一種用於地下工程的混凝土預製品及其生產方法
2023-10-30 00:34:57 2
專利名稱：一種用於地下工程的混凝土預製品及其生產方法
技術領域：
本發明涉及混凝土預製品領域，尤其涉及一種用於地下空間工程建設的混凝土預製品及其生產方法。
背景技術：
作為工廠預製的建築混凝土構件中，目前有90%為管樁，3%為空心方樁，5%為實心方樁，2%為其他預製樁。如圖1所示，以上樁材都是由高強鋼材製作的鋼筋籠I』與混凝土 2』相結合形成複合體。現有技術中，鋼筋籠I』與樁體兩端有端板3』和套箍4』進行連接。套箍4』套在端板3』上，用於將端板3』固定在樁體的兩端，同時在制樁的過程中，套箍4』可以在離心過程中防止漿液從樁體的頭部和端板3』處漏漿。但套箍4』的使用會使得在制樁過程中，尤其是在將端板3』安裝在鋼筋籠上時非常困難，金屬端板3』不容易和鋼筋籠的縱向鋼筋對齊，難以操作並且影響工作效率。而且套箍4』都是由金屬製成的，套箍4』的使用會增加鋼材用量，增加生產成本。同時，在生產過程中樁頭兩端，由於套箍4』和端板3』結合不夠嚴密，容易發生漏漿，而且空洞較多，施工過程中樁頭極易被打爛。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明提供一種無套箍、操作簡單，但同時端板和樁體還能較好結合，而且質量穩定，施工時樁頭破損率很低的用於地下空間工程的混凝土預製品及其生產方法。本發明提供的用於地下空間工程的混凝土預製品包括鋼筋籠和混凝土，所述鋼筋籠包括縱向受力的縱向鋼筋和受剪切力的橫向鋼筋，所述橫向鋼筋呈螺旋狀固定在所述縱向鋼筋上，所述鋼筋籠的兩端設置有金屬端板，所述金屬端板上設置有錐形孔和螺絲孔，所述錐形孔和螺絲孔之間還設置有過渡槽；所述縱向鋼筋設置在所述錐形孔中與金屬端板相連接，所述混凝土預製品的樁體兩端不設置套箍，所述金屬端板直接與樁體的兩端相連接。所述金屬端板的下表面為凹凸面。所述橫向鋼筋的兩端與樁體兩端的金屬端板固定在一起。所述混凝土預製品為截面為內圓外方的空心樁體，所述空心樁體的四個角都帶有圓弧角，而且圓弧半徑、角度和弧長均相同。所述鋼筋籠的四角也帶有圓弧角，所述鋼筋籠到所述空心樁體四邊的距離以及到所述空心樁體角部圓弧角外邊緣的距離均相同。所述鋼筋籠的四角也帶有圓弧角，所述鋼筋籠到樁體四邊外側的距離均相等，所述鋼筋籠的圓弧角的外邊緣到樁體相應的角部圓弧角外邊緣的距離相等，但所述鋼筋籠的圓弧角的外邊緣到樁體相應的角部圓弧角外邊緣的距離大於所述鋼筋籠四邊到樁體四邊外側的距離。所述鋼筋籠的縱向鋼筋的直徑均相同。
所述鋼筋籠四角的縱向鋼筋的直徑與所述鋼筋籠其餘部位的縱向鋼筋的直徑不相同。所述混凝土預製品為截面為內圓外方的空心樁體，所述鋼筋籠的角部不設置所述縱向鋼筋，所述縱向鋼筋僅設置在與樁體周邊平行的所述鋼筋籠的四邊上。所述鋼筋籠的截面為八邊形，所述縱向鋼筋設置在所述八邊形與樁體周邊平行的四邊上。所述鋼筋籠的橫向鋼筋的間距在距離樁體兩端2.1m之間的部分為35-55mm，在樁體其餘部分為85-95mm。所述鋼筋籠還包括沿鋼筋籠縱向設置的非預應力鋼筋。所述金屬端板的厚度不小於縱向鋼筋直徑的1.8倍。所述金屬端板的上表面設置有坡口，所述坡口的角度為35 60度。所述坡口的上表面的截面為方形，四角為直角，而且直角頂點內接於所述金屬端板的圓弧角的圓弧邊。所述坡口的上表面的截面為四角帶有圓弧角的方形，而且所述坡口上表面的四角的圓弧角與所述金屬端板的四角的圓弧角的圓弧半徑、角度和弧長均相同。所述鋼筋籠到所述空心樁體的樁體外邊緣或者到空心樁體的中心通孔的距離均大於縱向鋼筋的直徑的3倍。所述混凝土原料的一立方米中包括如下組分:SiO2含量佔92% 98%的磨細砂和52.5R的水泥重量為210 50 0KG，濃度20% 50%聚羧酸減水劑摻2 15KG，石子重量為1000 1800KG，黃砂重量為500 1000KG。所述鋼筋籠的縱向鋼筋的間距大於混凝土中石子的粒徑的2.5倍以上。本發明同時還提供一種用於地下空間工程的混凝土預製品的製造方法，包括以下步驟:
