CN115214015A - 一种h型混凝土桩的制备方法 - Google Patents

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俞晓东
杨维朴
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Abstract

本发明涉及一种H型混凝土桩的制备方法，核心点在于拆模架的设置，无需额外在厂房地面再浇筑反力墙，拆模架作为模块化部件，可预制，吊入厂房即可，利于厂房改建。只需在现有管桩厂房开辟出一块空地放置拆模架，便可在拆模架上完成预应力筋及箍筋的设置、预应力筋的预张拉、合模及拆模。整个制备过程各步骤之间衔接非常合理高效，刚刚浇筑好的H型混凝土桩可以与模具一起吊运至蒸养池进行养护，可提高蒸养效率，减少蒸养时间，可直接在现有管桩厂房、蒸养池等现有设施设备的基础上采用该制备方法生产H型混凝土桩，而不必为实现原位蒸养对厂房和地基进行大范围的改造，极大降低成本。

Description

一种H型混凝土桩的制备方法
技术领域
本发明属于各类建筑结构体系的桩基基础工程的技术领域，尤其涉及一种用于制备H型混凝土桩的制造方法。
背景技术
按照桩形来分，较为常见的混凝土预应力桩有管桩、方桩、T型桩、H型桩等，各种不同类型的桩都有各自的特点，可根据不同场合环境选择使用。以H型桩为例，包括两个翼缘及连接两个翼缘的腹板，H型混凝土桩的横截面为由两个翼缘及连接两个翼缘的腹板构成的H形，两个翼缘和腹板在H型混凝土桩的两侧形成沿桩体长度方向延伸的凹槽部。H型混凝土桩与圆形、方形、T型、或其它横截面形状的混凝土桩相比，其在抗侧向土压力、抗水压力、抗波浪力及抗倾覆的稳定性方面均更胜一筹。故H型混凝土桩适合用于基坑维护、边坡稳定及河岸防护工程中。
如一申请号为CN201610197475.3(公开号为CN105643776A)的中国发明专利《用于制备H型混凝土桩的模具》就披露了这样一种用于制备H型混凝土桩的模具，包括左模板、右模板和下模板，下模板位于左模板和右模板之间；左模板和右模板由翻转驱动机构驱动而能翻转并能与下模板一起共同围成与H型混凝土桩的外形匹配的型腔；其特征在于：还包括位于下模板左右两侧并能左右滑移的左移动座和右移动座，所述左模板铰接在左移动座上，右模板铰接在右移动座上；所述翻转驱动机构包括左翻转油缸和右翻转油缸，其中，左翻转油缸安装在左移动座上并与左模板铰接，右翻转油缸安装在右移动座上并与右模板铰接。这种结构使得左右模板不仅能由翻转油缸驱动翻转，而且还可与翻转油缸同步左右滑移，便于制造复杂结构H型混凝土桩时的脱模。
因前述用于制备H型混凝土桩的模具的制备方法整个固定在厂房内不能移动，故采用该模具制备桩时只能在原位对桩进行蒸养，原位蒸养与传统的蒸养池蒸养相比，其蒸养效率低下，蒸养耗时长，极大增加模具生产成本。原位蒸养需要对厂房针对性改造，现有的管桩厂房不能直接使用，也即需要另外建设厂房和地基础，而新厂房和地基础的建设需要花费巨资，极大增加原本具有管桩厂房的投资者的资金投入。
