CN114164822A - 一种混凝土桩连接结构及预制混凝土桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土桩连接结构及预制混凝土桩，所述混凝土桩连接结构包括第二连接桩和第一连接桩，所述第二连接桩的全部或部分主筋的端部伸出第二连接桩的端面，形成主筋伸出部，进而形成桩连接的插接部，所述第一连接桩的桩身内设有端口朝向桩身端面外侧的连接管，该连接管端口构成桩连接的套筒部，所述插接部能插入套筒部连接管并通过结构胶固定连接，所述主筋伸出部的长度大于或等于对应主筋的直径的三倍，所述主筋伸出部的长度小于或等于所述连接管的内部空间的长度。本发明所述的一种混凝土桩连接结构及预制混凝土桩真正实现了一根成桩的抗剪性能、抗弯性能和抗拔性能最优，同时兼有很强的耐腐蚀性。

Description

一种混凝土桩连接结构及预制混凝土桩

技术领域

本发明涉及预制混凝土桩技术领域，具体涉及一种混凝土桩连接结构及预制混凝土桩。

背景技术

随着我国经济水平的不断提高，预制混凝土桩经历了开始从日本引进先进的产品、技术和工艺到独立自主研发新产品和新工艺的快速发展阶段，截至到目前我国已成为全球管桩产量最大、品种最多、规格最全、应用范围最广的国家之一。据统计，2020年我国预制混凝土桩产量为45362万米，同比增长5.44％。与此同时，对桩的竖向承载力以及抗弯、抗剪、抗拔的综合性能提出了更高的要求。为了获得更好的施工效果，现有技术的预制混凝土桩的桩端端板的焊接连接工艺在工程实践中由于焊接质量因人为因素得不到有效保障，且施工效率低，对环境造成污染。因此一种新型预制混凝土桩的连接结构急需被研制。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种混凝土桩连接结构。本发明采用的技术手段如下：

一种混凝土桩连接结构，包括第一连接桩和第二连接桩，所述第二连接桩的全部或部分主筋的端部伸出第二连接桩的端面，形成主筋伸出部，进而形成桩连接的插接部，所述第一连接桩的连身内设有端口朝向桩身端面外侧的连接管，该连接管端口构成桩连接的套筒部，所述插接部能插入套筒部连接管并通过结构胶固定连接，所述第二连接桩的主筋伸出部的长度大于或等于对应主筋的直径的三倍，所述主筋伸出部的长度小于或等于所述连接管的内部空间的长度。

进一步地，所述主筋伸出部为对称分布或均布分布。

进一步地，所述连接管的端部设有径向向内的凸缘，形成能对钢筋镦头进行限位的限位孔。

进一步地，所述连接管包括连接管主体和用于与主筋相连的连接部，所述连接部为径向向内的凸缘，所述凸缘能将主筋的镦头限位于连接管主体内，所述连接管主体的长度为60㎜以上。，所述连接管主体的两端均设有内螺纹。

进一步地，所述连接部为通过螺纹固定在连接管主体内侧的连接螺母，所述连接螺母朝向连接管主体内侧的一端的端面为内凹的锥形面，所述连接螺母的另一端内侧为六角孔结构。

进一步地，所述连接部为通过螺纹固定在连接管主体内侧的连接螺母，所述连接螺母的内侧和外侧均设有螺纹。

进一步地，所述连接管内设有用于卡接主筋伸出部的卡固件。

进一步地，所述卡固件包括通过螺纹固定在连接管内的卡固件主体和设置于卡固件主体上的两个以上的弹性卡片，所述主筋能穿过所述的两个以上的弹性卡片之间并通过弹性卡片的回弹实现卡接。

进一步地，所述第二连接桩的部分主筋伸出第二连接桩的端面，形成主筋伸出部，第二连接桩的其余主筋的端部连接有第一连接套筒，所述第一连接套筒的开口朝向第二连接桩的端面外侧，所述第一连接桩与主筋伸出部对应位置设有连接管，第一连接桩的其余主筋的端部连接有第二连接套筒，所述第二连接套筒的开口朝向第一连接桩的端面外侧。

进一步地，所述第二连接桩为预应力与非预应力混合桩时，第二连接桩的部分主筋一端与连接管相连，其余主筋为预应力主筋的，第二连接桩的该预应力主筋两端设有张拉套筒；所述第一连接桩为预应力与非预应力混合桩时，第一连接桩的与主筋伸出部对应位置的主筋与连接管相连，其余主筋为预应力主筋的，第一连接桩的该预应力主筋两端设有张拉套筒。

