本實用新型屬于各類建筑結構體系的樁基基礎工程的技術領域，尤其涉及一種性能改良的幾字型板樁。

背景技術：

U型板樁(也稱為幾字型板樁)因其具有良好的力學性能、同時利于制造的優點，得到越來越廣泛的使用，尤其適合用于對各類建筑物在施工時的圍護使用，如大型的地下建筑、邊坡、隧道、港口碼頭岸墻及河道護岸的整治等。

幾字型板樁其結構包括樁身，樁身由頂部、位于頂部左右兩側并向下傾斜延伸的腰部、及位于兩個腰部底部并向外水平延伸的下翼緣組成，樁身的橫截面為由頂部、兩個腰部及兩個下翼緣構成的幾字形；為方便將各幾字型板樁拼接在一起形成防護墻，兩個下翼緣中，一個下翼緣的側面設有沿下翼緣的長度方向延伸設置的凸筋，另一個下翼緣的側面設有沿下翼緣的長度方向延伸設置的插槽，凸筋和插槽可相互插配拼接。

幾字型板樁強度性能的好壞直接影響該樁的品質，故在幾字型板樁內部都會設置主筋及箍筋，主筋如何布局及布局多少，是影響幾字型板樁強度性能的重要因素，主筋布局太多，會影響板樁的成本，而且主筋太多也不一定使得幾字型板樁強度性能最佳，另外主筋如何布局才能保證幾字型板樁各部分的強度性能均達到最佳，不會顧此失彼。然現有幾字型板樁主筋的布局較為隨意，導致現有幾字型板樁在強度性能和成本之間不能達到很好的平衡。

再有，現有幾字型板樁在打樁施工過程中，由于樁錘的沖擊易在樁身的頂端產生裂縫或邊角破損，不僅影響圍護的美觀，還會影響幾字型板樁的結構性能，為解決這一問題，有人在樁頭固定金屬材料制成的金屬端板，因圍護的建造需要大量的幾字型板樁，如每塊板樁的端部均設置金屬端板，則大大增加工程造價。圍護施工中如何確保兩樁之間結合緊密，也是檢驗圍護品質的一個重要指標。如何解決打樁過程中幾字型板樁頂端破損的問題，及在打樁施工過程中確保兩樁之間緊密結合是本領域技術人員迫切需要解決的主要技術問題。

為將幾字型板樁吊起，傳統的方式是在樁身的頂部的頂面打入固定多個吊鉤，吊鉤以四個為佳，分布在頂部前后兩端每端各設置兩個吊鉤，吊樁時用吊繩分別穿過各吊環，再用起重機勾住吊繩中部以將幾字型板樁水平吊往存放位置。要將幾字型板樁豎直吊起時，則吊繩穿過位于一側的兩個吊環再起吊，因吊環位于幾字型板樁的一側，在豎直吊起時，幾字型板樁肯定有較大的傾斜，不利于將幾字型板樁吊往打樁位置進行打樁，為解決該問題，一般是采用專門的吊繩綁扎方法，才能基本保證吊起的幾字型板樁是垂直，這種吊繩綁扎方式較為復雜，而且耗時長，吊樁效率低。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種樁身內部的主筋及箍筋布局合理的性能改良的幾字型板樁，該幾字型板樁在保證自身良好強度性能的同時，兼顧成本要求，另外也會使得樁身各部分的強度保持較好的均衡。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種性能改良的幾字型板樁，包括其內布置有多根主筋和箍筋的樁身，樁身由頂部、位于頂部左右兩側并向下傾斜延伸的腰部、及位于兩個腰部底部并向外延伸的下翼緣組成，樁身的橫截面為由頂部、兩個腰部及兩個下翼緣構成的幾字形，所述箍筋間隔布置在主筋上；其特征在于：所述主筋分為兩部分，一部分為位于頂部位置的頂部主筋，另一部分為位于兩個下翼緣位置的底部主筋，所述頂部主筋的總根數為偶數，且等于兩個下翼緣的底部主筋總根數之和，每個下翼緣的底部主筋的根數相同。

主筋的根數不能太多，太多會增加板樁成本，主筋的根數也不能太少，太少則不能使板樁具有良好的強度，另外主筋的布局也不能顧此失彼，要均衡，這樣才能保證板樁各部位強度基本一致，經本領域工程師多次演算和測試，作為優選，上述頂部主筋的根數為4～24根，每個下翼緣的底部主筋的根數為2～12根；頂部主筋在同一平面內間隔布置的根數最多為6根，當頂部主筋超過6根時，則頂部主筋分為兩層或多層布置；每個下翼緣處的底部主筋在同一平面內間隔布置的根數最多為3根，當每個下翼緣處的底部主筋超過3根時，則底部主筋分為兩層或多層布置。

