CN114718059A - 一种管桩连接结构及其接桩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及管桩施工技术领域，公开了一种管桩连接结构，包括插销、端板、套筒和钢筋，套筒设于端板的内侧表面，钢筋插入套筒远离所述端板的一端，端板上设有与套筒内径相匹配的螺纹连接孔；插销上设有外螺纹，插销的一端穿过上节管桩的螺纹连接孔以插入上节管桩内部的套筒内，并与上节管桩内部的钢筋抵接；插销的另一端穿过下节管桩的螺纹连接孔以插入下节管桩内部的套筒内，并与下节管桩内部的钢筋抵接。本发明还公开了一种管桩连接结构的接桩方法。本发明通过插销连接两节管桩本体内的套筒形成复合型长插销结构，将管桩端板连接处的受力传递到桩身混凝土，减少管桩连接结构端板的变形影响，提高了管桩连接结构的抗弯性能。
Description
技术领域
本发明涉及管桩施工技术领域，特别涉及一种管桩连接结构及其接桩方法。
背景技术
预应力混凝土管桩具有施工速度快、成桩质量好、造价低等优点，近年来在深基坑支护工程中得到推广应用,为满足设计桩长要求，预应力管桩施工常涉及接桩处理，混凝土管桩的承载力不仅与桩身承载力相关，也与管桩连接结构的连接性能密切相关。基坑支护的预应力管桩主要承受水平荷载，管桩连接结构的抗弯性能成为影响支护结构安全的关键因素。
目前，管桩连接主要采用端板焊接和机械接头两种结构形式，基于管桩连接结构对整桩性能的重要性，国家标准GB13476-2009《先张法预应力混凝土管桩》要求管桩连接结构处极限弯矩不得低于桩身极限弯矩，但在实际工程中，传统的端板焊接结构远低于桩身混凝土材料的抗弯性能，制约了PHC管桩在基坑支护工程中的应用，而机械接头结构的连接插销较短，主要应用于竖向受荷桩，虽然表现出较高的抗压和抗拔能力，能够满足抗压桩和抗拔桩的受力要求，但是仍未能有效提高管桩连接结构的抗弯性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管桩连接结构及其接桩方法，以解决传统管桩连接结构抗弯性能不足的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种管桩连接结构，其用于连接上下相邻的两节管桩，每节所述管桩具有用于连接另一节管桩的连接端，所述管桩连接结构包括插销、设于所述连接端的端板和设于每节所述管桩内部的套筒和钢筋，所述套筒固设于所述端板的内侧表面，所述钢筋插入所述套筒远离所述端板的一端，所述端板上设有与所述套筒内径相匹配的螺纹连接孔；
所述插销上设有外螺纹，所述插销的一端穿过上节管桩的螺纹连接孔以插入上节管桩内部的套筒内，并与上节管桩内部的钢筋抵接；所述插销的另一端穿过下节管桩的螺纹连接孔以插入下节管桩内部的套筒内，并与下节管桩内部的钢筋抵接。
优选地，所述套筒设有套筒内螺纹，所述套筒内螺纹与所述螺纹连接孔连续匹配。
优选地，所述钢筋的端部设有用于与所述套筒内螺纹进行螺纹连接的钢筋螺纹连接段。
优选地，所述钢筋的长度为300-800mm，所述钢筋的直径为18-22mm，所述套筒的长度为100-200mm。
优选地，所述插销包括插销螺纹连接段和插销带肋植筋段，所述端板与所述套筒通过所述插销螺纹连接段或插销带肋植筋段连接，所述插销带肋植筋段的直径略小于所述内螺纹的小径。
优选地，所述插销的长度为200-300mm，所述插销螺纹连接段和插销带肋植筋段的长度为100-150mm，所述插销带肋植筋段的直径比所述内螺纹的小径小2-3mm。
优选地，所述端板表面上设有若干个环形分布的预应力筋锚孔，所述预应力筋锚孔设于所述端板表面偏外侧，所述螺纹连接孔设于所述端板表面偏内侧。
