CN215290095U - 一种预制预应力混凝土异形支护桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预制预应力混凝土异形支护桩，包括混凝土桩身，所述混凝土桩身内埋设有钢筋骨架，且混凝土桩身的中心位置设置有贯穿的中心孔；所述混凝土桩身包括从上至下顺次相连的上支护部、中间部和下支护部，所述中间部的两侧均形成向外凸出的翼缘；所述上支护部和下支护部的的截面形状均为梯形，所述上支护部的宽度在向上的方向上逐渐缩小，所述下支护部的宽度在向下的方向上逐渐缩小。本实施例的支护桩具有较大的抗弯和抗剪抵抗面，力学性能更好。

Description

一种预制预应力混凝土异形支护桩

技术领域

本实用新型涉及支护桩技术领域，尤其是一种预制预应力混凝土异形支护桩。

背景技术

随着建造建设技术不断发展，如今超高层、高层建筑及地下超深、超广地下建筑物的建设不断增多，这对于使用在基坑或河道等支护工程的支护桩的性能要求也在不断提高。因此，许多新桩型也在不断出现，如空心方桩、连锁支护桩，甚至异形截面桩等等，不同的桩型基于基坑支护工程的受力分析情况，对于截面结构都进行了优化，但是，这些新支护桩型也普遍存在以下问题：支护工程对于支护桩抗弯和抗剪性能要求比较高，普通结构的支护桩没有足够大的抗弯和抗剪抵抗面，性能可能不满足工程需要

实用新型内容

本实用新型提供一种预制预应力混凝土异形支护桩，具有较大的抗弯和抗剪抵抗面，力学性能更好。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的实施例提供一种预制预应力混凝土异形支护桩，包括混凝土桩身，所述混凝土桩身内埋设有钢筋骨架，且混凝土桩身的中心位置设置有贯穿的中心孔；所述混凝土桩身包括从上至下顺次相连的上支护部、中间部和下支护部，所述中间部的两侧均形成向外凸出的翼缘；所述上支护部和下支护部的的截面形状均为梯形，所述上支护部的宽度在向上的方向上逐渐缩小，所述下支护部的宽度在向下的方向上逐渐缩小。

在一些实施例中，所述上支护部和下支护部的截面形状均为等腰梯形，所述翼缘的截面形状为矩形。

在一些实施例中，所述上支护部和下支护部的截面形状的腰边与下底边的夹角均为50°-60°。

在一些实施例中，所述钢筋骨架包括螺旋箍筋和预应力钢棒组，所述预应力钢棒组包括多根离散分布并沿混凝土桩身的长度方向延伸的预应力钢棒，所述螺旋箍筋呈螺旋状绕制在预应力钢棒组上。

在一些实施例中，所述预应力钢棒的分布形状与混凝土桩身的截面轮廓相匹配，且所述预应力钢棒上下对称分布；靠近支护面位置的预应力钢棒的分布密度大于远离支护面位置的预应力钢棒的分布密度；相邻预应力钢棒之间间隔预设距离。

在一些实施例中，所述混凝土桩身长度方向的两端均固定有端板和约束钢板。

在一些实施例中，所述端板固定在混凝土桩身的端面上，所述约束钢板与端板相连，且约束钢板包覆混凝土桩身端部的侧面。

在一些实施例中，所述混凝土桩身还与桩尖结构相连。

在一些实施例中，所述桩尖结构包括桩尖底板和多块桩尖肋板，所述桩尖底板固定在混凝土桩身的端面上，所述桩尖肋板固定在桩尖底板上并相对中心孔的圆心呈放射状分布。

在一些实施例中，所述桩尖结构包括桩尖底板、桩尖中筒和多块桩尖肋板，所述桩尖底板固定在混凝土桩身的端面上，所述桩尖肋板和桩尖中筒均固定在桩尖底板上；所述桩尖中筒与中心孔同轴设置，所述桩尖肋板位于桩尖中筒的外侧，且桩尖肋板与桩尖中筒相连，所述桩尖肋板相对桩尖中筒的圆心呈放射状分布。