进一步地，部分或全部的第一连接套筒内固定有插杆，对应位置的第二连接套筒内固定有卡接部，所述插杆能插入卡接部并实现卡接。

进一步地，所述插杆包括固定座和设置在固定座上的插头，所述插头的外壁上设有卡齿，所述卡接部包括固定套筒，所述固定套筒内设有弹性螺母容纳腔，所述弹性螺母容纳腔内设有弹性螺母，所述弹性螺母包括能径向扩张和收缩的弹性部，所述弹性部的内侧设有与插头配合的卡齿，所述固定套筒远离插入端的一端设有能对弹性螺母进行限位的限位件，所述弹性螺母容纳腔靠近插入端的一端设有对弹性螺母进行限位的第一台阶面。

进一步地，所述弹性螺母包括环形的弹性螺母本体和设置在弹性螺母本体上的两个以上的弹片，所述弹片的端部朝向插杆插入的一端，所述弹片的内侧设有与插头配合的卡齿，所述限位件为具有卡环，所述卡环固定或限位于固定套筒内。

一种预制混凝土桩，包括本发明所述的混凝土桩连接结构。

与现有技术比较，本发明所述的一种混凝土桩连接结构及预制混凝土桩实现了真正的成桩主筋同轴、一致连接，且连接部的强度强于主筋本身的强度，保证了连接后成桩的完整性，在承载力完全能满足施工要求的前提下，真正实现了一根成桩的抗剪性能、抗弯性能和抗拔性能最优。本发明在连接处通过工程胶固定连接，工程胶通常都具备很好的防腐蚀性能，因而该预制混凝土桩成桩后还兼有很强的耐腐蚀性。

附图说明

图1是本发明实施例一所述的第二连接桩的立体示意图。

图2是图1的仰视图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是本发明实施例一所述的连接管的结构示意图。