优选地，所述端板的厚度为20-30mm，所述端板的外周表面设有焊接坡口，所述焊接坡口径向深度为15-25mm，轴向厚度为5-10mm。
优选地，还包括桩套箍和预应力钢棒，所述桩套箍设于所述管桩本体的外周表面，所述预应力钢棒穿入所述预应力筋锚孔与所述端板固定连接。
为了实现相同目的，本发明还提供一种管桩接桩方法，其包括以下步骤：
S1、在每节待接桩的管桩内预埋所述套筒和所述钢筋，并使得钢筋插入套筒内，并在管桩的连接端形成端板；
S2、将所述插销的一端穿过上节管桩的端板插入其套筒内，并使得插销与其钢筋抵接；
S3、在每节管桩的端板表面以及下节管桩的套筒内部涂抹结构植筋胶；
S4、将已经插入插销的上节管桩吊装至下节管桩并进行对准，并将插销的另一端穿过下节管桩的端板插入其套筒内，并使得插销与其钢筋抵接；
S5、焊接上下相邻的两节管桩的端板。
本发明实施例一种管桩连接结构与现有技术相比，其有益效果在于：本发明实施例的管桩连接结构在管桩本体内预埋钢筋和套筒，通过插销连接两节管桩本体内的套筒形成复合型长插销结构，将管桩连接结构的受力传递到桩身混凝土，减少管桩连接结构端板的变形影响，进而提高管桩连接结构的抗弯性能。
附图说明
图1是本发明实施例管桩连接结构的结构示意图；
图2是本发明实施例管桩连接结构的端板的主视图；
图3是是图2中A-A向剖视图；
图4是本发明实施例管桩连接结构的插销、套筒和钢筋的结构示意图；
图5是本发明实施例管桩连接结构的接桩方法的步骤示意图。
图中，1、端板；101、焊接坡口；102、预应力筋锚孔；103、螺纹连接孔；2、套筒；201、内螺纹；3、钢筋；301、钢筋螺纹连接段；4、插销；401、插销螺纹连接段；402、插销带肋植筋段；5、预应力钢棒；6、桩套箍；7、结构植筋胶。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置和元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-4所示，本发明实施例优选实施例的一种管桩连接结构，其用于连接上下相邻的两节管桩，每节管桩具有用于连接另一节管桩的连接端，管桩连接结构包括端板1、套筒2、钢筋3和插销4，每节管桩的连接端都设有端板1，每节管桩内部都设有套筒2和钢筋3，套筒2通过焊接与端板1的内侧表面连接，钢筋3插入套筒2远离端板1的一端，端板1上设有与套筒2内径相匹配的螺纹连接孔103；插销4上设有外螺纹，插销4的一端穿过上节管桩的螺纹连接孔103以插入上节管桩内部的套筒2内，并与上节管桩内部的钢筋3抵接，插销4的另一端穿过下节管桩的螺纹连接孔103以插入下节管桩内部的套筒2内，并与下节管桩内部的钢筋3抵接，通过插销4连接上下两节管桩本体内的套筒2形成一种复合型长插销连接结构，该连接结构将管桩的受力传递到桩身混凝土，减少端板1的变形影响，有效地提高管桩连接结构的抗弯性能。
具体地，本实施例中的套筒2设有套筒内螺纹201，套筒内螺纹201与螺纹连接孔103连续匹配，使得插销4可与端板1、套筒2进行螺纹配对，接桩前预先将插销4与上节管桩内部的套筒2进行螺纹紧固连接。
为了提高套筒2和钢筋3的连接稳固性，本实施例中，钢筋3的端部设有用于与套筒内螺纹201连接的钢筋螺纹连接段301，将钢筋螺纹连接段301插入套筒内螺纹201形成螺纹连接，然后将套筒2和钢筋3预埋于每节待接桩的管桩的内部。优选地，钢筋长度为300-800mm，钢筋直径为18-22mm，套筒长度为100-200mm。
