人工挖孔樁基礎模型及製作方法與流程
2023-10-23 01:29:32 1
本發明是人工挖孔樁基礎模型及製作方法，是將人工挖孔樁按照原狀的大小尺寸縮微而成的模型，是為進行輔助教學以及為施工企業的農民工進行培訓而設計的，屬於職業教育設施領域。
背景技術：
人工挖孔樁是灌注樁的一種，是採用人工成孔而得名；隨著科學技術的發展，人工挖孔樁可能逐步採用微型機械或機器人成孔，這將為人工挖孔樁注入新的活力，因此學習人工挖孔樁是必要的；對於沒有實踐經驗的大學生，和還沒有進入工作狀態的農民工來說，應該熟悉其人工挖孔樁的構造，但要想讓他們理解並掌握人工挖孔樁的構造還真不容易；我國建築工程類的大學教學一直延用講授為主的教學方法，近年來我國高等與中等職業教育在教學雖然有所突破，採用了多媒體等信息化教學手段，設置了一些教學情境，但沒有根本擺脫以講授為主的教學模式；為使教育能跟上我國經濟發展的步伐，國家決策改造一批應用技術大學，這些大學的教師、設施都是按照精英式培養模式設置的，要想貼近施工教學，難度很大；另一方面，隨著我國的工業2025計劃的頒布實施，近年來國家加強了對農民工的培訓要求，而且對建築施工企業的檢查考核力度加大，可是建築施工企業很難組織對農民工的人工挖孔樁施工組成的培訓，應用技術大學、高職院校、中職學校目前的設施也不能滿足從事建築業的農民工人工挖孔樁施工的培訓要求。
本發明提供的人工挖孔樁基礎模型可以解決這些問題。
技術實現要素：
本方案的具體做法是：
採用如圖1所示的人工挖孔樁基礎模型由由人工挖孔樁模殼1、模擬鋼筋籠2與標識牌3組成的；人工挖孔樁模殼1由殼口11、殼孔12、殼圈13、擴大頭14組成的；模擬鋼筋籠2由模擬受力筋21、模擬加強筋22、模擬箍筋23、模擬架立筋24與模擬插筋25組成的；模擬鋼筋籠2安裝在人工挖孔樁模殼1中，標識牌3安裝在人工挖孔樁模殼1的外側；殼口11在人工挖孔樁模殼1的上口，露出地面的部分；殼孔12位於人工挖孔樁模殼1自上而下的中間；殼圈13沿著殼孔12除擴大頭14以外的外圍設置；擴大頭14位於殼孔12的底端；模擬受力筋21沿模擬鋼筋籠2的四周呈圓環形均勻通長設置；模擬加強筋22沿模擬受力筋21長度方向內側垂直間隔設置；模擬箍筋23沿模擬受力筋21長度方向外側間隔螺旋設置；模擬架立筋24在模擬受力筋21下端設置。
人工挖孔樁模殼1的殼口11、殼孔12、殼圈13、擴大頭14是連續的整體的殼體部件，優先推薦採用5-10毫米的透明亞克力製作；其中，殼圈13是多層連接的，每層都是上口厚度大，下口厚度薄的筒狀部件，每上層殼圈13的下邊與下一層殼圈13的上邊固結；殼口11是殼圈13的最上端露出地面的部分，一般露出地面30-50毫米的高度，最小露出地面高度不少於15毫米；最下端的殼圈13的下部與擴大頭14的上口固結；擴大頭14的最大直徑必須大於殼圈13的外徑；整個人工挖孔樁模殼1形成後，沿直徑，自上而下剖切成對等的兩部分。
模擬受力筋21是在模擬加強筋22外圍垂直且均勻分布的縱向鋼筋，優先推薦採用8號鐵絲製作；模擬受力筋21在與模擬加強筋22的垂直相交點上固結；模擬受力筋21的外圍與呈螺旋狀盤繞著模擬箍筋23連接；模擬受力筋21的頂端與模擬插筋25連接；模擬受力筋21的底端與模擬架立筋24連接；模擬受力筋21的底端與擴大頭14的上口平齊。
模擬加強筋22和模擬箍筋23是約束模擬受力筋21，使之成為模擬鋼筋籠主體的連接鋼筋，優先推薦採用8號鐵絲製作模擬加強筋22，採用16號鐵絲製作模擬箍筋23；模擬加強筋22是圓環狀鋼筋；模擬加強筋22圓環的外徑與模擬鋼筋籠2的內徑相等；
