CN208121795U - 一种架空输电线路phc管桩基础基桩与承台的连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种预制PHC管桩，含开设螺纹连接孔的管桩端板，含上、下接头和桩头锚固钢筋，上、下接头可螺纹固定连接，下接头接于连接孔上，与桩头锚固钢筋固定，管桩端板、下接头和桩头锚固钢筋工厂预制成型，还提供一种架空输电线路PHC管桩基础基桩与承台的连接结构，除预制PHC管桩，还含基础承台、桩体锚入承台钢筋、螺旋箍筋及承台纵向钢筋；上接头连接桩体锚入承台钢筋，预制PHC管桩伸入基础承台300‑500mm，伸入的部分的外箍螺旋箍筋；桩体锚入承台钢筋下端与上接头的连接固定；所述预制PHC管桩、基础承台、桩体锚入承台钢筋、螺旋箍筋及承台纵向钢筋现场浇筑成型，取消填芯混凝土，高度调节灵活、竖向抗拔、抗弯和水平承载力高、抗震性能好、安装简单。

Description

一种架空输电线路PHC管桩基础基桩与承台的连接结构

技术领域

本实用新型属于建筑设计领域，特别涉及一种架空输电线路PHC管桩基础基桩与承台的连接结构，该结构具有安装简单、施工方便和承载力高等特点。

背景技术

随着工业与民用建筑（包括构筑物）结构体量和结构高度的不断增加，基础承受的荷载也大大增大，这对基础连接节点构造可靠性提出了更高要求。PHC管桩基础具有桩身质量好、环境污染小、施工速度快、机械化程度高等显著优势，在实际工程中得到了广泛应用，并主要应用于承载竖向下压荷载。

对于承受较大上拔荷载和水平荷载的建筑物（构筑物）基础，如架空输电线路杆塔基础，其基础中PHC管桩与承台的连接构造需进行重点研究。PHC管桩基础基桩与承台连接当采用不截桩方式时，传统的连接方法需在管桩端板焊接绕管桩中心呈环向均匀分布的连接钢板，连接钢板用以焊接锚入承台钢筋，连接钢板和锚入承台钢筋数量及规格根据荷载大小进行计算，与此同时在管桩内部浇筑一定长度填芯混凝土，PHC管桩通过锚入承台钢筋以及填芯混凝土与桩内壁的粘结来实现与基础承台的连接。架空输电线路多采用PHC管桩基础与承台不截桩连接方式，若直接利用上述传统连接方法，则在实施过程中存在一定问题。如：架空输电线路基础施工条件较其他工业和民用建筑差，采用电焊焊接连接钢板和锚入承台钢筋，施工电源难以保障，焊接质量不能完全得到保障，且施工现场不易检测焊接质量；填芯混凝土与管桩内壁之间的粘结强度设计值通常较难准确计算，主要原因是管桩内壁存在一层浮浆层，加之打桩施工后管桩内腔往往会积水且内壁泥浆清理困难，加上管桩内径往往较小，造成填芯混凝土施工环境和质量稳定性差，造成了填芯混凝土与管桩内壁之间的粘结力不可靠，其他建筑工程基本采用现场试验来确定粘结强度，但架空输电线路基础呈点状分布，地域分布广，地形条件迥异，地质条件也千差万别，在离散性很大的客观情况下开展足够样本量且具有统计意义的现场试验较为困难。

PHC管桩沉桩方式有锤击和静压两种，架空输电线路常采用锤击施工方法。锤击施工法桩顶标高控制较为困难，传统基桩与承台连接方式为基桩深入承台底面纵向受力钢筋下一定长度，但这种方式在个别基桩超打时，需增大承台底面纵向受力钢筋下承台混凝土厚度来实现超打基桩与承台的连接，这样往往造成工程经济性较差，且当架空输电线路PHC管桩基础基桩数量较多时，控制全部基桩与承台的有效连接变的尤为困难，另外各基桩桩顶标高不一致时，基础承台底部纵向钢筋绑扎施工困难。

架空输电线路PHC管桩基础承受上拔和水平荷载作用时，基桩在承台底面处承受最大的拉力、弯矩和剪力，该处截面控制PHC管桩选型，其他任意截面往往可远远满足受力，若仅为满足基桩在承台底面处受力而增大管桩截面或增加预应力配筋，则会造成巨大的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种架空输电线路PHC管桩基础基桩与承台的连接结构形式，旨在解决上述背景中承台与基桩在上拔荷载作用下连接施工困难及可靠性不足、锤击施工桩顶标高控制困难、基桩在基础承台底面局部位置强度不足等问题。

本实用新型所采用的技术手段如下所述。

本实用新型首先提供一种预制PHC管桩，其具有管桩端板、预应力钢筋，其改进在于：所述管桩端板设置有绕管桩中心呈环向分布的若干螺纹连接孔；包含机械连接接头，其包含有上接头和下接头，所述上接头下端具有螺栓头，所述螺栓头外侧设置有第一外螺纹，所述上接头内侧具有第一内螺纹；所述下接头上部外侧设置有具有与连接孔匹配的第二外螺纹，所述下接头内侧具有与所述螺栓头相匹配的第二内螺纹；包含桩头锚固钢筋，其顶端与下接头内侧的第二内螺纹下端螺纹连接固定。

