一種預製混凝土方樁的製作方法

2023-12-10 12:18:22

本實用新型涉及一種預製混凝土方樁。

背景技術：

近年來，隨著經濟的發展，我國的建築樓層越來越高，對樁的豎向承載力和樁的撓度、抗剪、彎矩提出了更高的要求，致使部分省份對管樁的樓層高度提出了限制，現有技術中採用大口徑管樁提高管樁本身強度，極大提升了基礎承臺的造價。並且由於樓層的增高，在原有樁身豎向承載力和水平抗剪力的基礎上提高了對樁身風載荷偏移及抗拔性能的綜合性能的更高的要求，現有技術中能夠達到上述綜合性能的樁往往需要藉助對樁自身之外的設計和處理，施工過程複雜，成本較高。另外，隨著我國經濟的發展和土地集約化的要求，由於建築樓層越來越高，對樁基礎的豎向承載力、抗拔力、水平抗剪力、抗腐蝕的綜合性能樁基礎提出了更高的要求，現有預製樁技術中在滿足樁的承載力的基礎上，對於抗拔力主要通過樁和土的摩擦力來決定樁徑的大小，由於樁徑的增大的同時也造成相對小樁型配筋率的增加，極大提升了基礎樁和樁承臺的造價，能夠達到上述綜合性能的樁往往需要藉助對樁自身之外的設計和處理，施工過程複雜，成本較高。

技術實現要素：

本實用新型針對以上問題的提出，而研究設計一種預製混凝土方樁。本實用新型採用的技術手段如下：

一種預製混凝土方樁，包括樁Ⅰ和與樁Ⅰ下端固定連接的樁Ⅱ，所述樁Ⅰ為實心方樁，所述樁Ⅱ為空心方樁。

進一步地，所述樁Ⅰ的下端設有第一端頭板，所述樁Ⅱ的上端設有第二端頭板，所述第一端頭板和第二端頭板相互焊接固定。

進一步地，所述樁Ⅰ和樁Ⅱ通過機械接頭連接，所述機械接頭包括套筒狀的固定定位套Ⅰ和固定定位套Ⅱ，所述固定定位套Ⅰ設置在樁Ⅰ的下端，且與樁Ⅰ的主筋連接，所述固定定位套Ⅱ設置在樁Ⅱ的上端，且與樁Ⅱ的主筋連接，所述固定定位套Ⅰ和固定定位套Ⅱ中的一個內部設有插接件，另一個內部設有卡固件，所述插接件能插入卡固件所在的固定定位套並穿過卡固件固定在卡固件上。

進一步地，所述插接件為插銷，所述插銷包括旋接底座和固定在旋接底座上的銷頭，所述旋接底座通過螺紋固定在固定定位套Ⅱ內，所述銷頭包括圓臺形的銷頭本體和設置在銷頭本體大徑端的端頭，所述銷頭本體的小徑端固定在旋接底座上，所述卡固件包括錐套和三個以上的舌齒，所述錐套通過螺紋固定在固定定位套Ⅰ內，所述三個以上的舌齒拼接為圓錐筒形的卡套，所述舌齒的端部與固定定位套Ⅰ之間設有彈性件，所述銷頭能穿過錐套和卡套，且卡套能在彈性件的回彈力下進入銷頭和錐套之間將銷頭限位於錐套內，所述端頭與銷頭本體連接處的直徑大於銷頭本體大徑端的直徑，且端頭與銷頭本體之間設有過渡斜面。

進一步地，所述卡套的外壁設有與錐套內壁配合的外錐面，所述卡套的內壁為與銷頭配合的內錐面，所述外錐面的錐度大於錐套內壁的錐度，在連接狀態下，所述過渡斜面和銷頭本體的連接線位於卡套的端部外側，所述舌齒外壁的錐度比錐套內壁的錐度大0.2-1度，優選0.5度，所述的卡套位於固定定位套Ⅰ內側的一端的外側壁為圓柱形壁，對於舌齒被通過中心軸的平面所剖得的剖面，所述外錐面與圓柱形壁的交點與內錐面兩端的連線與內錐面之間的夾角均為銳角，所述銷頭本體通過第一連接部和第二連接部與旋接底座相連，所述第一連接部為與銷頭本體的小徑端直徑相同的圓柱形，所述第二連接部為小徑端與第一連接部直徑相同的圓臺形，所述第二連接部的大徑端與旋接底座相連，所述銷頭本體與第一連接部的連接處以及第一連接部和第二連接部的連接處均為平滑曲面。

