CN218170852U - 一种占位模具、phc管桩钢筋笼以及phc管桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于PHC管桩的占位模具，包括第一块体、第二柱体与一对第三柱体，所述第二柱体和一对所述第三柱体固设于所述第一块体的同一表面上。本实用新型还提供一种PHC管桩钢筋笼以及PHC管桩。本实用新型的占位模具、PHC管桩钢筋笼可用于预制带安装槽、通孔和盲孔的PHC管桩，方便应变传感器的装设，利用应变传感器测量PHC管桩的应变时，对受检桩桩身测试断面破坏小，安装槽形状规则，补胶面积小，无需在PHC管中心通道内填充混凝土内芯，无需预埋工字钢等加外型钢影响桩身测试断面的弹性模量，防水防潮处理可靠，应变传感器的存活率高，可直接测得管桩桩身钢筋混凝土应变，测量结果准确，测试成本低。

Description

一种占位模具、PHC管桩钢筋笼以及PHC管桩

技术领域

本实用新型属于土木工程领域，尤其涉及一种占位模具、PHC管桩钢筋笼以及PHC管桩。

背景技术

对于先张法高温蒸汽养护工艺预应力高强度混凝土(PHC)管桩桩身混凝土应变-内力测试过程，以往已有的方法主要有三种，分别为桩身通长切槽法、中孔填芯法和预埋工字钢法，上述三种方法均需要在桩身测试断面安装应变传感器测得桩身应变，依据桩身钢筋混凝土的弹性模量，再通过桩身应变-内力关系理论计算得到桩身内力。

桩身通长切槽法是将制作并养护好的管桩，沿着桩身长度方向通长划线定位切槽，在通长槽内布置应变传感器和数据线，大部分采用光纤传感器，然后灌注防水胶，桩施工沉入地层后进行相应的应变测试。此法存在的主要缺陷如下：1、桩身通长开槽对桩体破坏大，虽然后期采用环氧砂浆等补桩，其对桩身的影响未有研究；2、通长槽灌注防水胶面积大，沉桩施工防水胶和传感器极易被地层内石子等硬物剐蹭破坏；3、两段管桩接头处有金属焊接连接板，光纤不能穿过接桩部位，桩长受到限制。

中孔填芯法是将需要测试的PHC管桩桩端焊接铁板封闭后沉桩施工，在需要测试的PHC管桩截面位置中孔里，将应变器固定于一钢筋笼或测管上，并放入PHC管桩中孔内，然后在PHC管桩的中孔内用混凝土进行填芯处理。此法存在的主要缺陷如下：1、测试截面处填入混凝土内芯，较大改变了测试位置管桩的刚度；2、传感器不能直接布设在桩身混凝土内，只能布设在填芯混凝土内，其测到数据为填芯混凝土的应变，并不是测试目标PHC管桩桩身的应变，且二者有多大差异并不明了。

预埋工字钢法是在PHC管桩生产制作的填料阶段，在需要测试断面位置的桩外侧埋置工字钢，离心成型和高温蒸养后，将传感器贴于工字钢表面；对于应变片的导线处理，需在工字钢之下沿管桩径向钻取导线孔，直通PHC管桩内孔，应变片导线穿过PHC管桩内壁，从桩顶引出。此法存在的主要缺陷如下：1、工字钢的弹性模量与混凝土并不一致，工字钢对管桩测试断面的弹性模量一定会产生影响，应变片直接测得的是预埋工字钢的应变，而工字钢与桩身的应变不一定完全协调一致；2、应变片粘贴于工字钢表面，沉桩施工过程难以保证应变片不被破坏，也不易进行防水处理。

由上可知，上述三种方法在安装应变传感器、应变测量和内力计算上，存在一些难以克服的问题，会给应变测量或内力计算结果带来不好确定幅度的误差。基于此，提供一种用于PHC管桩桩身混凝土应变-内力测试过程中对桩身影响小的应变传感器安装系统势在必行。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种占位模具、PHC管桩钢筋笼以及PHC管桩，通过上述占位模具、PHC管桩钢筋笼以及PHC管桩，可以便于应变传感器的安装与桩身应变的测量。为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种用于PHC管桩的占位模具，包括第一块体、第二柱体与一对第三柱体(一对之间的间隔距离根据应变传感器规格确定)，所述第二柱体和一对所述第三柱体固设于(优选的垂直固设)所述第一块体的同一表面上。