本实施例中，插销4包括插销螺纹连接段401和插销带肋植筋段402，在上节管桩内，插销螺纹连接段401穿过上节管桩的端板1插入其套筒2内，并使得插销4与其钢筋3抵接。接桩时，将上节管桩露出的插销带肋植筋段402穿过下节管桩的端板1插入其套筒2内，并使得插销4与其钢筋3抵接，从而连接上下两节管桩。为了使已插入插销4的上节管桩顺利连接下节管桩，插销带肋植筋段402的直径设计成略小于套筒内螺纹201的小径，吊装上节管桩时，只需将上节管桩露出的插销带肋植筋段402对准下节管桩的端板1的螺纹连接孔103，便可顺利插入其套筒2内。
更具体地，插销4的长度为200-300mm，插销螺纹连接段401和插销带肋植筋段402的长度为100-150mm，插销带肋植筋段402的直径比套筒内螺纹201的小径小2-3mm。优选地，插销的长度为300mm，插销螺纹连接段401和插销带肋植筋段402的长度为150mm，插销带肋植筋段402的直径比所述内螺纹的小径小3mm。
更优选地，本实施例的端板1表面上设有若干个环形分布的预应力筋锚孔102，预应力筋锚孔102设于端板1表面偏外侧，螺纹连接孔103设于端板1表面偏内侧。具体地，若以实际工程中直径800mm、壁厚130mm的PHC管桩为例，预应力筋锚孔102的轴线与端板1的轴线距离可设置为345mm，螺纹连接孔103的轴线与端板1的轴线距离设置为305mm；若以直径1000mm、壁厚130mm的PHC管桩为例，预应力筋锚孔102的轴线与端板1的轴线距离可设置为440mm，螺纹连接孔103的轴线与端板1的轴线距离设置为405mm，制作管桩时，在管桩内部偏管桩外侧预埋若干根环形分布的预应力钢棒5，预应力钢棒5穿入相对应的预应力筋锚孔102与端板1固定连接，从而增强管桩本体的刚度。
进一步地，本实施例中，端板1的厚度为20-30mm，为了在两节管桩的端板1的连接处进行焊接，端板1的外周表面设有焊接坡口101，焊接坡口101径向深度为15-25mm，轴向厚度为5-10mm。
更进一步地，本实施例的管桩连接结构还包括桩套箍6，桩套箍6设于管桩本体的外周表面，用于提高管桩本体的抗弯性能，防止桩头产生横向变形。
如图5所示，本发明实施例提供一种管桩接桩方法，其包括以下步骤：
S1、在每节待接桩的管桩内预埋套筒2和钢筋3，并使得钢筋3插入套筒2内，并在管桩的连接端形成端板1；
具体地，在工厂生产PHC管桩或PRC管桩接头配件时，套筒2的套筒内螺纹201与端板1的螺纹连接孔103的螺纹连续匹配，钢筋3与套筒2螺纹连接，并将套筒2焊接于端板1的内侧表面，在工厂离心成型管桩时，将套筒2和钢筋3预埋在管桩中；
S2、将插销4的一端穿过上节管桩的端板1插入其套筒2内，并使得插销4与其钢筋3抵接；
具体地，插销螺纹连接段401穿过上节管桩的端板1插入其套筒2内，并使得插销4与其钢筋3抵接；
S3、下节管桩的套筒2内注入结构植筋胶，上、下管桩的端板1均匀涂抹结构植筋胶；
具体地，下节管桩施工沉桩至接桩位置后，将上、下节管桩的端板1表面清理干净，然后在端板1表面均匀涂抹结构植筋胶7，并在下节管桩的螺纹连接孔103和套筒2内注入结构植筋胶7，从而提供上、下节管桩的端板1之间的黏结强度以及下节管桩内套筒2与插销4的黏结强度，并阻断了端板1连接面与空气、水的接触，有效提升接头构件的完整性、耐久性和抗弯性能；
S4、将已经插入插销4的上节管桩吊装至下节管桩并进行对准，上节管桩露出的插销带肋植筋段402穿过下节管桩的端板1插入其套筒2内，并使得插销4与其钢筋3抵接，插接后结构植筋胶7宜溢出接口；
S5、焊接上下相邻的两节管桩的端板1；
具体地，上、下节管桩对中接入后，清除焊接坡口101溢出的多余的结构植筋胶7，并用铁刷刷至露出金属光泽，然后满焊上、下节管桩的端板1，完成接桩。
