CN202169643U - 一种混凝土方桩模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种混凝土方桩模具，其特征在于，该模具包括：侧模板(1)、底板(2)、开口圆钢管(3)、筋板(4)、垫板(5)、法兰(6)和端头板(7)；所述侧模板(1)与所述开口圆钢管(3)置于一体，所述筋板(4)置于所述开口圆钢管(3)外侧，所述底板(2)置于所述开口圆钢管(3)内，所述底板(2)与所述侧模板(1)组成方形开口槽，所述垫板(5)置于该方形开口槽内侧，所述垫板(5)与方形开口槽等长，所述法兰(6)置于方形开口槽两端，所述端头板(7)置于所述法兰(6)外侧，所述端头板(7)通过螺栓与所述法兰(6)连接于一体。

Description

一种混凝土方桩模具

技术领域

本实用新型属于建筑模具领域，特别涉及一种混凝土方桩模具。

背景技术

“十二五”期间，我国城镇化进程将进一步加快，保障房建设正在加速进行，国家已出台的加快水利发展规划以及交通发展规划等都给桩基材料与工程行业带来了广阔的发展空间。以预制混凝土桩为例，2010年全国预制混凝土桩生产总量近3亿米，是全球最大的预制混凝土桩生产国，但行业快速发展过程中也存在着盲目发展和重复建设、产品质量不稳定、创新发展能力不足等诸多问题。

预制混凝土实心方桩是现有的预制桩型之一，可根据工程需要设计截面尺寸和长度。目前预制混凝土实心方桩一般采用现场重叠法制作，不宜超过4层，待下层混凝土达到设计强度的30％以上时，才可以浇注上层桩，混凝土达到设计强度的70％方可起吊，达到设计强度的100％方可运输。现场制作通常采用自然养护，采用锤击方法沉桩时，混凝土养护龄期通常不少于28d；采用静力压桩时，即使蒸汽养护达到混凝土设计强度的100％时，还需要自然养护5d以上才能进行压桩。因此，实心方桩的现场重叠法制作工艺不仅生产周期长，而且外观尺寸很难保证。

自然养护条件下，养护温度和湿度均受天气影响，当环境湿度低于水泥混凝土内部湿度时，水泥混凝土内部的水分会迁移到外部，不仅造成水泥混凝土干燥收缩裂缝的产生，水分的迁移还会在水泥混凝土内部造成连续分布的孔隙，影响混凝土的力学性能和耐久性能；夏季的高温会加速硅酸盐水泥水化历程，从加速水化历程层面看夏季的高温对强度发展有帮助，但是夏季的高温会加速水分的迁移，造成干燥收缩裂缝，总体上夏季的高温对混凝土的力学性能和耐久性能产生负面影响；而较低的温度，会延缓硅酸盐水泥水化历程，造成强度发展缓慢，影响工期。这种现场制作工艺，即使采用覆膜、通蒸汽的蒸汽养护工艺，也很能保证升温速率、恒温温度以及十多米长方桩各部分养护温度均匀和恒定。因此，实心方桩的养护工艺很难保证产品质量。

实心方桩的工厂化、机械化生产是其发展方向，现场制作方式必将被工厂化生产所取代。工厂化生产实心方桩首先要解决的就是模具问题。现代化工厂生产实心方桩，为加快模具周转、提高生产效率、获得较高的混凝土脱模强度，就要考虑蒸汽养护工艺，对模具的要求是刚度大，在吊装、链式输送、蒸汽养护、脱模中不易变形；另外还希望模具经济耐用。

为解决模具刚度问题，通常采用多加筋板、增加壁厚的方式。对于钢筋混凝土这种自重大的构件模具来说，仅仅通过加筋板的方式，模具变形问题很难得到解决。如，长度12m、400mm×400mm的方桩，仅混凝土重量就达到4.6t。而增加模具壁厚，其刚度增加也是有限的，并且造成模具成本的提高。因此，急需解决传统技术所带来的问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出一种混凝土方桩模具，该模具能够满足现代化工厂预制混凝土实心方桩的要求，同时也可用来生产混凝土空心方桩。

本实用新型提出一种混凝土方桩模具，该模具包括：侧模板、底板、开口圆钢管、筋板、垫板、法兰和端头板；所述侧模板与所述开口圆钢管置于一体，所述筋板置于所述开口圆钢管外侧，所述底板置于所述开口圆钢管内，所述底板与所述侧模板组成方形开口槽，所述垫板置于该方形开口槽内侧，所述垫板与方形开口槽等长，所述法兰置于方形开口槽两端，所述端头板置于所述法兰外侧，所述端头板通过螺栓与所述法兰连接于一体。

