的混凝土桩。
此外，在以上的实施方式中，通过气缸装置40使一对型芯21、22一起移动并将它们拉向制造装置100的中央侧以使彼此的末端接近，但本发明不限定于此，例如也可以将一方的型芯21固定于端模框30侧，通过气缸装置40的动作使另一方的型芯22移动并接近一方的型芯21。
另外，不限于在型芯21、22的末端侧设置气缸装置40，例如也可以是在一方的型芯21的后端部21b设置气缸装置40，使活塞杆42贯通至另一方的型芯的后端部22b而连结的结构，也可以是在型芯21、22的后端部21b、22b侧分别设置气缸装置，将型芯21、22向装置中央侧推出的结构。再者，也可以预先使型芯21、22的末端彼此抵接，利用混凝土投入时的泵压进行加压。
另外，在本实施方式中，通过在接头金属件2与端模框30之间配设缓冲件50来向钢棒1导入预张力，但在接头金属件2与端模框30之间没有配设缓冲件50的情况下，只要在内模框20脱模前对钢棒1施加张力，向脱模后的混凝土导入预应力即可。
〔实施方式的概要2〕
另外，对以以上的实施方式为基础的各种的其他实施方式进行说明。
(1)在成型混凝土桩的外壁面的成型面设置有排水孔62a的情况下，其部位能够任意地选择。也可以不是角部，而是如图6所示，在面积最大的平面设置排水孔62a。在该情况下，也可以设置覆盖排水孔62a的透水过滤器来实施。
(2)另外，所使用的模框也可以如图7所示，在成型混凝土桩的中空部内壁面的成型面设置有排水孔62a。在该情况下，也可以设置覆盖排水孔62a的透水过滤器来实施。由于不用设置于成型混凝土桩的外壁面的成型面，因此在排水孔62a的痕迹残留在混凝土面的情况下，能够使其不露出于外部。
不拘泥于此，也可以在成型混凝土桩的外壁面的成型面、和成型混凝土桩的中空部内壁面的成型面的双方设置有排水孔62a。排水性变得良好。
(3)如图8所示，也可以使用如下制造装置：具备使外模框主体10的一部分10A相对于邻接的其他部分10B沿着与桩成型空间S的轴向垂直的方向滑动的气缸装置等移动机构71，通过该移动机构71能够缩小扩大桩成型空间S。图8示出了使移动的一部分10A为制造时上面部的例子，但也可以使该移动的一部分为制造时单侧面部、制造时两侧面部。此外，这是因为“制造时”只不过是指将混凝土桩以横倒的配置进行制造时的配置。
另外，移动的一部分10A的移动方式也是任意的，也可以不倾动而移动，或者一边倾动一边移动，由此将混凝土桩的与轴向垂直的截面分别形成为正方形、长方形、梯形、平行四边形等截面。另外，通过将模框部件彼此的连结与后述(图26、图27)的铰链构造一并或单独地实施，能够根据铰链部的连结角度使截面形状变形，从而能够容易地分别形成截面形状。
(4)另外，如图9所示，也可以实施在桩成型空间S的轴的周围的四方分散地配置钢棒1的方法。例如，如图9所示，也可以将钢棒1限定在四个角共计4根并内置于混凝土桩。能够抑制钢棒1的数量，因此能够缩短配置钢棒1的作业时间。
(5)另一方面，如图10所示，也可以设置多于4根的根数的钢棒1。
接头金属件2具有钢棒1的连接孔2a，制作两种以上的连接孔2a的数量、配置以及内径中的任意一个或两个以上不同的接头金属件。
然后，从2种以上的接头金属件中选择1种，并选择配设与所选择的该接头金属件对应的钢棒。
由此，能够容易地选择钢棒1的直径、根数、设置位置。
(6)另外，不需要使用制造装置100的桩成型空间S的遍及全长的全部。
在桩成型空间S中，将沿轴向分隔桩成型空间S的间隔件设置在该轴向的任意位置，向该间隔件的单侧或两侧投入混凝土，由此能够制造比桩成型空间S的轴向长度短的任意长度的混凝土桩。
