CN111809617A - 预应力混凝土无端板抗压管桩涨拉连接件及管桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预应力混凝土无端板抗压管桩涨拉连接件，包括：膨胀壳，其具有贯穿两端的通槽，通槽包括伸入段和卡接段，所述卡接段的内径大于伸入段的内径，所述膨胀壳对应伸入段的一端设置有第一套筒，第一套筒具有内螺纹；第一封盖，其固定于膨胀壳外对应卡接段的一端，且第一封盖上开设有第一通孔；膨胀连接销，包括连接段和膨胀段，膨胀段上设置有膨胀槽，膨胀槽由膨胀段的端部向连接段方向轴向延伸，膨胀槽将膨胀段分割成至少两部分，所述膨胀段伸入膨胀壳内；楔形件，包括头部和尾部，其外表面由头部至尾部逐渐向内收拢，楔形件由尾部沿膨胀槽伸入膨胀段将膨胀段涨开，本发明节约材料，结构简单，但连接更加可靠，使用更加方便。

Description

预应力混凝土无端板抗压管桩涨拉连接件及管桩

技术领域

本发明属于建筑工程地基桩基领域，更具体的说涉及一种预应力混凝土无端板抗压管桩涨拉连接件。

背景技术

在地下工程、高耸建筑、海上码头平台、斜拉桥、悬索桥、大型船坞底板及静荷载试桩等桩基工程中，为了平衡地下水浮力而需要对地层进行加固，所采用的主要措施是在地层中埋设管桩，利用桩基的拉力以及与管桩一体化的混凝土注浆体而将地层加固，以使地层形成整体性结构，从而达到控制其变形的目的。

抗拔桩因其安装后能够平衡地下水浮力，又可施加预应力等优点，在整个管桩体系中占有重要地位，应用非常广泛。

《福建建筑》2013年第03期，100、101和102页公开了名称“浅析预应力高强混凝土抗拔管桩的连接接头方式”的文章，其介绍了目前预应力管桩的接头形式主要分为三种，分别为1、端板焊接施工；2、机械螺纹连接施工；3、机械啮合连接施工；其中机械啮合连接施工较另外两种接头形式优势较为明显。参阅其101页中图2及图3所示，机械啮合连接具有如下结构，包括连接销和具有端板的管桩，一个端板上具有螺栓孔，另一个端板上设置有方槽，在方槽内预埋连接盒，连接盒内在相对的两个侧面上设置有带牙定位板，带牙定位板与连接盒之间设置有压缩弹簧，两块带牙定位板之间形成连接口；连接销的一端设置有螺纹与螺栓孔螺纹配合，另一端设置有齿牙。

连接过程如下，(1)连接前先清理干净连接处的端板，把连接销圆端(螺纹端)用扳手逐根旋入端板上的螺栓孔内；(2)接桩时，下节管桩的上端应用具有方槽的端板，上节管桩的下端必须用具有螺栓孔的端板，将上节管桩吊起，使连接销与下节管桩端板上的各个连接口对准，随即将连接销插入连接口内，加压使上、下节管桩的端板接触，此时连接销的一端螺纹固定在上节管桩的端板内，另一端伸入连接口内，且其齿牙与带牙定位板配合，带牙定位板与齿牙相互啮合，即使得在纵向上连接销无法与带牙定位板脱离。

上述采用机械啮合连接施工的结构虽然能够节省现场连接管桩的时间，但其依然存在如下缺点：1、连接盒的成本较高，制造工艺较为复杂；2、带牙定位板在连接盒内的固定(竖直方向)较为困难；3、管桩两端的端板结构不同，在连接时必须进行区分后才可以吊装，较为麻烦；4、两带牙定位板之间形成的连接口尺寸较小，连接销必须与其在各个方向上均对准才可以顺利插入，且必须所有的连接销同时与所有的连接口一一对准，否则将出现卡死现象，使连接销、带牙定位板损坏，但在整个管桩被竖直吊起后难以快速精准的将二者对准，耗时较长。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种在生产管桩时无需使用端板，节约材料，结构简单，膨胀壳不但能够实现对PC钢棒的预张拉，还能够用于两根管桩的连接，成本低，但连接更加可靠，使用更加方便。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种预应力混凝土无端板抗压管桩涨拉连接件，包括：