(1)製作混凝土:將砂、石、水泥、外摻料、減水劑、水按設計比例、稱量，同時按一定順序放入攪拌機內進行攪拌製成混凝土；
(2)製作金屬端板:按照端板設計要求鑄造毛坯，形成端板下表面的凹凸面，並銑削出端板上表面的坡口，所述坡口度數為35 60度；所述坡口設置成如下兩種形式:(a)所述坡口的上表面的截面為方形，四角為直角，而且直角頂點內接於所述金屬端板的圓弧角的圓弧邊；或者，(b)所述坡口的上表面的截面為四角帶有圓弧角的方形，而且所述坡口上表面的四角的圓弧角與所述金屬端板的四角的圓弧角的圓弧半徑、角度和弧長均相同；
(3)製作鋼筋籠:利用焊接機將橫向鋼筋焊接在縱向鋼筋上形成截面整體上呈方形或八邊形的鋼筋籠；其中所述方形的鋼筋籠的四角也具有圓弧角，所述八邊形的鋼筋籠的縱向鋼筋設置在所述八邊形的間隔的四個邊上；
(4)布料:在所述鋼筋籠的兩頭安裝上金屬端板，整體放入模具內，在所述金屬端板的外側包裹止漿膠或繩，將混凝土直接放入鋼筋籠的鋼模內，形成錐形布放，並將鋼模兩側清理乾淨，然後合模；
(5)預應力張拉:將所述金屬端板與張拉機相連，利用張拉機對所述縱向鋼筋進行預應力張拉；
(6)離心:將整個鋼模吊入離心機內進行離心，離心結束後將離心出來的餘漿和水份傾倒乾淨；
(7)蒸養池養護:將模具放入養護池內進行養護，蒸養結束後進行脫模；
(8)高壓釜養護:將脫模後的混凝土預製品放入高壓釜內進行養護後即可得成品。在上述布料步驟和張拉步驟，也可採用如下方式進行:在製作完鋼筋籠後，將鋼筋籠放入模具的下模，並裝上上模，用螺栓鎖緊上下模，然後對縱向鋼筋進行預應力張拉；在張拉完畢後，將混凝土料利用送料管從模具的一端插入，然後從模具的最遠端開始澆注混凝土。在製作混凝土的步驟中，所述混凝土的原料的一立方米中包括如下組分:Si02含量佔92% 98%的磨細砂和52.5R的水泥重量為210 500KG，濃度20% 50%聚羧酸減水劑重量為2 15KG，石子重量為1000 1800KG，黃砂重量為500 1000KG。在製作混凝土的步驟中，混凝土的原料按照如下順序添加:先下黃砂到攪拌機內，當黃砂的量達到設計量的30%時開始下水泥、外摻料，幹攪10 30秒，下水並控制在整體用水量的50 70%，下石子，然後下減水劑，減水劑按1:3 1:8兌水。在所述製作鋼筋籠的步驟中，還包括在所述鋼筋籠中設置非預應力鋼筋的步驟。在所述離心步驟中，所述鋼模轉速控制在50 550轉，時間控制在5 20分鐘。在所述蒸養池養護步驟中，將模具放入養護池內靜停5 240分鐘，然後通入蒸汽，由低溫逐漸升到高溫，溫度控制在50 105度，時間為4 8小時，速率控制在10 30度/半小時。在所述高壓釜養護步驟中，將溫度控制在150 250度，壓力變化速率控制在
0.0033 0.016Mpa/min·，養護時間為6 12小時。本發明的有益效果主要如下:
(I)樁體兩端不使用套箍，在安裝鋼筋籠時，操作容易，金屬端板容易和縱向鋼筋對位，而且減小鋼材用量，節省了大量的焊接電流，降低了生產成本，同時還減少了二氧化碳的排放。(2)樁體端板外圍加橡皮圈等柔性材料密封，防止漿水外流，確保不會對環境造成汙染，在離心成型時，混凝土容易流動到樁的兩端，兩端的混凝土更易密實，減少漏漿、空洞等質量問題，確保施工時的耐打性。(3)鋼筋籠也帶有圓弧角，鋼筋籠到樁體四邊外側的距離均相等，以及鋼筋籠的圓弧角到樁體角部圓弧角外邊緣的距離相等，從而保證鋼筋籠橫向鋼筋和縱向鋼筋外包裹的混凝土保護層都均勻一致，可以更有效地保護鋼筋籠，增強樁體的耐久性。(4)鋼筋籠到樁體四邊外側的距離均相等，以及鋼筋籠的圓弧角到樁體角部圓弧角外邊緣的距離相等，但是鋼筋籠的圓弧角的外邊緣到樁體角部圓弧角外邊緣的距離大於鋼筋籠四邊到樁體四邊外側的距離。這種結構在樁體豎向受力為主、配筋不變的前提下，可以擴大整個樁身橫截面的有效使用面積，從而提高樁身的豎向承載力。(5)由於鋼筋籠的縱向鋼筋往中間側移，橫向鋼筋與縱向鋼筋焊接時能夠完全接觸，確保焊接質量，從而保證了樁體的成樁質量。