上述占位模具中，优选的，所述第一块体的厚度(沿桩身径向的厚度)不大于PHC管桩的侧壁混凝土保护层的厚度，所述第一块体厚度和所述第二柱体长度的总和不小于所述PHC管桩的壁厚。PHC管桩预制时，第一块体的外表面与PHC管桩桩壁的外表面在同一平面。第一块体的厚度根据需要安装的应变传感器尺寸确定，并控制第一块体厚度和第二柱体的长度(指桩身径向长度)的总和，可以使第二柱体得到与PHC管桩的中心通道连通的通孔，以安装数据线。

上述占位模具中，优选的，所述第一块体厚度和所述第三柱体的长度的总和小于所述PHC管桩的壁厚。控制第一块体厚度和第三柱体的长度的总和可以使第三柱体得到不与PHC管桩的中心通道连通的盲孔，以安装应变传感器。

本实用新型中，占位模具优选采用表面加工处理平整光滑的硬质木模。第一块体优选为长方体形块体以用于形成安装槽，第二柱体可为圆柱型以用于形成通孔，第三柱体也可为圆柱形以用于形成盲孔，但其长度短于第二柱体。每个安装槽可在底部混凝土上粘贴应变片，在安装槽底部盲孔上安装应变计，更优选的可同时安装应变片和应变计。

作为一个总的技术构思，本实用新型还提供一种PHC管桩钢筋笼，包括设于所述PHC管桩桩壁内的钢筋笼本体，所述钢筋笼本体上根据测点数量需要固设有多个上述的占位模具；所述第一块体设于所述钢筋笼本体的外表面，所述第二柱体和第三柱体朝向所述钢筋笼本体环向钢筋的中心。在预制PHC管桩时，首先可以绑扎钢筋笼本体，然后再在钢筋笼本体上固定安装占位模具，浇筑混凝土，高温蒸汽养护后，去除占位模具即可形成应变传感器安装槽、盲孔和数据线孔。

上述PHC管桩钢筋笼中，优选的，所述钢筋笼本体的同一横断面处环向可均匀设有多个所述占位模具，具体数量与测点数量相同。设置多个占位模具可以在PHC管桩同一横断面处形成多个应变传感器安装位置，以便于多点测量并得到准确的测量结果。

作为一个总的技术构思，本实用新型还提供一种PHC管桩，所述PHC管桩桩壁表面设有由第一块体得到的安装槽，所述安装槽底部设有由第二柱体得到并与所述PHC管桩的中心通道连通的通孔，所述安装槽底部还设有由第三柱体得到的盲孔；所述第一块体、第二柱体和第三柱体分别为上述的PHC管桩钢筋笼上的占位模具的第一块体、第二柱体和第三柱体。上述安装槽和盲孔用于装设应变传感器，上述通孔用于应变传感器的数据线穿过进入PHC管桩的中心通道。通过上述方式安装应变传感器，后续无需对PHC管桩桩身进行切削开槽处理，也无需在桩身混凝土内预埋工字钢、钢板等，无需在PHC管桩的中心通道中填充混凝土，可直接测得管桩钢筋混凝土桩身应变。

上述PHC管桩中，优选的，所述安装槽中装设有应变传感器，所述应变传感器包括应变片和铉式应变计，所述应变片贴设于所述安装槽底部，所述铉式应变计通过所述盲孔装设于所述安装槽底部；所述应变传感器的数据线通过所述通孔送至所述PHC管桩的中心通道中。木模占位形成的安装槽中安装应变传感器，上述应变传感器可为电阻应变片，也可为弦式混凝土应变计，应变传感器的数据线通过预留通孔引入PHC管桩内中心通道，再由管桩内管引到桩顶外部。

上述PHC管桩中，优选的，所述安装槽中设有用于保护所述应变传感器的防水防潮软胶层。每个测点应变传感器安装完毕，数据线线缆穿好后，经过测试确认能够有效正常工作后，再通过设置防水防潮软胶层可以起到防水防潮效果，比如灌注703防水软胶进行防水防潮处理。此法经防水试验验证，防水防潮效果可靠。