膨胀壳，其具有贯穿两端的通槽，通槽包括伸入段和卡接段，所述卡接段的内径大于伸入段的内径，所述膨胀壳对应伸入段的一端设置有第一套筒，第一套筒具有内螺纹；

第一封盖，其固定于膨胀壳外对应卡接段的一端，且第一封盖上开设有第一通孔；

膨胀连接销，包括连接段和膨胀段，膨胀段上设置有膨胀槽，膨胀槽由膨胀段的端部向连接段方向轴向延伸，膨胀槽将膨胀段分割成至少两部分，所述膨胀段伸入膨胀壳内；

楔形件，包括头部和尾部，其外表面由头部至尾部逐渐向内收拢，楔形件由尾部沿膨胀槽伸入膨胀段将膨胀段涨开。

进一步的还包括第二套筒，第二套筒一端固定有第二封盖，第二套筒内具有内螺纹，所述第二封盖上开设有第二通孔；膨胀连接销，膨胀连接销包括连接段和膨胀段，所述连接段上设置有与第二套筒配合的外螺纹。

进一步的所述通槽的截面呈圆形。

进一步的所述膨胀壳内通槽的内径由一端至另一端逐渐减小。

进一步的所述所述膨胀槽呈“一”字形或“十”字形。

进一步的所述楔形件的外表面上设置有导向筋板，所述导向筋板由头部向尾部延伸。

一种预应力混凝土无端板抗压管桩，包括混凝土主体，所述混凝土主体的一端设置有若干沿圆周分布的膨胀壳，另一端设置有若干沿圆周分布的第二套筒，所述混凝土内设置有PC钢棒，PC钢棒的两端分别穿过第一封盖的第一通孔和第二封盖的第二通孔，所述PC钢棒的两端设置有端帽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、省掉端板，节省材料，但依然能够实现对PC钢棒的预张拉作业及管桩之间的紧密连接；

2、预张拉时不易拉脱，必满拉脱造成的损失；

3、抗拔性能好，安装简易，节省时间成本；

4、固定肖国强，不移位、提高管桩连接稳定性；

5、不使用电焊接桩，提高打桩速度，缩短施工时间；

6、可节省成本提高工作效率，集涨拉、抗拔、定位、对接于一体。

附图说明

图1为本发明预应力混凝土无端板抗压管桩涨拉连接件的结构示意图；

图2为对PC钢棒预张拉时的结构示意图；

图3为膨胀连接销将连接两根管桩时的结构示意图；

图4为两根管桩连接在一起后的结构示意图；

图5为楔形件的头部部分伸入膨胀槽将膨胀段涨开时的示意图；

图6为楔形件的立体结构图(膨胀槽为“十”字形)。

附图标记：1、膨胀壳；11、卡接段；12、伸入段；2、楔形件；21、头部；22、尾部；211、导向筋板；3、膨胀连接销；31、膨胀段；32、连接段；311、膨胀槽；321、外螺纹4、第一封盖；41、第一通孔；5、第一套筒；6、第二套筒；7、第二封盖；71、第二通孔；8、PC钢棒；81、端帽；9、涨拉模板；91、螺杆；10、混凝土。

具体实施方式

参照图1至图6对本发明预应力混凝土无端板抗压管桩涨拉连接件的结构的实施例做进一步说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

一种预应力混凝土无端板抗压管桩涨拉连接件，包括：

膨胀壳1，其具有贯穿两端的通槽，通槽包括伸入段12和卡接段11，所述卡接段11的内径大于伸入段12的内径，所述膨胀壳1对应伸入段12的一端设置有第一套筒5，第一套筒5具有内螺纹；

第一封盖4，其固定于膨胀壳1外对应卡接段11的一端，且第一封盖4上开设有第一通孔41；

膨胀连接销3，包括连接段32和膨胀段31，膨胀段31上设置有膨胀槽311，膨胀槽311由膨胀段31的端部向连接段32方向轴向延伸，膨胀槽311将膨胀段31分割成至少两部分，所述膨胀段31伸入膨胀壳1内；