本实用新型至少具有如下有益效果：

1.本实用新型的上支护部和下支护部的的截面形状均为梯形，且上支护部的宽度在向上的方向上逐渐缩小，下支护部的宽度在向下的方向上逐渐缩小，使得整个支护桩的截面形状形成类似六边形结构，沉桩时，翼缘的延伸方向与基坑边线平行，上支护部或者下支护部为主要受拉或受压部分，相比于传统的支护桩，本实施例这种类似六边形的结构可以扩大支护桩的抗弯和抗剪抵抗面，且支护面也更大，整个支护桩的力学性能良好，符合支护工程的要求；

2.本实用新型在中间部的两侧形成向外凸出的翼缘，方便外部的钢板桩等其他桩体与翼缘连接，以形成组合桩体；

3.本实用新型的支护桩对称分布，预应力钢棒和螺旋箍筋也呈对称布置，可采用现有的生产工艺来制造，降低了生产难度。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的预制预应力混凝土异形支护桩的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例的桩尖结构的结构示意图；

图3为图2所示桩尖结构沿1-1剖面线剖开的剖视示意图；

图4为本实用新型另一种实施例的桩尖结构的结构示意图；

图5为图4所示桩尖结构沿2-2剖面线剖开的剖视示意图。

其中，附图标记为：混凝土桩身100，中心孔101，上支护部110，中间部120，翼缘121，下支护部130，预应力钢棒141，端板150，桩尖底板210，桩尖肋板220，桩尖中筒230。

具体实施方式

本公开提供以下参照附图的描述来帮助全面理解如权利要求及其等同物所限定的本公开的各种实施例。在以下描述和权利要求中使用的术语和字词不受限于字面含义，而只是被发明人用来使得能够对于本公开有清楚且一致的理解。因此，本领域技术人员应当清楚，提供以下对本公开的各种实施例的描述只是为了说明，而不是为了限制如所附权利要求及其等同物所限定的本公开。

本公开的各种实施例中使用的术语“具有”、“可具有”、“包括”或“可包括”指示公开的相应功能、操作、元素等等的存在，但不限制额外的一个或多个功能、操作、元素等等。此外，应当理解，本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“具有”是要指示说明书中描述的特征、数字、操作、元素、部件或者其组合的存在，但并不排除一个或多个其他特征、数字、操作、元素、部件或其组合的存在或添加。

虽然本公开的各种实施例中使用的诸如“第一”和“第二”之类的术语可修饰各种实施例的各种元素，但这些术语并不限制相应的元素。例如，这些术语不限制相应元素的顺序和/或重要性。这些术语可用于区分一个元素与另一元素。例如，在不脱离本公开的各种实施例的权利范围的情况下，第一元素可被命名为第二元素，并且类似地，第二元素可被命名为第一元素。

应理解，当一元素(例如，第一元素)与另一元素(例如，第二元素)“连接”时，该元素可直接与另一元素连接，或者在该元素和另一元素之间可以有居间的元素(例如，第三元素)。

本实用新型的实施例提供一种预制预应力混凝土异形支护桩，如图1所示，其包括混凝土桩身100，混凝土桩身100主要由混凝土制成，混凝土桩身100内埋设有钢筋骨架，钢筋骨架可以在混凝土桩身100浇筑成型时放入到专用的成型模具中制作而成，由此形成预制钢筋混凝土的支护桩。混凝土桩身100的中心位置设置有贯穿的中心孔101，中心孔101可沿混凝土桩身100的长度方向贯穿混凝土桩身100，通常，中心孔101是圆形孔。

混凝土桩身100包括从上至下顺次相连的上支护部110、中间部120和下支护部130，上支护部110、中间部120和下支护部130可一体浇筑形成，结构强度更大。中间部120的两侧均形成向外凸出的翼缘121，翼缘121可以与外部的钢板桩或其他桩体连接，方便将本实施例的支护桩连接成组合桩体。翼缘121的尺寸需要根据实际使用情况确定，以能够满足与外部桩体连接的需求即可。

