專利名稱：H型支護樁及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及混凝土樁技術領域，具體為一種H型支護樁及其制備方法。
背景技術：
目前，基坑維護工程和邊坡穩(wěn)定工程中，常采用鋼筋混凝土圓樁結(jié)合水泥攪拌樁形成的圍護墻，也有采用振動沉管T形樁或采用SMW工法(水泥攪拌土中植入可回收的大型工字型鋼形成圍護墻)。鋼筋混凝土圓樁是傳統(tǒng)工法，由于為圓樁，其與基坑周圍的接觸面方向均不同，則在受到基坑擠壓過程，起到支護作用的僅僅為一個方向的單一點，使得鋼筋混凝土圓樁中的鋼筋每個方向僅僅有一根受力，容易造成受力不均勻，抗彎、抗剪能力低；此外，鋼筋混凝土圓樁還具有造價高，施工速度慢，施工泥漿污染環(huán)境等缺點；SMW工法也存在回收型鋼麻煩，造價偏聞等缺點。
而且傳統(tǒng)的圓樁，在制作過程中，采用先鉆孔，然后向孔中放置編好的鋼筋籠，然后澆注混凝土，到開挖時需保養(yǎng)很長時間，影響工程進度；且上述這種傳統(tǒng)的加工方法，只能在施工現(xiàn)場制作，生產(chǎn)效率低，不能滿足大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的上述不足，提供一種造價低、施工快，且抗彎、抗剪強度高的H型支護樁。為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案為一種H型支護樁，包括由預應力鋼筋、箍筋和混凝土澆注而成的支護樁本體，其特征在于所述支護樁本體的橫截面為由兩個翼緣和連接于兩個翼緣之間的腹板構(gòu)成的H形；所述的支護樁本體的至少一端設有端板和樁套箍，端板設于支護樁本體的端面上，且端板上設置有孔，所述的孔內(nèi)容置有預應力鋼筋；所述的樁套箍與端板固定連接或一體制造成型并套合在支護樁本體的端部，且樁套箍或端板上固定連接有向支護樁本體內(nèi)部延伸的錨固筋。采用上述結(jié)構(gòu)的支護樁，其在基坑維護工程中，由于采用H形橫截面，則樁體在與周圍的基坑接觸時，整個翼緣都可以作為接觸面，從而使得整個翼緣都作為受力面，翼緣內(nèi)所有的預應力鋼筋、箍筋都可以起到耐力作用，因此，本發(fā)明橫截面為H形的支護樁具有更強的抗彎、抗剪能力；此外，采用端板和樁套箍同時套合在支護樁本體的端部，澆筑混凝土后可以增加與上述兩個部件的接觸面積，使端部構(gòu)成鋼筒混凝土樁的結(jié)構(gòu)，從而更加牢固的與樁體固定在一起，而且錨固筋的使用更加強了端板和樁體之間的連接強度，當需要連接多根支護樁時，只需要先將兩根支護樁的端板焊接牢固，然后在兩根支護樁的樁套箍外周上焊接多根焊塊，實現(xiàn)兩根樁之間的牢固焊接，焊接工藝簡單，連接牢固；且焊接后接樁部位的抗剪、抗彎能力要遠大于樁體的抗彎、抗剪能力，從而有效保證了多根樁體連用后的使用效果。作為優(yōu)選，所述的支護樁本體的兩端均設有端板和樁套箍，該結(jié)構(gòu)有利于加強樁體整體強度，且方便多根樁的彼此連接。
作為優(yōu)選，所述的翼緣與腹板的連接過渡面為斜面或圓弧面，采用上述結(jié)構(gòu)，一來斜面和圓弧面的存在相當于加強筋，可以增加整個樁體的強度；二來便于模具的加工。作為優(yōu)選，所述的支護樁本體內(nèi)的預應力鋼筋為預應力混凝土用鋼絞線或預應力混凝土用鋼棒，比傳統(tǒng)單一普通非預應力鋼材抗拉強度高，更利于提高H型支護樁整體的抗彎、抗剪能力；且便于模具張拉生產(chǎn)，可同時生產(chǎn)多根樁體，提高生產(chǎn)效率，便于工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。