为此现有H型支护桩模具及制造方法还可做更进一步的改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种步骤流程设计合理的H型混凝土桩的制备方法，该制备方法可直接利用现有管桩厂房内的现有设施设备进行H型混凝土桩的制备，而不必为实现原位蒸养对厂房和地基进行大范围的改造，极大降低成本。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种H型混凝土桩的制备方法，其特征在于，生产中需要使用模具和拆模架，所述模具包括两块侧模板、底模板、前固定板、后固定板及张拉板、张拉杆，两块侧模板与底模板可拆卸分离；所述拆模架的两端分别固定有前反力墙板和后反力墙板，具体包括以下步骤：
步骤1、将底模板置于拆模架上，将前反力墙板与前固定板固定，前固定板抵靠贴合在底模板的前端面，在底模板上放置张拉板，张拉杆的一端连接在张拉板上并穿过后固定板，后固定板抵靠贴合在底模板的后端面；后反力墙板上安装有张拉液压缸，张拉液压缸与张拉杆的另一端连接固定；
步骤2、在底模板上纵向布置预应力筋，所述预应力筋的一端锚固在前固定板上，预应力筋的另一端锚固在张拉板上；
步骤3、启动张拉液压缸对预应力筋进行预张拉，再将若干箍筋间隔设置在预应力筋上并与预应力筋进行绑扎；
步骤4、将置于拆模架上的两块侧模板与底模板合拢并固定在一起。
步骤5、用锁紧螺母将张拉杆锁定在后固定板上，使得前固定板抵靠贴合在侧模板、底模板的前端面，后固定板抵靠贴合在侧模板、底模板后端面；
步骤6、将张拉液压缸与张拉杆分离，拆卸掉前反力墙板与前固定板之间的连接；
步骤7、将带有预应力筋、箍筋、张拉板、张拉杆、前固定板和后固定板的模具整体吊运至喂料区，采用张拉液压缸对预应力筋进行二次张拉，张拉到位后，再旋转锁紧螺母，将张拉杆锁定在固定板上，接着开始喂料；
步骤8、喂料并振捣密实后再将模具整体吊至养护池蒸养，待蒸养结束后再将模具及H型混凝土桩整体吊至拆模架上；
步骤9、松掉锁紧螺母进行放张，从而卸掉预应力筋作用在前固定板、后固定板上的回缩力，切割掉漏出H型混凝土桩端部的预应力筋，解除侧模板与底模板的连接，再向左右两侧拉开侧模板使侧模板与底模板分离，最后将H型混凝土桩吊离模具运走。
作为优选，上述前反力墙板通过多根螺杆与前固定板固定。
为方便将侧模板与底模板固定，上述侧模板的外侧底部具有向外延伸的安装壁，螺栓结构可将安装壁与底模板固定在一起。安装时，安装壁底模板的顶面贴合，这样利于螺栓结构将安装壁与底模板固定在一起，同时平面接触能使得侧模板与底模板连接更平稳牢靠。
进一步改进，上述螺栓结构包括螺栓和合模螺母；所述螺栓铰接在底模板，所述底模板的顶面和安装壁的侧部开有供螺栓的杆部卡入的卡口，所述螺栓向上摆动卡入所述卡口，所述合模螺母螺纹连接在螺栓上，再用风炮打紧所有合模螺母，实现侧模板与底模板的固定。该结构方便将侧模板与底模板固定在一起，固定时只需向上摆动螺栓，使螺栓的杆部卡入底模板与安装壁上的卡口内，再通过螺纹连接在螺栓上的合模螺母，将底模板的顶面和安装壁固定在一起。另外螺栓始终铰接在底模板上，保证螺栓不会丢失，无需到处寻找螺栓来锁定，锁紧操作更快捷。
更进一步改进，所述步骤4还包括，在两块所述侧模板的顶部通过多根锁紧螺杆锁紧在一起。该结构使得两块侧模板能更好的相对底模板定位稳定，底模板与底模板之间形成更牢靠的模具总成，整体性更好，在模具两端受很大的张拉力时，两块侧模板与底模板均不易变形。
作为优先设置，上述侧模板的顶部固定有多个沿侧模板长度方向间隔设置的耳座，两块侧模板上的耳座左右对应设置，所述耳座上开有开口朝上的缺口，所述锁紧螺杆的两端卡在缺口内并通过螺纹连接在锁紧螺杆上的锁紧螺母压紧在耳座的外端。耳座的设置方便锁紧螺杆与侧模板之间的连接锁定。
