CN212688927U - 一种预制桩 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种预制桩，涉及交通运输公路工程领域。预制桩包括桩本体，桩本体的外表壁设有凹凸结构。凹凸结构增大了桩本体的外表壁的粗糙度，使得预制桩的侧摩阻力得以提高，从而提高预制桩的摩擦力，当打桩完成后，预制桩的侧壁与地基之间的摩擦力因凹凸结构的设置而增大，使得预制桩与地基环抱更加牢固，地基与预制桩的结合度更高。

Description

一种预制桩

技术领域

本申请涉及交通运输公路工程领域，具体而言，涉及一种预制桩。

背景技术

预制桩在公路工程软基处理中用量非常大，若是预制桩不能很好的与地基配合，则无法发挥预制柱加固地基的作用。

实用新型内容

本申请实施例提供一种预制桩，以改善现有预制桩不能与地基很好配合的问题。

本申请实施例提供一种预制桩，包括桩本体，桩本体的外表壁设有凹凸结构。

上述技术方案中，桩本体的外表壁上设有凹凸结构，凹凸结构增大了桩本体的外表壁的粗糙度，使得预制桩的侧摩阻力得以提高，从而提高预制桩的摩擦力，当打桩完成后，预制桩的侧壁与地基之间的摩擦力因凹凸结构的设置而增大，使得预制桩与地基环抱更加牢固，地基与预制桩的结合度更高。

另外，本申请实施例的预制桩还具有如下附加的技术特征：

在本申请的一些实施例中，凹凸结构呈波纹状。

上述技术方案中，波纹状的凹凸结构能够在不影响打桩的情况下，能够增大预制桩与地基土壤的摩擦力。

在本申请的一些实施例中，桩本体的横截面为十字型截面。

上述技术方案中，桩本体的横截面为十字型截面，相对于横截面积的相同的圆柱形桩本体而言，十字型的桩本体的横截面周长更长，桩本体与地基土壤接触面积更大，能够提高地基土壤与桩本体的结合紧密度。

在本申请的一些实施例中，预制桩还包括设于桩本体内部的钢筋骨架；桩本体包括从中心向四周延伸的四个延伸部；钢筋骨架包括多个预应力筋，每个延伸部设有至少一个预应力筋，每个预应力筋的延伸方向与桩本体的延伸方向一致。

上述技术方案中，在桩本体的每个延伸部上均设有至少一个预应力筋，能够增大预制桩的竖向承载能力。

在本申请的一些实施例中，钢筋骨架包括四个预应力筋，每个延伸部设有一个预应力筋。

上述技术方案中，每个延伸部设有一个预应力筋，在保证预制桩的竖向承载能力的情况下，能够减少预应力筋的用量，减轻了预制桩的重量，节约了预制桩的制造成本。

在本申请的一些实施例中，钢筋骨架包括两股箍筋，每股箍筋绕设于桩本体相对的两个延伸部的每个预应力筋上。

上述技术方案中，箍筋的设置能够使得钢筋骨架成为一整体结构并提高预制桩的竖向承载和径向(侧向)承载能力。

在本申请的一些实施例中，桩本体包括依次连接的第一桩段、第二桩段和第三桩段；第一桩段的横截面积大于第二桩段的横截面积，第三桩段的横截面积大于第二桩段的横截面积。

上述技术方案中，第一桩段和第三桩段的横截面积均大于第二桩段的横截面积，即在预制桩延伸方向的两端采用通过增大横截面积的增强处理方式，能够弥补预应力筋回缩引起的预应力筋的预应力值减小的问题，确保预制桩两端的抗弯、抗剪能力不能弱于预制桩中部桩段。

在本申请的一些实施例中，每股箍筋在第一桩段对应的预应力筋上的绕设密度大于每股箍筋在第二桩段对应的预应力筋上的绕设密度；每股箍筋在三桩段对应的预应力筋上的绕设密度大于每股箍筋在第二桩段对应的预应力筋上的绕设密度。

