CN117005401A - 一种预应力混凝土实心方桩及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预应力混凝土实心方桩及其制作方法包括桩体，其由钢筋笼和浇筑在钢筋笼内外的混凝土层组成，桩体的上下端分别套接固定有上端盖和下端盖，且上端盖和下端盖分别与钢筋笼上下端连接固定；在两组桩体对接时，下端盖和对应的上端盖通过锁紧机构密封固定；本发明钢筋笼包括外笼架和通过卡扣机构固定在外笼架内部的内笼架，这样使得内笼架与外笼架的连接更牢固，在浇注混凝土层时，使得内笼架不会与外笼架产生轴向位移，从而提高桩体的结构强度；使得桩体和桩体的连接更牢固稳定，且初步连接后，只需要锁紧螺栓即可实现桩体与桩体的牢固连接，操作简单方便。
Description
技术领域
本发明属于混凝土实心方桩技术领域，具体涉及一种预应力混凝土实心方桩及其制作方法。
背景技术
预应力混凝土结构，是在结构承受荷载之前，预先对其施加压力，使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力，用以抵消或减小外荷载产生的拉应力，使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚。
预应力混凝土实心方桩在使用时，常常需要将几组桩体组装起来使用，现有的桩体的两端设有钢板，方桩通过钢板之间的相互焊接来进行连接，或者是采用插接组件实现钢板的连接，这样的连接方式会导致连接的过程很繁琐，不利于快速实现方桩的连接，且仅仅通过焊接或者插接等进行连接，又会使得方桩的连接牢固性不佳，为此，我们提出一种预应力混凝土实心方桩及其制作方法，以解决上述背景技术中提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预应力混凝土实心方桩及其制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种预应力混凝土实心方桩，包括桩体，其由钢筋笼和浇筑在钢筋笼内外的混凝土层组成，所述钢筋笼包括外笼架和通过卡扣机构固定在外笼架内部的内笼架，且外笼架的对角线和内笼架的对角线呈45°角设置；
所述桩体的上下端分别套接固定有上端盖和下端盖，且上端盖和下端盖分别与钢筋笼上下端连接固定；
在两组桩体对接时，下端盖和对应的上端盖通过锁紧机构密封固定；
所述锁紧机构包括通过螺栓固定在下端盖和上端盖连接处外侧的密封板、位于密封板内侧的密封胶袋、下端盖下端中部设有的定位凸起、定位凸起两侧连接的卡座以及定位凸起内部设置的用于储存混凝土的混凝土袋；
所述下端盖和上端盖连接处的内侧卡接有工字形钢，所述螺栓内侧端依次贯穿密封板、工字形钢后螺接与卡座和定位凸起，在螺栓锁紧时，其将卡座向外侧拉动，使得卡座上的若干组外箍筋张开，同时，卡座将下端盖和上端盖卡紧固定，并将混凝土袋中的混凝土挤压出后对若干组外箍筋进行浇注。
优选的，所述外笼架包括呈方形分布的四组第一钢筋以及套接在四组第一钢筋外侧的第一箍筋；
所述内笼架包括方形支撑架，卡扣机构连接在方形支撑架前后对角线的拐角处，卡扣机构与对应的第一箍筋连接固定，且方形支撑架左右对角线的挂角处贯穿有第二钢筋，第二钢筋上套接有紧固件，紧固件外侧与方形支撑架螺接，且紧固件内侧设有与第二钢筋表面卡扣的扣件；
方形支撑架上的若干组螺柱呈方形分布，螺柱贯穿进入下端盖和上端盖上的沉头孔中，并螺接有锁紧螺母；
所述下端盖和上端盖侧边通过膨胀钉连接于混凝土层。
优选的，所述密封胶袋内部储存有密封胶，且密封胶袋呈环状设置，并分别套接在下端盖和上端盖外侧的缺口处。
所述下端盖的下端以及上端盖的上端均设有对接槽，在螺栓对卡座进行螺接时，将卡座向外拉动，直至卡座外侧端卡在对接槽侧边。
优选的，所述卡座内侧端连接有呈方形分布的四组钢筋杆，其插入至定位凸起上的圆形通道内，且若干组外箍筋套设在四组钢筋杆的外侧，若干组外箍筋之间通过弹性绳连接，且若干组外箍筋通过弹性绳分别连接于定位凸起和卡座之间；