例如，如图11所示，在桩成型空间S内的长度La的范围设置钢棒1和固定在其两端的一对接头金属件2的一组，在长度Lb的范围设置另一钢棒1和固定在其两端的一对接头金属件2的另一组，填充混凝土，进行成型。由此，能够一次制造长度La的混凝土桩和长度Lb的混凝土桩。此外，在接头金属件2作为间隔件充分发挥功能的情况下，将其用作间隔件。也可以插入其他分隔部件。
另外，如图12所示，通过在未投入混凝土的单侧的空间(长度Lc相当部)设置型箱80，能够容易保持投入混凝土的一侧的空间(长度Ld相当部)。此外，为了阻止混凝土的漏出，适当地设置将型芯21、22密封为可滑动的密封部件(81)。
根据以上的制造方法，能够利用一个模框制造长度不同的混凝土桩，无需准备长度不同的模框。另外，也能够一次制造多根混凝土桩。
在图11、图12中，记载了使间隔件为一处而将桩成型空间S分割成两部分的情况，但也可以使间隔件为两处以上而将桩成型空间S分割成三部分以上来实施。
(7)狭缝状的排水孔
使上述排水孔62a为狭缝状的排水孔(狭缝)，能够进行同样的实施。
图13表示使在上述有孔成型板62设置的排水孔62a为狭缝状的例子。
在图13所示的例子中，狭缝状的排水孔62a在有孔成型板62的中央沿长度方向(轴向)较长地形成。图14表示俯视图。
图15、图16表示其他例子。在图15所示的例子中，并列设置有多个狭缝状的排水孔62a、62a。并列数是任意的。
狭缝状的排水孔62a也可以在长度方向上分割为多个而设置。在图16所示的例子中，使狭缝状的排水孔62a、62a···为彼此相邻且偏移的3列，在长度方向上分割为多个。
在以上的结构中，由一个构件构成一个狭缝状的排水孔62a。
也可以由两个以上的构件构成一个狭缝状的排水孔62a。例如，如图17所示，在有孔成型板62的侧缘部设置切口，利用在有孔成型板62与保持部61之间产生的间隙，能够构成狭缝状的排水孔62a。这样，在图17的例子中，使狭缝为能够在该狭缝的宽度方向上分割的对半分构件。
通过使以上那样的狭缝状的排水孔62a的宽度变窄，即使不使用透水过滤器63也能够充分确保混凝土与水的分离性，从而能够实现装置结构以及作业的简单化。
另外，通过使狭缝状的排水孔62a的宽度变窄，毛细管现象在排水孔62a作用，由此，发挥排水能力。
通过延长狭缝状的排水孔62a的长度，能够将排水孔面积确保得较大，从而能够确保充分的排水能力。
如果应用狭缝状的排水孔62a，则与图5所示的圆孔相比，由于毛细管现象发挥作用，因此用于确保必要的排水能力的排水孔62a的总面积较小即可。排水孔62a不仅数量能够减少与圆孔相比总面积减小的量，而且能够在轴向上较长地形成，因此与圆孔相比能够大幅减少。若排水孔62a的数量和总面积少，则还具有排水孔62a的一个一个的堵塞除去等清扫作业容易的效果。由于清扫作业容易，因此清扫时间缩短，能够提前移至下一制造，由此一个制造周期缩短，生产率提高。
另外，如上述那样，在由两个以上的构件构成一个狭缝状的排水孔62a的情况下，能够分解而进行清扫作业，因此清扫作业更加容易。在狭缝能够在该狭缝的宽度方向上分割的情况下，通过分解而狭缝内较大地敞开，因此清扫作业更加容易。
(8)其他制造方法
在上述制造方法中，通过一对型芯21、22的轴向的收缩而对混凝土进行压缩成型，与此同时进行向张紧材料的预张力(拉伸应力)的导入，但也有如以下那样，在混凝土的压缩成型前进行的方法。
因此，制造装置除上述结构以外，还具有以下结构。图18-图25是从上方观察的图。
如图18所示，一对端模框30、30具有孔部30b，该孔部30b能够供在桩成型空间S内沿轴向延伸的张紧材料(钢棒1)的两端部贯通并向该端模框30的外侧伸出。
