CN205954617U - 一种异形钢筋笼 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种异形钢筋笼，包括筒状钢筋笼，和至少一个扩张部，每个扩张部包括至少三根环绕筒状钢筋笼布置的伞筋，伞筋可在第一设定位置与第二设定位置之间转动；当伞筋位于第一设定位置时，该异形钢筋笼能够自由地放置到使用该异形钢筋笼的桩孔内；当伞筋位于第二设定位置时，伞筋的自由端的端部到筒状钢筋笼的中心轴线的距离为筒状钢筋笼的半径的1.5‑3.5倍。该异形钢筋笼的结构简单，在作为抗拔桩的钢筋结构时，可与桩体的混凝土充分并均匀地接触，使所制成的抗拔桩能够承受较大的抗浮力。

Description

一种异形钢筋笼

技术领域

本实用新型属于建筑领域的地下施工领域，具体涉及一种异形钢筋笼。

背景技术

近年来，随着我国经济建设的快速发展，地下工程的应用也日益广泛，大型地下车库、地下室、人防工程、地下广场以及地下交通的开发和利用越来越常见，对基础埋深要求也越来越高。然而由于地下水的存在，对地下建筑物产生向上的浮力作用，如果浮力过大，会引起建筑底板向上隆起或者建筑物整体上浮，影响建筑物的正常使用。目前常用的抗浮措施主要是采用抗拔桩或抗拔锚杆，抗拔桩通常是混凝土灌注桩，内部加钢筋笼，该法技术成熟，质量可靠，但该法主要依靠桩侧摩阻力提供抗浮力，一般桩体较长，所需钢筋及混凝土材料多，造价高。抗拔锚杆依靠注浆体与土体间的摩阻力提供抗浮力，可提供抗浮力一般都不大，若建筑物所受向上浮力大，则所需锚杆数量众多，锚杆之间可能存在群锚效应，降低了单根锚杆的抗拔力，实际造价甚至高于抗拔桩。

申请号201510041358.3的专利申请，公开了一种扩大头囊式锚杆，包括精轧螺纹钢筋、囊式膨胀挤扩体、套管，精轧螺纹钢筋伸入囊式膨胀挤扩体，并且其在囊式膨胀挤扩体内的底部设置有灌浆料封底，其在囊式膨胀挤扩体的入口处设置有止浆塞，精轧螺纹钢筋上部套装固定有垫板，精轧螺纹钢筋套装有预应力螺母，垫板顶面固定有具有预留孔的锥形铁帽并且锥形铁帽罩住套装有预应力螺母的精轧螺纹钢筋。该申请还公开了扩大头囊式锚杆的施工方法，步骤包括：钻孔及成孔、高压旋喷注浆扩孔施工、扩大头囊式锚杆安放、囊袋内灌注水泥浆、补浆、张拉和锁定。该实用新型通过在底部设置囊式扩大体增加注浆体与土体间的摩阻力，同时上部扩体部分尚可提供一定的端阻力，但该申请所示扩大头囊式锚杆提供拉力不能过高，否则可能因锚杆与注浆体间握裹力不足，导致锚杆从注浆体中拔出，造成抗拔体系失效。

申请号98124854.3的专利申请，公开了一种现浇混凝土锚桩的施工方法，其步骤为：将外套管打入地基中；使重锤沿外套管，反复夯击，在外套管的底端形成桩端孔；将上述锤提出；将带可扩径部的钢筋笼插入外套管中；将内套管插入上述钢筋笼中；沿内套管反复进行填料与夯击动作，将上述钢筋笼中的可扩径部呈喇叭状展开，在桩端部形成扩大头；在逐渐提出上述内套管和外套管的同时，向该内套管中填入混凝土料，形成刚性的混凝土桩体。该桩体扩底部分夯实料采用建筑垃圾或干硬性混凝土等材料，利用夯实装置将钢筋笼扩开，从而提供较高的抗拔力。但该桩体有以下缺点：1、扩大体为采用散体材料经锤击挤扩而成，施工过程中产生的噪音及振动对周边环境影响较大，不适宜在城区及周边建筑密集的区域施工；2、钢筋笼外扩形状难以精准控制。由于该法的操作性不强，目前该方法的使用已基本处于停滞状态。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种异形钢筋笼，该异形钢筋笼的施工方便，技术可靠，可用于制作抗拔桩的钢筋结构，具体的技术方案是：