上支护部110和下支护部130的外侧面均可以支护挡土，在实际施工过程中，翼缘121的延伸方向与沉桩路径平行，上支护部110和下支护部130中的一个用于挡土，另一个则外露于基坑。上支护部110和下支护部130的的截面形状均为梯形，且上支护部110的宽度在向上的方向上逐渐缩小，下支护部130的宽度在向下的方向上逐渐缩小。这使得整个支护桩的截面形状形成类似六边形结构，从而扩大了整个支护桩的抗弯和抗剪抵抗面，且支护面也更大，使得整个支护桩的力学性能良好，符合支护工程的要求。

需要说明的是，本实施例所说的上和下是相对于本实施例的支护桩处于平放状态而言的，其仅用于对位置关系进行相对说明，并不构成对位置关系的绝对限制。

为了进一步说明本实施例的支护桩的力学性能，本实施例提供预制预应力混凝土异形支护桩与传统支护桩的力学数据对比表，具体对比数据如下：

可见，本实施例的预制预应力混凝土异形支护桩的抗弯和抗剪性能明显优于传统的支护桩，抗弯强度可提高20％～30％，整个支护桩的力学性能良好，符合支护工程的要求。同时，所需混凝土用量相对较少，可减少桩体成本。

在一些实施例中，上支护部110和下支护部130的截面形状均为等腰梯形，这使得支护面的受力相对均匀，可以延长支护桩的使用寿命。同时，翼缘121的截面形状为矩形，使得翼缘121处的受力相对均匀，且矩形结构更加规则，便于连接外部的桩体。

进一步的，上支护部110和下支护部130上下对称设置，使得混凝土桩身100的截面形状更加规则，便于制造成型。同时，在使用本实施例的支护桩时，上支护部110和下支护部130的支护性能相同，用户可任选其一作为支护面。

在一些实施例中，上支护部110和下支护部130的截面形状的腰边与下底边的夹角均为50°-60°，此角度可使支护桩整体的宽度较窄，高度较高，形成“瘦高”的结构，可以保障支护桩的力学性能。

在一些实施例中，钢筋骨架包括螺旋箍筋和预应力钢棒组，预应力钢棒组包括多根离散分布并沿混凝土桩身100的长度方向延伸的预应力钢棒141，螺旋箍筋呈螺旋状绕制在预应力钢棒组上。螺旋箍筋可以通过编笼机连续滚编并与预应力钢棒141焊接为一体，以增强整体的结构强度。

进一步的，预应力钢棒141的分布形状与混凝土桩身100的截面轮廓相匹配，如图1所示，上端和下端的预应力钢棒141均呈梯形分布，且上端的预应力钢棒141与下端的预应力钢棒141上下对称设置。本实施例使得预应力钢棒141的布置更加合理，符合混凝土桩身100的受力要求，也便于制造成型。

考虑到上支护部110和下支护部130均可能成为受力部位，预应力钢棒141在上支护部110和下支护部130的分布密度应该更大，尤其是靠近支护面的位置，即上支护部110的顶端和下支护部130的底端处的预应力钢棒141的分布密度应该更大。当然，相邻预应力钢棒141之间应保持预设距离，不能距离过于接近，且预应力钢棒141的具体分布密度、数量和尺寸等需要根据实际使用情况来定，不限于本实施例和附图所描述的分布密度、数量和尺寸。

在一些实施例中，如图1和图3所示，混凝土桩身100长度方向的两端均固定有端板150和约束钢板，可以提高支护桩端部的抗压强度，防止打桩时桩头爆裂。

进一步的，端板150固定在混凝土桩身100的端面上，约束钢板包覆混凝土桩身100端部位置的外侧面并与端板150固定相连。端板150和约束钢板对混凝土桩身100的端部起到包覆式的保护作用。

在一些实施例中，混凝土桩身100还与桩尖结构相连。便于支护桩打入地下。通过桩尖结构的切土作用，可使得本实施例的支护桩在沉桩过程中减少桩端阻力以及对混凝土桩身的摩擦力，减少挤土效应，同时具备一定的破岩能力，防止桩头破损，可有效保证支护桩的完整性。