图5是本发明实施例一的结构示意图。

图6是本发明实施例二所述的第二连接桩的立体示意图。

图7是图6的仰视图。

图8是图7的B-B剖视图。

图9是本发明实施例二的结构示意图。

图10是本发明实施例三所述的第二连接桩的立体示意图。

图11是图10的仰视图。

图12是图11的C-C剖视图。

图13是本发明实施例三所述的连接管的结构示意图。

图14是本发明实施例三的结构示意图。

图15是图14的D处放大图。

图16是本发明实施例四所述的第二连接桩的立体示意图。

图17是图16的仰视图。

图18是图17的E-E剖视图。

图19是本发明实施例四所述的连接管的结构示意图。

图20是本发明实施例四的主筋与连接管的连接关系示意图。

图21是本发明实施例四的结构示意图。

图22是本发明实施例五所述的第二连接桩的立体示意图。

图23是图22的仰视图。

图24是图23的F-F剖视视角的配筋示意图。

图25是本发明实施例五的结构示意图。

图26是本发明实施例七所述的第二连接桩的主视示意图。

图27是图26的俯视图。

图28是图27的G-G剖视图。

图29是本发明实施例七的结构示意图。

图30是本发明实施例八所述的第二连接桩的立体示意图。

图31是本发明实施例八所述的第二连接桩的主视示意图。

图32是图31的H-H剖视图。

图33是本发明实施例八的结构示意图。

图34是本发明实施例九所述的第二连接桩的立体示意图(局部剖视)。

图35是本发明实施例九所述的第二连接桩的主视示意图(局部剖视)。

图36是本发明实施例十所述的第二连接桩的立体示意图。

图37是本发明实施例十所述的第二连接桩的主视示意图。

图38是图37的J-J剖视图。

图39是本发明实施例十的结构示意图。

图40是本发明实施例十的另一结构示意图。

图41是本发明实施例十一所述的第二连接桩的立体示意图。

图42是本发明实施例十一所述的第二连接桩的主视示意图。

图43是图42的K-K剖视图。

图44是本发明实施例十一的结构示意图。

图45是本发明实施例十二所述的第二连接桩的立体示意图。

图46是本发明实施例十二所述的第二连接桩的主视示意图。

图47是图46的L-L剖视图。

图48是本发明实施例十二的结构示意图。

图49是本发明实施例十三所述的第二连接桩的结构示意图。

图50是本发明实施例十三的结构示意图。

图51是本发明实施例所述的机械接头的结构示意图。

图52是本发明实施例所述的插杆的结构示意图。

图53是本发明实施例所述的固定套筒的结构示意图。

图54是图53的B-B剖面图。

图55是图53的C-C剖面图。

图56是本发明实施例所述的弹性螺母的结构示意图。

图57是图56的右视图。

图58是图57的D-D剖面图。

图59是本发明实施例所述的限位件的结构示意图。

图60是图59的侧视图。

图61是本发明实施例十四所述的第二连接桩的结构示意图。

图62是本发明实施例十四的结构示意图。

图63是现有技术的可连接方桩的立体示意图。

图64是图63的仰视图。

图65是图64的M-M剖视图。

具体实施方式

实施例一

如图1至图5所示，一种混凝土桩连接结构，包括第一连接桩6和第二连接桩5，所述第二连接桩5的全部主筋1的端部伸出第二连接桩5的端面，形成主筋伸出部11，进而形成桩连接的插接部，所述第一连接桩的桩身内设有端口朝向桩身端面外侧的连接管，该连接管端口构成桩连接的套筒部，所述插接部能插入套筒部连接管并通过结构胶固定连接，所述主筋伸出部的长度大于或等于对应主筋的直径的三倍，所述主筋伸出部的长度小于或等于所述连接管的内部空间的长度。本实施例中，所有主筋1均布分布，保证预应力桩的预压力等效、预压力相同，保证均衡施压，保证桩的最优质量。本实施例中，第二连接桩和第一连接桩均为管桩。在实际生产时，第二连接桩可以根据实际需要只设置一端主筋伸出，第一连接桩可以只设置一端设有连接管，也可以将第二连接桩和第一连接桩均设置为一端设有连接管、一端主筋伸出的结构，也就是第二连接桩和第一连接桩结构相同。换言之，第一连接桩作为最底端的一节桩时，其上端可以根据需要依次连接一节或多节第二连接桩，无论是最底端一节桩与次底端一节桩的连接结构还是除最底端一节桩外的其他桩之间的连接结构，均在本发明要求保护的范围之内。本实施例中，第一连接桩的底端主筋不伸出端面，可以在端面处设置与主筋相连的张拉套筒、也可以在底端设置桩尖(包括但不限于混凝土桩尖和钢桩尖)，也可以在底端设置端板。本实施例中，第一连接桩的底端设有与主筋相连的张拉套筒3。

在一优选实施例中，如图4所示，所述连接管2包括连接管主体21和用于与主筋1相连的连接部22，所述连接部22为径向向内的凸缘，所述凸缘能将主筋1的镦头限位于连接管主体21内，所述连接管主体21的长度为60㎜以上。在一优选实施例中，所述连接部22为通过螺纹固定在连接管主体内侧的连接螺母。所述连接螺母朝向连接管主体内侧的一端的端面为内凹的锥形面，所述连接螺母的另一端内侧为六角孔结构，便于使用六角扳手进行旋扭安装。所述锥形面的顶角为120度，所述连接螺母的径向长度为10㎜以上。所述连接管主体21的两端内侧均设有螺纹，一端用于安装连接螺母，另一端用于主筋的张拉，作为张拉孔使用，也可以通体设有内螺纹，进一步增强插接部和套筒部的连接强度。连接管结构便于加工和组装，具备张拉和连接的作用，不改变原有张拉方法的同时实现桩的连接方式的改变，保证生产效率。

实施例二

如图6至图9所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述第二连接桩5的部分主筋1的主筋1的另一端伸出预制混凝土桩的端面，形成主筋伸出部11，进而形成桩连接的插接部，第二连接桩其余主筋1的两端设有连接套筒3，所述连接套筒3为设有内螺纹的套筒状结构。如该预制混凝土桩为预应力桩，部分主筋伸出预制混凝土桩端面，要求预制混凝土桩的每个主筋的长度一致，也就是说，伸出预制混凝土桩端面的主筋和不伸出端面的主筋的长度一致，保证每个主筋的预压力均匀一致。如果预制混凝土桩为非预应力桩，则所有主筋长度不受长度一致的限制。所述主筋伸出部为对称分布或均布分布。这样可以保证桩的力学性能，保证预应力桩的预压力等效、预压力相同，保证均衡施压。本实施例为预应力桩时，连接套筒和连接管在生产过程中均用于主筋的张拉。相应地，第一连接桩6的部分主筋1一端与连接管2相连，该连接管端口构成桩连接的套筒部，第一连接桩其余主筋1的两端设有连接套筒3，所述连接套筒3为设有内螺纹的套筒状结构，本实施例的其他结构与实施例一相同。

