CN106049460B - 能使用钢绞线连接的预制桩及连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑技术领域，涉及一种能使用钢绞线连接的预制桩及连接方法。它包括桩体，所述的桩体内设有若干轴向主筋，所述的桩体内还设有用于穿设钢绞线的穿线孔且穿线孔沿桩体的轴向贯穿桩体两端。本发明能提高连接桩的抗弯性能，从而提高整根连接桩的强度。
Description
技术领域
本发明属于建筑技术领域，涉及一种能使用钢绞线连接的预制桩及连接方法。
背景技术
预制桩，是在工厂或施工现场制成的各种材料、各种形式的桩如木桩、混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢桩等，用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中。中国建筑施工领域采用较多的预制桩主要是混凝土预制桩和钢桩两大类。混凝土预制桩能承受较大的荷载、坚固耐久、施工速度快，是广泛应用的桩型之一，常用的有混凝土实心方桩和预应力混凝土空心管桩。
在现有的预制桩中，通常都设有轴向主筋，轴向主筋可以是钢棒、钢筋或钢绞线，钢棒和钢筋在轴向上的抗拉性能较好，钢绞线抗弯性能及抗剪切性能较好，现有的预制桩的轴向主筋都是固定在桩体内部，后期无法再继续进行预应力张拉布筋，当多根预制桩进行轴向连接时，每根预制桩中的轴向主筋各自独立，相互不产生抗拉力的作用，导致连接桩的抗拉性能不能得到进一步提高。
预制桩的连接方式有端板连接和连接件连接两种方式，连接件连接的如本申请人之前申请的专利一种预制构件连接件及由其构成的混凝土预制件对接结构[申请号:201020550659.1]，包括小螺帽、插杆、中孔螺帽、大螺帽，大螺帽底部开有孔，钢棒的镦头卡在其内，弹簧位于大螺帽内且弹簧一端与镦头相触、另一端与分体卡圈相触，所述中孔螺帽旋接在大螺帽内，其中中孔螺帽下端与分体卡圈呈弹性配合，中孔螺帽的帽沿卡接在大螺帽端面；所述插杆由插头、插脖和插接体构成的一体结构，其插头底部圆面积大于与其为一体插脖直径且在插头底部形成环插脖卡台；所述插杆插接体与小螺帽旋接。
上述方案一是使插接件之间的强拉强度大大地超过了国际标准；二是从根本上解决了对接件破损现象；三是彻底解决插接件的密封问题，确保预制构件与预制构件间插接连接的可靠性，确保楼房建筑地基的可靠性。但上述方案并没有提供如何在连接时能提供轴向主筋的进一步连接。
中国专利文献还公开了一种具有钢绞线的H型桩的制造方法[申请号：201410097834.9]，包括横截面呈H形的混凝土桩体、位于混凝土桩体内的钢筋笼；钢筋笼包括钢绞线及箍筋；本制造方法使H型桩内部采用钢绞线作为预应力主筋成为可能，是一种实际可行制造具有钢绞线的H型桩的方法，使得H型桩抗弯、抗剪、抗拉性能大大提高，且该方法中各步骤之间能形成良好的衔接性，制造工艺简单且流畅，制造成本低；在张拉步骤中，其张拉过程为对每根钢绞线进行分别张拉，与现有的整体张拉方式相比，能确保每根钢绞线精确拉伸到规定数值。但是，该H型桩在多根桩体连接时，每根桩体之间的钢绞线并不直接连接，抗拉伸性能有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种能使用钢绞线连接的预制桩。
本发明的另一目的是提供一种预制桩的轴向连接方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种能使用钢绞线连接的预制桩，包括桩体，所述的桩体内设有若干轴向主筋，所述的桩体内还设有用于穿设钢绞线的穿线孔且穿线孔沿桩体的轴向贯穿桩体两端。
在上述的能使用钢绞线连接的预制桩中，所述的桩体的两端设有凹凸连接机构，当两个桩体沿径向相互靠近时，两个桩体能通过凹凸连接机构沿径向进行连接。
在上述的能使用钢绞线连接的预制桩中，所述的桩体包括两条相互平行的围护桩，两条围护桩之间用连接桩连接，所述的围护桩和连接桩一体成型。