一种异形钢筋笼，包括由相互连接的纵筋和箍筋所构成的筒状钢筋笼，所述异形钢筋笼还包括至少一个扩张部，每个扩张部包括至少三根环绕筒状钢筋笼布置的伞筋，伞筋呈直杆状，伞筋一端铰接在筒状钢筋笼上，另一端为自由端，伞筋可绕一铰接轴线转动，所述铰接轴线垂直筒状钢筋笼的轴线，伞筋的转动在筒状钢筋笼的轴线所在的平面内进行，转动范围在60-140°之间，将伞筋转动的两个极限位置分别称为第一设定位置与第二设定位置；

当筒状钢筋笼的轴线与水平面垂直，伞筋位于第一设定位置时，伞筋的自由端位于该伞筋的铰接轴线所在水平面的上方；伞筋位于第二设定位置时，伞筋的自由端位于该伞筋的铰接轴线所在水平面的下方；

当筒状钢筋笼的轴线与水平面垂直时，在外力作用下，伞筋向上转动，到达第一设定位置并取消外力后，在重力的作用下伞筋会自由向下转动，到达第二设定位置；当伞筋位于第二设定位置时，伞筋呈辐射状排列在筒状钢筋笼的四周，伞筋的自由端向远离筒状钢筋笼的方向延伸；

当伞筋位于第一设定位置时，该异形钢筋笼能够自由地放置到使用该异形钢筋笼的桩孔内；当伞筋位于第二设定位置时，伞筋的自由端的端部到筒状钢筋笼的中心轴线的距离为筒状钢筋笼的半径的1.5-3.5倍。

进一步，所述筒状钢筋笼还包括铰接轴筋，铰接轴筋与扩张部一一对应，铰接轴筋呈环形，并与纵筋或箍筋相连接，铰接轴筋沿与筒状钢筋笼的轴线相垂直的平面设置；伞筋的一端设置有连接环，连接环套在铰接轴筋上。在筒状钢筋笼上设置铰接轴筋，以及在伞筋的一端设置连接环，并将连接环套设在铰接轴筋上，这种结构可提供稳定地连接以及伞筋转动的灵活性，保证了伞筋与筒状钢筋笼的有效连接。

进一步，对应每个扩张部各设置一个上限位钢筋环和一个下限位钢筋环；上限位钢筋环和下限位钢筋环均呈环状，且均设置在筒状钢筋笼的外侧面，并分别布置在对应同一扩张部的铰接轴筋的两侧；当筒状钢筋笼的轴线与水平面垂直时，上限位钢筋环位于对应同一扩张部的铰接轴筋的上方，下限位钢筋环位于对应同一扩张部的铰接轴筋的下方；

第一设定位置与筒状钢筋笼的轴线成一夹角，该夹角的度数为5-10°，伞筋位于第一设定位置时，与其所对应的上限位钢筋环相抵靠；

第二设定位置与垂直于筒状钢筋笼的轴线的平面成一夹角，该夹角的度数为5-45°，伞筋位于第二设定位置时，与其所对应的下限位钢筋环相抵靠。

当异形钢筋笼被用于制作抗拔桩时，上限位钢筋环可限制伞筋向上转动时超过第一设定位置，以保证伞筋在自身重力的作用下能够顺利地向下转动；下限位钢筋环可将伞筋限制在第二设定位置，保证伞筋与混凝土的连接效果。