作為優(yōu)選，所述的兩個翼緣內(nèi)部的預應力鋼筋沿腹板左右兩側(cè)對稱分布；采用這種結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)H型支護樁左右兩側(cè)翼緣的配筋相等，從而在樁體與周圍的基坑接觸時，具有更強的抗彎、抗剪能力，且支護樁兩側(cè)的耐受力均勻，不易折彎，而且在施工過程中接樁方便，不需要吊具反復調(diào)整方向進行對接。作為優(yōu)選，所述的樁套箍為鋼板軋制而成的樁套箍，采用鋼板軋制，要比傳統(tǒng)的鐵
皮強度高，更加牢固結(jié)實。 作為進一步優(yōu)選，所述的支護樁本體內(nèi)添加有縱向的非預應力鋼筋，采用上述結(jié)構(gòu)，可以增加樁體的抗剪性、抗彎性，提高樁體整體性能。本發(fā)明的箍筋形狀與H型支護樁橫截面的形狀相配，即也為H形。本發(fā)明還提供一種上述H型支護樁的制備方法具體制備步驟包括(I)將端板和樁套箍固定連接或一體制造成型，將錨固筋固定在端板或樁套箍上；(2)將預應力鋼筋放置在模具上，然后將步驟(I)固定好的、帶有錨固筋的若干個端板及樁套箍通過端板上的孔串接在預應力鋼筋上，同時將若干個箍筋也串接在預應力鋼筋上，并將預應力鋼筋的一端連接在固定裝置上或拉緊裝置上，將預應力鋼筋的另一端連接在拉緊裝置上；(3)將端板及箍筋分布開，然后，合上模具對預應力鋼筋進行張拉或?qū)︻A應力鋼筋張拉后合上模具；(4)然后向模具中輸送混凝土進行喂料，邊喂料邊通過震動裝置進行震動密實，得到密實成型的H型支護樁；(5)將密實成型的H型支護樁連同模具一并進行蒸汽養(yǎng)護或自然養(yǎng)護；(6)當H型支護樁的脫模強度達到要求后打開模具；(7)剪斷H型支護樁端板外側(cè)的預應力鋼筋，即可獲得成型的H型支護樁成品。本發(fā)明步驟(3)所述的對預應力鋼筋進行張拉，張拉至預應力鋼筋自身抗拉強度的60 85%。本發(fā)明步驟(5)所述的蒸汽養(yǎng)護其溫度為6(T90°C、養(yǎng)護時間4 12小時；所述的自然養(yǎng)護為放置在自然條件下24小時以上。本發(fā)明步驟(6)所述的脫模強度達到脫模要求為H型支護樁的脫模強度達到40MPa以上。本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)和制備方法同樣適用于橫截面為工字形的支護樁。本發(fā)明上述制備方法的優(yōu)點本發(fā)明的制備方法，采用僅僅拉伸或張拉預應力鋼筋的方式，而摒棄了傳統(tǒng)端板與預應力鋼筋先固定再整體張拉的方式，因此，在制作過程中，減少了端板與預應力鋼筋錨固工序，提高了生產(chǎn)效率；在預應力鋼筋張拉過程中因端板不移動，從而避免了端板在模具中被卡住的問題，使生產(chǎn)變的簡便有序。此外，由于采用僅僅拉伸或張拉預應力鋼筋的方式，則端板和樁套箍的個數(shù)不受限制，可在生產(chǎn)場地允許的范圍內(nèi)在固定裝置和張拉裝置之間設置多個端板和樁套箍，從而就可以同時制備多根H型支護樁，生產(chǎn)效率高；而且，本發(fā)明的制備方法造價低、施工快，可以在施工現(xiàn)場根據(jù)生產(chǎn)實際需要及時、快速的制備出H型支護樁。而采用傳統(tǒng)端板與預應力鋼筋先固定再整體張拉的方式，要一次做多支H型支護樁，需在兩支樁的端板之間設置中間接頭裝置，嚴重影響生產(chǎn)效率。