在上述的能使用钢绞线连接的预制桩中，所述的凹凸连接机构位于围护桩的两端，当两个桩体沿径向相互靠近时，两个桩体上的围护桩能通过凹凸连接机构相互连接并使两个桩体中间形成一个围护区。
在上述的能使用钢绞线连接的预制桩中，所述的凹凸连接机构包括突出于围护桩端部的凸块及凹进于围护桩端部的凹陷部，所述的围护桩一端的凸块和/或凹陷部能与围护桩另一端的凹陷部和/或凸块相配适。
一种预制桩的轴向连接方法，包括以下步骤：
A、备料：预备需要进行轴向连接的预制桩，所述的预制桩包括桩体，所述的桩体内设有若干轴向主筋，所述的桩体内还设有用于穿设钢绞线的穿线孔且穿线孔沿桩体的轴向贯穿桩体两端。
B、底桩穿线：取一根预制桩，将钢绞线穿入到穿线孔中，钢绞线的一端与桩体底部固定连接，另一端从穿线孔中穿出，钢绞线的长度大于所要接桩的总长度，将该预制桩打入到地下合适的位置中。
C、接桩：将底桩长出的钢绞线穿入到另一根需要连接的预制桩的穿线孔中并从穿线孔中穿出，将该预制桩与下方的预制桩在轴向上进行固定连接，
D、重复步骤C，使所有需要连接的预制桩连接完成，当最后一根预制桩打入地下后把钢铰线利用张拉机构进行张紧，使所有打入地下的预制桩都被紧紧的张拉在一起，最后把钢铰线固定在最顶部的预制桩的端部。
在上述的预制桩的轴向连接方法中，所述的桩体的两端设有凹凸连接机构，当两个桩体沿径向相互靠近时，两个桩体能通过凹凸连接机构沿径向进行连接。
在上述的预制桩的轴向连接方法中，所述的桩体包括两条相互平行的围护桩，两条围护桩之间用连接桩连接，所述的围护桩和连接桩一体成型。
在上述的预制桩的轴向连接方法中，所述的凹凸连接机构位于围护桩的两端，当两个桩体沿径向相互靠近时，两个桩体上的围护桩能通过凹凸连接机构相互连接并使两个桩体中间形成一个围护区。
在上述的预制桩的轴向连接方法中，所述的凹凸连接机构包括突出于围护桩端部的凸块及凹进于围护桩端部的凹陷部，所述的围护桩一端的凸块和/或凹陷部能与围护桩另一端的凹陷部和/或凸块相配适。
与现有技术相比，本发明的优点在于：1、当多根预制桩需要在轴向连接时，每根预制桩中能穿设同一根钢绞线或钢棒等轴向连接主筋，从而使多根预制桩中具有连接呈一体的轴向主筋，提高连接桩的抗拉伸性能，当轴向主筋是钢绞线时，还能进一步提高抗弯性能，从而提高整根连接桩的强度；2、预制桩之间能通过凹凸连接机构进行径向连接，连接呈一定宽度的桩体结构，用于地下室围护或大坝围护等，连接后形成的围护区能灌注水泥浆混合物形成水泥土搅拌桩结构，提高抗弯能力，而围护桩最主要的性能就是抗弯性能，另外围护区还能节省材料，且两个围护桩能形成两道围护结构，进一步提高围护性能；3、连接方法可靠方便，能在轴向上使不同的桩体形成一个整体结构。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的另一种结构示意图；
图3是本发明的另一种结构示意图；
图4是本发明的另一种结构示意图；
图5是本发明的另一种结构示意图；
图6是本发明两个桩体径向连接的结构示意图；
图7是本发明两个桩体径向连接的另一种结构示意图；
图8是本发明的另一种结构示意图；
图9是图8所示的桩体径向连接的结构示意图；
图10是桩体穿钢绞线并用锁紧件连接的结构示意图；
图11是定位螺栓的结构示意图；
图12是锁紧螺栓的结构示意图；
图13是固定螺母的结构示意图；
图14是图13另一个方向的结构示意图；
图15是图10的A处放大图。
图中：桩体1、轴向主筋2、穿线孔3、凹凸连接机构4、围护桩5、连接桩6、围护区7、凸块8、凹陷部9、锁紧件10、固定螺母11、锁片12、定位螺栓13、锁紧螺栓14、锥形腔15、定位腔16、抗拉圈17、螺母肋条18、穿线腔19、钢绞线100。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
