预应力星型混凝土桩及其制造方法技术领域
本发明涉及建材行业中使用的混凝土桩，具体地说是一种预应力星型混凝
土桩及其制造方法。
背景技术
预应力混凝土桩由于其具有质量可靠，工程造价便宜，施工速度快等优点，
在大江南北得到迅速推广。目前预应力混凝土桩基础已成为经济发达地区工、
民用建筑桩基础主要桩型。传统的预应力混凝土桩用桩机将桩压入或打入地下
后成为基础桩，让基础桩的上部承载建筑物。特别是地质构造比较复杂的地基
上建造大型或高层建筑物时，采用基础桩增强基础是目前必不可少的手段。基
础桩按其结构主要有圆形混凝土桩和方形混凝土桩两种，在同截面混凝土下现
有桩型外表面积都比较小，所以桩体与周边土的摩阻系数要小得多，承载力较
差；另外，现有的桩型，尤其实心预制方桩，在沉桩过程中容易引起挤土效应，
因此有必要提供一种混凝土桩以解决上述问题，为工程省下大量基础资金。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种预应力星型混凝土桩及其制造方法。
本发明主要利用将混凝土桩的外形制造成多边角型，减小基桩的挤土效应的同
时，星型外表面增大了在土层中基桩与周边基土的摩擦系数，从而起到与圆桩
或方桩在同等质地条件下有较大的比表面积能获得更大的承载力，节省混凝土
桩用量，节省资金。
本发明采用的技术手段如下：
一种预应力星型混凝土桩，其特征在于：所述混凝土桩的主体为四角星型
结构，所述主体包括上支撑部、下支撑部、左支撑部和右支撑部，共四个结构
相同的支撑部，所述支撑部是由两侧壁及两侧壁上端连接部构成的上端面小于
下端面的梯形实心结构。
进一步地，所述混凝土桩的预应力主筋设置在所述支撑部的上端面内侧，
所述预应力主筋的设置数量至少为2根，在相对的两个所述支撑部的预应力主
筋的外侧缠绕配筋构成所述混凝土桩的钢筋笼骨架，所述配筋在所述混凝土桩
主体内呈十字交叉设置的类四边形，在所述混凝土桩主体中部的配筋成稳定的
正方形结构固定。
进一步地，相邻的两个支撑部之间的侧壁连接处为圆弧过渡。
进一步地，设在在桩头部位的端头固定部为用于焊接接桩的端头板或机械
连接的卡扣式接桩套件。
进一步地，所述混凝土桩相对两侧所述支撑部的上端面间的距离B为
300mm-800mm，所述支撑部的长度b1为110mm-300mm，所述支撑部上端面的
宽度b2为80mm-200mm。
进一步地，所述混凝土桩相对两侧的预应力主筋间的距离Bp为
200mm-700mm，同侧的两个相邻的所述预应力主筋间的距离L为30mm-120mm。
本发明还公开了上述预应力星型混凝土桩的制造方法，其特征在于包括如
下步骤：
S1、准备阶段：制作星型混凝土桩的钢筋笼骨架、按预设的配比搅拌混凝
土、清理星型混凝土桩模具并均匀喷涂隔离层；
S2、组装：将制作好的钢筋笼骨架与端头板或卡扣式接桩套件拼装后放到
星型混凝土桩模具中模具中定位；
S3、预张拉：用张拉机张拉预应力钢棒，预先施加预应力；
S4、机械布料：将配好的混凝土用机械方式喂入星型混凝土桩模具中并震
动成型；
S5、合模：合拢星型混凝土桩模具，并将星型混凝土桩模具两边的合缝螺
栓用气动工具拧紧；
S6、蒸汽养护：将包裹有星型混凝土桩的整个星型混凝土桩模具放入蒸汽
养护池中，输送入水蒸汽养护数小时；
S7、脱模放张：拆开星型混凝土桩模具两边的合缝螺栓，脱去星型混凝土
桩的上模具，取出已成型的星型混凝土桩。
进一步地，所述星型混凝土桩的钢筋笼骨架是由上、下、左、右、方向上
两两相对设置的预应力主筋，再在两两相对的预应力主筋外侧缠绕配筋构成的
十字交叉型，在所述钢筋笼骨架中部的配筋成稳定的正方形结构固定，每个方
向上的所述预应力主筋的设置数量至少为2根。
进一步地，所述钢筋笼骨架相对两侧的预应力主筋间的距离Bp为
200mm-700mm，同侧的两个相邻的所述预应力主筋间的距离L为30mm-120mm。
较现有技术相比，本发明的星型混凝土桩的多边角型的外形在土层中基桩
与周边基土的摩阻系数要大得多，这就意味着星型混凝土桩比圆桩或方桩在同
等地质条件下有较大的比表面积能获得更大的承载力，可明显节约混凝土的用
量，为工程省下大量的基础资金。再有，现有桩型，尤其实心预制方桩，在沉
桩过程中容易引起挤土效应，本发明的星型混凝土桩通过多边角型的外形减少
横截面积使一部份基土填满星型的肋弦，减小了基桩的挤土效应，增加了成桩
的精确度。
本发明具有结构简单，实用性强等优点，基于上述理由本发明可在混凝土
桩领域广泛推广。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明星型混凝土桩的结构示意图。
图2是图1的侧视图。
图3是本发明星型混凝土桩钢筋笼骨架的结构示意图。
图中：1、上支撑部11、上支撑部左侧壁12、上支撑部右侧壁13、上支
撑部上端连接部2、右支撑部21、右支撑部左侧壁22、右支撑部右侧壁23、
右支撑部上端连接部3、下支撑部4、左支撑部5、预应力主筋6、配筋。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种预应力星型混凝土桩，所述混凝土桩的主体为四角