圖1為現有技術中混凝土預製品的結構示意圖；圖2為本發明的混凝土預製品的結構示意 圖3為本發明金屬端板的一個實施例的結構示意圖 圖4為本發明金屬端板的另一個實施例的結構示意 圖5為本發明內圓外方的空心樁體的一個實施例的截面示意 圖6為本發明內圓外方的空心樁體的另一個實施例的截面示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
，對本發明的混凝土預製品及其生產方法作進一步描述。參照圖2-6所示，本發明的混凝土預製品包括:鋼筋籠I和混凝土 2，鋼筋籠I包括縱向受力的縱向鋼筋11和受剪切力的橫向鋼筋12，橫向鋼筋12呈螺旋狀纏繞在縱向鋼筋11上，並且用焊接的方式進行固定，鋼筋籠I的兩端設有金屬端板3，金屬端板3上設置有錐形孔31和螺絲孔32，所述錐形孔31和螺絲孔32之間還設置有過渡槽33 ;所述縱向鋼筋11設置在所述錐形孔31中與金屬端板3相連接，所述混凝土預製品的樁體兩端不設置套箍，金屬端板3直接與樁體的兩端相連接。由於不設置套箍，為增強端板3和樁體的結合強度，端板3的下表面為凹凸面，這種設計在混凝土預製品的離心生產過程中可以使混凝土 2進入端板3下表面上的凹部，而端板3下表面上的凸部進入混凝土 2中，更有利於混凝土 2和端板3的結合，增強端板3和樁體的結合強度。同時，在樁體端板3外圍設置橡皮圈等柔性材料密封，防止在混凝土預製品的離心生產過程中漿水外流，確保不會對環境造成汙染。此外，為進一步增強鋼筋籠I和端板3的連接強度，如圖2所示，橫向鋼筋12的兩端也和樁體兩端的金屬端板3通過焊接等方式固定連接。如圖5和圖6所示,優選地,所述混凝土預製品為截面為內圓外方的空心樁體。為減少空心樁體四個角的應力變化，避免在建築施工中錘擊時砸壞四個角，優選地，空心樁體的四個角都帶有圓弧角。更為優選地，四個圓弧角的圓弧半徑、角度和弧長均相同。所述鋼筋籠I由橫向鋼筋12呈螺旋狀的纏繞在縱向鋼筋11上焊接而成。鋼筋籠I的橫向鋼筋12在靠近樁體兩端處，例如2.1m處的間距為45±10mm，在樁體中間其餘部分的間距為90±5_。如圖5所示，在本發明的一個實施例中，鋼筋籠I的截面與樁體的截面基本相同，也為方形或四角帶有圓弧角。當樁體截面帶有圓弧角時，鋼筋籠I的截面的四角也帶有圓弧角，鋼筋籠I到樁體四邊52的距離L以及到樁體角部圓弧角外邊緣51的距離R均相同，也即鋼筋籠I與樁體周邊的距離均相等，這樣可以保證鋼筋籠I橫向鋼筋12和縱向鋼筋11外包裹的混凝土保護層都基本均勻一致，可以更有效地保護鋼筋籠1，增強樁體的耐用性。此外，在鋼筋籠I帶有圓弧角的情況下，鋼筋籠也可設置為下列方式:鋼筋籠I到樁體四邊外側的距離均相等，以及鋼筋籠I的圓弧角到樁體角部圓弧角外邊緣的距離相等，但是鋼筋籠I的圓弧角的外邊緣到樁體角部圓弧角外邊緣的距離大於鋼筋籠四邊到樁體四邊外側的距離。這種結構在樁體豎向受力為主、配筋不變的前提下，可以擴大整個樁身橫截面的有效使用面積，從而提高樁身的豎向 承載力。