如图1，一种能使用钢绞线连接的预制桩，包括桩体1，所述的桩体1内设有若干轴向主筋2，轴向主筋2为钢棒或钢筋，所述的桩体1内还设有用于穿设钢绞线的穿线孔3且穿线孔3沿桩体1的轴向贯穿桩体1两端。众所周知，钢绞线的抗剪切力强于钢棒，因此，若干个桩体1需要沿轴向相互连接时，钢绞线可以从一个桩体穿入到另一个桩体1，依次穿过所有的需要连接的桩体1，如桩体1是有端板的桩，端板的结构可参照专利一种管桩端板[申请号：201420690572.2]，则两个桩体1之间可以通过端板先焊接固定，再将钢绞线张紧，从而提高连接后的桩的抗弯能力，如桩体1是无端板的桩，则两个桩体1之间可以通过连接件进行连接，再将钢绞线张紧。连接件的结构和连接方法参照本申请人之前申请的专利，用于连接两个物体的连接件及用该连接件连接的预制构件[申请号：201510312502.2]，或一种预制构件连接件及由其构成的混凝土预制件对接结构[申请号:201020550659.1]。
本领域技术人员应当理解，钢绞线也可以替换为钢棒、钢筋或碳纤维棒等。
在本实施例中，桩体1之间还可以径向连接从而形成一定宽度的桩，如图1所示，桩体1的两端设有凹凸连接机构4，如图6所示，当两个桩体1沿径向相互靠近时，两个桩体1能通过凹凸连接机构4沿径向进行连接。
如图2和图5所示，桩体1包括两条相互平行的围护桩5，两条围护桩5之间用连接桩6连接，所述的围护桩5和连接桩6一体成型。
具体的说，如图1和图5所示，凹凸连接机构4位于围护桩5的两端，如图6和图7所示，当两个桩体1沿径向相互靠近时，两个桩体1上的围护桩5能通过凹凸连接机构4相互连接并使两个桩体1中间形成一个围护区7。
本桩体1还可以有另外的结构，如图8所示，包括两条相互平行的围护桩5和两条相互平行的连接桩6，两条相互平行的围护桩5和两条相互平行的连接桩6合围形成围护区7，桩体的两端也具有凹凸连接机构4，连接后的结构如图9所示。
凹凸连接机构4包括突出于围护桩5端部的凸块8及凹进于围护桩5端部的凹陷部9，所述的围护桩5一端的凸块8和/或凹陷部9能与围护桩5另一端的凹陷部9和/或凸块8相配适。
如图1所示，凸块8和凹陷部9可以是位于围护桩5的侧壁上，也可以是位于围护桩5的端部中心位置，如图2-4所示，凸块8和凹陷部9均位于围护桩5的端部中间，凸块8和凹陷部9的形状不做限定，可以是矩形、半圆形、楔形等。
优选方案，围护桩5与连接桩6相互垂直，形成Z字型，垂直设计能使围护桩5和连接桩6形成相互支撑，从而提高桩体1的强度，更优选地，连接桩6的两端分别与凹陷部9的口部相齐平，当凸块8与凹陷部9形成凹凸配合后，围护桩5的端部成为连接部，该连接部位于连接桩6的端部，也即连接桩6直接对连接部起到支撑作用，从而提高连接部的强度，也就是提高了桩体1在径向连接后的强度。
实施例2
一种预制桩的轴向连接方法，包括以下步骤：
A、备料：预备需要进行轴向连接的预制桩，所述的预制桩包括桩体1，所述的桩体1内设有若干轴向主筋2，所述的桩体1内还设有用于穿设钢绞线的穿线孔3且穿线孔3沿桩体1的轴向贯穿桩体1两端，
B、底桩穿线：取一根预制桩，将钢绞线穿入到穿线孔3中，钢绞线的一端与桩体1底部固定连接，另一端从穿线孔3中穿出，钢绞线的长度大于所要接桩的总长度，将该预制桩打入到地下合适的位置中，
C、接桩：将底桩长出的钢绞线穿入到另一根需要连接的预制桩的穿线孔3中并从穿线孔3中穿出，将该预制桩与下方的预制桩在轴向上进行固定连接，
D、重复步骤C，使所有需要连接的预制桩连接完成，当最后一根预制桩打入地下后把钢铰线利用张拉机构进行张紧，使所有打入地下的预制桩都被紧紧的张拉在一起，最后把钢铰线固定在最顶部的预制桩的端部。
在步骤D中，钢绞线可以焊接固定在预制桩的端部，作为一种优选的方案，钢绞线用锁紧件10固定在预制桩的端部。
