CN112376551B - 一种高强度预制混凝土管桩 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高强度预制混凝土管桩，包括骨架、混凝土外层、第一端头、第二端头、插入头和支撑式定位单元，所述的骨架外部包裹有筒状的混凝土外层，混凝土外层的上端安装有第一端头，混凝土外层的下端安装有第二端头，第二端头的下端安装有插入头，骨架上从上往下均匀设有支撑式定位单元。本发明可以解决传统的内置钢筋放置时通常将其随意插入到桩内，但是，这种架起方式未有支撑机构对内置钢筋周边支撑，导致内置钢筋位置不稳定，在浆液的巨大冲击力下内置钢筋容易发生偏位的情况，从而打乱内置钢筋的分布位置，容易出现桩内强度不同的情况，且方筒结构的管桩结构不稳定，其四壁易被外部土壤内压等情况。

Description

一种高强度预制混凝土管桩
技术领域
本发明涉及混凝土管桩技术领域，特别涉及一种高强度预制混凝土管桩。
背景技术
随着沿海城市建设发展的需要，会进行大规模的填海造地工程，一大批超高、超深建筑也会在填海区拔地而起，在这些填海区域中，大直径超深预应力管桩的使用也越来越广泛。预应力管桩具有成桩质量好、单桩承载力高、施工速度快、工期短、成本低等优点，且在成孔过程中无需泥浆护壁，避免产生大量泥浆废渣，实现绿色施工。
将高强度预制混凝土管桩打入地下后需要往桩内架起内置钢筋并灌浆处理，从而提高其内部的强度，传统的内置钢筋放置时通常将其随意插入到桩内，但是，这种架起方式未有支撑机构对内置钢筋周边支撑，导致内置钢筋位置不稳定，在浆液的巨大冲击力下内置钢筋容易发生偏位的情况，从而打乱内置钢筋的分布位置，容易出现管桩内强度不同的情况，且方筒结构的管桩结构不稳定，其四壁易被外部土壤内压。
发明内容
(一)技术方案
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高强度预制混凝土管桩，包括骨架、混凝土外层、第一端头、第二端头、插入头和支撑式定位单元，所述的骨架外部包裹有筒状的混凝土外层，混凝土外层的上端安装有第一端头，混凝土外层的下端安装有第二端头，第二端头的下端安装有插入头，骨架上从上往下均匀设有支撑式定位单元。
所述的骨架包括主钢筋、捆扎钢带，主钢筋之间通过捆扎钢带连接，且捆扎钢带从上往下布置，主钢筋、捆扎钢带之间的交错位置通过钢丝绳捆扎连接。
所述的第二端头包括连接板、嵌入槽、定位孔和锁定机构，连接板与混凝土外层的下端连接，连接板的侧端对称开设有嵌入槽，连接板的上端开设有定位孔，定位孔上设有锁定机构，在重力的作用下，通过锁定机构对内置钢筋的下端进行夹持锁定。
所述的插入头包括对应板、嵌入块、锁定螺栓、缓冲块、橡胶层、缓冲弹簧和插入块，对应板的上端对称安装有嵌入块，嵌入块位于嵌入槽内，嵌入槽与锁定螺栓的中部为螺纹配合连接，锁定螺栓的内端与嵌入块之间为嵌入连接，对应板的下端安装有缓冲块，缓冲块的下端面铺设有橡胶层，橡胶层与插入块之间连有缓冲弹簧，橡胶层、缓冲弹簧的设置起到缓冲的效果，减少了高强度预制混凝土管桩下锤时出现的损伤程度，且橡胶层与插入块之间为滑动配合连接，对应板与连接板二者分离时，只需拧转锁定螺栓，锁定螺栓呈螺旋式向外转动直到锁定螺栓的内端与嵌入块分离，此时，对应板与连接板二者可随时分离。
所述的支撑式定位单元包括四个定位机构、两个支撑架、连接板、穿过孔、螺纹筒、扩径筒，两个支撑架之间为交叉嵌入式连接，支撑架的两端安装有两个定位机构，定位机构安装在主钢筋上，支撑架的上端通过连接件与连接板连接，连接板上开设有穿过孔，穿过孔与螺纹筒之间为螺纹配合连接，螺纹筒的上端安装有扩径筒，具体工作时，通过定位机构对捆扎钢带的拐角处以及主钢筋的位置进行锁定连接，通过两个支撑架对四个定位机构之间的位置进行支撑连接，在高强度预制混凝土管桩打入地下后，将内置钢筋插入到高强度预制混凝土管桩内部，内置钢筋的下端依次穿过扩径筒、螺纹筒后插入到定位孔内，在重力的作用下，通过锁定机构对内置钢筋的下端进行夹持锁定，通过扩径筒对内置钢筋的中部进行多点环绕式限位。