所述鋼筋籠I角部的縱向鋼筋11的直徑可以與鋼筋籠I其餘部位的縱向鋼筋11的直徑相同，但也可以與鋼筋籠I其餘部位的縱向鋼筋11的直徑不相同。如圖6所示，在本發明的另一個實施例中，鋼筋籠I的截面與樁體的截面不同。在該實施例中，按如下方式設計鋼筋籠1:把鋼筋籠I的縱向鋼筋11往中間側移，縱向鋼筋11不設置在樁體的角部，而是位於與樁體四邊平行的直線上，也即所述鋼筋籠I的角部不設置所述縱向鋼筋11，所述縱向鋼筋11僅設置在與樁體周邊平行的所述鋼筋籠I的四邊上，這樣橫向鋼筋12與縱向鋼筋11焊接時能夠完全接觸，確保焊接質量，從而保證了樁體的成樁質量。優選地，如圖6所示，鋼筋籠I的截面為八邊形，縱向鋼筋11設置在八邊形的與樁體周邊平行的四邊上。為保證混凝土 2對鋼筋籠I縱向鋼筋11的保護，所述鋼筋籠I到所述空心樁體的樁體外邊緣或者到空心樁體的中心通孔的距離均大於縱向鋼筋11的直徑的3倍。所述橫向鋼筋12採用Q235B的鋼材冷拔而成的鋼筋，直徑可採用Φ4.0mm、Φ5.0mm> Φ6.0 mm、Φ7.0 mm、Φ8.0 mm,抗拉強度大於 480MPa。所述縱向鋼筋11為預應力混凝土用鋼棒，直徑可採用Φ7.I mm> Φ9.0 mm> Φ 10.7mm、Φ 12.6 mm的鋼棒，抗拉強度大於1280MPa ;外表面呈螺旋狀和凹凸狀，上述形狀更有利於縱向鋼筋11與混凝土 2的結合。此外，鋼筋籠I的縱向鋼筋11的間距大於混凝土 2中石子的粒徑的2.5倍以上。為進一步增強空心樁體的強度，除上述預應力鋼棒外，還可沿鋼筋籠I的縱向設置輔筋(圖中未示出)，上述輔筋為非預應力鋼筋。為增強端板3的耐用性，所述端板3採用Q235材質。端板3外形與樁體外形相同，近似外方內圓狀。當樁體的四個角具有圓弧角時，端板3的四角也呈圓弧形過渡，而且與樁體四個角的圓弧角的圓弧半徑、 角度和弧長均相同。圖3和圖4所示，所述金屬端板3上設有與縱向鋼筋11等同數量的錐形孔31，錐形孔31上部直徑大，下部直徑小，用於容納縱向鋼筋11。當使用的縱向鋼筋11的直徑分別為7.lmm、9.0mm> 10.7mm和12.6mm時，維形孔31的上部孔的直徑對應分別為14 16mm、
15.8 17.8mm、18.6 19.8mm和22.5 23 mm。此外，為便於與張拉裝置相連接，所述金屬端板3上還設有與縱向鋼筋11等同數量的螺絲孔32，上述螺紋孔的直徑為22 26mm。上述錐形孔31和螺絲孔32之間還設置有過渡槽33，其寬度為7.8 16.8mm，長度為縱向鋼筋11直徑的1.5 10倍，便於鋼筋籠I縱向鋼筋11的墩頭安裝。為增強金屬端板3的抗拉強度，金屬端板3的厚度不得小於縱向鋼筋11直徑的
1.8倍，且其抗拉、抗剪強度不得小於其應力的0.6 85倍。金屬端板3的上表面設置有坡口 34，坡口 34的角度為35 60度。上述坡口 34的作用在於，當兩個樁體在接樁的時候，上部樁體的端板3和下部樁體的端板3會形成凹槽，便於對上下樁體進行焊接。如圖3和圖4所示，金屬端板的四角相同，均帶有圓弧角，而且圓弧半徑、角度和弧長均等於樁體四個角的圓弧角的圓弧半徑、角度和弧長。進一步，金屬端板3上表面的坡口34可設置為兩種形式。圖3示出了坡口 34的第一種結構，其中坡口 34的上表面的截面為方形，四角為直角，直角頂點內接於金屬端板3的圓弧角的圓弧邊；而圖4則示出了坡口34的另一種結構，其中坡口 34的上表面的截面為四角帶有圓弧角的方形，其中坡口 34上表面的四角的圓弧角與金屬端板3的四角的圓弧角的圓弧半徑、角度和弧長均相同。如圖3和圖4所示，圖3所示的坡口 34截面的上下表面的距離LI大於圖4所示的坡口 34截面的上下表面的距離L2，因此在接樁的時候，圖3所示的上部樁體的端板3和下部樁體的端板3在樁體的四邊形成的凹槽具有更深的深度，因此在樁體四邊的焊接結構會更牢固；而在端板四角的焊接結構，圖4所示的坡口相對於圖3所示 的坡口會更具有優勢，因為圖4所示的坡口 34的上表面的方形截面的四角帶有圓弧角，而且與金屬端板3的四角的圓弧角的圓弧半徑、角度和弧長均相同，這樣上部樁體的端板3和下部樁體的端板3在四角處過渡更平滑，因此在四角的焊接結構會更牢固。本發明中所使用的混凝土原料的一立方米中包括如下組分:SiO2含量佔92% 98%的磨細砂和52.5R的水泥重量為210 500KG，濃度20% 50%聚羧酸減水劑每立方摻2 15KG，石子重量為1000 1800KG，黃砂重量為500 1000KG。在制樁的過程中，採用離心的方式將混凝土 2包裹在鋼筋籠I的外側，整體呈外方內圓形的中空狀。所述混凝土的強度為C52 C98 Mpa,混凝土的坍落度為10 160mm。下面對本發明混凝土預製品的製作方法進行詳細說明:
(1)製作混凝土:採用強制式攪拌機，將砂、石、水泥、外摻料、減水劑、水按設計比例、稱量，同時按一定順序放入攪拌機內進行攪拌，控制混凝土的坍落度在40_ ；具體順序為:先下砂到攪拌機內，當下砂的量達到設計量的30%時開始下水泥、外摻料，幹攪10 30秒，下水並控制在整體用水量的50 70%，下石，然後下減水劑，減水劑按1:3 1:8兌水；
(2)製作金屬端板3:按照端板3設計要求鑄造毛坯，形成端板3下表面的凹凸面，並銑削出上表面的坡口 34，所述坡口 34度數為35 60度；所述坡口可設置成如下兩種形式:(a)所述坡口的上表面的截面為方形，四角為直角，而且直角頂點內接於所述金屬端板的圓弧角的圓弧邊；或者，(b)所述坡口的上表面的截面為四角帶有圓弧角的方形，而且所述坡口上表面的四角的圓弧角與所述金屬端板的四角的圓弧角的圓弧半徑、角度和弧長均相同；
(3)製作鋼筋籠1:將預應力混凝土用鋼棒，採用自動切割機，定長切斷成12米8根直徑為10.7mm的鋼棒，形成縱向鋼筋11，將Q235的線材冷拔成直徑為5mm的鋼筋，形成橫向鋼筋12 ;採用變頻式焊接機將橫向鋼筋12焊接在縱向鋼筋11上形成如下兩種鋼筋籠I形式:(a)整體近似方形並且帶有圓弧角的鋼筋籠I ;或者，(b)鋼筋籠I的截面整體近似為八邊形，縱向鋼筋11設置在八邊形的間隔的四個邊上；
(4)布料:在鋼筋籠I的兩頭安裝上金屬端板3，整體放入模具內，在金屬端板3的外側包裹止漿膠、橡膠圈或繩，防止漏漿，將混凝土直接放入鋼筋籠I的鋼模內，形成錐形布放，並將模的兩側清理乾淨，然後合模；
(5)預應力張拉:將金屬端板3與張拉機相連，利用張拉機對縱向鋼筋11進行預應力張拉；
(6)離心:將整個模吊入離心機內進行離心，模具轉速控制在50 550轉，時間控制在5 20分鐘；離心結束後將離心出來的餘漿和水份傾倒乾淨；
(7)蒸養池養護:將模具放入養護池內靜停5 240分鐘，然後通入蒸汽，由低溫逐漸到高溫，溫度控制在50 105度，時間為4 8小時，溫速控制在10 30度/半小時，控制速率的目的是防止混凝土開裂，確保混凝土的質量；蒸養結束後進行脫模；(8)高壓釜養護:將蒸養池養護後的混凝土預製品放入高壓釜內進行養護，壓力變化速率控制在0.0033 0.016Mpa/min，控制速率的目的是防止混凝土開裂，確保混凝土的質量；養護6 12小時即可得成品。在上述布料步驟和張拉步驟，也可採用如下方式進行:在製作完鋼筋籠後，將鋼筋籠放入模具的下模，並裝上上模，用螺栓鎖緊上下模，然後對縱向鋼筋進行預應力張拉；在張拉完畢後，將混凝土料利用送料管從模具的一端插入，然後從模具的最遠端開始澆注混凝土。上述布料方式採用封閉方式布料，可以防止混凝土在布料過程中的灑漏。通過上述對本發明的混凝土預製品以及製作方法的說明可知，本發明的混凝土預製品的樁體兩端不使用套箍，在安裝鋼筋籠I時，操作方便，提高了生產效率，而且降低了生產成本。雖然不使用套箍，但端板3的下表面為凹凸面，這樣同樣可以增強端板3和樁體的結合強度；以及橫向鋼筋12的兩端與樁體兩端的金屬端板3的固定連接，也可以增強鋼筋籠I和端板3的連接強度。