在頂部主筋和底部主筋均為上下兩層的狀態下，上層的頂部主筋的根數為6根，其余頂部主筋布置在下層，下層的底部主筋的根數為3根，其余底部主筋布置在上層，所述箍筋也分為上下兩層，對應擱置在相應一層的主筋上。這樣能更好增強板樁的強度。

因板樁在打樁過程中，其兩端受力較大，對板樁兩端需要的強度要求較高，進一步改進，上述樁身的兩端各有一段箍筋加密區，箍筋加密區以外的樁身部分為箍筋正常區，箍筋加密區的單位長度內箍筋的數量多于箍筋正常區的單位長度內箍筋的數量。對各部位強度區分設置，在保證強度要求的同時，盡可能減少成本。

作為優選，上述箍筋加密區的長度為50cm～200cm，箍筋加密區中相鄰兩箍筋之間的間距為8cm～12cm，箍筋正常區中相鄰兩箍筋之間的間距為15cm～20cm。本加密區的長度及加密區中單位長度中箍筋的間距最為合理，即滿足強度要求，又盡量降低成本。

更進一步改進，上述頂部沿樁身長度方向分成兩段，一段為加厚區，另一段為正常區，加厚區的厚度大于正常區的厚度，加厚區的長度小于正常區的長度，且加厚區位于樁身的樁頭位置，所述加厚區與正常區之間通過斜面過渡區銜接。加厚區與正常區通過斜面過渡區形成逐漸的過渡，將兩者結合更好，也增加加厚區的強度。位于樁身的樁頭位置處的頂部形成有加厚區，使得樁頭位置的橫截面積加大，同時樁頭的強度也增加，這樣在打樁過程中，因樁錘與樁頭的接觸面積增加，可將樁錘的的沖擊力分散開，又因樁頭的強度增強，在這兩者共同作用下，有效確保在打樁過程中，樁頭不易被打裂或破損，能大大提高樁的施工性能。其還能確保圍護的美觀及幾字型板樁的結構性能，同增加金屬端板相比，設置加厚區成本更低，而且無需額外固定的步驟，只需對板樁模具作適應性調整即可，工序簡單。

加厚區不能太厚太長，太厚太長會增加板樁成本，加厚區也不能太薄太短，太薄太短則不能很好起到防破損功效，經本領域工程師多次演算和測試，作為優選，上述加厚區的厚度為12cm～60cm，所述加厚區的長度為30cm～150cm。為進一步增加加厚區的強度，上述加厚區中箍筋布置的更密更多，相鄰兩箍筋之間的間距為3cm～6cm。

更進一步改進，位于樁尾的兩個所述下翼緣中，其中一個下翼緣的外側具有逐漸向內傾斜并延伸至樁尾端面的斜面，斜面與豎直方向形成樁尾楔角，因樁尾一側形成樁尾楔角，這樣板樁在打入過程中，樁尾楔角會對泥土形成擠土效應，打入過程中可將板樁擠壓靠近相鄰前一節板狀下翼緣的側面，確保前后相鄰兩板狀結合更緊密，由板樁組合形成的圍護強度更高。樁尾楔角的角度不能太大，或斜面影射過來的垂直長度太長，太大太長會影響樁體尾端強度，當然也不能太小太短，否則會其不到應有的擠土效應，作為優選，樁尾楔角的角度為15°～60°之間，斜面影射過來的垂直長度為20cm～50cm。

為保證樁身在吊起狀態下，樁身與地面垂直，上述頂部在靠近樁頭位置處設有沿厚度方向貫穿頂部的起吊孔，且該起吊孔位于頂部的正常區。在打樁起吊時，將一鋼棒插入起吊孔，鋼棒的兩端外露，再用吊繩的兩端分別綁扎固定在外露的鋼棒上，便可通過起吊吊繩將樁身吊起，吊繩的綁扎方便，保證起吊的施力方向與樁身的重心位置處于同一軸線上，使得樁身與地面基本垂直，利于將該幾字型板樁吊往打樁位，便于施工。

為便于相鄰幾字型板樁相互拼接形成防護墻，上述樁身的兩個所述下翼緣中，一個下翼緣的側面設有沿下翼緣的長度方向延伸設置的凸筋，另一個下翼緣的側面設有沿下翼緣的長度方向延伸設置的插槽，所述凸筋和插槽可相互插配拼接，因插槽的存在，為增強樁身在插槽位置處的強度，所述箍筋中對應插槽位置形成有加強筋部。

與現有技術相比，本實用新型的優點在于：經本領域工程師多次驗證和測試，其對樁身內的主筋的布局及根數做了合理布局及設定，其在樁身最受力的位置設置有主筋，使得板樁整體強度達到最佳，同時，在不受力的區域，沒有設置主筋，降低成本，而且兩個下翼緣位置的底部主筋總根數之和等于頂部主筋總根數，兩個下翼緣位置處的底部主筋的根數相同，則又保證樁身各部分的強度均衡，進而使本幾字型板樁性能達到最優狀態。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的立體結構示意圖一；