其中，所述的第一端头包括端头板、橡胶层，端头板安装在混凝土外层的上端，且端头板的上端嵌入有橡胶层。
其中，所述的锁定机构包括两个锁定架、两个弹性绳、下压架和内置弹簧，锁定架与定位孔之间为销轴连接，锁定架与定位孔侧壁之间连有弹性绳，两个锁定架之间设有下压架，下压架与定位孔之间为滑动配合连接，且下压架的下端与定位孔之间连有内置弹簧。
其中，所述的下压架的左右两端对称开设有内凹槽，且内凹槽内放置有滚珠。
其中，所述的定位机构包括包裹架、定位杆和两个捆扎钢丝，包裹架的上下两端安装有两个捆扎钢丝，捆扎钢丝捆扎在主钢筋上，包裹架的中部安装有定位杆。
其中，所述的定位杆的端面与捆扎钢带为贴合状态，包裹架包裹在主钢筋的外部，定位杆与支撑架之间通过连接件连接。
其中，所述的扩径筒的内径从上往下逐渐缩小，且扩径筒的内径壁的下半部分设有橡胶套。
(二)有益效果
1、本发明所述的一种高强度预制混凝土管桩，本发明对骨架结构进行内部支撑式加强，提高了高强度预制混凝土管桩的结构稳定性，避免了外部土壤内压致使骨架变形的情况，同时对内置钢筋的下端夹持锁定以及中部的多点式限位的方式进行支撑式定位，大大减小了浆液下落时的冲击力影响，内置钢筋的位置锁定保证了管桩内部强度均匀化；
2、本发明所述的一种高强度预制混凝土管桩，本发明所述的定位机构、支撑架对骨架的结构进行逐层式支撑固定，大大提高了结构的稳定，避免了外部土壤内压致使骨架变形的情况；
3、本发明所述的一种高强度预制混凝土管桩，通过扩径筒对内置钢筋的中部进行多点环绕式限位，同时，在重力的作用下通过锁定机构对内置钢筋的下端进行夹持锁定，对内置钢筋的中、下部限位，使得内置钢筋的位置锁定，大大减小了浆液下落时的冲击力影响。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明骨架与支撑式定位单元之间的结构示意图；
图3是本发明第一端头的剖视图；
图4是本发明第二端头与插入头之间的剖视图；
图5是本发明连接板、穿过孔、螺纹筒与扩径筒之间的剖视图；
图6是本发明图4的X向局部放大图。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的实施例进行说明。在此过程中，为确保说明的明确性和便利性，我们可能对图示中线条的宽度或构成要素的大小进行夸张的标示。
另外，下文中的用语基于本发明中的功能而定义，可以根据使用者、运用者的意图或惯例而不同。因此，这些用语基于本说明书的全部内容进行定义。
如图1至图6所示，一种高强度预制混凝土管桩，包括骨架1、混凝土外层2、第一端头3、第二端头4、插入头5和支撑式定位单元6，所述的骨架1外部包裹有筒状的混凝土外层2，混凝土外层2的上端安装有第一端头3，混凝土外层2的下端安装有第二端头4，第二端头4的下端安装有插入头5，骨架1上从上往下均匀设有支撑式定位单元6。
所述的骨架1包括主钢筋11、捆扎钢带12，主钢筋11之间通过捆扎钢带12连接，且捆扎钢带12从上往下布置，主钢筋11、捆扎钢带12之间的交错位置通过钢丝绳捆扎连接。
所述的第一端头3包括端头板31、橡胶层32，端头板31安装在混凝土外层2的上端，且端头板31的上端嵌入有橡胶层32，橡胶层32起到减损的效果。
所述的第二端头4包括连接板41、嵌入槽42、定位孔43和锁定机构44，连接板41与混凝土外层2的下端连接，连接板41的侧端对称开设有嵌入槽42，连接板41的上端开设有定位孔43，定位孔43上设有锁定机构44，在重力的作用下，通过锁定机构44对内置钢筋的下端进行夹持锁定。
