一种非对称结构的预制支护桩

技术领域

本发明涉及混凝土预制桩技术领域，特别涉及一种非对称结构的预制支护桩。

背景技术

目前混凝土预制桩已经越来越普遍的应用在工程支护项目中，为了满足施工工艺要求，需要制作刚度大、工艺简单、成本低廉的预制桩，为此需要改进预制支护桩的尺寸、形状、结构、配筋等参数，使其方便易用。目前预制支护桩大多采用对称结构，例如，预制支护桩的钢筋笼采用对称式配筋方式、预制支护桩的桩身为对称结构等，而钢筋笼采用对称式配筋方式会造成配筋的浪费，桩身采用对称结构易增加桩身的重量。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种非对称结构的预制支护桩，旨在减少预制支护桩的配筋量和减轻桩身的重量。

本发明提供了一种非对称结构的预制支护桩，包括桩身、钢筋笼、端板和两个锚板；

所述桩身的截面形状为矩形，所述桩身的挡土侧为受拉侧和相对侧为受压侧，所述受拉侧和所述受压侧在第一方向上相对，所述钢筋笼沿所述桩身的轴向放置在所述桩身内，其中，所述第一方向与所述桩身的轴向相垂直；

所述桩身沿轴向贯穿地设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔在所述第一方向上相对，所述第一通孔相对于所述第二通孔靠近所述受压侧，所述第一通孔到所述受压侧的距离大于所述第二通孔到所述受拉侧的距离；

所述端板放置在所述桩身的顶端且与所述钢筋笼相接；

两个所述锚板分设于所述桩身在所述第一方向上的两侧，两个所述锚板均朝向所述桩身的侧面且连接所述端板；

其中，所述非对称结构的预制支护桩受拉侧的配筋数量多于所述非对称结构的预制支护桩受压侧的配筋数量。

可选地，所述钢筋笼包括若干根沿所述桩身的轴向延伸的主钢筋；

若干根所述主钢筋包括多根第一主钢筋和多根第二主钢筋，所述第一主钢筋布置在所述受压侧，所述第二主钢筋布置在所述受拉侧，所述第一主钢筋的数量少于所述第二主钢筋的数量；

多根所述第一主钢筋沿第二方向间隔设置，多根所述第二主钢筋沿所述第二方向间隔设置，其中，所述第二方向、所述第一方向和所述桩身的轴向两两相互垂直。

可选地，所述第一主钢筋为预应力螺纹钢筋，多根所述第二主钢筋包括预应力螺纹钢筋和钢绞线；

多根所述第二主钢筋中预应力螺纹钢筋的数量等于所述第一主钢筋的数量。

可选地，所述端板为与所述桩身形状相适配的矩形板，所述端板包括第一侧部和第二侧部，所述第一侧部贴着所述受压侧，所述第二侧部贴着所述受拉侧；

所述第一侧部对应多根所述第一主钢筋贯穿设置有多个第一组合连接孔，所述第二侧部对应多根所述第二主钢筋中预应力螺纹钢筋贯穿设置有多个第二组合连接孔；

所述第一组合连接孔包括第一螺丝张拉孔、第一过筋槽和第一沉筋孔，所述第一过筋槽沿所述第一方向延伸，所述第一螺丝张拉孔连通所述第一过筋槽靠近所述第二侧部的一端，所述第一沉筋孔连通所述第一过筋槽远离所述第二侧部的一端，所述第一沉筋孔的孔径小于所述第一螺丝张拉孔的孔径；

所述第二组合连接孔包括第二过筋槽和第二沉筋孔，所述第二过筋槽沿所述第一方向延伸，所述第二沉筋孔连通所述第二过筋槽靠近所述第一侧部的一端，所述第二过筋槽远离所述第一侧部的一端在所述第一方向上贯穿所述第二侧部。