所述开口圆钢管设置于方形开口槽外侧。

所述筋板与所述开口圆钢管的边外切、平行于所述侧模板或平行于所述底板。

所述侧模板横截面呈单边T形，所述侧模板顶部设有螺栓孔。

所述垫板横截面呈单边T形，所述垫板上部设有螺栓孔，该螺栓孔与所述侧模板的螺栓孔相对应。

所述法兰呈开口方形，尺寸与方形开口槽相等，所述法兰上设有螺栓孔。

所述端头板呈为方形板，尺寸与所述法兰的外缘尺寸相同，所述端头板上设有螺栓孔，该螺栓孔与所述法兰的螺栓孔相对应。

本实用新型具有如下特点：

①刚度大，不易变形，耐用。方形开口槽外接开口圆管，截面惯性矩增大，模具刚度提高，抗变形能力提高，桩的外观尺寸易保证。通常预制混凝土方桩的允许偏差值，横截面边长为±5mm，桩顶对角线之差为10mm，桩顶平面对桩中心线的倾斜≤3mm，保护层厚度±5mm，桩身弯曲矢高不大于1‰桩长、其不大于20mm。采用现场重叠法制作，尺寸偏差很难满足要求。而采用本模具生产方桩，模具在使用中不易变形，桩的外观尺寸由模具加工精度所保证，因此，桩的外观尺寸易于保证。

②在保证模具刚度的基础上，可以适当降低两侧板厚度和圆钢管壁厚，确保其经济性。再有，可拆卸垫板的设计，方形开口槽内部尺寸调节方便，一套模具可生产多种规格的实心方桩，模具的利用率高，有助于改善其经济性。通常预制混凝土方桩的规格，横截面尺寸为200×200mm、250×250mm、300×300mm、350×350mm、400×400mm、450×450mm、500×500mm七种规格，长度根据工程设计需要，几米到30m不等。按照现有原材料价格和加工费用，方形开口槽宽度为400mm、长度为12m的模具，价格为3-4万元。可拆卸垫板的应用，使得一套模具可生产至少3种规格的混凝土方桩，减少了方桩模具规格，提高模具的利用率；并且，模具规格的减少，也有利于模具的管理，如堆放、维修等，因此，可以改善其经济性。

③对本实用新型稍加改动，也可生产带预应力的混凝土方桩。此时，该模具的一端作为张拉端，张拉端的端头板去掉，在另一端头板和方桩端板增设相应的螺栓孔，通过螺栓将方桩端板与模具的端头板连接；在张拉端安装张拉器；施加预应力；布料、振动成型；必要时抹平上表面；进行养护工艺和脱模。带预应力的混凝土方桩同无预应力的同规格方桩相比，在力学性能相同的前提下，前者可以减少配筋率；在配筋率相同的前提下，前者的抗弯性能显著提高，提高桩基的水平承载力，可用于高抗震设防烈度的地区。

④满足工厂化和机械化生产要求，显著提高方桩生产效率，降低工人劳动强度。采用本实用新型生产混凝土方桩，预应力张拉、布料成型、养护、脱模等工序均可采用机械设备半自动化生产，并且确保产品质量。如布料成型中，采用本实用新型，则可应用板式或者附着式高频混凝土振动器，最新的高频混凝土振动器振动频率从9000RPM～17000RPM，可以满足大横截面尺寸混凝土方桩密实度要求；养护工序，可以采用常压蒸汽养护(恒温温度通常在80℃～85℃)和高压蒸汽养护制度(恒温温度通常在180℃左右，0.95～1.0MPa)，从混凝土拌合，到方桩出蒸压釜，可以在24h内可完成，生产效率高，模具周转率高；按照普通机械化水平设计，单条生产线每天可生产3000米桩。

⑤采用本实用新型生产方桩，避免了资源浪费，满足建筑材料可持续发展要求。生产混凝土方桩，需要使用大量不可再生的砂、石资源，而工厂化生产，原材料易于管理，混凝土的计量和搅拌采用计算机控制，避免了砂、石资源的浪费。工厂化生产方式也能避免水泥的浪费，而建材行业中，水泥工业是资源、能源消耗大户；节约水泥，即是间接节约了优质石灰石资源、粘土资源，降低了能源消耗。采用本实用新型生产方桩，具有如同商品混凝土取代现场搅拌混凝土的重大经济、社会和环境效益。