圖2為本實用新型實施例的立體結構示意圖二；

圖3為本實用新型實施例的樁頭方向的側視圖；

圖4為本實用新型實施例的樁尾方向的側視圖；

圖5為本實用新型實施例主筋布局示意圖一(8根主筋)；

圖6為本實用新型實施例主筋布局示意圖一(12根主筋)；

圖7為本實用新型實施例主筋布局示意圖一(16根主筋布局方式1)；

圖8為本實用新型實施例主筋布局示意圖一(16根主筋布局方式2)；

圖9為本實用新型實施例主筋布局示意圖一(20根主筋)；

圖10為本實用新型實施例主筋布局示意圖一(24根主筋)；

圖11為本實用新型實施例俯視狀態示意圖；

圖12為本實用新型實施例正視狀態示意圖；

圖13為采用本實用新型實施例作為圍護使用的立體結構示意圖；

圖14為本實用新型實施例吊樁狀態示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。

如圖1～14所示，為本實用新型的一個優選實施例。

一種性能改良的幾字型板樁，工廠化制造，長度為10米，包括其內布置有多根主筋和箍筋2的樁身1，樁身1的一端稱為樁頭，相對另一端稱為樁尾，所謂樁頭是指樁身1與打樁機的樁錘接觸的端部，樁尾指的是樁身1先插入地面的那端。樁身1由頂部11、位于頂部11左右兩側并向下傾斜延伸的腰部12、及位于兩個腰部12底部并向外水平延伸的下翼緣13組成，樁身1的橫截面為由頂部11、兩個腰部12及兩個下翼緣13構成的幾字形。主筋沿樁身1的長度方向即徑向布置，箍筋2由鋼筋彎折而呈幾字形，各箍筋2間隔擱置在主筋上，箍筋2與主筋之間可采用鋼絲綁扎固定。

樁身1的兩個下翼緣13中，其中一個下翼緣13的側面設有沿下翼緣13的長度方向延伸設置的凸筋5，另一個下翼緣13的側面設有沿下翼緣13的長度方向延伸設置的插槽6，凸筋5和插槽6可相互插配拼接，以使相鄰兩幾字型板樁拼接牢靠。箍筋2對應于插槽6位置形成有加強筋部21，加強筋部21呈C形，其能增強樁身在插槽位置處的強度。

主筋分為兩部分，一部分為位于頂部11位置的頂部主筋3a，另一部分為位于兩個下翼緣13位置的底部主筋3b，頂部主筋3a和底部主筋3b滿足以下條件：頂部主筋3a的總根數為偶數，且等于兩個下翼緣13位置的底部主筋3b總根數之和，同時，每個下翼緣13位置處的底部主筋3b的根數相同。

頂部主筋3a的根數為4～24根，每個下翼緣13的底部主筋3b的根數為2～12根；頂部主筋3a在同一平面內間隔布置的根數最多為6根，當頂部主筋3a超過6根時，則頂部主筋3a分為上下兩層或多層，每層的頂部主筋3a的根數排滿6根后，其余為下一層的頂部主筋3a，此時，箍筋2也分為上下兩層或多層；每個下翼緣13處的底部主筋3b在同一平面間隔布置的根數最多為3根，當每個下翼緣13處的底部主筋3b超過3根時，則底部主筋3b為上下兩層或多層，本實施例為兩層，每層的底部主筋3b的根數排滿3根后，其余為下一層的底部主筋3b。具體的，頂部主筋3a和底部主筋3b的根數與樁身的寬度有關，樁身寬度越大，頂部主筋3a和底部主筋3b的根數越多。

如圖5所示，頂部主筋3a的根數為4根，則每個下翼緣13處的底部主筋3b各2根。

如圖6所示，頂部主筋3a的根數為6根，則每個下翼緣13處的底部主筋3b各3根。

如圖7所示，頂部主筋3a的根數為8根，分為上下兩層，上層頂部主筋3a的根數為6根，下層頂部主筋3a的根數為2根，則每個下翼緣13處的底部主筋3b各4根，分為上下兩層，下層的底部主筋3b的根數為3根，上層的底部主筋3b為1根，靠近里側設置，所述箍筋2只有一層。

如圖8所示，頂部主筋3a的根數為8根，分為上下兩層，上層頂部主筋3a的根數為6根，下層頂部主筋3a的根數為2根，則每個下翼緣13處的底部主筋3b各4根，分為上下兩層，下層的底部主筋3b的根數為3根，上層的底部主筋3b為1根，靠近中間設置，箍筋2有二層，上層箍筋2對應擱置在上層的頂部主筋3a和底部主筋3b上。

