CN113653035A - 一种预制混凝土桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制混凝土桩，包括骨架层和混凝土层，所述骨架层包括若干个沿周向均匀分布的钢筋、若干个沿轴向均匀分布的第一环体和若干个沿轴向均匀分布的第二环体；所述第一环体包覆在所述钢筋上，所述钢筋包覆在所述第二环体上，所述第一环体与所述第二环体的倾斜方向相反；本发明通过对其内部钢筋的结构进行优化，使得钢筋获得更优的立体支撑性能，进而提高混凝土桩的强度，同时通过连接结构能够有效的使得外接的钢筋与桩体内的钢筋形成有效连接，进而避免焊接方式存在的固定缺陷，大大提高了连接强度，并且操作也简单方便。

Description

一种预制混凝土桩

技术领域

本发明涉及混凝土桩技术领域，具体涉及一种预制混凝土桩。

背景技术

随着装配式建筑的不断发展，预制的混凝土板、混凝土桩等预制件的使用也越来越广泛；对于预制桩来说，其强度的主要影响因素有两个方面，一个是混凝土本身，另一个是混凝土内的钢筋，因此钢筋的分布结构对混凝土桩启到非常重要的作用；

另外，在实际使用过程中，混凝土状还会遇到续接的情况，例如需要在接入混凝土桩或者再连接其他混凝土结构，但是在连接处往往会产生破坏，若强度不够很容易产生断裂；在续接时，需在其上再续接钢筋，现有技术中往往都是采用焊接的方式进行固定，但是焊接也存在一定的缺陷，例如焊接缺陷，锈蚀等原因，很容易在焊接处产生断裂。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种预制混凝土桩，通过对其内部钢筋的结构进行优化，使得钢筋获得更优的立体支撑性能，进而提高混凝土桩的强度，同时通过连接结构能够有效的使得外接的钢筋与桩体内的钢筋形成有效连接，进而避免焊接方式存在的固定缺陷，大大提高了连接强度，并且操作也简单方便。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种预制混凝土桩，包括骨架层和混凝土层，所述骨架层包括若干个沿周向均匀分布的钢筋、若干个沿轴向均匀分布的第一环体和若干个沿轴向均匀分布的第二环体；

所述第一环体包覆在所述钢筋上，所述钢筋包覆在所述第二环体上，所述第一环体与所述第二环体的倾斜方向相反；

所述第一环体与所述第二环体均为椭圆形环状结构，均由一圆柱状的管体被两个平行的平面切割而成，所述第一环体对应的管体与所述第二环体对于的管体同轴线，其中一个所述第一环体至少与两个所述第二环体重叠。

优选地，该混凝土桩还包括连接结构，所述连接结构包括置于所述混凝土层内的第一基套和置于现浇混凝土内的第二基套，所述第一基套与所述钢筋一一对应且与所述钢筋相固定，所述第二基套上固定有外接钢筋，所述第一基套通过卡接结构与所述第二基套相连接。

优选地，所述卡接结构包括依次设置在所述第一基套内的第一调节垫、弹簧、第二调节垫、卡套以及锁止套，所述第一调节垫上固定有第一连接体，所述第二基套内固定有与所述第一连接体插接的第二连接体；

所述第一基套的内壁呈阶梯结构，所述第一调节垫抵紧在所述第一基套的阶梯处，其中一段钢筋的端部与所述第一调节垫相固定，所述弹簧的两端分别抵紧在所述第一调节垫和第二调节垫上，且所述第二调节垫能够自由的在所述第一基套内移动；

所述卡套位于所述第二调节垫与所述锁止套之间，所述锁止套与所述第一基套螺纹连接，所述卡套通过所述第二调节垫抵紧在所述锁止套上；所述卡套由若干个弧形套组成，这些所述弧形套能够组合成一个完整的空心圆柱体；所述卡套与所述锁止套相近的表面均为斜面，且所述卡套的斜面的倾斜角度大于所述锁止套的斜面的倾斜角度；

所述第二调节垫靠近所述卡套的表面上开设有圆形的限位槽，所述限位槽的外径与所述卡套的外径相同；

所述第二连接体远离所述第二基套的一端的外壁上设置有一圈凸缘，所述凸缘的最大外径大于所述卡套的内径；

当所述第二连接体穿入卡套时，卡套至少具有第一位置和第二位置；当所述卡套处于第一位置时，卡套抵紧在所述锁止套的斜面上，且卡套位于所述限位槽之外；当所述卡套处于第二位置时，所述卡套抵紧在所述锁止套的斜面上，且所述卡套位于所述限位槽内，卡套的内壁抵紧在所述第二连接体上，并且，所述凸缘的最大外径处位于所述卡套之外。