附图说明：

图1为本实用新型提出的一种混凝土方桩模具侧视图；

图2为本实用新型提出的一种混凝土方桩模具立体结构图。

附图标识：

1-侧模板，2-底板，3-开口圆钢管，4-筋板，5-垫板，6-法兰，7-端头板。

具体实施方案：

下面结合实施例和说明书附图对本实用新型进行进一步说明。

如图1所示，图1为本实用新型提出的一种混凝土方桩模具侧视图。如图2所示，图2为本实用新型提出的一种混凝土方桩模具立体结构图。从图1和图2中可知，该模具包括侧模板1、底板2、开口圆钢管3、法兰6、端头板7、多块筋板4及多块垫板5；侧模板1横截面呈单边T形，上部设有螺栓孔；侧模板1和底板2组成方形开口槽，方形开口槽位于开口圆钢管3内，从侧面看，即开口圆钢管3为方形开口槽的外接圆；法兰6呈开口方形，尺寸与方形开口槽对应，位于模具两端，法兰6上设有螺栓孔；端头板7为方形板，设有与法兰6对应的螺栓孔，通过该螺栓孔与法兰6连接；开口圆钢管3外部设有多块筋板4；垫板5位于方形开口槽两内侧。方形开口槽两内侧设有可拆卸垫板5，垫板5横截面呈单边T形，与方形开口槽等长，上部设有与侧模板1上部螺栓孔对应的螺栓孔；螺栓孔包括圆孔和长孔。

方形开口槽宽度为400mm时，若制作300mm×300mm的方桩时，可以左右各加1块垫板5；若350mm×350mm的方桩时，可以在方形开口槽一侧加1块垫板5。垫板5通过上部的螺栓与侧模板1固定。

鉴于垫板5主要起到调节方形开口槽内部尺寸，可以采用钢材，也可以采用耐高温的高分子材料，如耐高温模具胶、耐高温橡胶、耐高温塑胶等材料。

侧模板1与底板2可通过焊接方式、螺栓联接方式或铆接方式组成方形开口槽；位于方形开口槽两端的法兰6可通过焊接方式与开口圆钢管3连接。

生产实心方桩时，将安装了桩帽的钢筋笼放置于模具中，根据混凝土拌合物的施工性，选择振捣方式，如采用附着式或者平板式高频振动等，在布料的同时进行振动，排出混凝土中的气泡，使混凝土密实填充在钢筋笼中；必要时抹平上表面；进行养护和脱模。

若采用自密实混凝土，布料时无需振动。

根据混凝土强度等级和方桩规格确定蒸汽养护制度，如常压蒸汽养护制度中的静停时间、升温速度、恒温温度与时间、降温速度；高压蒸汽养护制度中的升温升压速度、恒温恒压时间和降温降压速度。

对本模具稍加改动，也可生产带预应力的方桩。此时，该模具的一端为张拉端，张拉端的端头板去掉，在另一端头板和方桩端板增设相应的螺栓孔，通过螺栓将方桩端板与模具的端头板连接；在张拉端安装张拉器；施加预应力；布料、振动成型；必要时抹平上表面；进行养护工艺和脱模。

采用该模具也可以生产空心方桩，如采用预置橡胶充气方式生产空心方桩。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种混凝土方桩模具，其特征在于，该模具包括：侧模板(1)、底板(2)、开口圆钢管(3)、筋板(4)、垫板(5)、法兰(6)和端头板(7)；所述侧模板(1)与所述开口圆钢管(3)置于一体，所述筋板(4)置于所述开口圆钢管(3)外侧，所述底板(2)置于所述开口圆钢管(3)内，所述底板(2)与所述侧模板(1)组成方形开口槽，所述垫板(5)置于该方形开口槽内侧，所述垫板(5)与方形开口槽等长，所述法兰(6)置于方形开口槽两端，所述端头板(7)置于所述法兰(6)外侧，所述端头板(7)通过螺栓与所述法兰(6)连接于一体。

2.根据权利要求1所述的混凝土方桩模具，其特征在于，所述开口圆钢管(3)设置于方形开口槽外侧。

3.根据权利要求1所述的混凝土方桩模具，其特征在于，所述筋板(4)与所述开口圆钢管(3)的边外切、平行于所述侧模板(1)或平行于所述底板(2)。

4.根据权利要求1所述的混凝土方桩模具，其特征在于，所述侧模板(1)横截面呈单边T形，所述侧模板(1)顶部设有螺栓孔。

5.根据权利要求4所述的混凝土方桩模具，其特征在于，所述垫板(5)横截面呈单边T形，所述垫板(5)上部设有螺栓孔，该螺栓孔与所述侧模板(1)的螺栓孔相对应。

6.根据权利要求1所述的混凝土方桩模具，其特征在于，所述法兰(6)呈开口方形，尺寸与方形开口槽相等，所述法兰(6)上设有螺栓孔。

7.根据权利要求6所述的混凝土方桩模具，其特征在于，所述端头板(7)呈为方形板，尺寸与所述法兰(6)的外缘尺寸相同，所述端头板(7)上设有螺栓孔，该螺栓孔与所述法兰(6)的螺栓孔相对应。

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