所述的锁定机构44包括两个锁定架441、两个弹性绳442、下压架443和内置弹簧444，锁定架441与定位孔43之间为销轴连接，锁定架441与定位孔43侧壁之间连有弹性绳442，两个锁定架441之间设有下压架443，下压架443与定位孔43之间为滑动配合连接，且下压架443的下端与定位孔43之间连有内置弹簧444，内置弹簧444、弹性绳442起到复位的作用，所述的下压架443的左右两端对称开设有内凹槽，且内凹槽内放置有滚珠，减小了下压架443与锁定架441之间的挤压难度,具体工作时，当内置钢筋的下端进入到定位孔43后与下压架443接触，在重力的作用下，下压架443下压从而挤压两个锁定架441的上端相向运动，从而对内置钢筋的下端进行夹持。
所述的插入头5包括对应板51、嵌入块52、锁定螺栓53、缓冲块54、橡胶层55、缓冲弹簧56和插入块57，对应板51的上端对称安装有嵌入块52，嵌入块52位于嵌入槽42内，嵌入槽42与锁定螺栓53的中部为螺纹配合连接，锁定螺栓53的内端与嵌入块52之间为嵌入连接，对应板51的下端安装有缓冲块54，缓冲块54的下端面铺设有橡胶层55，橡胶层55与插入块57之间连有缓冲弹簧56，橡胶层55、缓冲弹簧56的设置起到缓冲的效果，减少了高强度预制混凝土管桩下锤时出现的损伤程度，且橡胶层55与插入块57之间为滑动配合连接，对应板51与连接板41二者分离时，只需拧转锁定螺栓53，锁定螺栓53呈螺旋式向外转动直到锁定螺栓53的内端与嵌入块52分离，此时，对应板51与连接板41二者可随时分离。
所述的支撑式定位单元6包括四个定位机构61、两个支撑架62、连接板63、穿过孔64、螺纹筒65、扩径筒66，两个支撑架62之间为交叉嵌入式连接，支撑架62的两端安装有两个定位机构61，定位机构61安装在主钢筋11上，支撑架62的上端通过连接件与连接板63连接，连接板63上开设有穿过孔64，穿过孔64与螺纹筒65之间为螺纹配合连接，螺纹筒65的上端安装有扩径筒66，所述的扩径筒66的内径从上往下逐渐缩小，减小了内置钢筋的下插难度，且扩径筒66的内径壁的下半部分设有橡胶套，橡胶套的设置对插入后的内置钢筋起到环绕式增阻限位,具体工作时，通过定位机构61对捆扎钢带12的拐角处以及主钢筋11的位置进行锁定连接，通过两个支撑架62对四个定位机构61之间的位置进行支撑连接，在高强度预制混凝土管桩打入地下后，将内置钢筋插入到高强度预制混凝土管桩内部，内置钢筋的下端依次穿过扩径筒66、螺纹筒65后插入到定位孔43内，在重力的作用下，通过锁定机构44对内置钢筋的下端进行夹持锁定，通过扩径筒66对内置钢筋的中部进行多点环绕式限位。
所述的定位机构61包括包裹架611、定位杆612和两个捆扎钢丝613，包裹架611的上下两端安装有两个捆扎钢丝613，捆扎钢丝613捆扎在主钢筋11上，包裹架611的中部安装有定位杆612，所述的定位杆612的端面与捆扎钢带12为贴合状态，包裹架611包裹在主钢筋11的外部，定位杆612与支撑架62之间通过连接件连接,具体工作时，将包裹架611包裹在主钢筋11后，通过两个捆扎钢丝613将包裹架611捆扎在主钢筋11上，同时通过定位杆612对捆扎钢带12的拐角位置进行支撑连接，从而提高了稳定性。
工作时：
组装：通过定位机构61、支撑架62对骨架1的结构进行加强固定，将连接板63固定安装在支撑架62上，之后，对骨架1外部包裹有混凝土外层2；
将高强度预制混凝土管桩打入地下，将内置钢筋有序插入到高强度预制混凝土管桩内，内置钢筋的下端进入到定位孔43后与下压架443接触，在重力的作用下，通过锁定机构44对内置钢筋的下端进行夹持锁定，通过扩径筒66对内置钢筋的中部进行多点环绕式限位；