实施例三

如图10至图15所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述连接管2内设有用于卡接主筋1的卡固件23。本实施例中，所述卡固件23包括通过螺纹固定在连接管2内的卡固件主体231和设置于卡固件主体231上的两个以上的弹性卡片232，所述主筋1能穿过所述的两个以上的弹性卡片232之间并通过弹性卡片232的回弹实现卡接。具体地，弹性卡片232朝向连接螺母方向设置，主筋为PC钢棒，钢棒镦头可以径向撑开多个弹性卡片232并穿过，之后弹性卡片回弹，卡住钢棒镦头，实现卡接。在一优选实施例中，所述连接管主体21的内孔为设有螺纹的台阶孔，形成朝向连接螺母的台阶面，用于对与大径部分螺纹配合的卡固件23进行轴向定位。在对本实施例的预制混凝土桩进行连接时，桩连接的套筒部灌入结构胶，然后将桩连接的插接部插入桩连接的套筒部内，在结构胶还没有凝固时，卡固件的设置，起到临时连接的作用，便于快速施工，保证工程进度。本实施例中，第一连接桩6的底端设有张拉套筒3和端头板7，本实施例的其他结构与实施例一相同。

实施例四

如图16至图21所示，本实施例与实施例三的不同之处在于，主筋1为螺纹钢，所述主筋1通过螺纹与连接螺母22连接，所述卡固件23的弹性卡片232的内侧设有齿牙233，用于对主筋伸出部11形成的插接部进行卡固。为了便于插接，可以根据需要在主筋伸出部的端部加工锥形导向面。本实施例的其他结构与实施例四相同。同理，在对本实施例的预制混凝土桩进行连接时，桩连接的套筒部灌入结构胶，然后将桩连接的插接部插入桩连接的套筒部内，在结构胶还没有凝固时，卡固件的设置，起到临时连接的作用，便于快速施工，保证工程进度。本实施例中，第一连接桩6的主筋下端不伸出端面，不设置张拉套筒和端头板。

实施例五

如图22至图25所示，本实施例与实施例四的不同之处在于，主筋1为PC钢棒和螺纹钢混合筋，其中，与PC钢棒相连的连接管2的结构与实施例三相同，与螺纹钢相连的连接管2的结构与实施例四相同。同理，在对本实施例的预制混凝土桩进行连接时，桩连接的套筒部灌入结构胶，然后将桩连接的插接部插入桩连接的套筒部内，在结构胶还没有凝固时，卡固件的设置，起到临时连接的作用，便于快速施工，保证工程进度。本实施例中，第一连接桩6的主筋下端设有端头板，主筋中，PC钢棒端部设有张拉套筒，螺纹钢同样不伸出端面。

实施例六

本实施例所述的第二连接桩和第一连接桩为预应力与非预应力混合桩，部分主筋一端与连接管相连，其余主筋为预应力主筋，该预应力主筋两端设有张拉套筒，该张拉套筒也作连接套筒3使用。该预制混凝土桩为预应力与非预应力混合桩，部分主筋伸出预制混凝土桩端面，要求预制混凝土桩的每个主筋的长度一致，保证每个主筋的预压力均匀一致，非预应力主筋长度不受长度一致的限制，根据实际需求进行设置。本实施例的连接管结构与实施例五相同，张拉套筒的结构与实施例二相同。

实施例七

如图26至图29所示，一种混凝土桩连接结构，包括第二连接桩5和第一连接桩6，所述第二连接桩和第一连接桩均为实心方桩，包括桩身，所述第二连接桩和第一连接桩的全部的主筋1为PC钢棒，每根主筋1的一端与连接管2相连，另一端伸出预制混凝土桩的端面，形成主筋伸出部11，进而形成桩连接的插接部，所述连接管2设置于桩身内且所述连接管远离主筋的一端端口朝向桩身的端面外侧，该连接管端口构成桩连接的套筒部，所述主筋伸出部11的长度大于或等于主筋直径的三倍，所述连接管2的内部空间的长度大于或等于主筋直径的三倍，所述主筋伸出部11的长度小于或等于所述连接管2的内部空间的长度。本实施例中，所有主筋1均布对称分布，保证预应力桩的预压力等效、预压力相同，保证均衡施压，保证桩的最优质量。本实施例中，第一连接桩的底端设有与主筋相连的张拉套筒。本实施例中连接管的结构与实施例一相同。