所述混凝土袋设置在定位凸起内部的空腔中，且空腔中还设有位于混凝土袋两侧的挤压板；
所述圆形通道与空腔的上下端连通。
本发明还提供了一种预应力混凝土实心方桩的制作方法，具体包括以下步骤：
S1、制作外笼架和内笼架，使得内笼架通过卡扣机构固定在外笼架内部，形成钢筋笼，然后在钢筋笼上浇注混凝土层，养护成型后形成桩体；
S2、吊起桩体，使得其上的下端盖与正下方的桩体顶部的上端盖对齐，然后插入工字形钢，使得下端盖和上端盖初步连接；
S3、密封板卡扣在缺口处，逐渐将螺栓进行锁紧，将卡座向外拉动，直至卡座外侧端卡在对接槽侧边，螺栓内侧端抵靠着挤压板，使得混凝土袋破裂，混凝土流出空腔，并最终浇注在若干组外箍筋外侧，待外箍筋外侧外侧的混凝土干燥成型后，桩体和桩体的组装完毕。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种预应力混凝土实心方桩及其制作方法，本发明钢筋笼包括外笼架和通过卡扣机构固定在外笼架内部的内笼架，这样使得内笼架与外笼架的连接更牢固，在浇注混凝土层时，使得内笼架不会与外笼架产生轴向位移，从而提高桩体的结构强度；
由于螺柱是与内笼架上的方形支撑架固定连接的，且若干组方形支撑架之间通过紧固件与第二钢筋连接，使得螺柱和内笼架连接成一个牢固的整体，则桩体的上下端分别套接固定有上端盖和下端盖，且在上端盖和下端盖分别与内笼架上下端的若干组螺柱连接固定后，使得上端盖和下端盖与桩体连接成一个整体，上端盖和下端盖不易从桩体上脱落，后续上端盖和对应的下端盖连接使得相邻桩体的连接牢固；
上端盖上的对接槽中部设有定位槽，在桩体和桩体对接时，定位凸起下端插入至定位槽内，用于起到桩体和桩体对接时的准确定位的作用；
对接槽外侧以及缺口内侧之间设有用于插入工字形钢的插槽，在工字形钢插入插槽后，实现下端盖和上端盖初步连接，此时，桩体和桩体之间不再出现位置的偏移；
在螺栓的锁紧过程中，密封板卡紧，并将密封胶袋内的密封胶挤压出，使得密封胶将密封板与下端盖和上端盖连接处的缝隙进行密封，这样可防止该处缝隙进水造成生锈；
同时，将卡座向外拉动，直至卡座外侧端卡在对接槽侧边，进一步提高下端盖和上端盖连接的牢固性；
螺栓内侧端抵靠着挤压板，使得混凝土袋破裂，混凝土袋中的混凝土充满空腔后经由圆形通道流出空腔；
此时，螺栓伸入至若干组外箍筋之间，使得若干组外箍筋、四组钢筋杆和螺栓共同组成内部钢筋骨架，混凝土袋中的混凝土浇注在内部钢筋骨架外侧，使得对接槽的空间完全形成实体，定位凸起和卡座之间也形成内部钢筋骨架和混凝土浇注的实体，这样的连接方式，使得桩体和桩体的连接更牢固稳定，且初步连接后，只需要锁紧螺栓即可实现桩体与桩体的牢固连接，操作简单方便。
附图说明
图1为本发明钢筋笼的立体结构示意图；
图2为本发明紧固件、方形支撑架、连接头和第二钢筋连接的立体结构示意图；
图3为本发明半圆形抱箍和方形支撑架连接的剖视结构示意图；
图4为本发明紧固件、方形支撑架和第二钢筋连接的剖视结构示意图；
图5为本发明第二弹簧、扣件和销轴连接的剖视结构示意图；
图6为本发明桩体、上端盖和下端盖组装的的剖视结构示意图；
图7为本发明上端盖的剖视结构示意图；
图8为本发明下端盖的剖视结构示意图；
图9为本发明下端盖、卡座、外箍筋、定位凸起以及混凝土袋设置的剖视结构示意图；
图10为本发明卡座、外箍筋、定位凸起以及混凝土袋设置的剖视结构示意图；
图11为本发明卡座、钢筋杆和外箍筋连接的立体结构示意图；
图12为本发明上端盖、下端盖、工字形钢和密封板连接的分解结构示意图；
图13为本发明上端盖和下端盖连接后的剖视结构示意图。