如圖9所示，頂部主筋3a的根數為10根，分為上下兩層，上層頂部主筋3a的根數為6根，下層頂部主筋3a的根數為4根，則每個下翼緣13處的底部主筋3b各5根，分為上下兩層，下層的底部主筋3b的根數為3根，上層的底部主筋3b為2根，箍筋2有二層，上層箍筋2對應擱置在上層的頂部主筋3a和底部主筋3b上。

如圖10所示，頂部主筋3a的根數為12根，分為上下兩層，上層頂部主筋3a的根數為6根，下層頂部主筋3a的根數為6根，則每個下翼緣13處的底部主筋3b各6根，分為上下兩層，下層的底部主筋3b的根數為3根，上層的底部主筋3b為3根，箍筋2有二層，上層箍筋2對應擱置在上層的頂部主筋3a和底部主筋3b上。

樁身1從樁頭和樁尾開始起各有一段向樁身中間延伸的箍筋加密區M1，樁身1中除掉兩端的箍筋加密區M1外其余均為箍筋正常區M2，箍筋加密區M1的單位長度內箍筋2的數量多于箍筋正常區M2的單位長度內箍筋2的數量。箍筋加密區M1的長度為50cm～200cm，箍筋加密區M1中相鄰兩箍筋2之間的間距X1為8cm～12cm，箍筋正常區M2中相鄰兩箍筋2之間的間距X2為15cm～20cm。

頂部11沿長度方向分成兩段，一段為加厚區S1，另一段為正常區S2，加厚區S1的厚度d1大于正常區S2的厚度d2，加厚區S1的長度L1小于正常區S2的長度L2，且加厚區S1位于樁身1的樁頭位置，加厚區S1與正常區S2之間通過斜面過渡區S3銜接。加厚區S1的厚度d1為12cm～60cm，加厚區S1的長度L1為30cm～150cm。加厚區S1位于箍筋加密區M1的范圍內，加厚區S1中增設有箍筋2使得加厚區S1內箍筋2的布置更密，加厚區S1中相鄰兩箍筋2之間的間距X3為3cm～6cm。

位于樁尾的兩個下翼緣13中，其中一個下翼緣13的外側形成逐漸向內傾斜并延伸至樁尾端面的斜面131，斜面131與豎直方向形成樁尾楔角α，樁尾楔角α的角度為15°～60°之間，斜面131影射過來的垂直長度H為20cm～50cm。因樁尾一側形成樁尾楔角，這樣板樁在打入過程中，如圖13所示，樁尾楔角α會對泥土形成擠土效應，打入過程中可將板樁擠壓靠近相鄰前一節板狀下翼緣13的側面，確保前后相鄰兩板狀結合更緊密，由板樁組合形成的圍護強度更高。

頂部11在靠近樁身1樁頭的位置處設有沿厚度方向貫穿頂部11的起吊孔4，且該起吊孔4位于頂部11的正常區S2。起吊孔4的中心線與頂部11在寬度方向上的中心線重合，確保起吊后的起吊位置與樁身的中心線重合，進一步保證吊起狀態下，樁身與地面垂直。起吊孔4的中軸線與樁頭的端面之間的距離不能太長也不能太短，太長則會增加吊繩的長度，插入起吊孔內的鋼棒要承受整個樁身的重量，如前述距離太短，會使鋼棒向上穿出樁身，導致樁身跌落，作為優選，起吊孔4的中軸線與樁頭的端面之間的距離是樁身長度的0.1～0.15倍。

如圖14所示，打樁起吊時，將一鋼棒7插入起吊孔4，鋼棒7的兩端分別露出頂部11的兩側端面，再用吊繩8的兩端分別綁扎固定在外露的鋼棒7上，便可通過起吊吊繩8將樁身1吊起，吊繩8的綁扎方便，同時保證起吊的施力方向與樁身1的重心位置處于同一軸線上，使得樁身1與地面基本垂直，利于將幾字型板樁吊往打樁位，便于施工。

因位于樁身1的樁頭位置處的頂部形成有加厚區S1，使得樁頭位置處的橫截面積加大，同時樁頭的強度也增加，這樣在打樁過程中，因樁錘與樁頭的接觸面積增加，可將樁錘的的沖擊力分散開，又因樁頭的強度增強，在這兩者共同作用下，有效確保在打樁過程中，樁頭不易被打裂或破損，確保圍護的美觀及幾字型板樁的結構性能，同增加金屬端板相比，設置加厚區成本更低，而且無需額外固定的步驟，只需對板樁模具作適應性調整即可，工序簡單。

盡管以上詳細地描述了本實用新型的優選實施例，但是應該清楚地理解，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。