优选地，所述第二连接体具有凸缘的一端开设有供所述第一连接体插入的盲孔，所述第一连接体的外径与所述盲孔的内径相同；

所述盲孔的内壁上开设有一圈环槽，对应的所述第一连接体的外壁上设置有与该环槽相配合的凸环，所述盲孔的周侧开设有若干个沿周向均匀分布的槽口，该槽口延伸至所述盲孔的孔底；当所述卡套处于第二位置时，所述凸环抵紧在所述环槽内。

优选地，所述第一连接体与所述第一锁紧套螺纹连接，所述环槽位于所述盲孔的中部。

优选地，位于所述预制混凝土内的钢筋和所述第一连接体均通过第一锁紧套固定在所述第一调节垫上，所述第一调节垫与所述第一基套螺纹连接并抵紧在所述第一基套的阶梯处；

位于所述现浇混凝土内的钢筋通过第二锁紧套固定在所述第二基套内，并抵紧在所述第二连接体上。

优选地，所述第一基套内还设有一支撑环，所述支撑环嵌套在所述第一连接体上；

当所述第二连接体具有凸缘的一端未穿入锁止套内时，所述支撑环的外壁抵紧在所述卡套的内壁上，且所述卡套位于所述限位槽之外，所述卡套抵紧在锁止套的斜面上；当所述第二连接体具有凸缘的一端穿入锁止套内，且所述卡套处于第二位置时，所述支撑环位于所述卡套之外。

优选地，所述支撑环与所述连接体过盈配合。

优选地，所述第一基套与所述第二基套内均浇筑有防腐胶。

本发明的有益效果在于：

本发明利用环体与钢筋的结合，使得骨架层获得较强的支撑性能，其一，钢筋形成的环形内外分别设有第一环体和第二环体，使得钢筋在径向上的变形得到很好的支撑，同时利用第一环体和第二环体倾斜方向相反并具有重叠的特点，形成立体交叉结构，进而进一步的提高径向变形的能力；其二利用第一环体和第二环体形成的立体交叉结构，使得钢筋轴向上的变形也得到提高，即抗弯能力得到提升，其将钢筋在轴向上的长度进行分割，相当于将钢筋分割呈若干段，进而间接的降低了钢筋的轴向长度，当钢筋长度越短时，其抗弯强度也就越高，同时第一环体和第二环体倾斜的这种设置，也延长了环体与钢筋在轴向上的接触长度，进而也进一步提高了轴向上的支撑，提高了抗弯强度；

另外连接结构的设置也提高了该桩体与外接钢筋的连接，提高连接处的强度，进而避免焊接方式存在的固定缺陷，大大提高了连接强度，并且操作也简单方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种预制混凝土桩的结构示意图；

图2为骨架层的结构示意图；

图3为图2的平面图；

图4为骨架层的爆炸图；

图5为连接结构的结构示意图(第一位置)；

图6为图5中A部的放大图；

图7为第二连接体的结构示意图；

图8为图7的剖视图；

图9为卡套的结构示意图；

图10为连接结构的结构示意图(第二位置)；

图11管体被平面切割的示意图。

附图标记说明：

01-第一基套、02-基台、03-第一锁紧套、04-第二基套、05-第二锁紧套、06-混凝土、07-现浇混凝土、08-钢筋、091-第一环体、092-第二环体、1-锁止套、2-第一调节垫、3-第二调节垫、4-卡套、41-弧形套、5-第一连接体、6-支撑环、7-弹簧、8-第二连接体、81-盲孔、811-环槽、812-槽口、82-凸缘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1至图4所示，本发明提供了一种预制混凝土桩，包括骨架层和混凝土层06，骨架层包括若干个沿周向均匀分布的钢筋08、若干个沿轴向均匀分布的第一环体091和若干个沿轴向均匀分布的第二环体092；

第一环体091包覆在钢筋08上，钢筋08包覆在第二环体092上，第一环体091与第二环体092的倾斜方向相反(如图3所示，一个朝左倾斜，一个朝右倾斜)；即如图2所示，第一环体091包覆在钢筋08形成的环形的外圈上，并与其固定，形成多个固定点，而第二环体092则内嵌在钢筋08形成的环形的内圈上，并与其固定，也形成多个固定点，并且第一环体091与钢筋08之间形成的固定点与第二环体092与钢筋08之间形成的固定点沿着第一环体091与第二环体092的倾斜方向分布，进而形成立体的交叉支撑结构，提高了骨架层整体的支撑强度；