作为优选，上述步骤3中的预张拉的张拉力为15～25KN。最佳为20KN。
作为改进，上述步骤7中的二次张拉，将预应力筋张拉至预应力筋抗拉强度的60～80％。最佳为70％。
作为选择，上述预应力筋为钢棒或钢绞线。钢棒和钢绞线的锚固方式不同，钢棒采用墩头预8字形孔配合，完成锚固，钢绞线则采用夹片方式完成锚固。所述拆模架的左右两侧均安装有多个脱模油缸，拆模架上的各脱膜油缸与相应侧的侧模板可脱卸连接。脱膜油缸的设置方便实现驱动侧模板移动实现脱膜和合模，且脱膜油缸与相应侧的侧模板可脱卸连接，方便将模具整体与拆模架拆离，利于吊运蒸养。
作为改进，还包括驱动板，所述脱模油缸的缸杆与所述驱动板连接，驱动板的底部设有导向杆，拆模架的侧壁开有供所述导向杆导向的导向孔，驱动板的上部固定有连接杆，所述连接杆与侧模板外壁上的连接耳铰接。各油缸的同步动作，结合导向杆和导向孔的导向作用，能更好确保侧模板水平移动。侧模板的横移过程中，在移动出成型后的混凝土桩后，会有外翻趋势，若缸杆直接与侧模板铰接，侧模板外翻的力会直接作用与缸杆，易使脱模油缸损坏，本结构中的缸杆通过驱动板及连接杆与侧模板连接，缸杆没有直接与侧模板连接，侧模板外翻的力作用于连接杆，进而起到保护脱模油缸的作用。
作为优选，上述侧模板的内壁固定有镶块，镶块独立设置，通过选用不同长度的镶块对应制作不同长度的H型混凝土桩，镶块用以成型出H型混凝土桩两侧的槽部；与所述张拉板的张拉移动范围对应的侧模板的内壁为平面。具体结构为，镶块的前端与前固定板贴合，镶块的后端与后固定板间隔设置，张拉板位于镶块的后端与后固定板之间，因改位置的侧模板的内壁为平面，这就使得张拉板可以为一块矩形的板件，而非H形的板件，更利于张拉板的制作。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本制备方法的核心点在于拆模架的设置，拆模架主要用以搁置模具主体，另外在其上可以设置前、后反力墙，无需额外在厂房地面再浇筑反力墙，拆模架作为模块化部件，可先在外面制备好，吊入厂房即可，利于厂房改建。只需在现有管桩厂房开辟出一块空地放置拆模架，便可在拆模架上完成预应力筋及箍筋的设置、预应力筋的预张拉、合模及拆模，且预应力筋及箍筋设置好后进行合模，便可将带有预应力筋、箍筋、张拉板、张拉杆、前固定板和后固定板的模具整体吊运至喂料车道上，采用张拉液压缸对预应力筋进行二次张拉及喂料，再将喂料并振捣密实后再吊至养护池蒸养，待蒸养结束后再将模具及H型混凝土桩的整体吊至拆模架上进行拆模及吊出H型混凝土桩，最后再对模具进行清理，又可以重复前述步骤进行下一道H型混凝土桩的制备。整个制备过程各步骤之间衔接非常合理高效，刚刚浇筑好的H型混凝土桩可以与模具一起吊运至蒸养池进行养护，可提高蒸养效率，减少蒸养时间，可直接在现有管桩厂房、蒸养池等现有设施设备的基础上采用该制备方法生产H型混凝土桩，而不必为实现原位蒸养对厂房和地基进行大范围的改造，极大降低成本。
附图说明
图1为本发明实施例中模具的立体结构示意图一；
图2为本发明实施例中模具的立体结构示意图二；
图3为本发明实施例中模具去掉拆模架后的主视图(初始状态)；
图4为本发明实施例中模具去掉拆模架后的俯视图；