星型结构，所述主体包括上支撑部1、下支撑部3、左支撑部4和右支撑部2，
共四个结构相同的支撑部，所述支撑部是由两侧壁及两侧壁上端连接部构成的
上端面小于下端面的梯形实心结构。如上支撑部1包括上支撑部左侧壁11、上
支撑部右侧壁12和上支撑部上端连接部13构成上端面小于下端面的梯形实心
结构，同理，右支撑部2包括右支撑部左侧壁21、右支撑部右侧壁22和右支撑
部上端连接部23构成上端面小于下端面的梯形实心结构。相邻的两个支撑部之
间的侧壁连接处为圆弧过渡，如上支撑部右侧壁12和右支撑部左侧壁21的连
接处为圆弧过渡，同样的，为了减小摩擦支撑部的侧壁和侧壁上端连接部的连
接位置也设置成圆弧过渡。
如图3所示，所述混凝土桩的预应力主筋5设置在所述支撑部的上端面内
侧，所述预应力主筋5的设置数量至少为2根，在相对的两个所述支撑部的预
应力主筋5的外侧缠绕配筋6构成所述混凝土桩的钢筋笼骨架，所述配筋6在
所述混凝土桩主体内呈十字交叉设置的类四边形，在所述混凝土桩主体中部的
配筋成稳定的正方形结构固定。
在桩头部位的端头固定部可以设置为用于焊接接桩的端头板或机械连接的
卡扣式接桩套件，使两个混凝土桩接桩更方便。
如图1所示，所述混凝土桩相对两侧所述支撑部的上端面间的距离B为
300mm-800mm，所述支撑部的长度b1为110mm-300mm，所述支撑部的长度是
指从支撑部上端面到相邻支撑部侧壁端头的垂直距离，图中所示的距离为上支
撑部上端连接部13到右支撑部左侧壁21端头的距离，所述支撑部上端面的宽
度b2为80mm-200mm。
所述混凝土桩相对两侧的预应力主筋5间的距离Bp为200mm-700mm，同
侧的两个相邻的所述预应力主筋5间的距离L为30mm-120mm。
以规格为300mm的混凝土桩为例，相对两侧支撑部上端面间的距离B为
300mm，所述支撑部的长度b1为110mm，所述支撑部上端面的宽度b2为80mm，
预应力主筋5共配置8根φ7.1mm，上下左右各2根，相对两侧的预应力主筋5
间的距离Bp为200mm，同侧的两个相邻的所述预应力主筋5间的距离L为
30mm，预应力主筋5外侧缠绕φ4mm的配筋6。
以规格为600mm的混凝土桩为例，相对两侧支撑部上端面间的距离B为
600mm，所述支撑部的长度b1为230mm，所述支撑部上端面的宽度b2为140mm，
预应力主筋5共配置12根φ10.7mm，上下左右各3根，相对两侧的预应力主筋
5间的距离Bp为500mm，同侧的两个相邻的所述预应力主筋5间的距离L为
60mm，预应力主筋5外侧缠绕φ5mm的配筋6。
以规格为800mm的混凝土桩为例，相对两侧支撑部上端面间的距离B为
800mm，所述支撑部的长度b1为300mm，所述支撑部上端面的宽度b2为200mm，
预应力主筋5共配置16根φ10.7mm，上下左右各4根，相对两侧的预应力主筋
5间的距离Bp为700mm，同侧的两个相邻的所述预应力主筋5间的距离L为
120mm，预应力主筋5外侧缠绕φ6mm的配筋6。
本发明还公开了上述预应力星型混凝土桩的制造方法，包括如下步骤：
S1、准备阶段：制作星型混凝土桩的钢筋笼骨架、按预设的配比搅拌混凝
土、清理星型混凝土桩模具并均匀喷涂隔离层，钢筋笼骨架可以通过机械化制
作，降低工人劳动前度和生产成本；所述星型混凝土桩的钢筋笼骨架是由上、
下、左、右、方向上两两相对设置的预应力主筋5，再在两两相对的预应力主筋
5外侧缠绕配筋6构成的十字交叉型，在所述钢筋笼骨架中部的配筋6成稳定的
正方形结构固定，每个方向上的所述预应力主筋5的设置数量至少为2根。
S2、组装：将制作好的钢筋笼骨架与端头板或卡扣式接桩套件拼装后放到
星型混凝土桩模具中模具中定位；
S3、预张拉：用张拉机张拉预应力钢棒，预先施加预应力；
S4、机械布料：将配好的混凝土用机械方式喂入星型混凝土桩模具中并震
动成型；
S5、合模：合拢星型混凝土桩模具，并将星型混凝土桩模具两边的合缝螺
栓用气动工具拧紧；
S6、蒸汽养护：将包裹有星型混凝土桩的整个星型混凝土桩模具放入蒸汽
养护池中，输送入水蒸汽养护数小时；
S7、脱模放张：拆开星型混凝土桩模具两边的合缝螺栓，脱去星型混凝土
桩的上模具，取出已成型的星型混凝土桩。
本发明的星型混凝土桩，在沉桩过程中，一部份基土填满星型混凝土桩的
肋弦，它减小了基桩的挤土效应，增加了成桩的精确度；另一方面因星型外表
面增大加大了基桩与基土的摩擦面，在摩擦系数一定的条件下，摩擦面越大，
摩擦力也越大，从而大幅度提高单根桩的地基承载力，最终减少使用基桩的数
量，为工程省下大量的基础资金。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局
限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本
发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护
范围之内。