具备：第一卡止件91a、92a、91b、92b，如图19等所示，将从孔部30b伸出的张紧材料(钢棒1)的两端部卡止于一对型芯21、22；和第二卡止件93a、93b，如图18等所示，将从孔部30b伸出的张紧材料(钢棒1)的两端部卡止于一对端模框30、30。
第一卡止件91a、92a、91b、92b由固定于型芯21、22的端部外周的凸缘91a、91b和紧固于张紧材料(钢棒1)的螺母或楔式紧固件等紧固件92a、92b构成。作为第二卡止件93a、93b，也应用紧固于张紧材料(钢棒1)的螺母或楔式紧固件等紧固件93a、93b。紧固件92a、92b、93a、93b根据张紧材料的种类适当地选择。在不使用螺钉的情况下，可以使用楔式紧固件等摩擦式紧固件。
此外，在上述实施方式中设置的缓冲件50(参照图1A)在本实施方式中不需要。另外，如图18所示，张紧材料(钢棒1)的向端模框30的外侧伸出的部分通过使用联接器94a、94b接上其他钢棒等而延长，确保必要的长度(图20-图25中没有联接器)。能够缩短未装入混凝土桩的部分。联接器和用于延长的其他钢棒材等能够反复使用，后述的被切断的张紧材料(钢棒1)的不必要的飞出部分减少，能够削减混凝土桩的制造成本。
然后，如下实施制造过程。
如图20所示，组装外模框主体10(除上盖部10u之外)、内模框20(参照图1A)、端模框30来构成桩成型空间S的四方、底面，在桩成型空间S放进沿桩成型空间S的轴向延伸的张紧材料(钢棒1)。上述的一对接头金属件2也根据需要放进在桩成型空间S内，但省略图示。端模框30、30和必要根数的张紧材料(钢棒1)可以如图18所示预先装配。
利用第一卡止件91a、92a将张紧材料(钢棒1)的两端部中的一方卡止于型芯21，利用第一卡止件91b、92b将另一方卡止于型芯22。
如以上那样，在利用了第一卡止件91a、92a、91b、92b之后，使用移动机构(气缸装置40)使一对型芯21、22沿轴向伸长而扩大桩成型空间S，并且使张紧材料(钢棒1)产生拉伸应力。该状态为图20。
接下来，通过外模框主体10以及端模框30、30，将张紧材料(钢棒1)约束在产生了拉伸应力的状态。为此利用第二卡止件。如图21所示，将第二卡止件的紧固件93a、93b紧固于张紧材料(钢棒1)，该紧固件93a、93b成为被按压至端模框30、30的外表面的状态。
接下来，如图22所示，向桩成型空间S投入混凝土C。
接下来，如图23所示，将第一卡止件的紧固件92a、92b从张紧材料(钢棒1)取下。组装外模框主体10中的上盖部10u，进行合模。
之后的混凝土成型工序与上述制造方法相同。即，如图24所示，使用移动机构(气缸装置40)使一对型芯21、22沿轴向收缩而缩小桩成型空间S来对该混凝土C进行压缩成型，将通过该压缩成型而从该混凝土C排出的水从排水孔62a向模框的外部排出，以规定时间保持住，在使张紧材料(钢棒1)产生拉伸应力的状态下使该混凝土C固化。
混凝土C固化后，如图25所示，进行脱模，将加压预应力混凝土桩PC1取出。只要使紧固件93a、93b松动就能够取下端模框30、30，张紧材料(钢棒1)的不必要的飞出部分切断。
根据以上的制造方法，能够有效地利用型芯21、22的伸缩功能来抑制机械结构的大规模化，并且能够从混凝土的压缩成型工序独立地进行向张紧材料导入预张力(拉伸应力)的工序，因此能够制造具有更高的预张力等所希望的预张力的加压预应力混凝土桩。利用型芯21、22的伸缩这样的共通的机械功能，能够相互独立地控制混凝土的压缩状态、和张紧材料的预张力的大小。
在以上的实施方式中，外模框主体10的与轴向垂直的截面形状呈矩形状，桩成型空间S的与轴向垂直的截面形状呈八角形，但本发明不限定于此，其截面形状是任意的。例如，也可以使外模框主体10的截面形状为圆形，即使桩成型空间S为圆筒形，使有孔成型板为与该圆筒的外周面的一部分嵌合的圆弧状的板。另外，型芯21、22也同样，其截面形状是任意的。