可选地，若干个所述主钢筋包括两个第三主钢筋和两个第四主钢筋；

两个所述第三主钢筋分设于所述第一通孔在所述第二方向上的两侧，并且两个所述第三主钢筋均位于所述第一主钢筋与所述第一通孔之间，两个所述第三主钢筋通过钩筋相连；

两个所述第四主钢筋分设于所述第二通孔在所述第二方向上的两侧，并且两个所述第四主钢筋均位于所述第二主钢筋与所述第二通孔之间；两个所述第四主钢筋通过钩筋相连。

可选地，所述端板包括两个在所述第二方向上相对的第三侧部，每个所述第三侧部贯穿设置有两个第三组合连接孔，两个所述第三组合连接孔分别对应所述第三主钢筋和所述第四主钢筋；

所述第三组合连接孔包括第二螺丝张拉孔、第三过筋槽和第三沉筋孔，所述第三过筋槽沿所述第一方向延伸，所述第二螺丝张拉孔连通所述第三过筋槽靠近所述第二侧部的一端，所述第三沉筋孔连通所述第三过筋槽远离所述第二侧部的一端，所述第三沉筋孔的孔径小于所述第二螺丝张拉孔的孔径。

可选地，两个所述锚板中一个为靠近所述受压侧的第一锚板，另一个为靠近所述受拉侧的第二锚板；

其中，所述第二锚板的面积大于所述第一锚板的面积。

可选地，所述第二锚板于所述第二方向上的尺寸大于所述第一锚板于所述第二方向上的尺寸。

可选地，所述第一锚板和所述第二锚板具有相靠近的内侧面；

所述非对称结构的预制支护桩还包括第一拉锚和第二拉锚，所述第一拉锚和所述第二拉锚均沿所述第一方向布置；

所述第一拉锚的一端连接所述第一拉锚的内侧面，所述第二拉锚的一端连接所述第二锚板的内侧面，所述第二拉锚远离所述第二锚板的一端与所述第一拉锚远离所述第一拉锚的一端相勾连。

可选地，所述第二拉锚于所述第一方向上的尺寸大于所述第一拉锚于所述第一方向上的尺寸。

本发明提供的技术方案中，改善了端板受力性能，将主要受力钢筋集中配置在受拉侧，在受压侧只按构造要求配置钢筋，这就有效减少了预制支护桩的配筋量，充分利用预制支护桩的正截面抗弯强度；桩身设有非对称的两个通孔，这样能在满足力学要求的同时节约混凝土材料用量，减轻预制支护桩的自身重量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的非对称结构的预制支护桩的结构示意图；

图2为图1中桩身处的结构示意图；

图3为图1中端板处的结构示意图；

图4为图1中非对称结构的预制支护桩的部分结构示意图；

图5为图4中第一锚板处的结构示意图；

图6为图4中第二锚板处的结构示意图；

附图标号说明：非对称结构的预制支护桩100、桩身1、受压侧11、受拉侧12、第一通孔13、第二通孔14、预埋起吊孔15、钢筋笼2、第一主钢筋21a、第二主钢筋21b、预应力螺纹钢筋211、钢绞线212、第三主钢筋21c、第四主钢筋21d、钩筋22、螺旋筋23、端板3、第一组合连接孔31、第一螺丝张拉孔311、第一过筋槽312、第一沉筋孔313、第二组合连接孔32、第二过筋槽321、第二沉筋孔322、第三组合连接孔33、第二螺丝张拉孔331、第三过筋槽332、第三沉筋孔333、穿孔34、锚板4、第一锚板4a、第二锚板4b、第一拉锚5a、第二拉锚5b。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供一种非对称结构的预制支护桩，如图1至图3所示，非对称结构的预制支护桩100包括桩身1、钢筋笼2、端板3和两个锚板4。

如图2所示，桩身1的截面形状为矩形，桩身1的挡土侧为受压侧11和相对侧为受拉侧12(受压侧11和受拉侧12在第一方向上相对)，桩身1沿轴向贯穿地设置有第一通孔13和第二通孔14，第一通孔13和第二通孔14在第一方向上相对，第一通孔13相对于第二通孔14靠近受压侧11，第一通孔13到受压侧11的距离大于第二通孔14到受拉侧12的距离。

具体而言，第一方向与桩身1的轴向相垂直，例如，如图2所示，第一通孔13和第二通孔14均为圆形孔，第一通孔13的圆心与受压侧11在第一方向上的尺寸大于第二通孔14的圆心与受拉侧12在第一方向上的尺寸，桩身1设有非对称的两个通孔，这样能在满足力学要求的同时节约混凝土材料用量，减轻预制支护桩的自身重量，提高其技术经济指标。其中，第一通孔13的孔径与第二通孔14的孔径通常是相等的。