如图10和图15所示，锁紧件10包括固定螺母11、锁片12、定位螺栓13和锁紧螺栓14，其中固定螺母11固定在桩体1内且位于穿线孔3的端部，固定螺母11与穿线孔3一一对应，如图13和图14所示，固定螺母11内部具有锥形腔15，该锥形腔15的横截面由固定螺母11的端部向底部的方向逐渐缩小，锁片12有若干个并沿周向均匀排列成与锥形腔15相配适的形状，定位螺栓13能与固定螺母11螺接，如图11所示，定位螺栓13内具有与锁紧螺栓14相配适的定位腔16，锁紧螺栓14与锁紧螺栓14螺接且锁紧螺栓能压设在锁片12上方从而顶紧锁片12，如图12所示，锁紧螺栓14内具有用于穿设钢绞线100的穿线腔19，钢绞线从穿线腔19中穿过。
优选方案，固定螺母11底部具有抗拉圈17，抗拉圈17可以是圆环形或矩形或椭圆形或其他形状，固定螺母11的外壁还具有若干沿周向均匀分布的螺母肋条18，螺母肋条18的底部与抗拉圈17固定连接。抗拉圈17提高了固定螺母11在桩体1内部的抗拉性能，保证了固定螺母11在桩体1内的稳定性，螺母肋条18提高了固定螺母11的强度，防止其发生弯曲变形。锁片12靠近钢绞线的一侧设有卡齿。
锁紧件10的工作原理是：定位螺栓13先跟固定螺母11一一对应螺接，钢绞线100穿过穿线孔3后，用张拉设备进行张拉，张拉设备是现有技术，此处不再赘述，在张拉时，钢绞线100被拉直并拉伸，
张拉过程中，逐步转动锁紧螺栓14使锁片12进入到锥形腔15内，当张拉到规定值时，拧紧锁紧螺栓14使锁片12与钢绞线100锁死，此时可停止张拉。依次拆除锁紧螺栓14和定位螺栓13，由于钢绞线在张拉过程中被锁死，因此其处于拉伸状态，当锁紧螺栓14拆除后，钢绞线100会发生收缩，而收缩过程中位于锥形腔15内的锁片12将钢绞线100锁死，因此钢绞线100能保持张紧状态不发生位移。
在步骤B、底桩穿线中，桩体1两端均可以采用锁紧件10锁紧，也可以采用一端用墩头固定或焊接固定的方式进行固定，另一端用锁紧件10锁紧，在步骤C中，需要连接的桩体1可以两端都设置锁紧件10，也可以是只在远离两根桩体1的连接处的一端设置锁紧件10。
当桩体1轴向连接完成后，还可以进行径向连接，在本实施例中，桩体1的两端设有凹凸连接机构4，当两个桩体1沿径向相互靠近时，两个桩体1能通过凹凸连接机构4沿径向进行连接。
桩体1包括两条相互平行的围护桩5，两条围护桩5之间用连接桩6连接，所述的围护桩5和连接桩6一体成型。凹凸连接机构4位于围护桩5的两端，当两个桩体1沿径向相互靠近时，两个桩体1上的围护桩5能通过凹凸连接机构4相互连接并使两个桩体1中间形成一个围护区7。凹凸连接机构4包括突出于围护桩5端部的凸块8及凹进于围护桩5端部的凹陷部9，所述的围护桩5一端的凸块8和/或凹陷部9能与围护桩5另一端的凹陷部9和/或凸块8相配适。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了桩体1、轴向主筋2、穿线孔3、凹凸连接机构4、围护桩5、连接桩6、围护区7、凸块8、凹陷部9、锁紧件10、固定螺母11、锁片12、定位螺栓13、锁紧螺栓14、锥形腔15、定位腔16、抗拉圈17、螺母肋条18、钢绞线100等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (4)
1.一种能使用钢绞线连接的预制桩，包括桩体(1)，所述的桩体(1)内设有若干轴向主筋(2)，其特征在于，所述的桩体(1)内还设有用于穿设钢绞线的穿线孔(3)且穿线孔(3)沿桩体(1)的轴向贯穿桩体(1)两端；
所述的桩体(1)的两端设有凹凸连接机构(4)，当两个桩体(1)沿径向相互靠近时，两个桩体(1)能通过凹凸连接机构(4)沿径向进行连接；
所述的桩体(1)包括两条相互平行的围护桩(5)，两条围护桩(5)之间用连接桩(6)连接，所述的围护桩(5)和连接桩(6)一体成型，围护桩(5)与连接桩(6)形成类Z字型；
所述的凹凸连接机构(4)位于围护桩(5)的两端，当两个桩体(1)沿径向相互靠近时，两个桩体(1)上的围护桩(5)能通过凹凸连接机构(4)相互连接并使两个桩体(1)中间形成一个围护区(7)；