上述PHC管桩中，优选的，所述安装槽的槽口处设有用于覆盖槽口的保护铁皮，所述保护铁皮靠近所述PHC管桩底部(沉桩施工方向桩底一端)的一端通过固定件与所述PHC管桩桩壁固定连接，所述保护铁皮的其他部位与所述PHC管桩桩壁不固定连接。为了防止现场试验桩沉桩施工过程中，粗粒土块等杂物划坏防水防潮软胶层，可在做好防水处理后外部加装保护铁皮。保护铁皮仅下端固定，上端、侧面均不固定，防止保护铁皮对桩测试断面产生局部约束，进一步保证测量精度。

本实用新型的占位模具、PHC管桩钢筋笼可用于预制带安装槽、通孔和盲孔的PHC管桩，在进行PHC管桩断面应变测量时，与桩身通长切槽法比较，对桩身混凝土破坏小，后续填补工作量小；与中孔填芯法比较，避免了中孔填芯对桩身刚度和内力-应变关系的影响，可直接测量桩身混凝土的应变；与预埋工字钢法比较，避免了工字钢对桩身刚度和内力-应变关系的影响。应变传感器易于装设、易于保护，成活率高，且可使用应变片也可使用混凝土应变计。整体具有可操作性强、应变传感器成活率高、测量结果准确等诸多优点。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型的占位模具、PHC管桩钢筋笼可用于预制带安装槽、通孔和盲孔的PHC管桩，方便应变传感器的装设，此种结构在利用应变传感器测量PHC管桩的应变时，无需对管桩桩身高温养护后切削处理，受检桩桩身测试断面破坏小，安装槽形状规则，补胶面积小，无需在PHC管中心通道内填充混凝土内芯，无需预埋工字钢等加外型钢影响桩身测试断面的弹性模量，防水防潮处理可靠，应变传感器的存活率高，可直接测得管桩桩身钢筋混凝土应变，测量结果准确，测试成本低。

2、本实用新型的PHC管桩不受桩长度限制，可以应用于有接桩施工的受检桩，且在预制时可操作性强，不受蒸汽养护温度、压力的限制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为实施例中占位模具的结构示意图。

图2为实施例中PHC管桩钢筋笼的结构示意图。

图3为实施例中PHC管桩的结构示意图。

图4为实施例中PHC管桩的安装槽处未示出防水防潮软胶层和保护铁皮时的结构示意图(局部剖切视图)。

图5为实施例中PHC管桩的安装槽处示出防水防潮软胶层和保护铁皮时的结构示意图。

图例说明：

1、第一块体；2、第二柱体；3、第三柱体；4、PHC管桩；5、钢筋笼本体；6、安装槽；7、通孔；8、盲孔；9、应变传感器；10、数据线；11、防水防潮软胶层；12、保护铁皮。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本实用新型的保护范围。

除非另有特别说明，本实用新型中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例：

如图1所示，本实施例的用于PHC管桩的占位模具，包括第一块体1、第二柱体2与一对第三柱体3(一上一下分布)，第二柱体2和一对第三柱体3固设于第一块体1的同一表面上。

本实施例中，第一块体1的厚度不大于PHC管桩4的侧壁混凝土保护层的厚度，第一块体1厚度和第二柱体2的长度的总和不小于PHC管桩4的壁厚。

本实施例中，第一块体1厚度和第三柱体3的长度的总和小于PHC管桩4的壁厚。

本实施例中，具体的，设计桩身混凝土应变传感器9安装的占位模具，可采用硬木模，木模表面需平整光滑，第一块体1的主体尺寸可为长度22.5cm、宽度3.7cm、厚度4.5cm，管桩制作过程中将占位模具固定并预埋入混凝土管壁内，养护后再将占位模具去除形成应变传感器9的安装槽6，每个测试断面可环向均匀布置应变测点。

如图2所示，本实施例的PHC管桩钢筋笼，包括设于PHC管桩4桩壁内的钢筋笼本体5，钢筋笼本体5上固设有多个上述占位模具；第一块体1设于钢筋笼本体5的外表面，第二柱体2和第三柱体3朝向钢筋笼本体5环形钢筋的中心。