图5为本发明实施例中模具去掉拆模架后的沿左右方向的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1～5所示，为本发明的第一个实施例。
一种H型混凝土桩的制备方法，生产中需要使用模具和拆模架9，所述模具包括两块侧模板1、底模板2、前固定板3、后固定板4及张拉板5、张拉杆6，两块侧模板1与底模板2可拆卸分离；侧模板1的内壁固定有镶块18，与张拉板5的张拉移动范围对应的侧模板1的内壁为平面。具体结构为，镶块18的前端与前固定板3贴合，镶块18的后端与后固定板4间隔设置，张拉板5位于镶块18的后端与后固定板4之间，该位置的侧模板1的内壁为平面，这就使得张拉板5可以为一块矩形的板件，而非H形的板件，更利于张拉板5的制作。所述拆模架9的两端分别固定有前反力墙板91和后反力墙板92，具体包括以下步骤：
步骤1、将底模板2置于拆模架9上，将前反力墙板91与前固定板3固定，前反力墙板91通过四根螺杆93与前固定板3固定。前固定板3抵靠贴合在底模板2的前端面，在底模板2上放置张拉板5，张拉杆6的一端连接在张拉板5上并穿过后固定板4，后固定板4抵靠贴合在底模板2的后端面；后反力墙板92上安装有张拉液压缸，张拉液压缸与张拉杆6的另一端连接固定；拆模架9的左右两侧均安装有多个脱模油缸12，拆模架9上的各脱膜油缸12与相应侧的侧模板1可脱卸连接。还包括驱动板13，所述脱模油缸12的缸杆与所述驱动板13连接，驱动板13的底部设有导向杆14，所述拆模架9的侧壁开有供所述导向杆14导向的导向孔，所述驱动板13的上部固定有连接杆15，所述连接杆15与侧模板1外壁上的连接耳16铰接。
步骤2、在底模板2上纵向布置预应力筋，预应力筋为钢棒或钢绞线；所述预应力筋的一端锚固在前固定板3上，预应力筋的另一端锚固在张拉板5上。张拉板5和前固定板3上均设有供预应力筋穿过的穿孔，该方式适合锚固作为预应力筋的钢棒。前固定板3、张拉板5上设有用以锚固预应力筋的套筒。该方式适合锚固作为预应力筋的钢绞线。
步骤3、启动张拉液压缸对预应力筋进行预张拉，再将若干箍筋间隔设置在预应力筋上并与预应力筋进行绑扎；预张拉的张拉力为15～25KN。
步骤4、将置于拆模架9上的两块侧模板1与底模板2合拢并固定在一起。侧模板1的外侧底部具有向外延伸的安装壁11，通过螺栓结构7可将安装壁与底模板2固定在一起。螺栓结构7包括螺栓71和合模螺母72；所述螺栓71铰接在底模板2，所述底模板2的顶面和安装壁11的侧部开有供螺栓71的杆部卡入的卡口73，螺栓71向上摆动卡入所述卡口73，合模螺母72螺纹连接在螺栓71上，再用风炮打紧所有合模螺母72，实现侧模板1与底模板2的固定。
步骤4还包括，在两块所述侧模板1的顶部通过多根锁紧螺杆8锁紧在一起。侧模板1的顶部固定有多个沿侧模板1长度方向间隔设置的耳座19，两块侧模板1上的耳座19左右对应设置，所述耳座19上开有开口朝上的缺口191，所述锁紧螺杆8的两端卡在缺口191内并通过螺纹连接在锁紧螺杆8上的锁紧螺母81压紧在耳座19的外端。
步骤5、用锁紧螺母61将张拉杆6锁定在后固定板4上，使得前固定板3抵靠贴合在侧模板1、底模板2的前端面，后固定板4抵靠贴合在侧模板1、底模板2后端面；
步骤6、将张拉液压缸与张拉杆6分离，拆卸掉前反力墙板91与前固定板3之间的连接；具体拆卸掉张拉液压缸的输出轴10与张拉杆6的连接螺母，使二者分离。
