[发明专利]混凝土桩

说明书

本发明涉及建筑工业中所使用的桩，特别是一种予应力混凝土桩。

桩是通过打桩机打入地里的管或棒，用以支承上层结构的基础。

在过去已经使用了四种不同类型的桩：木桩，钢桩，增强型混凝土桩和予应力中空混凝土桩。每类桩各有其应用，一般而言，发展后者是为了克服前几种的缺陷。例如，钢桩在大多数场合比木桩更优越。混凝土桩既可以现场浇铸，也可以予制成。现场浇铸的方法包括使用砸进地面的中空钢筒，用混凝土填充，在混凝土凝固前抽出钢筒。有时在浇灌混凝土之前就把钢筒撤出，这样作将要有两次吊运钢筒，但比将钢筒留在地里要更便宜。

予制混凝土桩有一个铸入到桩的尖头的铸铁桩靴。然而这些桩的吊起和运输都有困难，因为它们应该是一单根长度提供足够的力量，这意味着它们通常长达30米。从而导致吊运非常困难。

予应力混凝土桩由离心浇铸的混凝土管构成，长度为12米。这种长度吊运极为便利。予应力桩在其两端形成有金属圈，它们通常是在制作管子时铸在管中的。这些圈可以通过将相邻桩段的圈焊接在一起而增加桩的长度。在这类桩中的混凝土予应力的性质是使桩段被焊接在一起的同时保持桩的强度。

予应力混凝土桩或中空混凝土桩，虽然用予应力高强度离心浇铸混凝土制成，但抗拉强度较低。因此，桩的尖头或下端采用金属堵或靴封闭住，以防土壤进入桩的中空部分。中空部分用于增加混凝土上的抗压应力。如果端头不封闭，土壤就会充满桩的下部而把桩胀裂。

二种常见的封堵类型表示在图1和图2中。图1为剖面图，表示出一种称为圆锥形或中空形桩靴的封堵。这种圆锥形桩靴是用金属制作的并安装在桩的端头上，当打桩就位时将土层分开。

图2a和2b表示出一种称为“十字靴”的封堵，其包括横置于桩端头的一块金属板和焊接到该板表面上起加强作用的金属十字。当桩打入时，该金属十字也起一尖头作用帮助分开土层。

在软质的土壤中，例如粘土，这种设置的功效是令人满意。但在硬质的土壤或含有硬石子或圆石的土壤中，例如砾石砂或卵石，封堵经常被损坏而使土进入桩管内，由于横向胀裂或围绕金属/混凝土交界面周围的裂缝而常常导致桩的下部损坏或破坏。圆锥形桩靴的强度与混凝土桩管的强度不匹配也会被圆石、硬土层等等损坏，并会使其挤入到桩的中空内部。空心的圆锥靴也可能在上部结构已经建成后由于金属的疲劳或无论什么原因而引起基础未曾予料的沉降或上升而被损坏。

十字桩靴确定具有阻止土壤进入中空桩管内的强度，但当桩被打入时，会在紧埃金属十字各端部的混凝土中直接引起破裂应力，因为金属十字各端作用的方式与在后加张混凝土中基础板的作用相似。因此，已经发现，在冲击打桩过程中，由桩基的破裂张力引起的混凝土段的截面积减少会使混凝土桩断裂。混凝土桩在进入比桩的混凝土更硬的下层土壤时其桩尖部分会崩裂。

最近，一种“钢组合管桩”已经开发出来以克服硬土质的问题。这种结构虽然责，但并不比金属钢桩贵。这种中空混凝土桩是在一个钢套中成形的。

因此，需要一种桩靴，它能更均匀地与混凝土桩的强度相匹配，该强度能胜任在硬质土壤条件下使用并且生产经济，并需要一种可以用于硬质土条件的桩。

由此，本发明的一个方面是，提供一种用于予应力的或部分予应力混凝土桩的桩靴，其包括一个金属封堵和一个与之相连接并深入到混凝土桩内的棒。

金属封堵最好是圆锥形的，并带有一个钢筋骨架，钢筋骨架设置在桩内并且伸入到金属封堵的内部。

依据本发明的第二个方面，是提供一种混凝土桩，它包括一予应力混凝土管，一个设置在该管端部的金属圈和一个连接到该金属圈上的金属封堵，封堵大体上呈圆锥形。

最好是桩还包括一基本上设置在管内的钢筋骨架，一个棒沿管的内部伸延、大体上从封堵的尖端伸延到骨架内（如果有骨架的话）。用混凝土填充骨架和/或棒。在一个优选的实施例中，棒穿过金属封堵伸出。

依据本发明的另一个方面，提供一种部分予应力混凝土桩，它包括一个由予应力离心浇铸混凝土管形成的外壁，一个混凝土、钢筋混凝土或水泥砂浆的芯和一个桩靴。

桩靴最好是大体上呈圆锥形，并焊接到铸在管端的一个金属圈上且用芯料填满。

最好是桩靴带有一从圆锥形部分伸出并沿管内部延伸的棒。

桩最好是还包括一钢筋骨架，它位于管内与桩靴相邻，并被芯料填充。

依据本发明的再一个方面，提供一种制造部分予应力混凝土桩的方法，其包括以下步骤：取一段一定长度的带有金属平圈的予应力中空离心浇铸混凝土管，将金属桩靴焊接到一个金属平圈上，用混凝土或砂浆填充桩靴和在桩靴区域的桩内腔中。