如图1和图2所示，在本实施例中，桩身1具有第一方向上的第一对称轴，第一通孔13的圆心和第二通孔14的圆心均位于第一对称轴上。即第一通孔13的圆心与第二通孔14的圆心在第一方向上相对。

如图1和图2所示，钢筋笼2沿桩身1的轴向设置于桩身1内；非对称结构的预制支护桩100受拉侧12的配筋数量多于非对称结构的预制支护桩100受压侧11的配筋数量。

具体而言，钢筋笼2包括若干根沿桩身1的轴向延伸的主钢筋；若干根主钢筋包括多根第一主钢筋21a和多根第二主钢筋21b，第一主钢筋21a靠近受压侧11，第二主钢筋21b靠近受拉侧12，第一主钢筋21a的数量少于第二主钢筋21b的数量；多根第一主钢筋21a沿第二方向间隔设置，多根第二主钢筋21b沿第二方向间隔设置，把主要受力钢筋集中配置在受拉侧12，在受压侧11只按构造要求配置钢筋，这就有效减少了非对称结构的预制支护桩100的配筋量，充分利用非对称结构的预制支护桩100的正截面抗弯强度，达到较好的经济效果。其中，第二方向、第一方向和桩身1的轴向两两相互垂直。

在本实施例中，第一主钢筋21a为预应力筋，多根第二主钢筋21b包括与第一主钢筋21a的数量相等的预应力筋和钢绞线212。受拉侧12配有钢绞线212，钢绞线212可以为预应力钢绞线或者非预应力钢绞线，这样能增强非对称结构的预制支护桩100的水平抗剪力。

例如，如图2所示，在本实施例中，第一主钢筋21a为预应力螺纹钢筋211，多根第二主钢筋21b包括预应力螺纹钢筋211和钢绞线212；并且，多根第二主钢筋21b中预应力螺纹钢筋211的数量等于第一主钢筋21a的数量。

进一步，如图2所示，在本实施例中，多根第二主钢筋21b中任意相邻的两根预应力螺纹钢筋211之间设置有一根钢绞线212。

如图2所示，在本实施例中，钢筋笼2还包括螺旋筋23，螺旋筋23缠绕于若干根主钢筋的外围。

如图2所示，在本实施例中，桩身1形成有在第二方向上相对的第一侧和第二侧；若干根主钢筋中靠近第一侧的数量与若干根主钢筋中靠近第二侧的数量相等。

具体而言，如图2所示，第一通孔13和第二通孔14均位于第一主钢筋21a与第二主钢筋21b之间，若干个主钢筋包括两个第三主钢筋21c，两个第三主钢筋21c分设于第一通孔13在第二方向上的两侧，并且两个第三主钢筋21c均位于第一主钢筋21a与第一通孔13之间；两个第三主钢筋21c通过钩筋22相连。

同样的，如图2所示，若干个主钢筋包括两个第四主钢筋21d，两个第四主钢筋21d分设于第二通孔14在第二方向上的两侧，并且两个第四主钢筋21d均位于第二主钢筋21b与第二通孔14之间；两个第四主钢筋21d通过钩筋22相连。

如图1所示，端板3连接桩身1的端面和钢筋笼2对应的一端。具体地，如图1和图3所示，在本实施例中，端板3为与桩身1形状相适配的矩形板，端板3包括第一侧部和第二侧部，第一侧部靠近受压侧11，第二侧部靠近受拉侧12；第一侧部对应多根第一主钢筋21a贯穿设置有多个第一组合连接孔31，第二侧部对应多根第二主钢筋21b中预应力螺纹钢筋211贯穿设置有多个第二组合连接孔32；第一组合连接孔31包括第一螺丝张拉孔311、第一过筋槽312和第一沉筋孔313，第一过筋槽312沿第一方向延伸，第一螺丝张拉孔311连通第一过筋槽312靠近第二侧部的一端，第一沉筋孔313连通第一过筋槽312远离第二侧部的一端，第一沉筋孔313的孔径小于第一螺丝张拉孔311的孔径；第二组合连接孔32包括第二过筋槽321和第二沉筋孔322，第二过筋槽321沿第一方向延伸，第二沉筋孔322连通第二过筋槽321靠近第一侧部的一端，第二过筋槽321远离第一侧部的一端在第一方向上贯穿第二侧部。