图中：1、紧固件；101、内凹槽；102、第二弹簧；103、扣件；104、销轴；105、防滑凸起；2、第一钢筋；3、方形支撑架；301、连接头；302、卡槽；303、第二半圆形槽；304、半圆形抱箍；305、第一沉头螺丝；306、第一半圆形槽；307、紧固孔；4、螺柱；5、第二钢筋；6、第一箍筋；7、混凝土层；8、上端盖；9、膨胀钉；10、下端盖；11、锁紧螺母；12、卡座；13、定位凸起；14、密封胶袋；15、缺口；16、插槽；17、对接槽；18、空腔；19、圆形通道；20、外箍筋；21、钢筋杆；22、挤压板；23、混凝土袋；24、弹性绳；25、定位槽；26、密封板；27、螺栓；28、工字形钢。
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
请参阅图1-13，本发明提供一种技术方案：
实施例一
一种预应力混凝土实心方桩，包括桩体，其由钢筋笼和浇筑在钢筋笼内外的混凝土层7组成，所述钢筋笼包括外笼架和通过卡扣机构固定在外笼架内部的内笼架，且外笼架的对角线和内笼架的对角线呈45°角设置；
所述桩体的上下端分别套接固定有上端盖8和下端盖10，且上端盖8和下端盖10分别与钢筋笼上下端连接固定；
在两组桩体对接时，下端盖10和对应的上端盖8通过锁紧机构密封固定；
所述锁紧机构包括通过螺栓27固定在下端盖10和上端盖8连接处外侧的密封板26、位于密封板26内侧的密封胶袋14、下端盖10下端中部设有的定位凸起13、定位凸起13两侧连接的卡座12以及定位凸起13内部设置的用于储存混凝土的混凝土袋23；
所述下端盖10和上端盖8连接处的内侧卡接有工字形钢28，所述螺栓27内侧端依次贯穿密封板26、工字形钢28后螺接与卡座12和定位凸起13，在螺栓27锁紧时，其将卡座12向外侧拉动，使得卡座12上的若干组外箍筋20张开，同时，卡座12将下端盖10和上端盖8卡紧固定，并将混凝土袋23中的混凝土挤压出后对若干组外箍筋20进行浇注。
所述外笼架包括呈方形分布的四组第一钢筋2以及套接在四组第一钢筋2外侧的第一箍筋6；
所述内笼架包括方形支撑架3，卡扣机构连接在方形支撑架3前后对角线的拐角处，卡扣机构与对应的第一箍筋6连接固定，且方形支撑架3左右对角线的挂角处贯穿有第二钢筋5，第二钢筋5上套接有紧固件1，紧固件1外侧与方形支撑架3螺接，且紧固件1内侧设有与第二钢筋5表面卡扣的扣件103；
方形支撑架3上的若干组螺柱4呈方形分布，螺柱4贯穿进入下端盖10和上端盖8上的沉头孔中，并螺接有锁紧螺母11；
所述下端盖10和上端盖8侧边通过膨胀钉9连接于混凝土层7。
所述卡扣机构为固定在方形支撑架3前后对角线的拐角处的连接头301以及连接头301内部的卡槽302，且对应的第一箍筋6的内侧卡扣在卡槽302内。
实施例二
在该实施例中，所述卡扣机构为通过第一沉头螺丝305固定在方形支撑架3前后对角线的拐角处的半圆形抱箍304，半圆形抱箍304内侧设有第一半圆形槽306，方形支撑架3前后对角线的拐角处设有第二半圆形槽303，且第一半圆形槽306和第二半圆形槽303组成用于夹紧第一箍筋6的紧固孔307。
所述紧固件1内侧设有内凹槽101，扣件103顶端通过销轴104连接于内凹槽101上部，扣件103的外侧通过第二弹簧102连接于内凹槽101内壁，且扣件103内壁设有与第二钢筋5表面卡扣的防滑凸起105。
所述密封胶袋14内部储存有密封胶，且密封胶袋14呈环状设置，并分别套接在下端盖10和上端盖8外侧的缺口15处；
在螺栓27锁紧时，密封板26卡扣在缺口15处，并将密封胶袋14内的密封胶挤压出，使得密封胶将密封板26与下端盖10和上端盖8连接处的缝隙进行密封。
所述下端盖10的下端以及上端盖8的上端均设有对接槽17，在螺栓27对卡座12进行螺接时，将卡座12向外拉动，直至卡座12外侧端卡在对接槽17侧边。
所述卡座12内侧端连接有呈方形分布的四组钢筋杆21，其插入至定位凸起13上的圆形通道19内，且若干组外箍筋20套设在四组钢筋杆21的外侧，若干组外箍筋20之间通过弹性绳24连接，且若干组外箍筋20通过弹性绳24分别连接于定位凸起13和卡座12之间；