此外，當混凝土預製品為內圓外方的空心樁體時，鋼筋籠I的四角也帶有圓弧角，鋼筋籠I到空心樁體四邊以及到樁體角部圓弧角外邊緣51的距離均相同，從而保證鋼筋籠I橫向鋼筋12和縱向鋼筋11外包裹的混凝土保護層都均勻一致，可以更有效地保護鋼筋籠1，增強樁體的耐用性；或者把鋼筋籠I的縱向鋼筋11往中間側移，鋼筋籠I的角部不設置縱向鋼筋11，這樣橫向鋼筋12與縱向鋼筋11焊接時能夠完全接觸，確保焊接質量，從而保證了樁體的成樁質量。綜上所述，以上所述僅為本發明的具體實施例，但本發明並非局限於此，任何本領域的技術人員能思之變化，都應落在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種用於地下空間工程的混凝土預製品，包括鋼筋籠(I)和混凝土(2)，所述鋼筋籠(I)包括縱向受力的縱向鋼筋(11)和受剪切力的橫向鋼筋(12)，所述橫向鋼筋(12)呈螺旋狀固定在所述縱向鋼筋(11)上，所述鋼筋籠(I)的兩端設置有金屬端板(3)，所述金屬端板(3)上設置有錐形孔(31)和螺絲孔(32)，所述錐形孔(31)和螺絲孔(32)之間還設置有過渡槽(33);所述縱向鋼筋(11)設置在所述錐形孔(31)中與金屬端板(3)相連接，所述混凝土預製品的樁體兩端不設置套箍，所述金屬端板(3)直接與樁體的兩端相連接。
2.如權利要求1所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述金屬端板(3)的下表面為凹凸面。
3.如權利要求1所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述橫向鋼筋(12)的兩端與樁體兩端的金屬端板(3)固定在一起。
4.如權利要求1所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述混凝土預製品為截面為內圓外方的空心樁體，所述空心樁體的四個角都帶有圓弧角，而且圓弧半徑、角度和弧長均相同。
5.如權利要求4所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述鋼筋籠(I)的四角也帶有圓弧角，所述鋼筋籠(I)到所述空心樁體四邊的距離以及到所述空心樁體角部圓弧角外邊緣的距離均相同。
6.如權利要求4所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述鋼筋籠(I)的四角也帶有圓弧角，所述鋼筋籠(I)四邊到樁體四邊外側的距離均相等，所述鋼筋籠(I)的圓弧角的外邊緣到樁體相應的角部圓弧角外邊緣的距離相等，而且所述鋼筋籠(I)的圓弧角的外邊緣到樁體相應的角部圓弧角外邊緣的距離大於所述鋼筋籠(I)四邊到樁體四邊外側的距離。
7.如權利要求4所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述鋼筋籠(I)四角的縱向鋼筋(11)的直徑與所述鋼筋籠(I) 其餘部位的縱向鋼筋(11)的直徑相同或不同。
8.如權利要求1所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述混凝土預製品為截面為內圓外方的空心樁體，所述鋼筋籠(I)的角部不設置所述縱向鋼筋(11)，所述縱向鋼筋(11)僅設置在與樁體周邊平行的所述鋼筋籠(I)的四邊上。
9.如權利要求8所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述鋼筋籠(I)的截面為八邊形，所述縱向鋼筋(11)設置在所述八邊形與樁體周邊平行的四邊上。
10.如權利要求4或8所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述鋼筋籠(I)的橫向鋼筋(12)的間距在距離樁體兩端2.1m之間的部分為35-55mm,在樁體其餘部分為85_95mm。
