CN1425831A - 混凝土预制桩对接装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于用于承重的长条形结构构件，特别是一种混凝土预制桩对接装置及其制造方法。本发明为一种混凝土预制桩对接装置，包括桩体、桩接头，其结构要点在于，它还包括连接件，桩接头上有连接件的预留孔，连接件穿过相邻的桩接头的预留孔跨接两桩。本发明的优点在于在桩接头上增加了预留孔，因而可用连接件进行连接而不需要焊接，保证了混凝土桩体的强度，节省连接时间，提高工效，降低打桩成本。同时将桩接头固接进行整体制桩提高了桩的垂直度，提高产品质量。

Description

混凝土预制桩对接装置及其制造方法

技术领域

本发明属于用于承重的长条形结构构件，特别是一种混凝土预制桩对接装置及其制造方法。

背景技术

通常一根桩长为30～50米左右，分成二～三节，在打桩过程，通过对接装置将相邻两桩连成一体。现有的对接装置如图1所示是由相邻两个钢帽作为桩接头焊接在一起而组成，钢帽的结构为一个与桩体形状相同的腔体，腔体的一端为开放型，钢帽与桩体的主筋焊接后进行混凝土浇灌，制成带钢帽的桩。在打桩过程中第一节桩打至定长，再将第二节桩接上，两节桩通过对接桩头四周用角钢6进行焊接固定而实现连接。这种传统对接装置及连接工艺，存在如下问题：1)当温度超过400度时，混凝土强度随温度升高而下降，当温度升高到1000度以上，混凝土呈脆性破坏状态，而一般电弧焊温度都高达2000度以上，因此焊接的高温将使混凝土的强度受到破坏；2)在焊接过程，对接装置一般需耗用4片角钢8条焊缝，两把焊枪对角同时施焊，每缝24公分，要焊3～5分钟，每个对接装置焊完要15～20分钟，加上施工操作规程规定，电焊要冷却15～20分钟，才能重新开始打桩，因此每个对接装置的连接过程至少要30～40分钟。然而打桩第一节和第二节仅分别需要3～4分钟和5～6分钟，第三节进入地基持力层约8～12分钟，打桩操作合计需16～22分钟，而加上对接装置的连接时间，总计要2小时多。现有工艺耗时多、工效低，更由于桩机停歇时间比操作时间还多，故机械利用率低，使打桩成本高。

发明内容

本发明目的在于克服上述缺点，提供一种不破坏混凝土强度、耗时少、成本低，能将两根桩连接在一起的混凝土预制桩对接装置及其制造方法。

本发明所采用的技术方案为一种混凝土预制桩对接装置，包括桩体、桩接头，其结构要点在于，它还包括连接件，桩接头上有连接件的预留孔，连接件穿过相邻的桩接头的预留孔跨接两桩。

这样两桩连接时只要将连接件穿过预留孔就能进行连接而不需要焊接，避免了焊接高温对混凝土强度的破坏，从而保证了混凝土桩体的强度，并节省了连接时间，降低了打桩成本。

本发明还可具体将桩接头设计成上下两层，下层为周边封闭的开放式腔体，该腔体内腔的大小、形状与混凝土预制桩接头相同，上层为与下层大小、形状相同的平板，预留孔在上层，上、下层之间有连接体，上、下层之间有连接件的紧固空间，上、下层之间有复数个加强筋，预留孔的孔径为比连接件的孔径大。

即只在原桩接头的基础上加一层钢板，中间加钢板肋形焊接，形成一个可插入连接件的连接空间。

这种桩接头强度高，连接简单，容易拆装。

两个对接的桩接头结构也可不同，一个桩接头与上述的桩接头相同分为上下两层，上、下层之间有数个加强筋，下层为周边封闭的开放式腔体，该腔体内腔的大小、形状与混凝土预制桩端部相同，上层为与下层外框大小、形状相同的平板，预留孔在上层，上、下层之间有连接体，连接体为与下层形状相同，外侧小于下层的空心体，上、下层之间有连接件的紧固空间，第二个桩接头的结构与现有钢帽相同(即是一个桩体形状相同的腔体，腔体的一端为开放型)，钢帽内固定有连接件，连接件的另一端穿出钢帽的封闭端，可与另一桩接头的预留孔相接，第二个桩接头内连接件的布置与前一桩接头的预留孔位置相同。