实施例八

如图30至图33所示，本实施例与实施例七的不同之处在于，所述连接管2内设有用于卡接主筋的卡固件23。本实施例中，卡固件23的结构与实施例三相同，所述卡固件23包括通过螺纹固定在连接管内的卡固件主体和设置于卡固件主体上的两个以上的弹性卡片，所述主筋能穿过所述的两个以上的弹性卡片之间并通过弹性卡片的回弹实现卡接。具体地，弹性卡片朝向连接螺母方向设置，主筋为PC钢棒，钢棒镦头可以径向撑开多个弹性卡片并穿过，之后弹性卡片回弹，卡住钢棒镦头，实现卡接。在一优选实施例中，所述连接管主体的内孔为设有螺纹的台阶孔，形成朝向连接螺母的台阶面，用于对与大径部分螺纹配合的卡固件进行轴向定位。在对本实施例的预制混凝土桩进行连接时，桩连接的套筒部灌入结构胶，然后将桩连接的插接部插入桩连接的套筒部内，在结构胶还没有凝固时，卡固件的设置，起到临时连接的作用，便于快速施工，保证工程进度。本实施中，所述第一连接桩6的底端设有桩尖8，主筋的底端与张拉套筒相连。

实施例九

如图34和图35所示，本实施例与实施例七的不同之处在于，所述第二连接桩5和第一连接桩6的部分主筋1一端与连接管2相连，其余主筋1的两端设有张拉套筒3，与连接管相连的主筋的另一端伸出预制混凝土桩的端面，形成主筋伸出部11。本实施例的张拉套筒3的结构和连接管2的结构均与实施例二相同。如第二连接桩5和第一连接桩6为预应力桩，部分主筋伸出预制混凝土桩端面，要求预制混凝土桩的每个主筋的长度一致，也就是说，伸出预制混凝土桩端面的主筋和不伸出端面的主筋的长度一致，保证每个主筋的预压力均匀一致。如果预制混凝土桩为非预应力桩，则所有主筋长度不受长度一致的限制。所述主筋伸出部为对称分布或均布分布。这样可以保证桩的力学性能，保证预应力桩的预压力等效、预压力相同，保证均衡施压。

实施例十

如图36至图40所示，本实施例与实施例八的不同之处在于，主筋1为螺纹钢，所述主筋1通过螺纹与连接螺母连接，所述卡固件23的弹性卡片的内侧设有齿牙，用于对主筋伸出部11形成的插接部进行卡固。为了便于插接，可以根据需要在主筋伸出部11的端部加工锥形导向面。本实施例的连接管2的结构以及主筋与连接管的配合关系与实施例四相同，本实施例的其他结构与实施例八相同。同理，在对本实施例的预制混凝土桩进行连接时，桩连接的套筒部灌入结构胶，然后将桩连接的插接部插入桩连接的套筒部内，在结构胶还没有凝固时，卡固件的设置，起到临时连接的作用，便于快速施工，保证工程进度。本实施例中，第一连接桩的主筋不伸出第一连接桩的底端，可以根据需要选择不设置桩尖(如图39所示)或在第一连接桩的底端设置桩尖(如图40所示)。

实施例十一

如图41至图44所示，本实施例与实施例八的不同之处在于，主筋1为PC钢棒和螺纹钢混合筋，具体地，靠近桩身四个角部的主筋1为PC钢棒，其余主筋为螺纹钢。其中，与PC钢棒相连的连接管2及连接管内的卡固件23的结构与实施例八相同，与螺纹钢相连的连接管2及连接管内的卡固件23的结构与实施例十相同。同理，在对本实施例的预制混凝土桩进行连接时，桩连接的套筒部灌入结构胶，然后将桩连接的插接部插入桩连接的套筒部内，在结构胶还没有凝固时，卡固件的设置，起到临时连接的作用，便于快速施工，保证工程进度。本实施例中，第一连接桩的主筋中，PC钢棒的下端处设置张拉套筒，螺纹钢下端不伸出端面。

实施例十二

如图45至图48所示，本实施例与实施例十一的不同之处在于，靠近桩身四个角部的主筋为螺纹钢，其余主筋为PC钢棒。本实施例中，第一连接桩的主筋中，PC钢棒的下端处设置张拉套筒，螺纹钢下端不伸出端面，且第一连接桩的下端设有桩尖。本实施例的其他结构与实施例十一相同。