圖I本發(fā)明H型支護樁結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本發(fā)明H型支護樁內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3本發(fā)明H型支護樁斜面過渡的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4本發(fā)明H型支護樁圓弧過渡的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5本發(fā)明H型支護樁模具加工示意圖。如圖所示1.支護樁本體，2.翼緣，2-1.斜面，2-2.圓弧面，3.腹板，4.預應力鋼筋，5.樁套箍，6.端板，6. I.錨固筋，7.箍筋。圖6本發(fā)明H型支護樁加工模具打開狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7本發(fā)明H型支護樁加工模具合攏狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示1’.底板，2’.加強筋板，2. Γ.型腔面，3’.油缸，3. Γ.活塞桿，4’.基座，5’ .H型支護樁。
具體實施例方式下面通過實施例進一步詳細描述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅僅局限于以下實施例。如圖1-5所示，本發(fā)明的一種H型支護樁，包括由預應力鋼筋4、箍筋7和混凝土澆注而成的支護樁本體1，其特征在于所述支護樁本體I的橫截面為由兩個翼緣2和連接于兩個翼緣之間的腹板3構(gòu)成的H形；所述的支護樁本體I的至少一端設有端板6和樁套箍5，端板6設于支護樁本體I的端面上，且端板6上設置有孔，所述的孔內(nèi)容置有預應力鋼筋4 ;所述的樁套箍5與端板6固定連接(可采用焊接)或一體制造成型并套合在支護樁本體I的端部，且樁套箍5或端板6上固定連接有向支護樁本體I內(nèi)部延伸的錨固筋6. I。錨固筋6. I與端板6固定時，可采用螺接即端板上設置螺紋孔、錨固筋端部設螺桿旋擰在端板上；也可采用錨固筋插入到端板的孔中進行焊接，等等連接方式均可。如圖5，預應力鋼筋沿支護樁本體的長度方向延伸，所述的支護樁本體的橫截面是指沿本體寬度方向的橫截面。采用上述結(jié)構(gòu)的支護樁，其在基坑維護工程中，由于采用H形橫截面，則樁體在與周圍的基坑接觸時，整個翼緣都可以作為接觸面，從而使得整個翼緣都作為受力面，翼緣內(nèi)所有的預應力鋼筋、箍筋都可以起到耐力作用，因此，本發(fā)明橫截面為H形的支護樁具有更強的抗彎、抗剪能力；此外，采用端板和樁套箍同時套合在支護樁本體的端部，澆筑混凝土后可以增加與上述兩個部件的接觸面積，從而更加牢固的與樁體固定在一起，而且錨固筋的使用更加強了端板和樁體之間的連接強度，當需要連接多根支護樁時，只需要先將兩根支護樁的端板焊接牢固，然后在兩根支護樁的樁套箍外周上焊接多根焊塊，實現(xiàn)兩根樁之間的牢固焊接，焊接工藝簡單，連接牢固；且焊接后接樁部位的抗剪、抗彎能力要遠大于樁體的抗彎、抗剪能力，從而有效保證了多根樁體連用后的使用效果。為了便于接樁，加強樁體整體強度，所述的支護樁本體I的兩端均設有端板6和樁套箍5。本實施例所述的的翼緣2與腹板3的連接過渡面采用斜面2-1或圓弧面2-2的結(jié)構(gòu)，一來為了斜面和圓弧面的存在相當于加強筋，可以增加整個樁體的強度；二來便于模具的加工；此外，為了使H型支護樁起吊安全，在起吊過程中不損傷鋼絲繩，翼緣的4個角可處 理成小圓弧面(如圖3、4)或倒角面。本實施例所述的預應力鋼筋4為預應力混凝土用鋼絞線或預應力混凝土用鋼棒，比傳統(tǒng)的單一普通非預應力鋼筋抗拉強度高，更利于提高H型支護樁整體的抗彎、抗剪能力；還可以同時生產(chǎn)多根樁，提高生產(chǎn)效率，便于工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。