一种混凝土预应力空心方桩及其成型方法

1.一种混凝土预应力空心方桩，沿所述混凝土预应力空心方桩纵轴方向、在所述混凝土预应力空心方桩中心具有贯穿整个混凝土预应力空心方桩的中心通孔，其特征在于，所述混凝土预应力空心方桩的外周横截面呈方形，所述混凝土预应力空心方桩的中心通孔的横截面也呈方形；所述混凝土预应力空心方桩的四个面至所述中心通孔的壁厚相同；
该混凝土预应力空心方桩经过升降温表面养护，具体方法如下：将表面处理剂涂覆于该混凝土预应力空心方桩的表面，静置6-8小时，升温速度为10～30℃/h，恒温期温度范围为70～80℃，恒温时间3～5小时，降温速度为10～30℃/h；其中，
所述的表面处理剂干重组分按重量份的配比为：纤维素醚0.005份，甲基羟乙基纤维素醚0.01份，海藻酸钠15份，十二烷基苯磺酸5份，磺基丁二酸3份，石墨7份，填充料滑石粉100份，按混合后的重量份加水1～2倍混合搅拌均匀。
2.根据权利要求1所述的混凝土预应力空心方桩，其特征在于，沿所述混凝土预应力空心方桩长度方向延伸有主筋、以及螺旋围绕所述主筋的箍筋，所述主筋呈方形布局。
3.根据权利要求1所述的混凝土预应力空心方桩，其特征在于，所述混凝土预应力空心方桩的中心通孔的方形横截面的四个角具有大小相同的内方应力消除圆弧角。
4.根据权利要求3所述的混凝土预应力空心方桩，其特征在于，所述内方应力消除圆弧角的圆弧半径为15-30mm。
5.根据权利要求1所述的混凝土预应力空心方桩，其特征在于，所述混凝土预应力空心方桩的方形的外周横截面的四个角中，对角线上的两个角具有大小相同的外方应力消除圆弧角，相邻的两个角的所述外方应力消除圆弧角的大小不同。
6.根据权利要求1所述的混凝土预应力空心方桩，其特征在于，所述外方应力消除圆弧角中，一对外方应力消除圆弧角的圆弧半径为5-15mm，另一对外方应力消除圆弧角的圆弧半径为15-30mm。
7.根据权利要求1所述的混凝土预应力空心方桩，其特征在于，所述混凝土预应力空心方桩的方形的外周横截面的四个角具有大小相同的外方应力消除圆弧角，其圆弧半径为
5-30mm。
8.一种如权利要求1-7之一所述的混凝土预应力空心方桩的成型方法，其特征在于，采用振动成型制成所述混凝土预应力空心方桩。
9.根据权利要求8所述的成型方法，其特征在于，该成型方法包括如下步骤：
将主筋与箍筋编制成钢筋笼放置于振动成型模具中；
在所述钢筋笼中间放置方形的充气胶管或采用方形的双层隔膜，所述充气胶管或双层隔膜四角具有与所述混凝土预应力空心方桩的所述内方应力消除圆弧角对应的圆弧角；
在所述振动成型模具中浇筑混凝土；
进行振动成型，成型之后进养护池养护到规定强度；
放出所述胶管中的气体或直接抽出所述内膜，脱模，堆放自然养护。

一种混凝土预应力空心方桩及其成型方法\n技术领域\n[0001] 本发明是涉及建筑领域中混凝土预应力空心方桩的改进和现浇混凝土结构柱的预制化生产，具体说是对现有混凝土空心方桩桩型及成型工艺的改进。\n背景技术\n[0002] 现有混凝土空心方桩，桩的筋的分布采用正方形布筋，中央为圆孔，大都采用离心成型法成型，离心成型工艺如果离心速度控制不好，极容易产生内、外分层，降低桩身的整体结构性能，沉桩时桩身很容易损坏。\n[0003] 另外，通常用于地基基础的预制混凝土桩有管桩、空心方桩、实心方桩。其中管桩和空心方桩的成型工艺大都为离心成型，也是因为采用了离心成型工艺，因此桩中间的空心部分形状肯定为圆形。\n[0004] 离心成型必然会带来桩内部结构的内外分层，这样会影响整个桩身的抗压及抗冲击性能。\n[0005] 当管桩采用离心成型时，管桩的壁厚都是相同的，不会产生混凝土在截面上分布不均，但混凝土空心方桩采用离心成型就会是外方内圆的截面，桩的壁厚不相同，混凝土在截面上分布不均，采用抱压法进行沉桩时往往会在桩截面混凝土最薄的部位产生裂缝，损桩率过高，造成浪费，当采用锤击法沉桩时，有可能在桩身截面最薄的处，因受力过大而使桩身产生纵向裂缝，同样造成损桩率过高，这样不仅造成混凝土的浪费，而且为建筑物的安全埋下隐患。\n发明内容\n[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种混凝土预应力空心方桩及其成型方法，以减少或避免前面所提到的问题。\n[0007] 为解决上述技术问题，本发明提出了一种混凝土预应力空心方桩，沿所述混凝土预应力空心方桩纵轴方向、在所述混凝土预应力空心方桩中心具有贯穿整个混凝土预应力空心方桩的中心通孔，所述混凝土预应力空心方桩的外周横截面呈方形，所述混凝土预应力空心方桩的中心通孔的横截面也呈方形；所述混凝土预应力空心方桩的四个面至所述中心通孔的壁厚相同。