另外，本发明的技术不限于制造PC桩作为混凝土桩，也能够应用钢筋作为加强材料，应用于钢筋混凝土桩(RC桩)的制造。
在上述实施方式中，将狭缝状的排水孔62a形成在有孔成型板62或有孔成型板62与保持部61之间，但狭缝状的排水孔62a也能够设置于外模框主体10、内模框20、端模框30等各种部位。
如图26、图27所示，也可以将外模框主体10的底面部10b与侧面部10L、10R之间的间隙作为狭缝状的排水孔62a。
在该情况下，通过铰链连结来开闭底面部模框部件10b和侧面部模框部件10L、10R，如图27所示，在合模时，狭缝状的排水孔62a成为规定的间隙尺寸，能够作为排水孔发挥功能。该情况下的狭缝状的排水孔62a在轴向上连续规定尺寸。没有设置狭缝的部分只要是部件彼此接触的构造即可。另外，如图26所示，在开模时，狭缝状的排水孔62a的内部也被打开得较大，因此清扫变得容易。不需要上述有孔成型板62那样的用于设置排水孔的特别的构件，从而模框的结构简单化。
虽然未图示，但也可以在上盖部10u与侧面部10L、10R之间设置间隙，将其作为狭缝状的排水孔。在该情况下，将上盖部10u与一方的侧面部10L或10R铰链连结而使上盖部10u能够开闭，由此能够同样地实施。
另外，上盖部10u、侧面部10L、10R、底面部10b等外模框10的构成部彼此的连结也可以不是铰链连结。只要构成为在将外模框10装配并合模时，在相邻的构成部彼此之间呈狭缝状残留有间隙，并将该间隙作为狭缝状的排水孔62a即可。
工业上的利用可能性
本发明能够利用于混凝土桩的制造。
附图标记说明
1…钢棒；2…接头金属件；2a…连接孔；10…外模框主体；20…内模框；21、22…型芯；30…端模框；40…气缸装置；41…缸筒；42…活塞杆；43…连结销；50…缓冲件；60…外模框排水部；61…保持部；62…有孔成型板；62a…排水孔；63…透水过滤器；64…磁铁；71…移动机构；100…制造装置；S…桩成型空间。

Claims (13)

1.一种混凝土桩的制造方法，其中，
使用在成型面设置有与外部连通的排水孔，且能够缩小扩大桩成型空间的模框，
向所述桩成型空间投入混凝土，缩小所述桩成型空间而对该混凝土进行压缩成型，将通过该压缩成型而从该混凝土排出的水从所述排水孔向所述模框的外部排出，以规定时间保持住，使该混凝土固化，
所述模框具有成型混凝土桩的外壁面的外模框、成型混凝土桩的中空部内壁面的内模框、以及成型混凝土桩的上下端面的一对端模框，
所述外模框由被铰链连结的多个构成部构成，在合模时由相邻的该构成部彼此的间隙沿着铰链的轴向呈狭缝状地构成所述排水孔并且具有所述构成部彼此接触的部分，能够在清扫时将所述间隙打开得比合模时大，在所述排水孔没有设置透水过滤器。
2.根据权利要求1所述的混凝土桩的制造方法，其中，
所述排水孔为从成型面上的开口端朝向外部扩展的形状。
3.根据权利要求1所述的混凝土桩的制造方法，其中，
使用使所述外模框的一部分相对于邻接的其他部分沿着与所述桩成型空间的轴向垂直的方向滑动的移动机构，通过该移动机构来缩小扩大所述桩成型空间。
4.根据权利要求1所述的混凝土桩的制造方法，其中，
所述内模框由一对型芯构成，所述一对型芯具有沿着所述桩成型空间的轴向朝向末端缩径的锥形面，且使该一对型芯的末端彼此对置配置，
通过所述端模框，将所述一对型芯的后端部支承为能够滑动，
使用使至少一方的型芯沿着所述轴向滑动，以使所述一对型芯彼此的末端接近分离的移动机构，通过该移动机构来缩小扩大所述桩成型空间。
5.根据权利要求1所述的混凝土桩的制造方法，其中，