為了實現(xiàn)H型支護樁左右兩側(cè)翼緣的配筋(預應力鋼筋)相等，從而在樁體與周圍的基坑接觸時，支護樁兩側(cè)的耐受力均勻，使其具有更強的抗彎、抗剪能力，更為了在施工過程中接樁方便、不需要吊具反復調(diào)整方向進行對接，所述的兩個翼緣2內(nèi)部的預應力鋼筋4沿支護樁本體I的中心軸線(中心軸線沿支護樁本體的長度方向)對稱分布。本實施例所述的樁套箍5為鋼板軋制而成的樁套箍，采用鋼板軋制，要比傳統(tǒng)的鐵皮強度高，更加牢固結(jié)實。本實施例所述的支護樁本體內(nèi)還可以添加縱向(沿支護樁本體的長度方向)的非預應力鋼筋，采用上述結(jié)構(gòu)，可以增加樁體的抗剪性、抗彎性，提高樁體整體性能。本實施例上述H型支護樁的制備方法具體制備步驟為(I)將端板和樁套箍固定連接或一體制造成型，將錨固筋固定在端板或樁套箍上；(2)將預應力鋼筋放置在模具上，然后將步驟(I)固定好的、帶有錨固筋的若干個端板及樁套箍通過端板上的孔串接(即通過孔套合在預應力鋼筋上)在預應力鋼筋上，同時將若干個箍筋(一般，長度為15米左右的一根H型支護樁，自兩端部向內(nèi)2-3米長度范圍內(nèi)，每5cm設置一個箍筋，其他部分每IOcm設置一個箍筋)也串接(套合)在預應力鋼筋上，并將預應力鋼筋的一端連接在固定裝置上或拉緊裝置上(圖5中預應力主筋兩端連接的即為固定裝置上或拉緊裝置)，將預應力鋼筋的另一端連接在拉緊裝置上(固定裝置或拉緊裝置均采用行業(yè)常規(guī)設備);(3)將端板及箍筋分布開，然后，合上模具對預應力鋼筋進行張拉，張拉至預應力鋼筋自身抗拉強度(即未張拉前的抗拉強度)的6(Γ85% (抗拉強度采用行業(yè)常規(guī)技術測定)；(4)然后向模具中輸送混凝土進行喂料，邊喂料邊通過震動裝置進行震動密實，得到密實成型的H型支護樁(一般，長度為15米左右的一根H型支護樁，1-30分鐘填滿)；(5)將密實成型的H型支護樁連同模具一并進行蒸汽養(yǎng)護或自然養(yǎng)護，蒸汽養(yǎng)護可采用向腰子形模腔內(nèi)充汽；也可采用連模帶樁用棚蓋好，然后向棚內(nèi)充汽，蒸汽養(yǎng)護其溫度為6(T90°C、養(yǎng)護時間4 12小時；自然養(yǎng)護即放置在自然條件下24小時以上；(6)當H型支護樁的脫模強度達到40MPa以上后(H型支護樁制備過程同時制備幾組試塊，使用壓力機對試塊進行脫模強度檢測來判斷支護樁的脫模強度)，打開模具；
(7)剪斷H型支護樁端板外側(cè)的預應力鋼筋，即可獲得成型的H型支護樁成品。本發(fā)明上述制備H型支護樁的加工模具的具體結(jié)構(gòu)如下如圖6-7所示，H型支護樁加工模具，包括用于放置H型支護樁的底板I ’，所述的底板I ’的左、右兩側(cè)對稱設有形成H型支護樁型腔的、自動開合模的模具單元裝置；所述的每個模具單元裝置包括加強筋板2’，與加強筋板2’連接的油缸3’，固定油缸3’的基座4’ ；所述的加強筋板2’內(nèi)側(cè)設置有與H型支護樁5’左或右側(cè)外輪廓面相配合的型腔面2. I’ ；所述的加強筋板2’的一端與H 型支護樁5’的底板I’ 一端相鉸接，所述的加強筋板2’的另一端與油缸3’的活塞桿3. I’相鉸接；所述的油缸3’的底端與基座4’鉸接。
權利要求