实施例十三

如图49和图50所示，本实施例与实施例二的不同之处在于，第二连接桩5的张拉套筒3内固定有插杆，第一连接桩的张拉套筒3内固定有卡接部，所述插杆能插入卡接部并实现卡接，也就是说，第二连接桩5和第一连接桩6的张拉套筒3之间设有机械接头4。快速连接机械接头通过连接套筒与未伸出预制混凝土桩端面的主筋连接。本实施例中，设置机械接头是为了施工时：桩连接的套筒部灌入结构胶，然后将桩连接的插接部插入桩连接的套筒部内，在结构胶还没有凝固时，机械接头起到临时连接，便于快速施工，保证工程进度。机械接头是均匀分布的，保证力的分布是均衡的。所有主筋伸出部也均匀分布，这样可以保证桩的力学性能，这样可以保证预应力桩的预压力等效预压力相同，保证均衡施压，保证桩的最优质量。本实施例的其他结构与实施例二相同。

如图51至图60所示，在一优选实施例中，所述插杆41包括固定座411和设置在固定座411上的插头412，所述固定座411通过螺纹固定在主筋1伸出的一端的连接套筒3内，所述插头412的外壁上设有卡齿，所述卡接部42包括固定套筒421，所述固定套筒421内设有弹性螺母容纳腔422，所述弹性螺母容纳腔422内设有弹性螺母423，所述弹性螺母423包括能径向扩张和收缩的弹性部424，所述弹性部423的内侧设有与插头412配合的卡齿，所述固定套筒421远离插入端的一端设有能对弹性螺母423进行限位的限位件425，所述弹性螺母容纳腔422靠近插入端的一端设有对弹性螺母423进行限位的台阶面。在一优选实施例中，所述弹性螺母423包括环形的弹性螺母本体和设置在弹性螺母本体上的两个以上的弹片，所述弹片的端部朝向插杆插入的一端，所述弹片的内侧设有与插头配合的卡齿，所述限位件425为卡环，所述卡环固定或限位于固定套筒内。所述卡环为设有断口的环状结构，使卡环具有径向弹性，能弹性收缩安装进入固定套筒421的周向凹槽并回弹实现固定。

机械接头除上述结构形式外，还可以为现有任意形式的机械接头，包括但不限于专利【2015204447851】公开的预制混凝土桩快速接头、【2015207122349】公开的机械拼接接头、【2015206485006】公开的镶齿连接机械接头、【201620008421.3】公开的预制混凝土构件插接接头、【201621106867.6】公开的预制混凝土构件机械接头、【201720863564.7】公开的混凝土装配式结构构件插接接头、【201821045918.8】公开的混凝土构件连接接头、【201810847677.7】公开的混凝土构件机械接头、【201810844323.7】公开的预制混凝土构件接头、【201910020327.8】公开的机械接头、【201910718379.2】公开的弹卡机械接头和【202020570599.3】公开的齿牙机械接头等。

实施例十四

如图61和图62所示，本实施例与实施例十三的不同之处在于，本实施例的第二连接桩和第一连接桩为实心方桩。本实施例的连接管2结构和机械接头4结构与实施例十三相同。同理，本实施例的机械接头4对称分布，保证力的分布是均衡的。所有主筋伸出部11也均匀分布，这样可以保证桩的力学性能，这样可以保证预应力桩的预压力等效预压力相同，保证均衡施压，保证桩的最优质量。同样地，如果本实施例的预制混凝土桩为预应力桩，则要求每个主筋1的长度一致，保证每个主筋1的预压力均匀一致；如果预制混凝土桩为非预应力桩，则所有主筋1长度不受长度一致的限制。如果预制混凝土桩为预应力与非预应力混合桩，部分主筋伸出预制混凝土桩端面，要求预制混凝土桩的每个主筋1的长度一致，保证每个主筋的预压力均匀一致，非预应力主筋长度不受长度一致的限制，根据实际需求进行设置。

实施例十五

一种预制混凝土桩，包括上述任意一实施例所述的混凝土桩连接。

本申请各实施例的混凝土桩连接结构实现了真正的成桩主筋同轴、一致连接(如图5、图9、图14、图21、图25、图29、图33、图39、图40、图44、图48、图50、和图62所示，成桩后，所有单节桩的主筋通过本专利的连接方式连接为一体)，且连接部的强度强于主筋本身的强度(如表1、表2及表3所示，本专利所述预制混凝土桩连接结构测试结果表明，连接部在经过抗裂剪力试验、抗弯试验、抗拉实验中，连接处的强度是强于主筋本身的强度。连接管设置于桩身内且所述连接管远离主筋的一端端口朝向桩身的端面外侧，连接管在桩身内起到主筋作用，其强度远大于主筋强度；同时如果主筋是预应力主筋时，连接管替代张拉螺母。由于本专利的连接为两根单桩无间隙连接，承载力主要取决于桩本身结构强度，因此这里不再赘述本专利承载力完全能满足施工要求)，最终真正实现了一根成桩的抗剪性能、抗弯性能和抗拔性能最优；由于连接处通过工程胶固定连接，工程胶通常都具备很好的防腐蚀性能，因而该预制混凝土桩成桩后还兼有很强的耐腐蚀性。