第一环体091与第二环体092均为椭圆形环状结构，均由一圆柱状的管体被两个平行的平面切割而成(如图11，图中两个实线为两个切割平面)，第一环体091对应的管体与第二环体092对于的管体同轴线，其中一个第一环体091至少与两个第二环体092重叠，进而提高支撑强度；第一环体091第二环体092的这种椭圆的结构，能够利用椭圆具有长短轴的特点，并结合倾斜的设置，延长了第一环体0921和第二环体092在钢筋08轴向上的接触长度，进而也进一步提高了轴向上的支撑，提高了抗弯强度。

进一步的，该混凝土桩还包括连接结构，用于连接外接的钢筋08，即其中一个段钢筋08位于混凝土06内，当需要在其上延长钢筋08时，则需要外接钢筋08，进而再现浇混凝土，实现连接和延长，因此该连接结构包括置于混凝土06内的第一基套01和置于现浇混凝土07内的第二基套04；

第一基套01内依次设置有第一调节垫2、弹簧7、第二调节垫3、卡套4以及锁止套1，第一调节垫2上固定有第一连接体5，第二基套04内固定有与第一连接体5插接的第二连接体8；

第一基套01的内壁呈阶梯结构，第一调节垫2抵紧在第一基套01的阶梯处，其中一段钢筋08的端部与第一调节垫2相固定，进而限制第一调节垫2在轴向的一个方向上的位移(即图5中-z方向)，使得该段钢筋08在-z方向上得到限位；弹簧7的两端分别抵紧在第一调节垫2和第二调节垫3上，且第二调节垫3能够自由的在第一基套01内移动，进而使得卡套4也能够产生移动，进而形成卡接；

卡套4位于第二调节垫3与锁止套1之间，锁止套1与第一基套01螺纹连接，如图5所示，锁止套1在与第一基套01螺纹连接时，在其连接处设置一台阶，进而限制锁止套1旋入的距离，使得锁止套1旋入的位置得以保证；同样的第二基套内的第二连接体8也采用该种方式，即第二连接体8通过螺纹旋入第二基套04内，第二连接体8上设置一个台阶，进而抵紧在第二基套04上，使得第二连接体8旋入的位置得以保证；卡套4通过第二调节垫3抵紧在锁止套1上；

为了实现卡套4的卡接，如图9所示，卡套4由若干个弧形套组成，即卡套4的这种设置能够使得卡套4得以扩展和收缩，进而在弹簧7的作用下产生锁紧的效果，这些弧形套41能够组合成一个完整的空心圆柱体，即卡套4本身就是一个圆柱，然后被分割成若干份；卡套4与锁止套1相近的表面均为斜面(如图6中加粗处所示)，且卡套4的斜面的倾斜角度大于锁止套的斜面的倾斜角度(如图6所示)，斜面的设置使得卡套4在弹簧7的作用下能够产生径向的移动，进而能够锁住第二连接体8；

进一步的，为了保证这种锁紧，第二调节垫3靠近卡套4的表面上开设有圆形的限位槽，限位槽的外径与卡套4的外径相同；第二连接体8一端的外壁上设置有一圈凸缘82，凸缘82的最大外径大于卡套4的内径，使得外接的钢筋08(即图5中上方的钢筋08)能够通过第二锁紧套05与第二连接体8的作用固定在第二基套04内，即如图5所示，第二锁紧套05将钢筋08抵紧在第二连接体8上，进而使得该段钢筋08与第二连接体8实现有效的连接；

当第二连接体8穿入卡套4时，卡套4至少具有第一位置和第二位置；当卡套4处于第一位置时(如图10所示)，卡套4抵紧在锁止套1的斜面上，且卡套4位于限位槽之外；当卡套4处于第二位置时(如图5所示)，卡套4抵紧在锁止套1的斜面上，且卡套4位于限位槽内，卡套4的内壁抵紧在第二连接体8上，并且，凸缘82的最大外径处位于卡套4之外；

即如图5所示，为卡套4处于第二位置的示意图，此时的卡套4则位于限位槽内，当上方的第二连接体8想脱离时，其上的凸缘82会撑开卡套4，使得卡套4产生径向位移，但是由于限位槽的存在，卡套4无法产生径向位移，因此此时的上方的第二连接体8无法产生脱离，即+z方向得到限位；然而此时的-z方向并没有得到限制，为此在锁止套1内引入了第一连接体5，即：