用现有的钢帽进行打孔，将螺栓穿过钢帽，螺栓头与钢帽焊接，另一桩接头上有螺栓的紧固空间，这样可节约钢材的用量，降低成本。

一种制作上述两种混凝土预制桩接头的方法为：1)制作混凝土预制桩接头；2)在第一节桩的一端、第二节桩两端、第三节桩的一端将桩接头配对按常规与桩体主配筋焊接形成整体，现场就位入模；3)立模板，浇灌混凝土制桩；4)混凝土达到设计强度后，卸下摸板；5)吊起第一节桩进行打压，当第一节桩打至定长，桩机吊起第二节桩用连接件进行固接；6)重复第五步骤将整根桩打完。

这种制桩过程简单、易行，操作场地较短。

另一种制作上述两种混凝土预制桩接头的方法为：1)制作混凝土预制桩接头；2)在第一节桩的一端、第二节桩两端、第三节桩的一端将桩接头配对按常规与桩体主配筋焊接形成整体，现场就位入模；3)将上、下两节桩接头的预留孔对齐，用连接件固定；4)检查全桩中心线的垂直度，立模板；5)浇灌混凝土制桩，混凝土达到设计强度后，卸下摸板、连接件(2)；6)吊起第一节桩进行打压，当第一节桩打至定长，桩机吊起第二节桩用连接件进行固接；7)重复第六步骤将整根桩打完。

采用整体制桩即将桩接头直接用于制桩，能提高桩的垂直度，提高产品质量，三节桩一起制作。

桩接头还可为周边封闭而两端开放的腔体，腔体的中部有一隔挡，该腔体内腔的大小、形状与混凝土预制桩接头相同，预留孔在桩接头的侧面，桩接头为多边形时，相邻两面的预留孔交错布置，预留孔可为长孔。这样的桩接头制作简单。

一种制造上述混凝土预制桩接头的方法为：1)制作混凝土预制桩接头；2)将桩接头按常规与桩体主配筋焊接形成整体，预制桩模板的另一端头的内腔与桩接头的内腔相同，在相应位置有预留孔的铸芯，现场就位入模；3)立模板，浇灌混凝土制桩；4)混凝土达到设计强度后，卸下摸板；5)吊起第一节桩进行打压，当第一节桩打至定长，桩机吊起第二节桩用连接件进行固接；6)重复第五步骤将整根桩打完。

制作预留孔的另一种方法为制好整体桩的基础上再制作预留孔，即制作方法可为：1)制作混凝土预制桩接头；2)将桩接头按常规与桩体主配筋焊接形成整体，预制桩模板的另一端头的内腔与桩接头的内腔相同，现场就位入模；3)立模板，浇灌混凝土制桩；4)混凝土达到设计强度后，卸下摸板，在无桩接头的一端制作出与桩接头上预留孔相配合的孔；5)吊起第一节桩进行打压，当第一节桩打至定长，桩机吊起第二节桩用连接件进行固接；6)重复第五步骤将整根桩打完。

本发明的优点在于在桩接头上增加了预留孔，因而可用连接件进行连接而不需要焊接，保证了混凝土桩体的强度，节省连接时间，提高工效，降低打桩成本。同时将桩接头固接进行整体制桩提高了桩的垂直度，提高产品质量。

附图说明

图1为现有桩接头示意图

图2为本发明实施例1的结构示意图

图3为图2的A-A剖视图

图4为本发明实施例2的结构示意图

图5为本发明实施例3的结构示意图其中：1桩接头  11紧固空间  12上层  13下层  14加强筋  15预留孔16连接体  17隔挡  2连接件  3桩体  4第二个桩接头  5主配筋  6角钢