所述混凝土袋23设置在定位凸起13内部的空腔18中，且空腔18中还设有位于混凝土袋23两侧的挤压板22；
所述圆形通道19与空腔18的上下端连通，在螺栓27锁紧时，其内侧端抵靠着挤压板22，使得混凝土袋23破裂，混凝土袋23中的混凝土充满空腔18后经由圆形通道19流出空腔18，并最终浇注在若干组外箍筋20外侧。
本发明还提供一种预应力混凝土实心方桩的制作方法，具体包括以下步骤：
S1、制作外笼架和内笼架，使得内笼架通过卡扣机构固定在外笼架内部，形成钢筋笼，然后在钢筋笼上浇注混凝土层7，养护成型后形成桩体；
S2、吊起桩体，使得其上的下端盖10与正下方的桩体顶部的上端盖8对齐，然后插入工字形钢28，使得下端盖10和上端盖8初步连接；
S3、密封板26卡扣在缺口15处，逐渐将螺栓27进行锁紧，将卡座12向外拉动，直至卡座12外侧端卡在对接槽17侧边，螺栓27内侧端抵靠着挤压板22，使得混凝土袋23破裂，混凝土流出空腔18，并最终浇注在若干组外箍筋20外侧，待外箍筋20外侧外侧的混凝土干燥成型后，桩体和桩体的组装完毕。
综上所述，与现有技术相比，本发明钢筋笼包括外笼架和通过卡扣机构固定在外笼架内部的内笼架，这样使得内笼架与外笼架的连接更牢固，在浇注混凝土层7时，使得内笼架不会与外笼架产生轴向位移，从而提高桩体的结构强度；
由于螺柱4是与内笼架上的方形支撑架3固定连接的，且若干组方形支撑架3之间通过紧固件1与第二钢筋5连接，使得螺柱4和内笼架连接成一个牢固的整体，则桩体的上下端分别套接固定有上端盖8和下端盖10，且在上端盖8和下端盖10分别与内笼架上下端的若干组螺柱4连接固定后，使得上端盖8和下端盖10与桩体连接成一个整体，上端盖8和下端盖10不易从桩体上脱落，后续上端盖8和对应的下端盖10连接使得相邻桩体的连接牢固；
上端盖8上的对接槽17中部设有定位槽25，在桩体和桩体对接时，定位凸起13下端插入至定位槽25内，用于起到桩体和桩体对接时的准确定位的作用；
对接槽17外侧以及缺口15内侧之间设有用于插入工字形钢28的插槽16，在工字形钢28插入插槽16后，实现下端盖10和上端盖8初步连接；
然后将密封板26卡扣在缺口15处，在螺栓27锁紧时，密封板26卡紧，并将密封胶袋14内的密封胶挤压出，使得密封胶将密封板26与下端盖10和上端盖8连接处的缝隙进行密封，这样可防止该处缝隙进水造成生锈。
在螺栓27锁紧使得其对卡座12进行螺接时，将卡座12向外拉动，直至卡座12外侧端卡在对接槽17侧边，这时，卡座12上的钢筋杆21从圆形通道19内脱离，同时，弹性绳24拉伸，若干组外箍筋20张开；
同时，螺栓27内侧端抵靠着挤压板22，使得混凝土袋23破裂，混凝土袋23中的混凝土充满空腔18后经由圆形通道19流出空腔18；
此时，螺栓27伸入至若干组外箍筋20之间，使得若干组外箍筋20、四组钢筋杆21和螺栓27共同组成内部钢筋骨架，混凝土袋23中的混凝土浇注在内部钢筋骨架外侧，使得对接槽17的空间完全形成实体，定位凸起13和卡座12之间也形成内部钢筋骨架和混凝土浇注的实体，使得桩体和桩体的连接更牢固稳定。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种预应力混凝土实心方桩，包括桩体，其由钢筋笼和浇筑在钢筋笼内外的混凝土层组成，其特征在于：所述钢筋笼包括外笼架和通过卡扣机构固定在外笼架内部的内笼架，且外笼架的对角线和内笼架的对角线呈45°角设置；
所述桩体的上下端分别套接固定有上端盖和下端盖，且上端盖和下端盖分别与钢筋笼上下端连接固定；
在两组桩体对接时，下端盖和对应的上端盖通过锁紧机构密封固定；
所述锁紧机构包括通过螺栓固定在下端盖和上端盖连接处外侧的密封板、位于密封板内侧的密封胶袋、下端盖下端中部设有的定位凸起、定位凸起两侧连接的卡座以及定位凸起内部设置的用于储存混凝土的混凝土袋；