钢绞线用锁紧件(10)固定在预制桩的端部，锁紧件(10)包括固定螺母(11)、锁片(12)、定位螺栓(13)和锁紧螺栓(14)，其中，固定螺母(11)固定在桩体(1)内且位于穿线孔(3)的端部，固定螺母(11)与穿线孔(3)一一对应，固定螺母(11)内部具有锥形腔(15)，锁片(12)有若干个并沿周向均匀排列成与锥形腔(15)相配适的形状，定位螺栓(13)能与固定螺母(11)螺接，定位螺栓(13)内具有与锁紧螺栓(14)相配适的定位腔(16)，锁紧螺栓(14)与定位螺栓(13)螺接且锁紧螺栓能压设在锁片(12)上方从而顶紧锁片(12)，锁紧螺栓(14)内具有用于穿设钢绞线(100)的穿线腔(19)，钢绞线从穿线腔(19)中穿过，钢绞线收缩过程中位于锥形腔(15)内的锁片(12)将钢绞线锁死，使得钢绞线能保持张紧状态不发生位移。
2.根据权利要求1所述的能使用钢绞线连接的预制桩，其特征在于，所述的凹凸连接机构(4)包括突出于围护桩(5)端部的凸块(8)及凹进于围护桩(5)端部的凹陷部(9)，所述的围护桩(5)一端的凸块(8)和/或凹陷部(9)能与围护桩(5)另一端的凹陷部(9)和/或凸块(8)相配适。
3.一种预制桩的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、备料：预备需要进行轴向连接的预制桩，所述的预制桩包括桩体(1)，所述的桩体(1)内设有若干轴向主筋(2)，所述的桩体(1)内还设有用于穿设钢绞线的穿线孔(3)且穿线孔(3)沿桩体(1)的轴向贯穿桩体(1)两端；
B、底桩穿线：取一根预制桩，将钢绞线穿入到穿线孔(3)中，钢绞线的一端与桩体(1)底部固定连接，另一端从穿线孔(3)中穿出，钢绞线的长度大于所要接桩的总长度，将该预制桩打入到地下合适的位置中；
C、接桩：将底桩长出的钢绞线穿入到另一根需要连接的预制桩的穿线孔(3)中并从穿线孔(3)中穿出，将该预制桩与下方的预制桩在轴向上进行固定连接；
D、重复步骤C，使所有需要连接的预制桩连接完成，当最后一根预制桩打入地下后把钢铰线利用张拉机构进行张紧，使所有打入地下的预制桩都被紧紧的张拉在一起，最后把钢铰线固定在最顶部的预制桩的端部；
所述的桩体(1)的两端设有凹凸连接机构(4)，当两个桩体(1)沿径向相互靠近时，两个桩体(1)能通过凹凸连接机构(4)沿径向进行连接；
所述的桩体(1)包括两条相互平行的围护桩(5)，两条围护桩(5)之间用连接桩(6)连接，所述的围护桩(5)和连接桩(6)一体成型，围护桩(5)与连接桩(6)形成类Z字型；
所述的凹凸连接机构(4)位于围护桩(5)的两端，当两个桩体(1)沿径向相互靠近时，两个桩体(1)上的围护桩(5)能通过凹凸连接机构(4)相互连接并使两个桩体(1)中间形成一个围护区(7)；
在步骤D中，钢绞线用锁紧件(10)固定在预制桩的端部；锁紧件(10)包括固定螺母(11)、锁片(12)，其中，固定螺母(11)固定在桩体(1)内且位于穿线孔(3)的端部，固定螺母(11)与穿线孔(3)一一对应，固定螺母(11)内部具有锥形腔(15)，锁片(12)有若干个并沿周向均匀排列成与锥形腔(15)相配适的形状，定位螺栓(13)能与固定螺母(11)螺接，定位螺栓(13)内具有与锁紧螺栓(14)相配适的定位腔(16)，锁紧螺栓(14)与定位螺栓(13)螺接且锁紧螺栓(14)能压设在锁片(12)上方从而顶紧锁片(12)，锁紧螺栓(14)内具有用于穿设钢绞线(100)的穿线腔(19)，钢绞线从穿线腔(19)中穿过，钢绞线收缩过程中位于锥形腔(15)内的锁片(12)将钢绞线锁死，使得钢绞线能保持张紧状态不发生位移。
4.根据权利要求3所述的预制桩的连接方法，其特征在于，所述的凹凸连接机构(4)包括突出于围护桩(5)端部的凸块(8)及凹进于围护桩(5)端部的凹陷部(9)，所述的围护桩(5)一端的凸块(8)和/或凹陷部(9)能与围护桩(5)另一端的凹陷部(9)和/或凸块(8)相配适。
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