11.如權利要求4或8所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述鋼筋籠(I)還包括沿鋼筋籠(I)縱向設置的非預應力鋼筋。
12.如權利要求4或8所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述金屬端板(3)的厚度不小於縱向鋼筋(11)直徑的1.8倍。
13.如權利要求4或8所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述金屬端板(3)的上表面設置有坡口(34)，所述坡口(34)的角度為35 60度。
14.如權利要求13所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述坡口(34)的上表面的截面為方形，四角為直角，而且直角頂點內接於所述金屬端板(3)的圓弧角的圓弧邊。
15.如權利要求13所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述坡口(34)的上表面的截面為四角帶有圓弧角的方形，而且所述坡口(34)上表面的四角的圓弧角與所述金屬端板(3)的四角的圓弧角的圓弧半徑、角度和弧長均相同。
16.如權利要求4或8所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述鋼筋籠(I)到所述空心樁體的樁體外邊緣或者到空心樁體的中心通孔的距離均大於縱向鋼筋(11)的直徑的3倍。
17.如權利要求4或8所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述混凝土原料的一立方米中包括如下組分:SiO2含量佔92% 98%的磨細砂和52.5R的水泥重量為210 500KG，濃度20% 50%聚羧酸減水劑摻2 15KG，石子重量為1000 1800KG，黃砂重量為500 IOOOKGo
18.如權利要求4或8所述的混凝土預製品，其特徵在於，所述鋼筋籠(I)的縱向鋼筋(11)的間距大於混凝土中石子的粒徑的2.5倍以上。
19.一種用於地下空間工程的混凝土預製品的製造方法，包括以下步驟: (1)製作混凝土:將砂、石、水泥、外摻料、減水劑、水按設計比例、稱量，同時按一定順序放入攪拌機內進行攪拌製成混凝土； (2)製作金屬端板:按照端板設計要求鑄造毛坯，形成端板下表面的凹凸面，並銑削出端板上表面的坡口，所述坡口度數為35 60度；所述坡口設置成如下兩種形式:(a)所述坡口的上表面的截面為方形，四角為直角，而且直角頂點內接於所述金屬端板的圓弧角的圓弧邊；或者，(b)所述坡口的上表面的截面為四角帶有圓弧角的方形，而且所述坡口上表面的四角的圓弧角與所述金屬端板的四角的圓弧角的圓弧半徑、角度和弧長均相同； (3)製作鋼筋籠:利用焊接機將橫向鋼筋焊接在縱向鋼筋上形成截面整體上呈方形或八邊形的鋼筋籠；其中所述方形的鋼筋籠的四角也具有圓弧角，所述八邊形的鋼筋籠的縱向鋼筋設置在所述八邊形的間隔的四個邊上 ； (4)布料:在所述鋼筋籠的兩頭安裝上金屬端板，整體放入模具內，在所述金屬端板的外側包裹止漿膠或繩，將混凝土直接放入鋼筋籠的鋼模內，形成錐形布放，並將鋼模兩側清理乾淨，然後合模； (5)預應力張拉:將所述金屬端板與張拉機相連，利用張拉機對所述縱向鋼筋進行預應力張拉； (6)離心:將整個鋼模吊入離心機內進行離心，離心結束後將離心出來的餘漿和水份傾倒乾淨； (7)蒸養池養護:將模具放入養護池內進行養護，蒸養結束後進行脫模； (8)高壓釜養護:將脫模後的混凝土預製品放入高壓釜內進行養護後即可得成品。