\n[0008] 优选地，沿所述混凝土预应力空心方桩长度方向延伸有主筋、以及螺旋围绕所述主筋的箍筋，所述主筋呈方形布局。\n[0009] 优选地，所述混凝土预应力空心方桩的中心通孔的方形横截面的四个角具有大小相同的内方应力消除圆弧角；所述内方应力消除圆弧角的圆弧半径为15-30mm。\n[0010] 优选地，所述混凝土预应力空心方桩的方形的外周横截面的四个角中，对角线上的两个角具有大小相同的外方应力消除圆弧角，相邻的两个角的所述外方应力消除圆弧角的大小不同；所述外方应力消除圆弧角中，一对外方应力消除圆弧角的圆弧半径为\n5-15mm，另一对外方应力消除圆弧角的圆弧半径为15-30mm。\n[0011] 优选地，所述混凝土预应力空心方桩的方形的外周横截面的四个角具有大小相同的外方应力消除圆弧角，其圆弧半径为5-30mm。\n[0012] 本发明还提供了一种上述混凝土预应力空心方桩的成型方法，其采用振动成型制成所述混凝土预应力空心方桩。\n[0013] 优选地，该成型方法包括如下步骤：\n[0014] 将主筋与箍筋编制成钢筋笼放置于振动成型模具中；\n[0015] 在所述钢筋笼中间放置方形的充气胶管或采用方形的双层隔膜，所述充气胶管或双层隔膜四角具有与所述混凝土预应力空心方桩的所述内方应力消除圆弧角对应的圆弧角；\n[0016] 在所述振动成型模具中浇筑混凝土；\n[0017] 进行振动成型，成型之后进养护池养护到规定强度；\n[0018] 放出所述胶管中的气体或直接抽出所述内膜，脱模，堆放自然养护。\n[0019] 优选地，该成型方法进一步包括如下步骤：在所述振动成型模具中浇筑混凝土之后，对所述主筋进行预应力张拉。\n[0020] 所述的产品优选经过升降温表面养护，具体方法如下：将表面处理剂涂覆于本发明的产品的表面，静置6-8小时(优选7小时)，升温速度为10～30℃/h(优选20℃/h)，恒温期温度范围为70～80℃(优选75℃)，恒温时间3～5小时(优选4小时)，降温速度为10～30℃/h(优选20℃/h)；其中，\n[0021] 所述的表面处理剂干重组分按重量份优选的配比为：纤维素醚0.005份，甲基羟乙基纤维素醚0.01份，海藻酸钠15份，十二烷基苯磺酸5份，磺基丁二酸3份，石墨7份，填充料滑石粉100份，按混合后的重量份加水1～2倍混合搅拌均匀。\n[0022] 涂覆厚度应该以能够完全盖住表面为基本要求，涂覆的厚度不超过1厘米，优选的厚度为0.1-0.3厘米。来源是商业采购，工业品级即可达到本发明的要求，上述的组分均来自于商业购买获得。\n[0023] 本发明人经过长期的实验，得到了表面处理剂的最优成份和配比比例，使得本发明的产品在使用的时候效果非常好。本发明的另外一个发明点就是升降温表面养护的方式，发明人经过了多次的实验，得到本发明的结果，可以增加本发明产品的强度和润滑度。\n通过试验性生产施工记录和统计结果分析，经过了本发明的独特的处理方法之后，产品的强度增加了约3-5％，由于摩擦系数降低了5-7％，相应地说明润滑度增加了，效果非常明显。\n[0024] 上述混凝土预应力空心方桩由于采用振动成型，使混凝土桩的壁厚相同，避免在成桩时因混凝土分布不均，而产生的损桩率过高的缺点，同时避免了离心成型产生混凝土内外分层的通病，也避免现浇现场施工混乱造成混凝土钢筋保护层不均，及混凝土龄期对工期的影响。\n附图说明\n[0025] 以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，[0026] 图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的一种混凝土预应力空心方桩的横截面视图。\n具体实施方式\n[0027] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。\n[0028] 图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的一种混凝土预应力空心方桩的横截面视图，如图所示，沿该混凝土预应力空心方桩纵轴方向、在其中心具有贯穿整个混凝土预应力空心方桩的中心通孔1，混凝土预应力空心方桩的外周横截面呈方形，而混凝土预应力空心方桩的中心通孔1的横截面也呈方形；并且混凝土预应力空心方桩的四个面A、B、C、D至中心通孔1的壁厚h相同。