内置钢筋安装完毕后，往高强度预制混凝土管桩内部进行灌浆处理。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种高强度预制混凝土管桩，包括骨架(1)、混凝土外层(2)、第一端头(3)、第二端头(4)、插入头(5)和支撑式定位单元(6)，其特征在于：所述的骨架(1)外部包裹有筒状的混凝土外层(2)，混凝土外层(2)的上端安装有第一端头(3)，混凝土外层(2)的下端安装有第二端头(4)，第二端头(4)的下端安装有插入头(5)，骨架(1)上从上往下均匀设有支撑式定位单元(6)；
所述的骨架(1)包括主钢筋(11)、捆扎钢带(12)，主钢筋(11)之间通过捆扎钢带(12)连接，且捆扎钢带(12)从上往下布置；
所述的第二端头(4)包括连接板(41)、嵌入槽(42)、定位孔(43)和锁定机构(44)，连接板(41)与混凝土外层(2)的下端连接，连接板(41)的侧端对称开设有嵌入槽(42)，连接板(41)的上端开设有定位孔(43)，定位孔(43)上设有锁定机构(44)；
所述的插入头(5)包括对应板(51)、嵌入块(52)、锁定螺栓(53)、缓冲块(54)、橡胶层(55)、缓冲弹簧(56)和插入块(57)，对应板(51)的上端对称安装有嵌入块(52)，嵌入块(52)位于嵌入槽(42)内，嵌入槽(42)与锁定螺栓(53)的中部为螺纹配合连接，锁定螺栓(53)的内端与嵌入块(52)之间为嵌入连接，对应板(51)的下端安装有缓冲块(54)，缓冲块(54)的下端面铺设有橡胶层(55)，橡胶层(55)与插入块(57)之间连有缓冲弹簧(56)，且橡胶层(55)与插入块(57)之间为滑动配合连接；
所述的支撑式定位单元(6)包括四个定位机构(61)、两个支撑架(62)、连接板(63)、穿过孔(64)、螺纹筒(65)、扩径筒(66)，两个支撑架(62)之间为交叉嵌入式连接，支撑架(62)的两端安装有两个定位机构(61)，定位机构(61)安装在主钢筋(11)上，支撑架(62)的上端通过连接件与连接板(63)连接，连接板(63)上开设有穿过孔(64)，穿过孔(64)与螺纹筒(65)之间为螺纹配合连接，螺纹筒(65)的上端安装有扩径筒(66)；
所述的定位机构(61)包括包裹架(611)、定位杆(612)和两个捆扎钢丝(613)，包裹架(611)的上下两端安装有两个捆扎钢丝(613)，捆扎钢丝(613)捆扎在主钢筋(11)上，包裹架(611)的中部安装有定位杆(612)。
2.根据权利要求1所述的一种高强度预制混凝土管桩，其特征在于：所述的第一端头(3)包括端头板(31)、橡胶层(32)，端头板(31)安装在混凝土外层(2)的上端，且端头板(31)的上端嵌入有橡胶层(32)。
3.根据权利要求1所述的一种高强度预制混凝土管桩，其特征在于：所述的锁定机构(44)包括两个锁定架(441)、两个弹性绳(442)、下压架(443)和内置弹簧(444)，锁定架(441)与定位孔(43)之间为销轴连接，锁定架(441)与定位孔(43)侧壁之间连有弹性绳(442)，两个锁定架(441)之间设有下压架(443)，下压架(443)与定位孔(43)之间为滑动配合连接，且下压架(443)的下端与定位孔(43)之间连有内置弹簧(444)。
4.根据权利要求3所述的一种高强度预制混凝土管桩，其特征在于：所述的下压架(443)的左右两端对称开设有内凹槽，且内凹槽内放置有滚珠。
5.根据权利要求1所述的一种高强度预制混凝土管桩，其特征在于：所述的定位杆(612)的端面与捆扎钢带(12)为贴合状态，包裹架(611)包裹在主钢筋(11)的外部，定位杆(612)与支撑架(62)之间通过连接件连接。
6.根据权利要求1所述的一种高强度预制混凝土管桩，其特征在于：所述的扩径筒(66)的内径从上往下逐渐缩小，且扩径筒(66)的内径壁的下半部分设有橡胶套。
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