步骤7、将带有预应力筋、箍筋、张拉板5、张拉杆6、前固定板2和后固定板4的模具整体吊运至喂料区，采用张拉液压缸对预应力筋进行二次张拉，将预应力筋张拉至预应力筋抗拉强度的70％。张拉到位后，再旋转锁紧螺母61，将张拉杆6锁定在固定板4上，接着开始喂料；
步骤8、喂料并振捣密实后再将模具整体吊至养护池蒸养，待蒸养结束后再将模具及H型混凝土桩整体吊至拆模架9上；
步骤9、松掉锁紧螺母61进行放张，从而卸掉预应力筋作用在前固定板3、后固定板4上的回缩力，切割掉漏出H型混凝土桩端部的预应力筋，解除侧模板1与底模板2的连接，再向左右两侧拉开侧模板1使侧模板1与底模板2分离，最后将H型混凝土桩吊离模具运走。
本制备方法的核心点在于拆模架9的设置，拆模架9主要用以搁置模具主体，另外在其上可以设置前反力墙91、后反力墙92，无需额外在厂房地面再浇筑反力墙，拆模架9作为模块化部件，可先在外面制备好，吊入厂房即可，利于厂房改建。只需在现有管桩厂房开辟出一块空地放置拆模架9，便可在拆模架9上完成预应力筋及箍筋的设置、预应力筋的预张拉、合模及拆模，且预应力筋及箍筋设置好后进行合模，便可将带有预应力筋、箍筋、张拉板5、张拉杆6、前固定板3和后固定板4的模具整体吊运至喂料车道上，采用张拉液压缸对预应力筋进行二次张拉及喂料，再将喂料并振捣密实后再吊至养护池蒸养，待蒸养结束后再将模具及H型混凝土桩的整体吊至拆模架上进行拆模及吊出H型混凝土桩，最后再对模具进行清理，又可以重复前述步骤进行下一道H型混凝土桩的制备。整个制备过程各步骤之间衔接非常合理高效，刚刚浇筑好的H型混凝土桩可以与模具一起吊运至蒸养池进行养护，可提高蒸养效率，减少蒸养时间，可直接在现有管桩厂房、蒸养池等现有设施设备的基础上采用该制备方法生产H型混凝土桩，而不必为实现原位蒸养对厂房和地基进行大范围的改造，极大降低成本。
需要说明的是，本实施例的描述中，术语“前、后”、“左、右”、“内、外”“上、下”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.一种H型混凝土桩的制备方法，其特征在于：生产中需要使用模具和拆模架(9)，所述模具包括两块侧模板(1)、底模板(2)、前固定板(3)、后固定板(4)及张拉板(5)、张拉杆(6)，两块侧模板(1)与底模板(2)可拆卸分离；所述拆模架(9)的两端分别固定有前反力墙板(91)和后反力墙板(92)，具体包括以下步骤：
步骤1、将底模板(2)置于拆模架(9)上，将前反力墙板(91)与前固定板(3)固定，前固定板(3)抵靠贴合在底模板(2)的前端面，在底模板(2)上放置张拉板(5)，张拉杆(6)的一端连接在张拉板(5)上并穿过后固定板(4)，后固定板(4)抵靠贴合在底模板(2)的后端面；后反力墙板(92)上安装有张拉液压缸，张拉液压缸与张拉杆(6)的另一端连接固定；
步骤2、在底模板(2)上纵向布置预应力筋，所述预应力筋的一端锚固在前固定板(3)上，预应力筋的另一端锚固在张拉板(5)上；
步骤3、启动张拉液压缸对预应力筋进行预张拉，再将若干箍筋间隔设置在预应力筋上并与预应力筋进行绑扎；
步骤4、将置于拆模架(9)上的两块侧模板(1)与底模板(2)合拢并固定在一起。
步骤5、用锁紧螺母(61)将张拉杆(6)锁定在后固定板(4)上，使得前固定板(3)抵靠贴合在侧模板(1)、底模板(2)的前端面，后固定板(4)抵靠贴合在侧模板(1)、底模板(2)后端面；