20.一種用於地下空間工程的混凝土預製品的製造方法，包括以下步驟: (1)製作混凝土:將砂、石、水泥、外摻料、減水劑、水按設計比例、稱量，同時按一定順序放入攪拌機內進行攪拌製成混凝土； (2)製作金屬端板:按照端板設計要求鑄造毛坯，形成端板下表面的凹凸面，並銑削出端板上表面的坡口，所述坡口度數為35 60度；所述坡口設置成如下兩種形式:(a)所述坡口的上表面的截面為方形，四角為直角，而且直角頂點內接於所述金屬端板的圓弧角的圓弧邊；或者，(b)所述坡口的上表面的截面為四角帶有圓弧角的方形，而且所述坡口上表面的四角的圓弧角與所述金屬端板的四角的圓弧角的圓弧半徑、角度和弧長均相同； (3)製作鋼筋籠:利用焊接機將橫向鋼筋焊接在縱向鋼筋上形成截面整體上呈方形或八邊形的鋼筋籠；其中所述方形的鋼筋籠的四角也具有圓弧角，所述八邊形的鋼筋籠的縱向鋼筋設置在所述八邊形的間隔的四個邊上； (4)預應力張拉:將鋼筋籠放入模具的下模，並裝上上模，用螺栓鎖緊上下模，然後對縱向鋼筋進行預應力張拉； (5)布料:在張拉完畢後，將混凝土料利用送料管從模具的一端插入，然後從模具的最遠端開始澆注混凝土； (6)離心:將整個鋼模吊入離心機內進行離心，離心結束後將離心出來的餘漿和水份傾倒乾淨； (7)蒸養池養護:將模具放入養護池內進行養護，蒸養結束後進行脫模； (8)高壓釜養護:將脫模後的混凝土預製品放入高壓釜內進行養護後即可得成品。
21.如權利要求19或20所述的製造方法，其特徵在於，在製作混凝土的步驟中，所述混凝土的原料的一立方米中包括如下組分:SiO2含量佔92% 98%的磨細砂和52.5R的水泥重量為210 500KG，濃度20% 50%聚羧酸減水劑重量為2 15KG，石子重量為1000 1800KG，黃砂重量為500 1000KG。
22.如權利要求21所述的製造方法，其特徵在於，在製作混凝土的步驟中，混凝土的原料按照如下順序添加:先下黃砂到攪拌機內，當黃砂的量達到設計量的30%時開始下水泥、外摻料，幹攪10 30秒，下水並控制在整體用水量的50 70%，下石子，然後下減水劑，減水劑按1:3 1:8兌水。
23.如權利要求19或20所述的製造方法，其特徵在於，在所述製作鋼筋籠的步驟中，還包括在所述鋼筋籠中設置非預應力鋼筋的步驟。
24.如權利要求19或20所述的製造方法，其特徵在於，在所述離心步驟中，所述鋼模轉速控制在50 550轉，··時間控制在5 20分鐘。
25.如權利要求19或20所述的製造方法，其特徵在於，在所述蒸養池養護步驟中，將模具放入養護池內靜停5 240分鐘，然後通入蒸汽，由低溫逐漸升到高溫，溫度控制在50 105度，時間為4 8小時，速率控制在10 30度/半小時。
26.如權利要求19或20所述的製造方法，其特徵在於，在所述高壓釜養護步驟中，將溫度控制在150 250度，壓力變化速率控制在0.0033 0.016Mpa/min，養護時間為6 12小時。
全文摘要
本發明提供一種用於地下空間工程的混凝土預製品，包括鋼筋籠和混凝土，所述鋼筋籠包括縱向受力的縱向鋼筋和受剪切力的橫向鋼筋，所述橫向鋼筋呈螺旋狀固定在所述縱向鋼筋上，所述鋼筋籠的兩端設置有金屬端板，所述金屬端板上設置有錐形孔和螺絲孔，所述錐形孔和螺絲孔之間還設置有過渡槽；所述縱向鋼筋設置在所述錐形孔中與金屬端板相連接，所述混凝土預製品的樁體兩端不設置套箍，所述金屬端板直接與樁體的兩端相連接。本發明提供的混凝土預製品的樁體兩端不使用套箍，生產效率高，而且降低了生產成本，減少了環境汙染。
文檔編號E02D5/30GK103233463SQ201310194408
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月23日 優先權日2013年5月23日
發明者陳芳斌, 陳巧, 油妍利 申請人:建華建材(中國)投資有限公司