进一步，该异形钢筋笼，还包括防止伞筋转动时发生偏移的伞筋导向装置，伞筋导向装置固定在筒状钢筋笼上。伞筋导向装置可以确保伞筋能够按照预先设定的轨迹进行旋转，避免伞筋在向下旋转时，产生卡顿现象，使伞筋不能顺利地到达第二设定位置。

进一步，在所述伞筋上设置有爪钩。爪钩可以进一步增强伞筋与混凝土之间的连接，从而进一步提高其所在的抗拔桩的强度。

该异形钢筋笼的结构简单，其主体结构为筒状钢筋笼，筒状钢筋笼采用现有的成熟技术进行制作，无需增加新的加工设备，可有效地利用现有的技术设施进行加工。其中的扩张部的主体为伞筋，伞筋环绕在筒状钢筋笼的周围，在作为抗拔桩的钢筋结构时，可与桩体的混凝土充分并均匀地接触，使所制成的抗拔桩能够承受较大的抗浮力。

当该异形钢筋笼被浇筑于混凝土中形成抗拔桩后，伞筋所在部分会相应的形成一个扩大部，在受到地下水体的浮力后，抗拔桩的桩体会受到向上的浮力，由于扩大部相较于桩体的其它部分向外凸出，扩大部的向外凸出部分的上表面会受到土体向下的阻力，使扩大部整体受到向下的力。当伞筋位于第二设定位置时，伞筋的自由端向斜下方倾斜，当扩大部整体受到向下的力时，伞筋所受到的应力为拉应力，由此可弥补混凝土抗拉强度较低的缺陷，使扩大部能够承受更大的拉应力。

如果异形钢筋笼被浇筑于混凝土中后，伞筋的自由端朝向斜上方，则伞筋所受到的应力为压应力，伞筋不能为扩大部提供抗拉作用，由于混凝土的抗拉强度较低，在地下水体的浮力和上方土体的阻力作用下，扩大部的向外凸出部分有可能被剪切掉，使扩大部失去抗拔作用。

附图说明

图1是异形钢筋笼的一种实施例的结构示意图。

图2是图1中H部分的局部放大图。

图3是图2中A-A向的剖视图。

图4是伞筋导向装置的另一种实施方式。

图5是图1的俯视图，图中仅示例性地显示了箍筋、纵筋、铰接轴筋和伞筋。

图6、图7、图8和图9是异形钢筋笼的伞筋的第二、第三、第四和第五种实施例的简图。

图10是使用图1所示异形钢筋笼的钢筋结构的示意图。

图11是使用图10所示钢筋结构的抗拔桩的示意图。

具体实施方式

以下对异形钢筋笼的具体结构作进一步的详细描述。

请参阅图1，一种异形钢筋笼300，其采用预应力混凝土用螺纹钢筋制作，该异形钢筋笼包括由相互连接的纵筋11和箍筋12所构成的筒状钢筋笼，箍筋12呈螺旋状，纵筋11焊接在箍筋12的外侧面。采用预应力混凝土用螺纹钢筋制作异形钢筋笼可以充分利用传统的加工机械，且能够保证异形钢筋笼与混凝土的结合及异形抗拔桩的强度。

所述异形钢筋笼还包括至少一个扩张部，每个扩张部包括至少三根环绕筒状钢筋笼布置的伞筋，伞筋呈直杆状，伞筋一端铰接在筒状钢筋笼上，另一端为自由端；伞筋可绕一铰接轴线转动，所述铰接轴线垂直筒状钢筋笼的轴线，伞筋的转动在筒状钢筋笼的轴线所在的平面内进行，转动范围在60-140°之间，将伞筋转动的两个极限位置分别称为第一设定位置与第二设定位置。

当筒状钢筋笼的轴线与水平面垂直，伞筋位于第一设定位置时，伞筋的自由端位于该伞筋的铰接轴线所在水平面的上方；伞筋位于第二设定位置时，伞筋的自由端位于该伞筋的铰接轴线所在水平面的下方。