進一步地，所述樁Ⅰ的下端設有第一端頭板，所述樁Ⅱ的上端設有第二端頭板，所述第一端頭板和第二端頭板上均設有螺紋通孔，所述固定定位套Ⅰ和固定定位套Ⅱ的開口端設有外螺紋且分別固定在第一端頭板和第二端頭板的螺紋通孔上，所述第一端頭板和第二端頭板相互固定，所述第一端頭板和第二端頭板上均設有與樁的外壁貼合的裙板，所述第一端頭板和第二端頭板通過焊接或改性環氧樹脂的粘接進行固定。

進一步地，所述樁Ⅱ的上端設有與樁Ⅱ的外壁貼合的裙板，所述裙板的上邊緣伸出樁Ⅱ的上端面，並包裹住樁Ⅰ的下端。

進一步地，所述樁Ⅰ和/或樁Ⅱ為竹節樁，竹節樁是指大截面段和小截面段間隔設置的樁。

進一步地，所述樁Ⅱ的下端設有平頭的樁尖，所述樁尖為四稜台形，所述樁尖的下端設有樁尖鋼靴，所述樁尖鋼靴包括與樁尖的端面貼合的樁尖端板和與樁尖側面貼合的樁尖側板，所述樁尖端板和樁尖側板固定連接。

進一步地，所述樁尖端板與樁尖側板為衝壓整體，所述樁尖側板的內側設有用於防止樁尖鋼靴脫落的防脫卡角，所述防脫卡角為向內衝壓形成的衝壓角結構，所述防脫卡角的端部朝向樁尖端板一側，所述樁尖端板的中心處設有用於定位的螺紋孔。

與現有技術比較，本實用新型所述的預製混凝土方樁具有以下優點：

1、具有上部實心下部空心的結構，既滿足樁身上部的抗彎、抗剪性能，滿足多種工程地質的施工需要，又節省了用料，降低了成本；

2、機械接頭將上下主筋有效連接，實現了上下主筋在同一軸線上的對接，使內應力得到有效的傳遞；

3、樁尖鋼靴的設置既能在施工時對樁進行定位，又能對樁尖起到保護作用。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例一的結構示意圖。

圖2是圖1的A處放大圖。

圖3是圖1的B處放大圖。

圖4是本實用新型實施例所述的樁尖鋼靴的結構示意圖。

圖5是本實用新型實施例二的結構示意圖。

圖6是圖5的C處放大圖。

圖7是本實用新型實施例所述的機械接頭的結構示意圖。

圖8是圖7的D處放大圖。

圖9是本實用新型實施例所述的插接件的結構示意圖。

圖10是圖9的左視圖。

圖11是本實用新型實施例所述的錐套的結構示意圖。

圖12是圖11的E-E剖視圖。

圖13是圖11的F-F剖視圖。

圖14是本實用新型實施例所述的卡套的結構示意圖。

圖15是圖14的G-G剖視圖(舌齒間縫隙未畫出)。

圖16是本實用新型實施例三的結構示意圖。

圖17是圖16的H處放大圖。

圖18是本實用新型實施例四的結構示意圖。

圖19是圖18的J處放大圖。

圖20是本實用新型實施例五的結構示意圖。

具體實施方式

實施例一

如圖1至圖4所示，一種預製混凝土方樁，包括樁Ⅰ1和與樁Ⅰ1下端固定連接的樁Ⅱ2，所述樁Ⅰ1為實心方樁，所述樁Ⅱ2為空心方樁。

所述樁Ⅰ1的下端設有第一端頭板11，樁Ⅰ1的主筋端部限位於第一端頭板11上，所述樁Ⅱ2的上端設有第二端頭板21，樁Ⅱ2的主筋端部限位於第二端頭板21上，所述第一端頭板11和第二端頭板21相互焊接固定。