具体实施方式

下面结合视图对本发明进行详细的描述

如图2、图3所示，混凝土预制桩对接装置，包括桩体3、桩接头1，桩接头1分为上下两层，下层13为周边封闭的开放式腔体，该腔体内腔的大小、形状与混凝土预制桩端部相同，上层12为与下层外框大小、形状相同的平板，预留孔15在上层12，预留孔15的孔径大于连接件的直径，上、下层之间有连接体16，连接体16为与下层形状相同，外侧小于下层的空心体，上、下层之间有连接件2的紧固空间11，上、下层之间有复数个加强筋14，连接件2为螺栓、垫片、螺母。

这种桩使用方法为：1)制作桩接头；2)在第一节桩的一端、第二节桩两端、第三节桩的一端将桩接头按常规与桩体主配筋5焊接形成整体，现场就位入模；3)将上、下两节桩接头的预留孔对齐，用连接件固定；4)检查全桩中心线的垂直度，立模板；5)浇灌混凝土制桩，混凝土达到设计强度后，卸下摸板、连接件(2)；6)吊起第一节桩进行打压，当第一节桩打至定长，桩机吊起第二节桩用连接件进行固接；7)重复第六步骤将整根桩打完。

以边长450mm的方桩为例，桩接头1分为上下两层，下层13为周边封闭的开放式腔体，该腔体内腔的大外框为450mm的正方形，高度为100mm，钢板厚8mm，上层12为450mm的正方形平板，在上层12的周边均布有12个直径为22mm的圆孔，每个孔的两侧都有加强筋，上、下层之间的连接体16为内边长270mm的正方形，高度为80mm，连接件2为直径20mm的螺栓及其配套的垫片和螺母。

1)压桩过程桩接头承受的压力：

桩断面45×45＝2025cm²

中间混凝土27×27＝729cm²

混凝土C₄₅允许压应力σ＝270kg/cm²

729cm²×270kg/cm²＝196830kg＝196.83T

钢板加强筋27×0.8×4＝86.4cm²

          8×1×12＝96cm²

共        86.4+96＝182.4cm²

钢板允许压应力σ＝2400kg/cm²

可承压力182.4×2400＝437760kg＝437.76T

允许压力437.76+196.83＝634.6T＞压桩力550T

而桩的设计承载力为394T，故为安全的。

2)桩的挤压抗拔能力

450mm的正方形桩的主配筋为8根φ20三号钢，而混凝土预制桩对接装置中使用了12根φ20的螺栓，因此其抗拔能力大于桩体。

3)压桩垂直度

极个别的桩在压桩的过程中有倾斜度，在5％以内，接头可能开口3～5mm，这时常规处理办法为在螺栓的两边塞入铁锲垫紧，点焊固定，采用连接件时，可以同样塞入铁锲垫紧，用螺栓紧固。

如图4所示，两个对接的桩接头结构不同，要配对使用，其中一个桩接头与上例相同，但预留孔15为长孔，另一个即第二个桩接头与现有技术中的钢帽相进似，在钢帽的封闭端钻孔，将螺栓从孔中穿过，与另一桩接头的预留孔相接，螺栓头焊接在钢帽内。其制作方法与上例相同，只是桩接头要配对使用。

如图5所示，桩接头1为周边封闭而两端开放的腔体，该腔体内腔的大小、形状与混凝土预制桩接头相同，预留孔15在桩接头1的侧面，四边形相邻两面的预留孔交错布置。

这种桩使用方法为：1)制作桩接头；2)将桩接头按常规与桩体主配筋5焊接形成整体，预制桩模板的另一端头的内腔与桩接头的内腔相同，在相应位置有预留孔的铸芯，现场就位入模；3)立模板，浇灌混凝土制桩；4)混凝土达到设计强度后，卸下摸板；5)吊起第一节桩进行打压，当第一节桩打至定长，桩机吊起第二节桩用连接件进行固接；6)重复第五步骤将整根桩打完。

Claims (10)

1.混凝土预制桩对接装置，包括桩体(3)、桩接头(1)，其特征在于，还包括连接件(2)，桩接头(1)上有连接件的预留孔(15)，连接件(2)穿过相邻的桩接头(1)的预留孔(15)跨接两桩。