当筒状钢筋笼的轴线与水平面垂直时，在外力作用下，伞筋向上转动，到达第一设定位置并取消外力后，在重力的作用下伞筋会自由向下转动，到达第二设定位置；当伞筋位于第二设定位置时，伞筋呈辐射状排列在筒状钢筋笼的四周，伞筋的自由端向远离筒状钢筋笼的方向延伸；当伞筋位于第一设定位置时，该异形钢筋笼能够自由地放置到使用该异形钢筋笼的桩孔内；当伞筋位于第二设定位置时，伞筋的自由端的端部到筒状钢筋笼的中心轴线的距离为筒状钢筋笼的半径的1.5-3.5倍。

在本实施例中异形钢筋笼包括五个扩张部，每个扩张部包括三根伞筋13，在筒状钢筋笼的纵筋11的外侧面上焊接有铰接轴筋21，铰接轴筋有五个，与五个扩张部一一对应，铰接轴筋21呈环状，沿与筒状钢筋笼的轴线31相垂直的平面设置；伞筋13的一端设置有连接环131，连接环131套在铰接轴筋21上，伞筋的另一端为自由端132。可以理解，铰接轴筋也可以焊接在纵筋的内侧，或焊接在箍筋上。

在本实施例中，伞筋通过连接环131套在铰接轴筋21上，铰接轴筋21的中心线所在平面成为相应伞筋转动时所绕的铰接轴线所在平面。当该异形钢筋笼的轴线31与水平面垂直时，即异形钢筋笼竖直设置，伞筋位于第一设定位置时，伞筋的自由端132位于所连接的铰接轴筋的中心线所在平面的上方，伞筋位于第二设定位置时，伞筋的自由端132位于所连接的铰接轴筋的中心线所在平面的下方。

请参阅图1，仅以伞筋140为例，说明第一设定位置、第二设定位置以及伞筋的铰接轴线所在水平面三者之间的关系，在图1中，标记141所指平面为伞筋的铰接轴线所在水平面，该平面实际也为伞筋140所连接的铰接轴筋的中心线所在的平面，标记142所指位置为伞筋140的第一设定位置，标记143所指位置为伞筋140的第二设定位置，第一设定位置与第二设定位置之间的夹角θ为伞筋140的转动范围。

当伞筋位于第一设定位置时，该异形钢筋笼能够自由地放置在下文中所描述的桩孔内。伞筋位于第二设定位置时，本实施例中，伞筋的自由端132的端部到筒状钢筋笼的中心轴线31的距离L为筒状钢筋笼的半径R的2.5-3倍。在图1中的左侧部分，显示了部分伞筋13由第一设定位置向下转动到第二设定位置时的状态。

可以理解，异形钢筋笼可以仅设置一个扩张部，或根据具体的要求，至少设置两个、三个、四个或五个扩张部，甚至更多个扩张部；每个扩张部根据实际情况还可以设置至少四根、五根、六根或七根伞筋，甚至更多根伞筋。

在筒状钢筋笼上还设置有用于限定伞筋13转动范围的上限位钢筋环22和下限位钢筋环23，对应每个扩张部各设置一个上限位钢筋环和一个下限位钢筋环，并分别布置在对应同一扩张部的铰接轴筋的两侧；当筒状钢筋笼的轴线与水平面垂直时，上限位钢筋环位于对应同一扩张部的铰接轴筋的上方，下限位钢筋环位于对应同一扩张部的铰接轴筋的下方；本实施例中的上限位钢筋环和下限位钢筋环均呈环状，并均焊接在纵筋的外侧面。