第一连接体5的一端与第一调节垫2相固定，其固定通过第一锁紧套03实现，即如图5所示，第一锁紧套03与第一连接体5螺纹连接，第一锁紧套03与第一调节垫2螺纹连接，进而将钢筋08也固定在第一锁紧套03内；第一连接体5的另一端插接在第二连接体8上；第二连接体8具有凸缘82的一端开设有供第一连接体5插入的盲孔81，第一连接体5的外径与盲孔81的内径相同；盲孔81的内壁上开设有一圈环槽811，对应的第一连接体5的外壁上设置有与该环槽811相配合的凸环，该凸环位于第一连接体5远离第一调节垫2的端部，盲孔81的周侧开设有若干个沿周向均匀分布的槽口812(如图7所示)，该槽口812延伸至盲孔81的孔底，该槽口812的开设使得盲孔81的外壁能够产生膨胀和收缩，为了提高膨胀和收缩效果，环槽811位于第一盲孔81的中部；当卡套4处于第二位置时，凸环抵紧在环槽811内；

可以看出，当上方的第二连接体8，想进一步朝-z方向位移时，此时的凸环会脱离环槽811，进而撑开盲孔81，盲孔81被撑开会使得卡套4产生径向位移，但是由于限位槽的存在，卡套4无法产生径向位移，因此在-z方向位移也被限制住，即最终第二连接体8在轴向的两个方向+z和-z都被限制，并且两段钢筋08也通过第一连接体5和第二连接体8产生接触连接，使得钢筋08在轴线上的偏移也得到保证，最终保证了连接的强度；

为了配合第二连接体8的插入和卡套4位置的保持，如图10所示，基套01内还设有一支撑环6，支撑环6嵌套在连接体5上；当第二连接体8具有凸缘82的一端未穿入锁止套1内时，支撑环6的外壁抵紧在卡套4的内壁上，且卡套4位于限位槽之外，卡套4抵紧在锁止套1的斜面上；当第二连接体8具有凸缘82的一端穿入锁止套1内，且卡套4处于第二位置时，支撑环6位于卡套4之外；

即该支撑环6的作用是预先保证卡套4不会被推入限位槽内，使得上方的第二连接体8能顺利进入卡套4内，进而当支撑环6被上方的第二连接体8推掉后，卡套4能够贴在第二连接体8上并进入限位槽内，实现卡接；为保证卡套4能够很好与支撑环6接触，支撑环6可采用磁性材料，进而将卡套4吸附在支撑环6的周围；

对于支撑环6如何在第一连接体5上进行悬停，可采用过盈配合的方式，使得支撑环6悬停在第一连接体5上，也可以采用其他方式，例如使用强度不高的粘合剂进行固定，但需要注意的是，破坏支撑环6在第一连接体5上的滑动的力不能使得弹簧7产生较大的变形，即在推掉支撑环6时，弹簧7不产生形变或者产生微量的变形。

进一步的，为了防止腐蚀氧化，在第一基套01和第二基套05内可浇筑防腐胶，例如环氧树脂等材料。

此外，需要注意的是，该连接结构在实际制造时需要进行尺寸的计算，即需要满足图5和图10的两种位置示意图，使得卡套4能够正好进入第二位置，再此本申请不对具体的尺寸进行限定，实际中可参照图5和图10进行具体的设置。

使用时，采用预制的方式，首先将图5中下方的钢筋08、第一锁紧套03以及第一调节垫2固定好，穿入第一基套01内，为了防止第一调节垫2在第一基套01内脱离，可通过螺纹方式使得第一调节垫2与第一基套01内壁固定，然后再将第一基套01和下方的钢筋08预制在混凝土内，进而使得下方的钢筋08、第一基套01与混凝土实现固定，形成预制桩；然后将弹簧7、第二调节垫2放入第一基套01内，同时将第一连接体5固定在第一锁紧套03上，支撑环6事先固定在第一连接体5上，随后再将卡套4放入，卡套4吸附在支撑环6的周围，进而防止卡套4进入限位槽，随后再旋入锁止套1，使得卡套4与锁止套1的斜面抵紧，最后在插入上方的第二连接体8，第二连接体8进入后会推动支撑环6下移，进而使得卡套4的限制解除，从而在弹簧7和斜面的作用下径向收缩贴合在第二连接体8上，并进入限位槽内，实现锁紧，使得第二连接体8实现有效的连接，待连接后，上方的与第二连接体8固定的钢筋08则裸露出来，此时可进行后续的混凝土浇筑

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种预制混凝土桩，其特征在于，包括骨架层和混凝土层，所述骨架层包括若干个沿周向均匀分布的钢筋、若干个沿轴向均匀分布的第一环体和若干个沿轴向均匀分布的第二环体；