所述下端盖和上端盖连接处的内侧卡接有工字形钢，所述螺栓内侧端依次贯穿密封板、工字形钢后螺接与卡座和定位凸起，在螺栓锁紧时，其将卡座向外侧拉动，使得卡座上的若干组外箍筋张开，同时，卡座将下端盖和上端盖卡紧固定，并将混凝土袋中的混凝土挤压出后对若干组外箍筋进行浇注。
2.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土实心方桩，其特征在于：所述外笼架包括呈方形分布的四组第一钢筋以及套接在四组第一钢筋外侧的第一箍筋；
所述内笼架包括方形支撑架，卡扣机构连接在方形支撑架前后对角线的拐角处，卡扣机构与对应的第一箍筋连接固定，且方形支撑架左右对角线的挂角处贯穿有第二钢筋，第二钢筋上套接有紧固件，紧固件外侧与方形支撑架螺接，且紧固件内侧设有与第二钢筋表面卡扣的扣件；
方形支撑架上的若干组螺柱呈方形分布，螺柱贯穿进入下端盖和上端盖上的沉头孔中，并螺接有锁紧螺母；
所述下端盖和上端盖侧边通过膨胀钉连接于混凝土层。
3.根据权利要求2所述的一种预应力混凝土实心方桩，其特征在于：所述卡扣机构为固定在方形支撑架前后对角线的拐角处的连接头以及连接头内部的卡槽，且对应的第一箍筋的内侧卡扣在卡槽内。
4.根据权利要求2所述的一种预应力混凝土实心方桩，其特征在于：所述卡扣机构为通过第一沉头螺丝固定在方形支撑架前后对角线的拐角处的半圆形抱箍，半圆形抱箍内侧设有第一半圆形槽，方形支撑架前后对角线的拐角处设有第二半圆形槽，且第一半圆形槽和第二半圆形槽组成用于夹紧第一箍筋的紧固孔。
5.根据权利要求2所述的一种预应力混凝土实心方桩，其特征在于：所述紧固件内侧设有内凹槽，扣件顶端通过销轴连接于内凹槽上部，扣件的外侧通过第二弹簧连接于内凹槽内壁，且扣件内壁设有与第二钢筋表面卡扣的防滑凸起。
6.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土实心方桩，其特征在于：所述密封胶袋内部储存有密封胶，且密封胶袋呈环状设置，并分别套接在下端盖和上端盖外侧的缺口处；
在螺栓锁紧时，密封板卡扣在缺口处，并将密封胶袋内的密封胶挤压出，使得密封胶将密封板与下端盖和上端盖连接处的缝隙进行密封。
7.根据权利要求6所述的一种预应力混凝土实心方桩，其特征在于：所述下端盖的下端以及上端盖的上端均设有对接槽，在螺栓对卡座进行螺接时，将卡座向外拉动，直至卡座外侧端卡在对接槽侧边。
8.根据权利要求7所述的一种预应力混凝土实心方桩，其特征在于：所述卡座内侧端连接有呈方形分布的四组钢筋杆，其插入至定位凸起上的圆形通道内，且若干组外箍筋套设在四组钢筋杆的外侧，若干组外箍筋之间通过弹性绳连接，且若干组外箍筋通过弹性绳分别连接于定位凸起和卡座之间；
所述混凝土袋设置在定位凸起内部的空腔中，且空腔中还设有位于混凝土袋两侧的挤压板；
所述圆形通道与空腔的上下端连通，在螺栓锁紧时，其内侧端抵靠着挤压板，使得混凝土袋破裂，混凝土袋中的混凝土充满空腔后经由圆形通道流出空腔，并最终浇注在若干组外箍筋外侧。
9.一种用于制作权利要求1-8任意一项所述的预应力混凝土实心方桩的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、制作外笼架和内笼架，使得内笼架通过卡扣机构固定在外笼架内部，形成钢筋笼，然后在钢筋笼上浇注混凝土层，养护成型后形成桩体；
S2、吊起桩体，使得其上的下端盖与正下方的桩体顶部的上端盖对齐，然后插入工字形钢，使得下端盖和上端盖初步连接；
S3、密封板卡扣在缺口处，逐渐将螺栓进行锁紧，将卡座向外拉动，直至卡座外侧端卡在对接槽侧边，螺栓内侧端抵靠着挤压板，使得混凝土袋破裂，混凝土流出空腔，并最终浇注在若干组外箍筋外侧，待外箍筋外侧的混凝土干燥成型后，桩体和桩体的组装完毕。
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