模擬箍筋23是沿著模擬受力筋21的縱向，纏繞模擬受力筋21的外部連接鋼筋；模擬箍筋23與模擬受力筋21既不平行，也不垂直，而是在模擬受力筋21呈螺旋狀連接，相交的部位固結。
模擬架立筋24是2-3根支撐模擬鋼筋籠在殼孔12中垂直設置的鋼筋，優先推薦採用8號鐵絲製作；採用2根模擬架立筋24時，採用對稱布置，採用3根模擬架立筋24時，呈相互60度的交角布置；模擬架立筋24的頂端與模擬受力筋21的底端固結；模擬架立筋24的底端支設在擴大頭14的底部。
模擬插筋25是模擬受力筋21在殼口11的延長部分，長短相間布置，優先推薦採用8號鐵絲製作；模擬插筋25的短模擬插筋建議為150毫米，長模擬插筋建議為280毫米；模擬插筋25與模擬受力筋21的夾角為45度左右；模擬插筋25的下端與模擬受力筋21的頂端固結；模擬插筋25與基礎承臺或基礎梁的模擬受力筋連接。
標識牌3是對人工挖孔樁基礎模型各相關部件進行標識的牌狀部件；標識牌3由標牌、指向杆及連接件組成；標牌上表明組成人工挖孔樁基礎模型的部件的名稱、規格、型號、作用以及相關的內容，標牌的一角與指向杆固結；指向杆是連接標牌與人工挖孔樁基礎模型的部件，處於斜向狀態，一端與標牌的一角固結，另一端與人工挖孔樁基礎模型的部件固結。
人工挖孔樁基礎模型的製作方法是，先製作人工挖孔樁模殼1，再製作模擬鋼筋籠2，安裝好人工挖孔樁模殼1與模擬鋼筋籠2後，安裝標識牌3；具體要求為：
人工挖孔樁模殼1的殼圈13的高度、上下口的內外直徑都是相等的，上口內直徑為80-300毫米，上口外徑是100-320毫米；下口的外徑與上口的外徑相同，下口的內徑為90-310毫米；各殼圈13必須同軸同徑；
殼口11是孔口的殼圈13外露地面的部分30-50毫米，不得小於15毫米；
殼孔12直徑是80-300毫米，長度是1-1.5米；
擴大頭14的上口直徑為100-320毫米；底部直徑為150-420毫米；底部為圓弧，深度為150-220毫米；
模擬受力筋21與模擬加強筋22優先推薦採用8號鐵絲製作；模擬受力筋21的下料長度是1.025-1.05毫米；模擬加強筋22的下料長度為250-1000毫米；模擬箍筋23優先推薦採用16號鐵絲製作，模擬箍筋23的間距為50毫米；模擬架立筋24的下料尺寸等於擴大頭深度的縮微尺寸；模擬插筋25的有長短之分，短模擬插筋的長度為不小於500毫米的縮微尺寸，長模擬插筋的長度為不小於短模擬插筋的長度外加35倍的鋼筋直徑；
製作模擬鋼筋籠2時，先將2個模擬加強筋22的圓環按照設計要求的模擬受力筋21的數量進行等分並在模擬加強筋22的圓環上做好標記；在模擬受力筋21上做出與模擬加強筋22相交點的標記後，先將2根模擬受力筋21在模擬加強筋22的圓環的外部的標註點上在同一直徑的兩點上固結搭成模擬鋼筋籠2的雛形骨架，隨後在模擬加強筋22的圓環的各標註點上固結模擬受力筋21，再在模擬受力筋21上做出的各標註點上固結各模擬加強筋22；再在模擬受力筋21的外部將模擬箍筋23沿著模擬受力筋21的外部的縱向纏繞，形成模擬鋼筋籠2；
在模擬鋼筋籠2的底部連接模擬架立筋24，在模擬鋼筋籠2的頂部將模擬插筋25外折成45度角；將製作好的模擬鋼筋籠2安裝到人工挖孔樁模殼1中；
分別安裝7個標識牌3，將標識牌3的指向杆分別與殼圈13、擴大頭14、模擬受力筋21、模擬加強筋22、模擬箍筋23、模擬架立筋24與模擬插筋25連接，在各標識牌3上依次表示技術要求的內容。