2.根据权利要求1所述混凝土预制桩对接装置，其特征在于，桩接头(1)分为上下两层，下层(13)为周边封闭的开放式腔体，该腔体内腔的大小、形状与混凝土预制桩端部相同，上层(12)为与下层外框大小、形状相同的平板，预留孔(15)在上层(12)，上、下层之间有连接体(16)，上、下层之间有连接件(2)的紧固空间(11)。

3.根据权利要求2所述混凝土预制桩对接装置，其特征在于，上、下层之间有复数个加强筋(14)。

4.根据权利要求2所述混凝土预制桩对接装置，其特征在于，连接体(16)为与下层形状相同，外侧小于下层的空心体。

5.根据权利要求1所述混凝土预制桩对接装置，其特征在于，两个对接的桩接头结构不同，一个桩接头(1)分为上下两层，上、下层之间有复数个加强筋(14)，下层(13)为周边封闭的开放式腔体，该腔体内腔的大小、形状与混凝土预制桩端部相同，上层(12)为与下层外框大小、形状相同的平板，预留孔(15)在上层(12)，上、下层之间有连接体(16)，连接体(16)为与下层形状相同，外侧小于下层的空心体，上、下层之间有连接件(2)的紧固空间(11)，第二个桩接头(4)是一个钢帽，钢帽内固定有连接件(2)，连接件的另一端穿出钢帽的封闭端，与另一桩接头(1)的预留孔(15)相接。

6.根据权利要求1所述混凝土预制桩对接装置，其特征在于，桩接头(1)为周边封闭而两端开放的腔体，腔体的中部有一隔挡(17)，该腔体内腔的大小、形状与混凝土预制桩接头相同，预留孔(15)在桩接头(1)的侧面。

7.一种制造权利要求2所述混凝土预制桩对接装置的方法，其特征在于，它的步骤为：

7.1制作桩接头；

7.2将桩接头按常规与桩体主配筋(5)焊接形成整体，现场就位入模；

7.3立模板，浇灌混凝土制桩；

7.4混凝土达到设计强度后，卸下摸板；

7.5吊起第一节桩进行打压，当第一节桩打至定长，桩机吊起第二节桩用连接件(2)进行固接；

7.6重复7.5将整根桩打完。

8.一种制造权利要求2或5所述混凝土预制桩对接装置的方法，其特征在于，它的步骤为：

8.1制作桩接头；

8.2将一对桩接头按常规与桩体主配筋(5)焊接形成整体，现场就位入模；

8.3将上、下两节桩接头对齐，用连接件固定；

8.4检查全桩中心线的垂直度，立模板；

8.5浇灌混凝土制桩，混凝土达到设计强度后，卸下摸板、连接件(2)；

8.6将第一节桩起吊就位开始压桩，当第一节桩打至定长，桩机吊起第二节桩用连接件(2)进行固接；

8.7重复8.6将整根桩打完。

9.一种制造权利要求6所述混凝土预制桩对接装置的方法，其特征在于，它的步骤为：

9.1制作桩接头；

9.2将桩接头按常规与桩体主配筋(5)焊接形成整体，预制桩模板的另一端头的内腔与桩接头的内腔相同，在相应位置有预留孔的铸芯，现场就位入模；

9.3立模板，浇灌混凝土制桩；

9.4混凝土达到设计强度后，卸下摸板；

9.5将第一节桩起吊就位开始压桩，当第一节桩打至定长，桩机吊起第二节桩用连接件(2)进行固接；

9.6重复9.5将整根桩打完。

10.一种制造权利要求6所述混凝土预制桩对接装置的方法，其特征在于，它的步骤为：

10.1制作桩接头；

10.2将桩接头按常规与桩体主配筋(5)焊接形成整体，预制桩模板的另一端头的内腔与桩接头的内腔相同，现场就位入模；

10.3立模板，浇灌混凝土制桩；

10.4混凝土达到设计强度后，卸下摸板，在无桩接头的一端制出与桩接头上预留孔相配合的孔；

10.5当第一节桩打至定长，桩机吊起第二节桩用连接件(2)进行固接；

10.6重复10.5将整根桩打完。

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