\n[0029] 沿混凝土预应力空心方桩长度方向延伸有主筋2、以及螺旋围绕主筋2的箍筋3，如图所示，主筋2呈方形布局。其中，主筋2可以采用预应力钢筋也可以采用普通钢筋。\n[0030] 混凝土预应力空心方桩的中心通孔1的方形横截面的四个角具有大小相同的内方应力消除圆弧角；所述内方应力消除圆弧角的圆弧半径r为15-30mm。\n[0031] 混凝土预应力空心方桩的方形的外周横截面的四个角中，对角线上的两个角具有大小相同的外方应力消除圆弧角，而相邻的两个角的所述外方应力消除圆弧角的大小不同。如图所示，外方应力消除圆弧角中，其中一对外方应力消除圆弧角的圆弧半径R1为\n5-15mm，另一对外方应力消除圆弧角的圆弧半径R2为15-30mm。\n[0032] 需要说明的是，本发明的混凝土预应力空心方桩的四边转角具有外方应力消除圆弧角，其中一对圆弧角的圆弧半径较大，另一对圆弧角的圆弧半径较小。之所以这么设置，是因为设置半径较小的一对圆弧角，其可以在克服桩身四角极易损坏，导致整桩报废的缺陷的同时，尽量具备方桩的优点，使其与土层的摩擦力更大，保证桩身的稳定性；另一方面，本专利还设置了半径较大的一对圆弧角，同样使其在克服桩身四角极易损坏，导致整桩报废的缺陷的同时，尽量具备管桩的优点，使其在打桩过程中更容易对土层进行切削，更易打入土层，降低了打桩的难度。\n[0033] 当然，本领域技术人员应当理解，混凝土预应力空心方桩的方形的外周横截面的四个角也可以具有大小相同的外方应力消除圆弧角，其圆弧半径R1为5-30mm。\n[0034] 本发明所提供的上述混凝土预应力空心方桩可以采用振动成型制成。例如，在申请人早期申请的中国实用新型专利200720109330.X中即公开了一种振动成型模具，其恰好可用于生产本发明所提供的上述混凝土预应力空心方桩。此处引用该专利中所公开的工艺加以参考，具体细节不一一摘录。\n[0035] 具体到本发明，还提供了一种上述混凝土预应力空心方桩的成型方法，该成型方法包括如下步骤：\n[0036] 将主筋2与箍筋3编制成钢筋笼放置于振动成型模具中；该成型模具可采用前述专利中描述的类似的成型模具；\n[0037] 之后，在所述钢筋笼中间放置方形的充气胶管或采用方形的双层隔膜，所述充气胶管或双层隔膜四角具有与所述混凝土预应力空心方桩的所述内方应力消除圆弧角对应的圆弧角；\n[0038] 在所述振动成型模具中浇筑混凝土；如果主筋2采用的是预应力钢筋，则在振动成型模具中浇筑混凝土之后，还要对主筋2进行预应力张拉；如果采用的是普通钢筋就无需预应力张拉步骤了；\n[0039] 进行振动成型，成型之后进养护池养护到规定强度；\n[0040] 放出所述胶管中的气体或直接抽出所述内膜，脱模，堆放自然养护。\n[0041] 在上述成型方法中，由于中间采用方形的充气胶管或采用双层隔膜，这样使桩身截面的混凝土壁厚h相同，避免了混凝土在桩截面上的分布不均，有效的利用了混凝土。同时也解决了因离心产生的混凝土内外分层的通病。\n[0042] 现有混凝土结构柱大都为现浇，这样必须是结构柱达到规定的强度才能拆模，进行下一步工序，影响了施工工期，现场施工的钢筋绑扎、制模很难控制，容易造成钢筋绑扎不牢、偏模，使混凝土钢筋保护层厚薄不均，甚至出现露筋，使钢筋锈蚀容易，降低了混凝土构件的使用年限。而上述混凝土预应力空心方桩由于采用振动成型，使混凝土桩的壁厚相同，避免在成桩时因混凝土分布不均，而产生的损桩率过高的缺点，同时避免了离心成型产生混凝土内外分层的通病，也避免现浇现场施工混乱造成混凝土钢筋保护层不均，及混凝土龄期对工期的影响。\n[0043] 本发明产品经过升降温表面养护的一个实例，具体方法如下：将表面处理剂涂覆于本发明的产品的表面，静置7小时，升温速度为20℃/h，恒温期温度范围为75℃，恒温时间4小时，降温速度为20℃/h；其中，\n[0044] 所述的表面处理剂干重组分按重量份优选的配比为：纤维素醚0.005份，甲基羟乙基纤维素醚0.01份，海藻酸钠15份，十二烷基苯磺酸5份，磺基丁二酸3份，石墨7份，填充料滑石粉100份，按混合后的重量份加水2倍混合搅拌均匀。\n[0045] 涂覆厚度应该以能够完全盖住表面为基本要求，涂覆的厚度0.3厘米。来源是商业采购，工业品级即可达到本发明的要求，上述的组分均来自于商业购买获得。\n[0046] 以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。