本發明的有益效果是使大學生或農民工通過模型展示教學，對人工挖孔樁的構造有直接的認識，便於理解。
附圖說明
圖1 人工挖孔樁基礎模型示意圖。
圖中：1-人工挖孔樁模殼；11-殼口；12-殼孔；13-殼圈；14-擴大頭；2-模擬鋼筋籠；21-模擬受力筋；22-模擬加強筋；23-模擬箍筋；24-模擬架立筋；25-模擬插筋；3-標識牌。
具體實施方式
實施例
某大學自行設計了採用如圖1所示的人工挖孔樁基礎模型由由人工挖孔樁模殼1、模擬鋼筋籠2與標識牌3組成的；人工挖孔樁模殼1由殼口11、殼孔12、殼圈13、擴大頭14組成的；模擬鋼筋籠2由模擬受力筋21、模擬加強筋22、模擬箍筋23、模擬架立筋24與模擬插筋25組成的；模擬鋼筋籠2安裝在人工挖孔樁模殼1中，標識牌3安裝在人工挖孔樁模殼1的外側；殼口11在人工挖孔樁模殼1的上口，露出地面的部分；殼孔12位於人工挖孔樁模殼1自上而下的中間；殼圈13沿著殼孔12除擴大頭14以外的外圍設置；擴大頭14位於殼孔12的底端；模擬受力筋21沿模擬鋼筋籠2的四周呈圓環形均勻通長設置；模擬加強筋22沿模擬受力筋21長度方向內側垂直間隔設置；模擬箍筋23沿模擬受力筋21長度方向外側間隔螺旋設置；模擬架立筋24在模擬受力筋21下端設置。
人工挖孔樁模殼1的殼口11、殼孔12、殼圈13、擴大頭14是連續的整體的殼體部件，採用8毫米的透明亞克力製作；其中，殼圈13是多層連接的，每層都是上口厚度大，下口厚度薄的筒狀部件，每上層殼圈13的下邊與下一層殼圈13的上邊固結；殼口11是殼圈13的最上端露出地面的部分，一般露出地面30毫米左右的高度，最小露出地面高度不少於15毫米；最下端的殼圈13的下部與擴大頭14的上口固結；擴大頭14的最大直徑必須大於殼圈13的外徑；整個人工挖孔樁模殼1形成後，沿直徑，自上而下剖切成對等的兩部分。
模擬受力筋21是在模擬加強筋22外圍垂直且均勻分布的縱向鋼筋，採用8號鐵絲製作；模擬受力筋21在與模擬加強筋22的垂直相交點上固結；模擬受力筋21的外圍與呈螺旋狀盤繞著模擬箍筋23連接；模擬受力筋21的頂端與模擬插筋25連接；模擬受力筋21的底端與模擬架立筋24連接；模擬受力筋21的底端與擴大頭14的上口平齊。
模擬加強筋22和模擬箍筋23是約束模擬受力筋21，使之成為模擬鋼筋籠主體的連接鋼筋，採用8號鐵絲製作模擬加強筋22，採用16號鐵絲製作模擬箍筋23；模擬加強筋22是圓環狀鋼筋；模擬加強筋22圓環的外徑與模擬鋼筋籠2的內徑相等；
模擬箍筋23是沿著模擬受力筋21的縱向，纏繞模擬受力筋21的外部連接鋼筋；模擬箍筋23與模擬受力筋21既不平行，也不垂直，而是在模擬受力筋21呈螺旋狀連接，相交的部位固結。
模擬架立筋24是3根支撐模擬鋼筋籠在殼孔12中垂直設置的鋼筋，採用8號鐵絲製作；採用3根模擬架立筋24，呈相互60度的交角布置；模擬架立筋24的頂端與模擬受力筋21的底端固結；模擬架立筋24的底端支設在擴大頭14的底部。
模擬插筋25是模擬受力筋21在殼口11的延長部分，長短相間布置，採用8號鐵絲製作；模擬插筋25的短模擬插筋建議為150毫米，長模擬插筋建議為280毫米；模擬插筋25與模擬受力筋21的夾角為45度左右；模擬插筋25的下端與模擬受力筋21的頂端固結；模擬插筋25與基礎承臺或基礎梁的模擬受力筋連接。