第一设定位置与筒状钢筋笼的轴线31成一夹角α，该夹角α的度数为5-10°，伞筋13位于第一设定位置时，与其所对应的上限位钢筋环22相抵靠；

第二设定位置与垂直于筒状钢筋笼的轴线31的平面33成一夹角β，该夹角β的度数为5-45°，伞筋位于第二设定位置时，与其所对应的下限位钢筋环相抵靠。

在本实施例中，上限位钢筋环22和下限位钢筋环23均焊接在纵筋11上，夹角α的度数为5-8°，夹角β的度数为40-45°。

可以理解，上述夹角α与夹角β可以根据不同的要求进行设置，例如夹角α的度数还可以设置在8-10°之间，夹角β的度数可以设置在5-10°、10-20°、20-30°、30-45°之间。

可以理解，上限位钢筋环和下限位钢筋环可以取消，当筒状钢筋笼设置有铰接轴筋，且该铰接轴筋位于筒状钢筋笼的外侧时，该铰接轴筋可以起到限位作用。

异形钢筋笼还包括防止伞筋转动时发生偏移的伞筋导向装置，伞筋导向装置固定在筒状钢筋笼上。请同时参阅图2和图3，在本实施例中，伞筋导向装置包括两块平行的导向板25，两块导向板分别设置在伞筋13的左右相对的两侧、并焊接在铰接轴筋21上，每根伞筋的两侧各设置一块导向板25，在导向板的限制下，伞筋按照预设的轨道进行旋转。可以理解，导向板可以通过焊接在铰接轴筋而直接固定在筒状钢筋笼上，也可以间接固定在筒状钢筋笼上，例如可以通过焊接在上限位钢筋环或者下限位钢筋环上而间接固定在筒状钢筋笼上。

导向板可以在每根伞筋的两侧各设置一块，当上下相邻的伞筋在上下方向上排列成一条与筒状钢筋笼的轴线平行的直线时，上下相邻的导向板可以连接成一整体，方便加工与安装。

请参阅图4，导向板可以用导向杆26替代，每根伞筋的两侧各设置一根导向杆26，导向杆呈圆弧形，导向杆的两端分别固定在上限位钢筋环和下限位钢筋环上。可以理解，导向杆可以被折弯成矩形或类似形状。导向杆还可以被固定在筒状钢筋笼的铰接轴筋、纵筋或箍筋上。导向杆也可以设计成直杆状，并将导向杆的一端固定在筒状钢筋笼上。

在伞筋上设置有爪钩，以进一步增强伞筋与混凝土之间的连接。请同时参阅图5，在本实施例中，爪钩271被设计为倒刺状，并安装在伞筋13的自由端。可以理解，爪钩还可以被设计为其它形状，请参阅图6，爪钩272为短棒状，并与加强筋相垂直；请参阅图7，爪钩273为环状；请参阅图8，爪钩274为直弯钩；请参阅图9，爪钩275为圆弧弯钩。只要能够增强伞筋与混凝土的接触面积，并提高与混凝土的连接强度，爪钩的形状还可根据具体的要求设计为其它形状。

本实施例可用于制作钢筋结构并用于制作抗拔桩，以下结合附图说明本申请是如何用于制作钢筋结构并用于制作抗拔桩。

在异形钢筋笼300制作完成后，在异形钢筋笼300上安装连接件、钢制锚杆和螺母，在实施例中，钢制锚杆采用精轧螺纹钢制作，精轧螺纹钢可以直接与相应型号的螺母直接配合，无需二次加工螺纹。连接件包括上连接件18和下连接件16，均采用钢板制成。

请继续参阅图10，在异形钢筋笼制作完成后，在异形钢筋笼的顶端和底端分别焊接上连接件18和下连接件16，然后将钢质锚杆14穿过上连接件和下连接件，并将螺母旋拧在钢制锚杆上，其中上螺母17安装在上连接件的上下两侧，下螺母15安装在下连接件的上下两侧；钢质锚杆14的轴线与筒状钢筋笼的轴线31重叠。钢筋结构200制作完成。