上述技术方案中，第一桩段和第三桩段对应的预应力筋上绕设的箍筋的密度均大于第二桩段，通过增大预制桩延伸方向上的两端的箍筋绕设密度，与横截面积增大了的第一桩段和第三桩段共同应对端部应预应力筋回缩引起的预应力值减小问题，确保预制桩两端部抗弯、抗剪性能不比预制桩中部桩段低。

在本申请的一些实施例中，任意相邻的两个延伸部通过圆弧面过渡。

上述技术方案中，圆弧面的设置，能够避免相邻的两个延伸部的夹角处产生应力集中，而降低预制桩的径向承载能力、抗弯和抗剪能力。

在本申请的一些实施例中，每个延伸部的延伸方向的端面为圆弧面。

上述技术方面中，每个延伸部的延伸方向的端面为圆弧面，能够避免延伸部因棱角存在而破坏与地基土壤的配合。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的预制桩的结构示意图；

图2为图1中A-A处的截面图(第一桩段或第三桩段的横截面示意图)；

图3为图1中B-B处的截面图(第二桩段的横截面示意图)；

图4为本申请其他实施例提供的第一种预制桩的横截面的示意图；

图5为本申请其他实施例提供的第二种预制桩的横截面的示意图；

图6为本申请其他实施例提供的横截面为圆形的变截面预制桩的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的箍筋绕设于预应力筋上的示意图。

图标：100-预制桩；10-桩本体；11-延伸部；12-第一桩段；13-第二桩段；14-第三桩段；20-钢筋骨架；21-预应力筋；22-箍筋；C-预应力筋的延伸方向；D-延伸部的延伸方向。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例

公路工程软基处理用预制桩普遍采用建筑标准设计图集规定的适用于建筑地基处理的预制管桩(直径400mm，壁厚60mm或95mm)。公路工程与建筑工程不同的是，公路工程软基处理主要承受竖向荷载，侧向荷载较小，对软基处理预制桩抗弯、抗剪性能要求要远低于建筑工程地基处理用预制桩100。

随着预制桩100在公路工程软基处理中用量越来越大，研发一种适用于公路工程受荷特点的专业预制桩100结构非常有必要。

如图1所示，本申请实施例提供一种预制桩100，预制桩100包括桩本体10，其中，桩本体10的外表壁设有凹凸结构。在桩本体10的外表壁上设有凹凸结构，凹凸结构使得桩本体10的外表壁的粗糙度增大，使得预制桩100的侧摩阻力得以提高，从而提高预制桩100的摩擦力，当打桩完成后，预制桩100的侧壁与地基之间的摩擦力因凹凸结构的设置而增大，使得预制桩100与地基环抱更加牢固，地基与预制桩100的结合度更高。

在本实施例中，凹凸结构呈波纹状。一般地，波纹面均是圆滑的凹凸曲面，因此，波纹状的凹凸结构能够在不影响打桩的情况下，能够增大预制桩100与地基土壤的摩擦力。为了便于打桩，每条波纹的延伸方向与预制桩100的延伸方向(即打桩方向)一致。

预制桩100还包括钢筋骨架20，钢筋骨架20设于桩本体10内。钢筋骨架20包括多个预应力筋21和多股箍筋22，每股箍筋22绕设与部分或者全部预应力筋21上。预制桩100是通过浇筑成型的。在浇筑前，先进行预应力筋21张发(拉张)，使每个预应力筋21具有一定的预应力，再在张发后的预应力筋21上绕设箍筋22，以使各股箍筋22和各个预应力筋21被绑扎呈一整体的钢筋骨架20，再将绑扎成型的钢筋骨架20放入相应的模具中，模具具有浇注口，从模型的浇筑口浇入混凝土(即桩本体10是混凝土桩)，再等待混凝土凝固并对其进行养护，待达到需要的强度如C40时脱模，即完成预制桩100的制作。