標識牌3是對人工挖孔樁基礎模型各相關部件進行標識的牌狀部件；標識牌3由標牌、指向杆及連接件組成；標識牌3標識了模擬插筋25、殼圈13、模擬受力筋21、模擬加強筋22、模擬箍筋23、模擬架立筋24和擴大頭14；標牌上表明組成人工挖孔樁基礎模型的部件的名稱、規格、型號、作用以及相關的內容，標牌的一角與指向杆固結；指向杆是連接標牌與人工挖孔樁基礎模型的部件，處於斜向狀態，一端與標牌的一角固結，另一端與人工挖孔樁基礎模型的部件固結。
人工挖孔樁基礎模型的製作方法是，先製作人工挖孔樁模殼1，再製作模擬鋼筋籠2，安裝好人工挖孔樁模殼1與模擬鋼筋籠2後，安裝標識牌3；具體要求為：
人工挖孔樁模殼1的殼圈13的高度、上下口的內外直徑都是相等的，上口內直徑為80毫米，上口外徑是100毫米；下口的外徑與上口的外徑相同，下口的內徑為90毫米；各殼圈13必須同軸同徑；
殼口11是孔口的殼圈13外露地面的部分30毫米；
殼孔12直徑是80毫米，長度是1米；
擴大頭14的上口直徑為100毫米；底部直徑為150毫米；底部為圓弧，深度為150毫米；
模擬受力筋21與模擬加強筋22採用8號鐵絲製作；模擬受力筋21的下料長度是1.025-1.05毫米；模擬加強筋22的下料長度為250-1000毫米；模擬箍筋23採用16號鐵絲製作，模擬箍筋23的間距為50毫米；模擬架立筋24的下料尺寸等於擴大頭深度的縮微尺寸；模擬插筋25的有長短之分，短模擬插筋的長度為不小於500毫米的縮微尺寸，長模擬插筋的長度為不小於短模擬插筋的長度外加35倍的鋼筋直徑；
製作模擬鋼筋籠2時，先將2個模擬加強筋22的圓環按照設計要求的模擬受力筋21的數量進行等分並在模擬加強筋22的圓環上做好標記；在模擬受力筋21上做出與模擬加強筋22相交點的標記後，先將2根模擬受力筋21在模擬加強筋22的圓環的外部的標註點上在同一直徑的兩點上固結搭成模擬鋼筋籠2的雛形骨架，隨後在模擬加強筋22的圓環的各標註點上固結模擬受力筋21，再在模擬受力筋21上做出的各標註點上固結各模擬加強筋22；再在模擬受力筋21的外部將模擬箍筋23沿著模擬受力筋21的外部的縱向纏繞，形成模擬鋼筋籠2；
在模擬鋼筋籠2的底部連接模擬架立筋24，在模擬鋼筋籠2的頂部將模擬插筋25外折成45度角；將製作好的模擬鋼筋籠2安裝到人工挖孔樁模殼1中；
分別安裝7個標識牌3，將標識牌3的指向杆分別與殼圈13、擴大頭14、模擬受力筋21、模擬加強筋22、模擬箍筋23、模擬架立筋24與模擬插筋25連接，在各標識牌3上依次表示下述內容：
在殼圈13的標識牌3上標識：每開挖1米作一次鋼筋混凝土護壁，護壁厚度不小於100毫米，混凝土強度不低於C20。
在擴大頭14的標識牌3上標識：擴大頭深入持力層不小於500毫米，直徑、深度滿足設計要求，驗槽合格後立即澆築混凝土墊層封閉擴大頭底部。
在模擬受力筋21的標識牌3上標識：模擬受力筋的規格、型號、長度滿足設計要求，長度不足時採用對焊加長。
在模擬加強筋22的標識牌3上標識：模擬加強筋的直徑與圓環的直徑、平整度、同心度必須滿足設計要求，模擬受力筋沿圓環外均勻布置且點焊連接。
在模擬箍筋23的標識牌3上標識：模擬箍筋沿模擬受力筋縱向呈螺旋形均勻布置，間距滿足設計要求，與模擬受力筋相交處點焊連接；
在模擬架立筋24的標識牌3上標識：根據擴大頭的深度確定模擬架立筋的長度和直徑、根數，沿模擬鋼筋籠四周均勻布置，與模擬受力筋下端部焊接連接。
在模擬插筋25的標識牌3上標識：模擬插筋進入承臺的長度為：短模擬插筋不小於500毫米，長模擬插筋比短模擬插筋長35倍的鋼筋直徑，且不下於500毫米。