所述第一环体包覆在所述钢筋上，所述钢筋包覆在所述第二环体上，所述第一环体与所述第二环体的倾斜方向相反；

所述第一环体与所述第二环体均为椭圆形环状结构，均由一圆柱状的管体被两个平行的平面切割而成，所述第一环体对应的管体与所述第二环体对于的管体同轴线，其中一个所述第一环体至少与两个所述第二环体重叠。

2.如权利要求1所述的一种预制混凝土桩，其特征在于，该混凝土桩还包括连接结构，所述连接结构包括置于所述混凝土层内的第一基套和置于现浇混凝土内的第二基套，所述第一基套与所述钢筋一一对应且与所述钢筋相固定，所述第二基套上固定有外接钢筋，所述第一基套通过卡接结构与所述第二基套相连接。

3.如权利要求2所述的一种预制混凝土桩，其特征在于，所述卡接结构包括依次设置在所述第一基套内的第一调节垫、弹簧、第二调节垫、卡套以及锁止套，所述第一调节垫上固定有第一连接体，所述第二基套内固定有与所述第一连接体插接的第二连接体；

所述第一基套的内壁呈阶梯结构，所述第一调节垫抵紧在所述第一基套的阶梯处，其中一段钢筋的端部与所述第一调节垫相固定，所述弹簧的两端分别抵紧在所述第一调节垫和第二调节垫上，且所述第二调节垫能够自由的在所述第一基套内移动；

所述卡套位于所述第二调节垫与所述锁止套之间，所述锁止套与所述第一基套螺纹连接，所述卡套通过所述第二调节垫抵紧在所述锁止套上；所述卡套由若干个弧形套组成，这些所述弧形套能够组合成一个完整的空心圆柱体；所述卡套与所述锁止套相近的表面均为斜面，且所述卡套的斜面的倾斜角度大于所述锁止套的斜面的倾斜角度；

所述第二调节垫靠近所述卡套的表面上开设有圆形的限位槽，所述限位槽的外径与所述卡套的外径相同；

所述第二连接体远离所述第二基套的一端的外壁上设置有一圈凸缘，所述凸缘的最大外径大于所述卡套的内径；

当所述第二连接体穿入卡套时，卡套至少具有第一位置和第二位置；当所述卡套处于第一位置时，卡套抵紧在所述锁止套的斜面上，且卡套位于所述限位槽之外；当所述卡套处于第二位置时，所述卡套抵紧在所述锁止套的斜面上，且所述卡套位于所述限位槽内，卡套的内壁抵紧在所述第二连接体上，并且，所述凸缘的最大外径处位于所述卡套之外。

4.如权利要求3所述的一种预制混凝土桩，其特征在于，所述第二连接体具有凸缘的一端开设有供所述第一连接体插入的盲孔，所述第一连接体的外径与所述盲孔的内径相同；

所述盲孔的内壁上开设有一圈环槽，对应的所述第一连接体的外壁上设置有与该环槽相配合的凸环，所述盲孔的周侧开设有若干个沿周向均匀分布的槽口，该槽口延伸至所述盲孔的孔底；当所述卡套处于第二位置时，所述凸环抵紧在所述环槽内。

5.如权利要求4所述的一种预制混凝土桩，其特征在于，所述第一连接体与所述第一锁紧套螺纹连接，所述环槽位于所述盲孔的中部。

6.如权利要求3所述的一种预制混凝土桩，其特征在于，位于所述预制混凝土内的钢筋和所述第一连接体均通过第一锁紧套固定在所述第一调节垫上，所述第一调节垫与所述第一基套螺纹连接并抵紧在所述第一基套的阶梯处；

位于所述现浇混凝土内的钢筋通过第二锁紧套固定在所述第二基套内，并抵紧在所述第二连接体上。

7.如权利要求3所述的一种预制混凝土桩，其特征在于，所述第一基套内还设有一支撑环，所述支撑环嵌套在所述第一连接体上；

当所述第二连接体具有凸缘的一端未穿入锁止套内时，所述支撑环的外壁抵紧在所述卡套的内壁上，且所述卡套位于所述限位槽之外，所述卡套抵紧在锁止套的斜面上；当所述第二连接体具有凸缘的一端穿入锁止套内，且所述卡套处于第二位置时，所述支撑环位于所述卡套之外。

8.如权利要求7所述的一种预制混凝土桩，其特征在于，所述支撑环与所述连接体过盈配合。

9.如权利要求3所述的一种预制混凝土桩，其特征在于，所述第一基套与所述第二基套内均浇筑有防腐胶。

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