需要说明的是，桩本体10的形状由模具的内腔形状决定。比如若是模具的内腔形状为圆柱形，则桩本体10也为圆柱形，若是模具的内腔形状为多边形，则桩本体10的横截面也为多边形。在本实施例中，如图2、图3所示，桩本体10的横截面为十字型截面。相对于横截面积的相同的圆柱形桩本体而言，十字型的桩本体10的横截面周长更长，桩本体10与地基土壤接触面积更大，能够提高地基土壤与桩本体10的结合紧密度。当然，在其他实施例中，桩本体10的横截面也可以是其他结构形式，比如如图4和图5所示，桩本体10的横截面分别为三边(圆弧边)形和六边(圆弧边)形，当然，桩本体10的横截面还可以是其他形式。

请继续参见图2、图3，由于桩本体10的横截面为十字型截面，则桩本体10包括从中心向四周延伸的四个延伸部11，这里所说的延伸部的延伸方向D是垂直预制桩100的延伸方向的方向，也是预应力筋的延伸方向C。钢筋骨架20包括多个预应力筋21，每个延伸部11设有至少一个预应力筋21，每个预应力筋的延伸方向C与桩本体10的延伸方向一致。在桩本体10的每个延伸部11上均设有至少一个预应力筋21，能够增大预制桩100的竖向承载能力。

可选地，钢筋骨架20包括四个预应力筋21，每个延伸部11设有一个预应力筋21。与建筑图集中预制管桩中最少七根预应力筋21相比，预应力钢筋用量大大节省。在保证预制桩100的竖向承载能力的情况下，能够减少预应力筋21的用量，减轻了预制桩100的重量，节约了预制桩100的制造成本。

当然，在其他实施例中，根据实际需要，每个延伸部11也可以设置两个及两个以上的预应力筋21，以进一步提高预制桩100的竖向承载能力、侧向承载能力、抗弯和抗剪能力。

在本实施例中，任意相邻的两个延伸部11通过圆弧面过渡。圆弧面的设置，能够避免相邻的两个延伸部11的夹角处产生应力集中，而降低预制桩100的径向承载能力、抗弯和抗剪能力。需要说明的是，相邻的两个延伸部11是指两个夹角90°的延伸部11。

并且每个延伸部11延伸方向的端面为圆弧面。每个延伸部的延伸方向D的端面为圆弧面，能够避免延伸部11因棱角存在而破坏与地基土壤的配合。

进一步地，钢筋骨架20包括两股箍筋22，每股箍筋22绕设于桩本体10相对的两个延伸部11的每个预应力筋21上。箍筋22的设置能够使得钢筋骨架20成为一整体结构并提高预制桩100的竖向承载和径向(侧向)承载能力。其中，相对的两个延伸部11是指两个夹角180°的延伸部11。

在其他实施例中，每股箍筋22也可以依次绕设于所有预应力筋21上。

进一步地，桩本体10包括依次连接的第一桩段12、第二桩段13和第三桩段14；第一桩段12的横截面积大于第二桩段13的横截面积，第三桩段14的横截面积大于第二桩段13的横截面积。第一桩段12和第三桩段14的横截面积均大于第二桩段13的横截面积，即在预制桩100延伸方向的两端采用通过增大横截面积的增强处理方式，能够弥补预应力筋21回缩引起的预应力筋21的预应力值减小的问题，确保预制桩100两端的抗弯、抗剪能力不能弱于预制桩100中部桩段。第一桩段12和第三桩段14的横截面积可以相同也可以不同，在本实施例中，第一桩段12和第三桩段14的横截面积相同。需要说明的是，第一桩段12、第三桩段14为桩本体10的延伸方向的两端的桩段，第二桩段13为桩本体10的中部桩段。