本发明的工作过程为：先在每节待接桩的管桩内预埋套筒2和钢筋3，并使得钢筋3插入套筒2内，并在管桩的连接端形成端板1，然后在每节管桩的端板1表面以及下节管桩的套筒2内部涂抹结构植筋胶7，再将插销4的一端穿过上节管桩的端板1插入其套筒2内，并使得插销4与其钢筋3抵接，紧接着将已经插入插销4的上节管桩吊装至下节管桩并进行对准，并将插销4的另一端穿过下节管桩的端板1插入其套筒2内，使得插销4与其钢筋3抵接，最后焊接上下相邻的两节管桩的端板1，完成接桩。
综上，本发明实施例提供一种管桩连接结构及其接桩方法，其整体结构及制作工艺简单，均可通过工厂化预制加工，构件质量可靠，而且无需对现有管桩生产工艺做调整，无需增加辅助施工设备，易于实现且施工质量有保证，更重要的是该管桩连接结构有效提升管桩接头抗弯性能，满足实际施工的技术需要。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种管桩连接结构，其用于连接上下相邻的两节管桩，每节所述管桩具有用于连接另一节管桩的连接端，其特征在于：所述管桩连接结构包括插销、设于所述连接端的端板和设于每节所述管桩内部的套筒和钢筋，所述套筒固设于所述端板的内侧表面，所述钢筋插入所述套筒远离所述端板的一端，所述端板上设有与所述套筒内径相匹配的螺纹连接孔；
所述插销上设有外螺纹，所述插销的一端穿过上节管桩的螺纹连接孔以插入上节管桩内部的套筒内，并与上节管桩内部的钢筋抵接；所述插销的另一端穿过下节管桩的螺纹连接孔以插入下节管桩内部的套筒内，并与下节管桩内部的钢筋抵接。
2.如权利要求1所述的管桩连接结构，其特征在于：所述套筒设有套筒内螺纹，所述套筒内螺纹与所述螺纹连接孔连续匹配。
3.如权利要求2所述的管桩连接结构，其特征在于：所述钢筋的端部设有用于与所述套筒内螺纹进行螺纹连接的钢筋螺纹连接段。
4.如权利要求3所述的管桩连接结构，其特征在于：所述钢筋的长度为300-800mm，所述钢筋的直径为18-22mm，所述套筒的长度为100-200mm。
5.如权利要求4所述的管桩连接结构，其特征在于：所述插销包括插销螺纹连接段和插销带肋植筋段，所述端板与所述套筒通过所述插销螺纹连接段或插销带肋植筋段连接，所述插销带肋植筋段的直径略小于管桩内螺纹的小径。
6.如权利要求5所述的管桩连接结构，其特征在于：所述插销的长度为200-300mm，所述插销螺纹连接段和插销带肋植筋段的长度为100-150mm，所述插销带肋植筋段的直径比所述内螺纹的小径小2-3mm。
7.如权利要求6所述的管桩连接结构，其特征在于：所述端板表面上设有若干个环形分布的预应力筋锚孔，所述预应力筋锚孔设于所述端板表面偏外侧，所述螺纹连接孔设于所述端板表面偏内侧。
8.如权利要求7所述的管桩连接结构，其特征在于：所述端板的厚度为20-30mm，所述端板的外周表面设有焊接坡口，所述焊接坡口径向深度为15-25mm，轴向厚度为5-10mm。
9.如权利要求8所述的管桩连接结构，其特征在于：还包括桩套箍和预应力钢棒，所述桩套箍设于管桩的外周表面，所述预应力钢棒穿入所述预应力筋锚孔与所述端板固定连接。
10.一种管桩接桩方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1、在每节待接桩的管桩内预埋所述套筒和所述钢筋，并使得钢筋插入套筒内，并在管桩的连接端形成端板；
S2、将所述插销的一端穿过上节管桩的端板插入其套筒内，并使得插销与其钢筋抵接；
S3、在每节管桩的端板表面以及下节管桩的套筒内部涂抹结构植筋胶；
S4、将已经插入插销的上节管桩吊装至下节管桩并进行对准，并将插销的另一端穿过下节管桩的端板插入其套筒内，并使得插销与其钢筋抵接；
S5、焊接上下相邻的两节管桩的端板。
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