如图2和图3所示，为一种梅花型的桩尖结构，其包括桩尖底板210和多块桩尖肋板220，桩尖底板210固定在混凝土桩身100的端面上，本实施例的混凝土桩身100的端面固定有端板150，则桩尖底板210固定在端板150上。桩尖肋板220固定在桩尖底板210上并相对中心孔101的圆心呈放射状分布。

如图4和图5所示，为一种开口型的桩尖结构，桩尖结构包括桩尖底板210、桩尖中筒230和多块桩尖肋板220，桩尖底板210固定在混凝土桩身100的端面上，本实施例的混凝土桩身100的端面固定有端板150，则桩尖底板210固定在端板150上。桩尖肋板220和桩尖中筒230均固定在桩尖底板210上。桩尖中筒230与中心孔101同轴设置，桩尖肋板220位于桩尖中筒230的外侧，且桩尖肋板220与桩尖中筒230相连，桩尖肋板220相对桩尖中筒230的圆心呈放射状分布。本实施例可防止形成土塞效应，更有利于挤土沉桩。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种预制预应力混凝土异形支护桩，其特征在于：包括混凝土桩身，所述混凝土桩身内埋设有钢筋骨架，且混凝土桩身的中心位置设置有贯穿的中心孔；所述混凝土桩身包括从上至下顺次相连的上支护部、中间部和下支护部，所述中间部的两侧均形成向外凸出的翼缘；所述上支护部和下支护部的的截面形状均为梯形，所述上支护部的宽度在向上的方向上逐渐缩小，所述下支护部的宽度在向下的方向上逐渐缩小。

2.根据权利要求1所述的预制预应力混凝土异形支护桩，其特征在于：所述上支护部和下支护部的截面形状均为等腰梯形，所述翼缘的截面形状为矩形。

3.根据权利要求2所述的预制预应力混凝土异形支护桩，其特征在于：所述上支护部和下支护部的截面形状的腰边与下底边的夹角均为50°-60°。

4.根据权利要求1所述的预制预应力混凝土异形支护桩，其特征在于：所述钢筋骨架包括螺旋箍筋和预应力钢棒组，所述预应力钢棒组包括多根离散分布并沿混凝土桩身的长度方向延伸的预应力钢棒，所述螺旋箍筋呈螺旋状绕制在预应力钢棒组上。

5.根据权利要求4所述的预制预应力混凝土异形支护桩，其特征在于：所述预应力钢棒的分布形状与混凝土桩身的截面轮廓相匹配，且所述预应力钢棒上下对称分布；靠近支护面位置的预应力钢棒的分布密度大于远离支护面位置的预应力钢棒的分布密度；相邻预应力钢棒之间间隔预设距离。

6.根据权利要求1所述的预制预应力混凝土异形支护桩，其特征在于：所述混凝土桩身长度方向的两端均固定有端板和约束钢板。

7.根据权利要求6所述的预制预应力混凝土异形支护桩，其特征在于：所述端板固定在混凝土桩身的端面上，所述约束钢板与端板相连，且约束钢板包覆混凝土桩身端部的侧面。

8.根据权利要求1-7任一项所述的预制预应力混凝土异形支护桩，其特征在于：所述混凝土桩身还与桩尖结构相连。

9.根据权利要求8的预制预应力混凝土异形支护桩，其特征在于：所述桩尖结构包括桩尖底板和多块桩尖肋板，所述桩尖底板固定在混凝土桩身的端面上，所述桩尖肋板固定在桩尖底板上并相对中心孔的圆心呈放射状分布。

10.根据权利要求8的预制预应力混凝土异形支护桩，其特征在于：所述桩尖结构包括桩尖底板、桩尖中筒和多块桩尖肋板，所述桩尖底板固定在混凝土桩身的端面上，所述桩尖肋板和桩尖中筒均固定在桩尖底板上；所述桩尖中筒与中心孔同轴设置，所述桩尖肋板位于桩尖中筒的外侧，且桩尖肋板与桩尖中筒相连，所述桩尖肋板相对桩尖中筒的圆心呈放射状分布。

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