所述樁Ⅱ2的下端設有平頭的樁尖22，所述樁尖22為四稜台形，且樁尖22的四個稜處可做圓角處理，所述樁尖22的下端設有樁尖鋼靴23，所述樁尖鋼靴23包括與樁尖的端面貼合的樁尖端板24和與樁尖22側面貼合的樁尖側板25，所述樁尖端板24和樁尖側板25固定連接。本實施例中，所述樁尖端板24與樁尖側板25為衝壓整體，所述樁尖側板25的內側設有用於防止樁尖鋼靴脫落的防脫卡角26，所述防脫卡角26為向內衝壓形成的衝壓角結構，所述防脫卡角26的端部朝向樁尖端板24一側，所述樁尖端板24的中心處設有用於定位的螺紋孔27。

所述樁Ⅰ1和樁Ⅱ2中的一個為竹節樁，也可以樁Ⅰ1和樁Ⅱ2均為竹節樁，竹節樁是指大截面段和小截面段間隔設置的樁，大截面段和小截面段之間設有過渡斜面，在樁身進入持力層後，截面變化處及樁端的摩擦阻力增大，因此整個樁的豎向承載力以及樁身的抗拔性能得到大幅提升。

實施例二

如圖5和圖6所示，一種預製混凝土方樁，包括樁Ⅰ1和與樁Ⅰ1下端固定連接的樁Ⅱ2，所述樁Ⅰ1為實心方樁，所述樁Ⅱ2為空心方樁，所述樁Ⅰ1和樁Ⅱ2通過機械接頭3連接。所述樁Ⅰ1和樁Ⅱ2中的一個為竹節樁，也可以樁Ⅰ1和樁Ⅱ2均為竹節樁，竹節樁是指大截面段和小截面段間隔設置的樁，大截面段和小截面段之間設有過渡斜面，在樁身進入持力層後，截面變化處及樁端的摩擦阻力增大，因此整個樁的豎向承載力以及樁身的抗拔性能得到大幅提升。

如圖7至圖15所示，所述機械接頭3包括套筒狀的固定定位套Ⅰ31和固定定位套Ⅱ32，所述固定定位套Ⅰ31設置在樁Ⅰ1的下端，且與樁Ⅰ1的主筋連接，所述固定定位套Ⅱ32設置在樁Ⅱ2的上端，且與樁Ⅱ2的主筋連接，所述固定定位套Ⅰ31和固定定位套Ⅱ32中的一個內部設有插接件34另一個內部設有卡固件33，所述插接件34能插入卡固件33所在的固定定位套並穿過卡固件33固定在卡固件33上。本實施例中，插接件34設置於固定定位套Ⅰ31內，卡固件33設置於固定定位套Ⅱ32內。

所述插接件34為插銷，所述插銷包括旋接底座341和固定在旋接底座341上的銷頭342，所述旋接底座341通過螺紋固定在固定定位套Ⅱ32內，所述銷頭342包括圓臺形的銷頭本體343和設置在銷頭本體343大徑端的端頭344，所述銷頭本體343的小徑端固定在旋接底座341上，所述卡固件33包括錐套331和三個以上的舌齒332，所述錐套331通過螺紋固定在固定定位套Ⅰ31內，所述三個以上的舌齒332拼接為圓錐筒形的卡套333，所述舌齒332的端部與固定定位套Ⅰ31之間設有彈性件334，所述銷頭342能穿過錐套331和卡套333，且卡套33能在彈性件334的回彈力下進入銷頭342和錐套之間將銷頭342限位於錐套332內，所述端頭344與銷頭本體343連接處的直徑大於銷頭本體343大徑端的直徑，且端頭344與銷頭本體343之間設有過渡斜面345。