本实施例中，钢筋笼本体5的同一横断面处环向均匀设有多个占位模具(图中为4个)。

如图3、图4所示，本实施例的PHC管桩，PHC管桩4桩壁表面设有由第一块体1得到安装槽6，安装槽6底部设有由第二柱体2得到并与PHC管桩4的中心通道连通的通孔7，安装槽6底部还设有由第三柱体3得到的盲孔8；第一块体1、第二柱体2和第三柱体3为前述PHC管桩钢筋笼上的占位模具的第一块体1、第二柱体2和第三柱体3。

如图5所示，本实施例中，安装槽6中装设有应变传感器9，应变传感器9包括应变片和铉式应变计，应变片贴设于安装槽6底部，铉式应变计通过盲孔8装设于安装槽6底部；应变传感器9的数据线10通过通孔7送至PHC管桩4的中心通道中。本实施例中，应变传感器9可采用电阻应变片，也可为弦式混凝土应变计，更优选的同时使用上述两种类型。

如图5所示，本实施例中，安装槽6中设有用于保护应变传感器9的防水防潮软胶层11。本实施例中，防水防潮软胶层11可采用703防水软胶。

如图5所示，本实施例中，安装槽6的槽口处设有用于覆盖槽口的保护铁皮12，保护铁皮12靠近PHC管桩4底部的一端通过固定件与PHC管桩4桩壁固定连接，保护铁皮12的其他部位与PHC管桩4桩壁不固定连接。

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

Claims (9)

1.一种用于PHC管桩的占位模具，其特征在于，包括第一块体(1)、第二柱体(2)与一对第三柱体(3)，所述第二柱体(2)和一对所述第三柱体(3)设于所述第一块体(1)的同一表面上。

2.根据权利要求1所述的占位模具，其特征在于，所述第一块体(1)的厚度不大于PHC管桩(4)的侧壁混凝土保护层的厚度，所述第一块体(1)厚度和所述第二柱体(2)的长度的总和不小于所述PHC管桩(4)的壁厚。

3.根据权利要求1或2所述的占位模具，其特征在于，所述第一块体(1)厚度和所述第三柱体(3)的长度的总和小于所述PHC管桩(4)的壁厚。

4.一种PHC管桩钢筋笼，其特征在于，包括设于PHC管桩(4)桩壁内的钢筋笼本体(5)，所述钢筋笼本体(5)上固设有多个权利要求1-3中任一项所述的占位模具；所述第一块体(1)设于所述钢筋笼本体(5)的外表面，所述第二柱体(2)和第三柱体(3)朝向所述钢筋笼本体(5)的中心。

5.根据权利要求4所述的PHC管桩钢筋笼，其特征在于，所述钢筋笼本体(5)的同一横断面处均匀设有多个所述占位模具。

6.一种PHC管桩，其特征在于，PHC管桩(4)桩壁表面设有由第一块体(1)得到的安装槽(6)，所述安装槽(6)底部设有由第二柱体(2)得到并与所述PHC管桩(4)的中心通道连通的通孔(7)，所述安装槽(6)底部还设有由第三柱体(3)得到的盲孔(8)；所述第一块体(1)、第二柱体(2)和第三柱体(3)分别为权利要求4或5中所述的PHC管桩钢筋笼上的占位模具的第一块体(1)、第二柱体(2)和第三柱体(3)。

7.根据权利要求6所述的PHC管桩，其特征在于，所述安装槽(6)中装设有应变传感器(9)，所述应变传感器(9)包括应变片和铉式应变计，所述应变片贴设于所述安装槽(6)底部，所述铉式应变计通过所述盲孔(8)装设于所述安装槽(6)底部；所述应变传感器(9)的数据线(10)通过所述通孔(7)送至所述PHC管桩(4)的中心通道中。

8.根据权利要求7所述的PHC管桩，其特征在于，所述安装槽(6)中设有用于保护所述应变传感器(9)的防水防潮软胶层(11)。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的PHC管桩，其特征在于，所述安装槽(6)的槽口处设有用于覆盖槽口的保护铁皮(12)，所述保护铁皮(12)靠近所述PHC管桩(4)底部的一端通过固定件与所述PHC管桩(4)桩壁固定连接，所述保护铁皮(12)的其他部位与所述PHC管桩(4)桩壁不固定连接。

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