本专利施工时先将桩连接的套筒部灌入结构胶，然后将桩连接的插接部插入桩连接的套筒部内固定连接。此时单桩之间的连接力的大小通过握裹强度来计算评估。握裹强度越大一般用r＝p/3.14dL确定。p，为拔出力，d，钢筋直径，L，钢筋埋入长度。握裹力：一般用混凝土的握裹强度来表示。混凝土抵抗钢筋滑移能力的物理量，以它的滑移力除以握裹面积来表示(mpa)，一般情况下，握裹强度是指沿钢筋与混凝土接触面上的剪应力，亦即是粘结应力。实际上，钢筋周围混凝土的应力及变形状态比较复杂，握裹力使钢筋应力随着钢筋握裹长度而变化，所以，握裹强度随着钢筋种类，外观形状以及在混凝土中的埋设位置，方向的不同而变化，也与混凝土自身强度有关，即混凝土抗压强度越高。工程胶的强度通常几倍于混凝土的强度，因而选择工程胶2倍以上桩身混凝土强度的工程胶，主筋伸如套筒并有效粘接(连接)长度大于或等于主筋直径的七倍就能完全满足连接处强度的要求。为验证，本专利申请前特别做了实验验证，验证结果如表1、表2及表3。

表1为本专利所述预制混凝土桩的管桩实验记录，抗裂剪实验过程中，载荷力达到百分百时，连接处没有出现裂缝，桩身没有出现裂缝。载荷力达到110％时，荷结束时连接处没有出现裂缝，桩身第一次出现宽0.1㎜裂缝。说明连接结构处的强度远高于桩身的强度。

表1管桩抗裂剪力试验记录

表2为本专利所述预制混凝土桩的管桩抗弯试验记录，抗弯实验过程中，载荷力达到百分百时，持荷时连接处没有出现裂缝，桩身没有出现裂缝。载荷力达到115％时，持荷结束时连接处没有出现裂缝，第一次出现裂缝。说明连接结构处的强度远高于桩身的强度。

表2管桩抗弯试验记录

表3为本专利所述预制混凝土桩的管桩拉力载荷检验报告，拉力载荷检验过程中，超过标准125KN的3个实验中，分别是①165.5KN时钢筋断裂，②150.3KN时钢筋墩头部断裂，③162.8KN时钢筋断裂。

表3拉力载荷检验报告

现有的连接方式都无法达到本专利的使用效果，传统的辅筋插接连接方式存在辅筋4直接插接到预制混凝土桩主筋内的混凝土预留孔5中，如图63至图65所示，施工时通过结构胶将二者粘接，辅筋4与混凝土连接，其桩身接头综合力学性能：抗剪、抗弯及抗拔性能远低于本专利，其仅适用于有竖向承载力要求的桩基础，且没有实现主筋在同一轴线连接；另外施工时间跟随胶的凝固时间而受限。传统的端头板焊接连接虽然满足了成桩抗剪、抗弯性能要求，但对于抗拔桩需特殊定制；电焊焊接连接时，要求其焊接满焊三遍，其焊接热量会对混凝土及钢筋墩头产生二次损伤。另外桩两端锚固端头板的构造成本和施工时焊接成本远高于本专利的实施成本，传统桩两端带端板预制混凝土桩也有悖于“节能减排、双碳政策”的大趋势；按行业平均桩长11米的计算方式，2020年我国预制混凝土桩的产量为45362万延长米(数据来源，中国混凝土与水泥制品协会)计算，需要约8247万片端头板，即耗用约160余万吨钢铁，折算下来就需要大约100亿的开销，这些钢铁被取替后，每年会减少约288万吨的碳排放量(每吨粗钢铁大约排放1.8吨碳的标准计算得来)，因此本专利技术被实施后，在确保桩身综合力学性能优于带端板常规预制混凝土桩的同时，有效的降低了钢材耗用，每年至少会减少200余万吨的碳排放量。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (14)