1.一種H型支護樁，包括由預應力鋼筋(4)、箍筋(7)和混凝土澆注而成的支護樁本體(1)，其特征在于所述支護樁本體(I)的橫截面為由兩個翼緣(2)和連接于兩個翼緣之間的腹板(3)構(gòu)成的H形；所述的支護樁本體(I)的至少一端設有端板(6)和樁套箍(5)，端板(6)設于支護樁本體(I)的端面上，且端板(6)上設置有孔，所述的孔內(nèi)容置有預應力鋼筋(4);所述的樁套箍(5)與端板(6)固定連接或一體制造成型并套合在支護樁本體(I)的端部，且樁套箍(5)或端板(6)上固定連接有向支護樁本體(I)內(nèi)部延伸的錨固筋(6. I)。
2.根據(jù)權利要求I所述的H型支護樁，其特征在于所述的支護樁本體(I)的兩端均設有端板(6)和樁套箍(5)。
3.根據(jù)權利要求I所述的H型支護樁，其特征在于所述的翼緣(2)與腹板(3)的連接過渡面為斜面(2-1)或圓弧面(2-2)。
4.根據(jù)權利要求I所述的H型支護樁，其特征在于所述的預應力鋼筋(4)為預應力混凝土用鋼絞線或預應力混凝土用鋼棒。
5.根據(jù)權利要求I所述的H型支護樁，其特征在于所述的兩個翼緣(2)內(nèi)部的預應力鋼筋(4)沿腹板(3)左右兩側(cè)對稱分布。
6.根據(jù)權利要求I所述的H型支護樁，其特征在于所述的樁套箍(5)為鋼板軋制而成的樁套箍。
7.根據(jù)權利要求4所述的H型支護樁，其特征在于所述的支護樁本體(I)內(nèi)添加有縱向的非預應力鋼筋。
8.一種H型支護樁的制造方法，其特征在于具體制造步驟包括(1)將端板和樁套箍固定連接或一體制造成型，將錨固筋固定在端板或樁套箍上；(2)將預應力鋼筋放置在模具上，然后將步驟(I)固定好的、帶有錨固筋的若干個端板及樁套箍通過端板上的孔串接在預應力鋼筋上，同時將若干個箍筋也串接在預應力鋼筋上，并將預應力鋼筋的一端連接在固定裝置上或拉緊裝置上，將預應力鋼筋的另一端連接在拉緊裝置上；(3)將端板及箍筋分布開，然后，合上模具對預應力鋼筋進行張拉或?qū)㈩A應力鋼筋先張拉后合上模具；(4)然后向模具中輸送混凝土進行喂料，邊喂料邊通過震動裝置進行震動密實，得到密實成型的H型支護樁；(5)將密實成型的H型支護樁連同模具一并進行蒸汽養(yǎng)護或自然養(yǎng)護；(6)當H型支護樁的脫模強度達到要求后打開模具；(7)剪斷H型支護樁端板外側(cè)的預應力鋼筋，即可獲得成型的H型支護樁成品。
9.根據(jù)權利要求8所述的H型支護樁的制造方法，其特征在于步驟(3)所述的對預應力鋼筋進行張拉，張拉至預應力鋼筋自身抗拉強度的6(Γ85%。
10.根據(jù)權利要求8所述的H型支護樁的制造方法，其特征在于步驟(5)所述的蒸汽養(yǎng)護其溫度為6(T90°C、養(yǎng)護時間4 12小時；所述的自然養(yǎng)護為放置在自然條件下24小時以上；步驟(6)所述的脫模強度達到要求為H型支護樁的脫模強度達到40MPa以上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種H型支護樁，包括由預應力鋼筋、箍筋和混凝土澆注而成的支護樁本體，所述支護樁本體的橫截面為由兩個翼緣和連接于兩個翼緣之間的腹板構(gòu)成的H形；所述的支護樁本體的至少一端設有端板和樁套箍，端板設于支護樁本體的端面上，且端板上設置有孔，所述的孔內(nèi)容置有預應力鋼筋；所述的樁套箍與端板固定連接或一體制造成型并套合在支護樁本體的端部，且樁套箍或端板上固定連接有向支護樁本體內(nèi)部延伸的錨固筋。還公開了一種上述H型支護樁的制備方法，本發(fā)明具有造價低、施工快，且抗彎、抗剪強度高的優(yōu)點。
文檔編號E02D5/58GK102828510SQ20121033988
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權日2012年9月14日
發(fā)明者俞曉東, 謝建富 申請人:謝建富, 俞曉東