将沿所述桩成型空间的轴向延伸的张紧材料、和固定在该张紧材料的两端的一对接头金属件放进于所述桩成型空间，然后对混凝土进行压缩成型。
6.根据权利要求5所述的混凝土桩的制造方法，其中，
所述接头金属件具有所述张紧材料的连接孔，
制作两种以上所述连接孔的数量、配置以及内径中的任意一个或二个以上不同的所述接头金属件，
从所述两种以上的接头金属件中选择1种，与所选择的该接头金属件对应地配设所述张紧材料。
7.根据权利要求1所述的混凝土桩的制造方法，其中，
在所述桩成型空间中，将沿轴向分隔所述桩成型空间的间隔件设置在该轴向的任意位置，向该间隔件的单侧或两侧投入混凝土，由此制造比所述桩成型空间的轴向长度短的任意长度的混凝土桩。
8.根据权利要求4所述的混凝土桩的制造方法，其中，
将沿所述桩成型空间的轴向延伸的张紧材料放进于所述桩成型空间，
将所述张紧材料的两端部中的一方卡止于所述一对型芯中的一方，将所述张紧材料的两端部中的另一方卡止于所述一对型芯中的另一方，
使用所述移动机构使所述一对型芯沿所述轴向伸长而扩大所述桩成型空间，并且使所述张紧材料产生拉伸应力，
通过所述外模框及所述端模框将所述张紧材料约束在产生所述拉伸应力的状态，
向所述桩成型空间投入混凝土，使用所述移动机构使所述一对型芯沿所述轴向收缩而缩小所述桩成型空间来对该混凝土进行压缩成型，将通过该压缩成型而从该混凝土排出的水从所述排水孔向所述模框的外部排出，以规定时间保持住，在使所述张紧材料产生拉伸应力的状态下使该混凝土固化。
9.一种混凝土桩的制造装置，是具备将混凝土桩压缩成型的模框的混凝土桩的制造装置，其中，
在所述模框的成型面设置有与外部连通的排水孔，
所述模框能够为了将混凝土桩压缩成型而缩小扩大桩成型空间，
所述模框具有成型混凝土桩的外壁面的外模框、成型混凝土桩的中空部内壁面的内模框、以及成型混凝土桩的上下端面的一对端模框，
所述外模框由被铰链连结的多个构成部构成，在合模时由相邻的该构成部彼此的间隙沿着铰链的轴向呈狭缝状地构成所述排水孔并且具有所述构成部彼此接触的部分，能够在清扫时将所述间隙打开得比合模时大，在所述排水孔没有设置透水过滤器。
10.根据权利要求9所述的混凝土桩的制造装置，其中，
所述排水孔为从成型面上的开口端朝向外部扩展的形状。
11.根据权利要求9所述的混凝土桩的制造装置，其中，
具备使所述外模框的一部分相对于邻接的其他部分沿着与所述桩成型空间的轴向垂直的方向滑动的移动机构，能够通过该移动机构来缩小扩大所述桩成型空间。
12.根据权利要求9所述的混凝土桩的制造装置，其中，
所述内模框由一对型芯构成，所述一对型芯具有沿着所述桩成型空间的轴向朝向末端缩径的锥形面，且该一对型芯的末端彼此对置配置，
所述端模框将所述一对型芯的后端部支承为能够滑动，
所述制造装置具备使至少一方的型芯沿着所述轴向滑动，以使所述一对型芯彼此的末端接近分离的移动机构，能够通过该移动机构来缩小扩大所述桩成型空间。
13.根据权利要求12所述的混凝土桩的制造装置，其中，
所述一对端模框具有孔部，所述孔部能够供在所述桩成型空间内沿所述轴向延伸的张紧材料的两端部贯通并向该端模框的外侧伸出，
所述制造装置具备：第一卡止件，将从所述孔部伸出的张紧材料的两端部卡止于所述一对型芯；和第二卡止件，将从所述孔部伸出的张紧材料的两端部卡止于所述一对端模框，
能够在利用了所述第一卡止件之后，使用所述移动机构使所述一对型芯沿所述轴向伸长而扩大所述桩成型空间，并且使所述张紧材料产生拉伸应力，
能够利用所述第二卡止件，通过所述外模框及所述端模框，将所述张紧材料约束在产生所述拉伸应力的状态。
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