步骤6、将张拉液压缸与张拉杆(6)分离，拆卸掉前反力墙板(91)与前固定板(3)之间的连接；
步骤7、将带有预应力筋、箍筋、张拉板(5)、张拉杆(6)、前固定板(2)和后固定板(4)的模具整体吊运至喂料区，采用张拉液压缸对预应力筋进行二次张拉，张拉到位后，再旋转锁紧螺母(61)，将张拉杆(6)锁定在固定板(4)上，接着开始喂料；
步骤8、喂料并振捣密实后再将模具整体吊至养护池蒸养，待蒸养结束后再将模具及H型混凝土桩整体吊至拆模架(9)上；
步骤9、松掉锁紧螺母(61)进行放张，从而卸掉预应力筋作用在前固定板(3)、后固定板(4)上的回缩力，切割掉漏出H型混凝土桩端部的预应力筋，解除侧模板(1)与底模板(2)的连接，再向左右两侧拉开侧模板(1)使侧模板(1)与底模板(2)分离，最后将H型混凝土桩吊离模具运走。
2.根据权利要求1所述的H型混凝土桩的制备方法，其特征在于：所述前反力墙板(91)通过多根螺杆(93)与前固定板(3)固定。
3.根据权利要求1所述的H型混凝土桩的制备方法，其特征在于：所述侧模板(1)的外侧底部具有向外延伸的安装壁(11)，通过螺栓结构(7)可将安装壁与底模板(2)固定在一起。
4.根据权利要求3所述的H型混凝土桩的制备方法，其特征在于：所述螺栓结构(7)包括螺栓(71)和合模螺母(72)；所述螺栓(71)铰接在底模板(2)，所述底模板(2)的顶面和安装壁(11)的侧部开有供螺栓(71)的杆部卡入的卡口(73)，螺栓(71)向上摆动卡入所述卡口(73)，合模螺母(72)螺纹连接在螺栓(71)上，再用风炮打紧所有合模螺母(72)，实现侧模板(1)与底模板(2)的固定。
5.根据权利要求1所述的H型混凝土桩的制备方法，其特征在于：所述步骤4还包括，在两块所述侧模板(1)的顶部通过多根锁紧螺杆(8)锁紧在一起。
6.根据权利要求5所述的H型混凝土桩的制备方法，其特征在于：所述侧模板(1)的顶部固定有多个沿侧模板(1)长度方向间隔设置的耳座(19)，两块侧模板(1)上的耳座(19)左右对应设置，所述耳座(19)上开有开口朝上的缺口(191)，所述锁紧螺杆(8)的两端卡在缺口(191)内并通过螺纹连接在锁紧螺杆(8)上的锁紧螺母(81)压紧在耳座(19)的外端。
7.根据权利要求1所述的H型混凝土桩的制备方法，其特征在于：所述步骤3中的预张拉的张拉力为15～25KN。
8.根据权利要求1所述的H型混凝土桩的制备方法，其特征在于：所述步骤7中的二次张拉，将预应力筋张拉至预应力筋抗拉强度的60～80％。
9.根据权利要求1所述的H型混凝土桩的制备方法，其特征在于：所述预应力筋为钢棒或钢绞线；所述拆模架(9)的左右两侧均安装有多个脱模油缸(12)，拆模架(9)上的各脱膜油缸(12)与相应侧的侧模板(1)可脱卸连接。
10.根据权利要求9所述的H型混凝土桩的制备方法，其特征在于：还包括驱动板(13)，所述脱模油缸(12)的缸杆与所述驱动板(13)连接，驱动板(13)的底部设有导向杆(14)，所述拆模架(9)的侧壁开有供所述导向杆(14)导向的导向孔，所述驱动板(13)的上部固定有连接杆(15)，所述连接杆(15)与侧模板(1)外壁上的连接耳(16)铰接。
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