所述卡套333的外壁設有與錐套331內壁配合的外錐面，所述卡套333的內壁為與銷頭342配合的內錐面，所述外錐面的錐度大於錐套內壁的錐度，在連接狀態下，所述過渡斜面345和銷頭本體343的連接線位於卡套333的端部外側，所述舌齒332外壁的錐度比錐套內壁的錐度大0.2-1度，優選0.5度，所述的卡套333位於固定定位套Ⅰ31內側的一端的外側壁為圓柱形壁，對於舌齒332被通過中心軸的平面所剖得的剖面，所述外錐面與圓柱形壁的交點與內錐面兩端的連線與內錐面之間的夾角均為銳角，所述銷頭本體343通過第一連接部346和第二連接部347與旋接底座341相連，所述第一連接部346為與銷頭本體343的小徑端直徑相同的圓柱形，所述第二連接部347為小徑端與第一連接部346直徑相同的圓臺形，所述第二連接部347的大徑端與旋接底座341相連，所述銷頭本體343與第一連接部346的連接處以及第一連接部346和第二連接部347的連接處均為平滑曲面。

如圖3和圖4所示，所述樁Ⅱ2的下端設有平頭的樁尖22，樁尖處的結構與實施例一相同，所述樁尖22為四稜台形，且樁尖22的四個稜處可做圓角處理，所述樁尖22的下端設有樁尖鋼靴23，所述樁尖鋼靴23包括與樁尖的端面貼合的樁尖端板24和與樁尖22側面貼合的樁尖側板25，所述樁尖端板24和樁尖側板25固定連接。本實施例中，所述樁尖端板24與樁尖側板25為衝壓整體，所述樁尖側板25的內側設有用於防止樁尖鋼靴脫落的防脫卡角26，所述防脫卡角26為向內衝壓形成的衝壓角結構，所述防脫卡角26的端部朝向樁尖端板24一側，所述樁尖端板24的中心處設有用於定位的螺紋孔27。

實施例三

如圖16和圖17所示，本實施例與實施例二的不同之處在於所述樁Ⅰ1的下端設有第一端頭板11，所述樁Ⅱ2的上端設有第二端頭板21，所述第一端頭板11和第二端頭板21上均設有螺紋安裝孔，所述固定定位套Ⅰ31和固定定位套Ⅱ32的開口端設有外螺紋且分別固定在第一端頭板11和第二端頭板22的螺紋通孔上，所述第一端頭板11和第二端頭板21相互固定，所述第一端頭板11和第二端頭板21上均設有與樁的外壁貼合的裙板4，所述第一端頭板11和第二端頭板21通過焊接或改性環氧樹脂的粘接進行固定。本實施例的其他結構與實施例二相同。

實施例四

如圖18和圖19所示，本實施例與實施例二的不同之處在於所述樁Ⅱ2的上端設有與樁Ⅱ2的外壁貼合的裙板4，所述裙板4的上邊緣伸出樁Ⅱ2的上端面，並包裹住樁Ⅰ1的下端，也就是說，裙板4包裹住樁Ⅰ1和樁Ⅱ2的連接縫隙。本實施例的其他結構與實施例二相同。

在對兩個樁進行對接時，將彈性件334、舌齒332和錐套331裝入固定定位套Ⅱ32，將插接件34裝入固定定位套Ⅰ31，裙板4預設於樁Ⅱ2端部，且裙板4的上邊緣伸出樁Ⅱ2的上端面，固定定位套Ⅰ31裝設於樁Ⅰ1的下端，在樁Ⅱ2的上端及固定定位套Ⅱ32內塗抹過量的改性環氧樹脂，進行插接，則樁Ⅰ1的下端進入裙板4，改性環氧樹脂通過擠壓充滿對接縫隙和裙板4與樁Ⅰ1之間的縫隙，實現裙板4與樁之間的密封。由於裙板4預設於樁Ⅱ2的上端面，在對接過程中，防止了改性環氧樹脂外流，改性環氧樹脂從端面處流至裙板4處，然後從裙板4與上方的樁的縫隙中向上溢，過程中改性環氧樹脂始終充滿流過的縫隙，避免了改性環氧樹脂外流導致產生空隙，增強了連接處的抗腐蝕性能。

實施例五

如圖20所示，本實施例與實施例四的不同之處在於樁Ⅰ1和樁Ⅱ2為平直方樁，而不是竹節方樁，本實施例的其他結構與實施例四相同。

本實用新型實施例所述的插接接頭還可以為專利【2015204447851】公開的預製混凝土樁快速接頭、【2015207122349】公開的機械拼接接頭和【2015206485006】公開的鑲齒連接機械接頭。

以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護範圍內。