在本实施例中，第一桩段12和第二桩段13的外壁通过圆弧面过渡，第二桩段13和第三桩段14的外壁通过圆弧面过渡，即从第一桩段12到第二桩段13之间，预制桩100的横截面积逐渐减小，从第二桩段13到第三桩段14之间，预制桩100的横截面积逐渐减增大，这样能够避免第一桩段12和第二桩段13的连接位置，第二桩段13和第三桩段14的连接位置出现阶梯陡变，避免在第一桩段12和第二桩段13的连接位置，第二桩段13和第三桩段14的连接位置出现应力集中而影响预制桩100的侧向承载能力、抗弯和抗剪能力。由于本实施例中的十字型结构在第一桩段12、第二桩段13和第三桩段14处的过渡段部容易显示。因此，如图6所示，给出了其他实施例中横截面为圆形的预制桩100的第一桩段12、第二桩段13和第三桩段14之间圆弧过渡的示意图，以帮助解释十字型结构的不同桩段之间的过渡形式。

由于公路工程领域预制桩竖向承载力要求高、侧向抗弯刚度要求低的特点，本实施例提供的预制桩100与现有建筑工程领域预制桩相比，通过增大预制桩100延伸方向的两端的箍筋22绕设密度和桩本体10的横截面积，在保证竖向承载力的同时，预制桩100的桩本体10的混凝土用量及预应力筋21用量均大幅度降低，工程经济性更优。

进一步地，如图7所示，每股箍筋22在第一桩段12对应的预应力筋21上的绕设密度大于每股箍筋22在第二桩段13对应的预应力筋21上的绕设密度；每股箍筋22在第三桩段14对应的预应力筋21上的绕设密度大于每股箍筋22在第二桩段13对应的预应力筋21上的绕设密度。第一桩段12和第三桩段14对应的预应力筋21上绕设的箍筋22的密度均大于第二桩段13，通过增大预制桩100延伸方向上的两端的箍筋22绕设密度，与横截面积增大了的第一桩段12和第三桩段14共同应对端部应预应力筋21回缩引起的预应力值减小问题，确保预制桩100两端部抗弯、抗剪性能不比预制桩100中部桩段低。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种预制桩，其特征在于，包括：

桩本体，所述桩本体的外表壁设有凹凸结构。

2.根据权利要求1所述的预制桩，其特征在于，所述凹凸结构呈波纹状。

3.根据权利要求1所述的预制桩，其特征在于，所述桩本体的横截面为十字型截面。

4.根据权利要求3所述的预制桩，其特征在于，所述预制桩还包括设于所述桩本体内部的钢筋骨架；

所述桩本体包括从中心向四周延伸的四个延伸部；

所述钢筋骨架包括多个预应力筋，每个延伸部设有至少一个预应力筋，每个预应力筋的延伸方向与所述桩本体的延伸方向一致。

5.根据权利要求4所述的预制桩，其特征在于，所述钢筋骨架包括四个预应力筋，每个延伸部设有一个预应力筋。

6.根据权利要求4所述的预制桩，其特征在于，所述钢筋骨架包括两股箍筋，每股箍筋绕设于所述桩本体相对的两个延伸部的每个预应力筋上。

7.根据权利要求6所述的预制桩，其特征在于，所述桩本体包括依次连接的第一桩段、第二桩段和第三桩段；

所述第一桩段的横截面积大于所述第二桩段的横截面积，所述第三桩段的横截面积大于所述第二桩段的横截面积。

8.根据权利要求7所述的预制桩，其特征在于，每股箍筋在所述第一桩段对应的预应力筋上的绕设密度大于每股箍筋在所述第二桩段对应的预应力筋上的绕设密度；每股箍筋在所述三桩段对应的预应力筋上的绕设密度大于每股箍筋在所述第二桩段对应的预应力筋上的绕设密度。

9.根据权利要求4所述的预制桩，其特征在于，任意相邻的两个延伸部通过圆弧面过渡。

10.根据权利要求3所述的预制桩，其特征在于，每个延伸部的延伸方向的端面为圆弧面。

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