楔形件2，包括头部21和尾部22，其外表面由头部21至尾部22逐渐向内收拢，楔形件2由尾部22沿膨胀槽311伸入膨胀段31将膨胀段31涨开。

在本实施例中第一封盖4焊接固定于膨胀壳1上。

本实施例优选的还包括第二套筒6，第二套筒6一端固定有第二封盖7，第二套筒6内具有内螺纹，所述第二封盖7上开设有第二通孔71；膨胀连接销3，膨胀连接销3包括连接段32和膨胀段31，所述连接段32上设置有与第二套筒6配合的外螺纹321。

在生产混凝土10管桩时，如图2所示，首先将PC钢棒8的两端分别伸入第一封盖4的第一通孔41和第二封盖7的第二通孔71，并将PC钢棒8的两端打头形成端帽81；通过使两根螺杆91分别穿过两侧的涨拉模板9(涨拉模板9为管桩厂在生产管桩时所使用的辅助工具)并旋入第一套筒5和第二套筒6，使膨胀壳1与第二套筒6向相向运动将PC钢棒8绷紧，而后进行混凝土10的浇筑，混凝土10将膨胀壳1、第二套筒6和PC钢棒8全部包裹在内，仅使第一套筒5和第二套筒6的两端露出，无需布置端板，待混凝土10凝固后，松开螺杆91，整根管桩成型完成。

在实际中根据需要可以选择沿圆周布置多组膨胀壳1、PC钢棒8和第二套筒6，且在本实施例中以管桩的两端分别为具有第一套筒5的膨胀壳1和第二套筒6为例，实际上也可以两端均为具有第一套筒5的膨胀壳1。

在连接两节管桩时，(1)先将下节管桩打入地面，使具有膨胀壳1一端朝向上方；(2)将膨胀连接销3的连接端旋紧在上节管桩的第二套筒6内，并使楔形件2的尾部22部分伸入膨胀槽311内，利用膨胀段31的膨胀槽311将楔形件2夹住；(3)吊起上节管桩，使具有第二套筒6的一端朝向下方，此时连接销的膨胀段31及楔形件2朝向下方，使所有的楔形件2头部21对准下节管桩的膨胀壳1通槽；(4)逐渐放下上节管桩，使楔形件2完全伸入至膨胀壳1内至楔形件2底端抵触在第一封盖4(PC钢棒8的端帽81)表面；此时继续使上节管桩向下降，由于楔形件2已到达极限位置，但膨胀连接销3继续下降，那么楔形件2将继续伸入至膨胀连接销3内，随着其伸入的长度越大，其撑开膨胀段31的尺寸越大，使膨胀段31的外壁贴紧挤在膨胀壳1的卡接段11内，至上节管桩贴紧在下节管桩上，如图4所示。

在膨胀连接销3的膨胀段31被撑开后，其被夹持在楔形件2及膨胀壳1之间处，若上节管桩受到向上的浮力，将使膨胀连接销3向上拉扯，而此时膨胀连接销3的膨胀段31完全被固定，其无法由口径较小的伸入段12拔出，膨胀连接销3受到的拉力越大，则其膨胀段31与膨胀壳1和楔形件2连接越紧，即实现永久性的固定。

本实施例优选的所述通槽的截面呈圆形，相应的膨胀连接销3及楔形件2整体呈圆形，在上节管桩被吊起后，方便将楔形件2与下节管桩的膨胀壳1对齐。

本实施例优选的所述膨胀壳1内通槽的内径由一端至另一端逐渐减小，本实施例中的膨胀壳1的外表面及内表面均呈圆台状，方便生产，且在膨胀段31在其内部被撑开时，膨胀段31的表面与膨胀壳1的内壁接触面积大。

本实施例优选的所述楔形件2的外表面上设置有导向筋板211，所述导向筋板211由头部21向尾部22延伸，在楔形件2伸入膨胀槽311将膨胀段31撑开时，导向筋板211将始终位于膨胀槽311内沿着膨胀槽311移动，以使得楔形件2整体能够与膨胀连接销3保持同轴状态，避免其发生歪斜。