具体而言，如图3所示，端板3上设有用于预应力穿束和张拉锚固的葫芦形孔，根据实际预应力和非预应力配筋情况设计端板3预留钢筋孔数量，钢筋从预留孔洞中推送进入孔洞，并利用墩头锚固预应力筋完成张拉。其中，第一沉筋孔313和第二沉筋孔322均为半圆孔。

如图3所示，在本实施例中，端板3包括两个在第二方向上相对的第三侧部，每个第三侧部贯穿设置有多个沿第一方向间隔排布的第三组合连接孔33；第三组合连接孔33包括第二螺丝张拉孔331、第三过筋槽332和第三沉筋孔333，第三过筋槽332沿第一方向延伸，第二螺丝张拉孔331连通第三过筋槽332靠近第二侧部的一端，第三沉筋孔333连通第三过筋槽332远离第二侧部的一端，第三沉筋孔333的孔径小于第二螺丝张拉孔331的孔径。其中，第三沉筋孔333为半圆孔。

具体而言，如图1和图3所示，每个第三侧部贯穿设置有两个第三组合连接孔33，两个第三组合连接孔33分别对应第三主钢筋21c和第四主钢筋21d。

如图3所示，在本实施例中，端板3贯穿设置有穿孔34，第一组合连接孔31、第二组合连接孔32和第三组合连接孔33环绕地布置于穿孔34的外围。其中，穿孔34可以为矩形孔等，并且第一通孔13与第二通孔14均位于穿孔34的内侧。

如图1和图4所示，在本实施例中，两个锚板4分设于桩身1在第一方向上的两侧，两个锚板4均朝向桩身1的侧面且连接端板3。

具体而言，两个锚板4中一个为靠近受压侧11的第一锚板4a，另一个为靠近受拉侧12的第二锚板4b，第一锚板4a、第二锚板4b和端板3连接形成整体，减小端板3因预应力较大而产生拉坏。其中，第一锚板4a和第二锚板4b均可以为矩形板。并且，第一锚板4a和第二锚板4b均与端板3焊接相连。

在本实施例中，第二锚板4b的面积大于第一锚板4a的面积，具体地，如图4至图6所示，在本实施例中，第二锚板4b于第二方向上的尺寸大于第一锚板4a于第二方向上的尺寸。两个锚板4的长短设置，一方面节约材料，另一方面满足受压侧11与受拉侧12受力不同的要求。

如图4至图6所示，在本实施例中，第一锚板4a和第二锚板4b于桩身1的轴向上的尺寸相等。

如图4所示，在本实施例中，第一锚板4a和第二锚板4b具有相靠近的内侧面；非对称结构的预制支护桩100还包括第一拉锚5a和第二拉锚5b，第一拉锚5a和第二拉锚5b均沿第一方向布置；第一拉锚5a的一端连接第一拉锚5a的内侧面，第二拉锚5b的一端连接第二锚板4b的内侧面，第二拉锚5b远离第二锚板4b的一端与第一拉锚5a远离第一拉锚5a的一端相勾连。拉锚用于拉结锚板提高整体性和强度，端板3与锚板4焊接形成整体，锚板4之间也通过拉锚相连接，提高其整体性。

如图4所示，在本实施例中，第二拉锚5b于第一方向上的尺寸大于第一拉锚5a于第一方向上的尺寸。拉锚长度不同可以形成拉锚的受力的不同，长拉锚受力更大，短拉锚受力较小。

如图4所示，在本实施例中，桩身1设置有预埋起吊孔15，预埋起吊孔15位于第二锚板4b与第一锚板4a之间。预埋起吊孔15设置在桩身1两端，用于起吊非对称结构的预制支护桩100，属于预留孔道。

具体地，如图4所示，在本实施例中，预埋起吊孔15到第二锚板4b的距离大于预埋起吊孔15到第一锚板4a的距离。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。