1.一种混凝土桩连接结构，包括第一连接桩和第二连接桩，其特征在于：所述第二连接桩的全部或部分主筋的端部伸出第二连接桩的端面，形成主筋伸出部，进而形成桩连接的插接部，所述第一连接桩的桩身内设有端口朝向桩身端面外侧的连接管，该连接管端口构成桩连接的套筒部，所述插接部能插入套筒部连接管并通过结构胶固定连接，所述第二连接桩的主筋伸出部的长度大于或等于对应主筋的直径的三倍，所述主筋伸出部的长度小于或等于所述连接管的内部空间的长度。

2.根据权利要求1所述的混凝土桩连接结构，其特征在于：所述主筋伸出部为对称分布或均布分布。

3.根据权利要求2所述的混凝土桩连接结构，其特征在于：所述连接管的端部设有径向向内的凸缘，形成能对钢筋镦头进行限位的限位孔。

4.根据权利要求3所述的混凝土桩连接结构，其特征在于：所述连接管包括连接管主体和用于与主筋相连的连接部，所述连接部为径向向内的凸缘，所述凸缘能将主筋的镦头限位于连接管主体内，所述连接管主体的长度为60㎜以上。

5.根据权利要求4所述的混凝土桩连接结构，其特征在于：所述连接部为通过螺纹固定在连接管主体内侧的连接螺母，所述连接螺母朝向连接管主体内侧的一端的端面为内凹的锥形面，所述连接螺母的另一端内侧为六角孔结构。

6.根据权利要求4所述的混凝土桩连接结构，其特征在于：所述连接部为通过螺纹固定在连接管主体内侧的连接螺母，所述连接螺母的内侧和外侧均设有螺纹。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的混凝土桩连接结构，其特征在于：所述连接管内设有用于卡接主筋伸出部的卡固件。

8.根据权利要求7所述的混凝土桩连接结构，其特征在于：所述卡固件包括通过螺纹固定在连接管内的卡固件主体和设置于卡固件主体上的两个以上的弹性卡片，所述主筋能穿过所述的两个以上的弹性卡片之间并通过弹性卡片的回弹实现卡接。

9.根据权利要求1至6中任意一项所述的混凝土桩连接结构，其特征在于：所述第二连接桩的部分主筋伸出第二连接桩的端面，形成主筋伸出部，第二连接桩的其余主筋的端部连接有第一连接套筒，所述第一连接套筒的开口朝向第二连接桩的端面外侧，所述第一连接桩与主筋伸出部对应位置设有连接管，第一连接桩的其余主筋的端部连接有第二连接套筒，所述第二连接套筒的开口朝向第一连接桩的端面外侧。

10.根据权利要求9所述的混凝土桩连接结构，其特征在于：所述第二连接桩为预应力与非预应力混合桩时，第二连接桩的部分主筋一端与连接管相连，其余主筋为预应力主筋的，第二连接桩的该预应力主筋两端设有张拉套筒；所述第一连接桩为预应力与非预应力混合桩时，第一连接桩的与主筋伸出部对应位置的主筋与连接管相连，其余主筋为预应力主筋的，第一连接桩的该预应力主筋两端设有张拉套筒。

11.根据权利要求9所述的混凝土桩连接结构，其特征在于：部分或全部的第一连接套筒内固定有插杆，对应位置的第二连接套筒内固定有卡接部，所述插杆能插入卡接部并实现卡接。

12.根据权利要求11所述的混凝土桩连接结构，其特征在于：所述插杆包括固定座和设置在固定座上的插头，所述插头的外壁上设有卡齿，所述卡接部包括固定套筒，所述固定套筒内设有弹性螺母容纳腔，所述弹性螺母容纳腔内设有弹性螺母，所述弹性螺母包括能径向扩张和收缩的弹性部，所述弹性部的内侧设有与插头配合的卡齿，所述固定套筒远离插入端的一端设有能对弹性螺母进行限位的限位件，所述弹性螺母容纳腔靠近插入端的一端设有对弹性螺母进行限位的第一台阶面。

13.根据权利要求12所述的混凝土桩连接结构，其特征在于：所述弹性螺母包括环形的弹性螺母本体和设置在弹性螺母本体上的两个以上的弹片，所述弹片的端部朝向插杆插入的一端，所述弹片的内侧设有与插头配合的卡齿，所述限位件为具有卡环，所述卡环固定或限位于固定套筒内。

14.一种预制混凝土桩，其特征在于：包括权利要求1至13中任意一项所述的混凝土桩连接结构。

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