本实施例优选的膨胀槽311呈“十”字形，相应的楔形件2的导向筋板211也呈“十”字形，膨胀段31被分为四瓣，在楔形件2撑开膨胀段31时，四瓣膨胀段31则越来越远分别向外张开贴紧在膨胀壳1的内壁上。

当然膨胀槽311还可以呈“一”字形，此种结构简单，生产制造更为容易，但此时膨胀段31被分为两瓣，在被楔形件2撑开后，两瓣膨胀段31与膨胀壳1表面接触挤压，接触面积较四瓣小，牢固程度略弱于四瓣的膨胀段31。

本实施例优选的所述楔形件2的尾部22处导向筋板211宽度小于膨胀槽311的宽度，实际上导向筋板211的宽度约等于膨胀槽311的宽度，在楔形件2的尾部22处其导向筋板211宽度基本无变化，那么在与膨胀段31结合时，首先可将楔形件2的尾部22插入膨胀段31内，由膨胀槽311夹紧导向筋板211，使楔形件2初步固定在膨胀段31内，此时膨胀段31并不会被撑开，膨胀段31及楔形件2能够顺利的共同放入膨胀壳1内。

一种预应力混凝土10无端板抗压管桩，包括混凝土10主体，所述混凝土10主体的一端设置有若干沿圆周分布的膨胀壳1，另一端设置有若干沿圆周分布的第二套筒6，所述混凝土10内设置有PC钢棒8，PC钢棒8的两端分别穿过第一封盖4的第一通孔41和第二封盖7的第二通孔71，所述PC钢棒8的两端设置有端帽81。

本实施例中的管桩无端板，利用膨胀壳1和第二套筒6分别与PC钢棒8固定，既能够实现对PC钢棒8的预张拉，而且能够方便在后期相邻两根管桩的结合，结合更加牢固。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种预应力混凝土无端板抗压管桩涨拉连接件，其特征在于，包括：

膨胀壳，其具有贯穿两端的通槽，通槽包括伸入段和卡接段，所述卡接段的内径大于伸入段的内径，所述膨胀壳对应伸入段的一端设置有第一套筒，第一套筒具有内螺纹；

第一封盖，其固定于膨胀壳外对应卡接段的一端，且第一封盖上开设有第一通孔；

膨胀连接销，包括连接段和膨胀段，膨胀段上设置有膨胀槽，膨胀槽由膨胀段的端部向连接段方向轴向延伸，膨胀槽将膨胀段分割成至少两部分，所述膨胀段伸入膨胀壳内；

楔形件，包括头部和尾部，其外表面由头部至尾部逐渐向内收拢，楔形件由尾部沿膨胀槽伸入膨胀段将膨胀段涨开。

2.根据权利要求1所述的预应力混凝土无端板抗压管桩涨拉连接件，其特征在于：还包括第二套筒，第二套筒一端固定有第二封盖，第二套筒内具有内螺纹，所述第二封盖上开设有第二通孔；膨胀连接销，膨胀连接销包括连接段和膨胀段，所述连接段上设置有与第二套筒配合的外螺纹。

3.根据权利要求2所述的预应力混凝土无端板抗压管桩涨拉连接件，其特征在于：所述通槽的截面呈圆形。

4.根据权利要求3所述的预应力混凝土无端板抗压管桩涨拉连接件，其特征在于：所述膨胀壳内通槽的内径由一端至另一端逐渐减小。

5.根据权利要求4所述的预应力混凝土无端板抗压管桩涨拉连接件，其特征在于：所述所述膨胀槽呈“一”字形或“十”字形。

6.根据权利要求5所述的预应力混凝土无端板抗压管桩涨拉连接件，其特征在于：所述楔形件的外表面上设置有导向筋板，所述导向筋板由头部向尾部延伸。

7.一种包括如权利要求6的预应力混凝土无端板抗压管桩，其特征在于：包括混凝土主体，所述混凝土主体的一端设置有若干沿圆周分布的膨胀壳，另一端设置有若干沿圆周分布的第二套筒，所述混凝土内设置有PC钢棒，PC钢棒的两端分别穿过第一封盖的第一通孔和第二封盖的第二通孔，所述PC钢棒的两端设置有端帽。

Images