可以理解，钢制锚杆也可以采用其它一端设置有螺纹的螺纹钢或热轧光圆钢筋来制作，螺纹可以预先制作或后期二次加工。连接件还可以采用螺栓固定或绑扎的方式固定在异形钢筋笼上。

请参阅图11，抗拔桩100包括呈柱状的主体101，在主体101的下端连接有一个扩大部102，主体101与扩大部102采用圆弧过度，圆弧的圆心位于扩大部内，该抗拔桩100的内部设置有钢筋结构200，异形钢筋笼的扩张部容纳到膨大部内，扩张部的伞筋位于第二设定位置。

Claims (5)

1.一种异形钢筋笼，包括由相互连接的纵筋和箍筋所构成的筒状钢筋笼，其特征在于，所述异形钢筋笼还包括至少一个扩张部，每个扩张部包括至少三根环绕筒状钢筋笼布置的伞筋，伞筋呈直杆状，伞筋一端铰接在筒状钢筋笼上，另一端为自由端，伞筋可绕一铰接轴线转动，所述铰接轴线垂直筒状钢筋笼的轴线，伞筋的转动在筒状钢筋笼的轴线所在的平面内进行，转动范围在60-140°之间，将伞筋转动的两个极限位置分别称为第一设定位置与第二设定位置；

当筒状钢筋笼的轴线与水平面垂直，伞筋位于第一设定位置时，伞筋的自由端位于该伞筋的铰接轴线所在水平面的上方；伞筋位于第二设定位置时，伞筋的自由端位于该伞筋的铰接轴线所在水平面的下方；

当筒状钢筋笼的轴线与水平面垂直时，在外力作用下，伞筋向上转动，到达第一设定位置并取消外力后，在重力的作用下伞筋会自由向下转动，到达第二设定位置；当伞筋位于第二设定位置时，伞筋呈辐射状排列在筒状钢筋笼的四周，伞筋的自由端向远离筒状钢筋笼的方向延伸；

当伞筋位于第一设定位置时，该异形钢筋笼能够自由地放置到使用该异形钢筋笼的桩孔内；当伞筋位于第二设定位置时，伞筋的自由端的端部到筒状钢筋笼的中心轴线的距离为筒状钢筋笼的半径的1.5-3.5倍。

2.根据权利要求1所述的异形钢筋笼，其特征在于，所述筒状钢筋笼还包括铰接轴筋，铰接轴筋与扩张部一一对应，铰接轴筋呈环形，并与纵筋或箍筋相连接，铰接轴筋沿与筒状钢筋笼的轴线相垂直的平面设置；伞筋的一端设置有连接环，连接环套在铰接轴筋上。

3.根据权利要求2所述的异形钢筋笼，其特征在于，对应每个扩张部各设置一个上限位钢筋环和一个下限位钢筋环；上限位钢筋环和下限位钢筋环均呈环状，且均设置在筒状钢筋笼的外侧面，并分别布置在对应同一扩张部的铰接轴筋的两侧；当筒状钢筋笼的轴线与水平面垂直时，上限位钢筋环位于对应同一扩张部的铰接轴筋的上方，下限位钢筋环位于对应同一扩张部的铰接轴筋的下方；

第一设定位置与筒状钢筋笼的轴线成一夹角，该夹角的度数为5-10°，伞筋位于第一设定位置时，与其所对应的上限位钢筋环相抵靠；

第二设定位置与垂直于筒状钢筋笼的轴线的平面成一夹角，该夹角的度数为5-45°，伞筋位于第二设定位置时，与其所对应的下限位钢筋环相抵靠。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的异形钢筋笼，其特征在于，还包括防止伞筋转动时发生偏移的伞筋导向装置，伞筋导向装置固定在筒状钢筋笼上。

5.根据权利要求1所述的异形钢筋笼，其特征在于，所述伞筋上设置有爪钩。