进一步而言：所述螺纹连接孔的位置与预应力钢筋间隔排列，所述下接头预设于管桩端板的螺纹连接孔中，所述桩头锚固钢筋螺纹连接至下接头处与预应力钢筋一体预制成PHC管桩。

这样的优点是所述PHC管桩顶部无需设置填芯混凝土（含填芯内纵向钢筋及箍筋），根据架空输电线路基础荷载特点，取消填芯混凝土（含填芯内纵向钢筋及箍筋）时，PHC管桩自身截面抗剪承载力均可远远满足受力需要，其提供的抗拔承载力可通过机械连接接头进行有效弥补，在保证连接安全性和可靠性的前提下，降低了现场施工难度，加快了施工进度。所述机械连接接头采用两段组成，其材质根据锚固钢筋受力需要根据等强度原则选取，尺寸根据锚固钢筋受力需要灵活调整。机械连接接头下段预埋在管桩内壁，可以同PHC管桩其他材料在预制工厂一同加工制作。

本实用新型基于上述预制PHC管桩，进一步提供了一种架空输电线路PHC管桩基础基桩与承台的连接结构，其改进在于：包含预制PHC管桩、基础承台、桩体锚入承台钢筋、螺旋箍筋及承台纵向钢筋；

其中，所述预制PHC管桩，具有管桩端板、预应力钢筋，所述管桩端板设置有绕管桩中心呈环向分布的若干螺纹连接孔，所述螺纹连接孔的位置与预应力钢筋间隔排列；包含机械连接接头，其包含有上接头和下接头，所述上接头下端具有螺栓头，所述螺栓头外侧设置有第一外螺纹，所述上接头内侧具有第一内螺纹；所述下接头上部外侧设置有具有与连接孔匹配的第二外螺纹，所述下接头内侧具有与所述螺栓头相匹配的第二内螺纹；包含桩头锚固钢筋，其顶端与下接头内侧的第二内螺纹下端螺纹连接固定，与预应力钢筋间隔排列；所述下接头预设于管桩端板的螺纹连接孔中，所述桩头锚固钢筋连接下接头处与预应力钢筋一体预制成PHC管桩；

所述预制PHC管桩伸入基础承台，其伸入的部分的外部设置螺旋箍筋；所述桩体锚入承台钢筋下端与上接头的第一内螺纹螺纹连接固定；所述预制PHC管桩、基础承台、桩体锚入承台钢筋、螺旋箍筋及承台纵向钢筋现场浇筑成型。

进一步讲：所述承台纵向钢筋，其于预制PHC管桩伸入基础承台的部分截断，并于此处采用斜向45°的等直径斜向补强钢筋补强或采用抱箍式纵向钢筋。

进一步讲：所述螺旋箍筋为竖向设置架立筋与螺旋筋构成钢筋笼，架立筋下端具有用以将螺旋箍筋固定在基础承台底部承台纵向钢筋（9）上的水平弯折段。

进一步讲：所述预制PHC管桩端部伸入基础承台的距离为300~500mm。

进一步讲：所述螺旋箍筋的螺旋内径为预制PHC管桩外径加100mm，螺旋箍筋配置高度为预制PHC管桩伸入高度加100mm，螺旋箍筋直径不小于10mm，架立筋直径为螺旋筋直径加6mm。

进一步讲：所述管桩端板的厚度不小于30mm。

进一步讲：所述斜向补强钢筋的直径不小于纵向钢筋直径。

本实用新型所产生的技术效果如下。

1、配置桩头锚固钢筋，提高了管桩拉弯承载力和抗剪承载力。

2、取消填芯混凝土（含填芯内纵向钢筋及箍筋），缩短施工周期，减小建筑成本。

3、采用机械连接接头连接锚固钢筋，受力性能稳定，施工方便。

4、机械连接接头分上下两段组装的方式，可根据两侧锚固筋受力需要灵活调整尺寸。

5、管桩端板开设连接机械连接接头的连接孔，其开孔数量和开孔孔径可根据两侧锚固筋受力需要灵活调整。

6、PHC管桩伸入承台高度H可在300~500mm范围内灵活调整，避免了锤击打桩机械施工误差带来的承台尺寸变化，避免了桩头标高一致带来的基础承台底部纵向钢筋绑扎困难。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中a-a剖面示意图。

图3为图1中b-b剖面示意图。

图4为本实用新型中管桩端板结构示意图。

图5为本实用新型中机械连接接头示意图。

图6为图3中c-c剖面示意图。

图7为本实用新型中螺旋箍筋示意图。

图8为采用抱箍式纵向钢筋结构示意图。

图9为抱箍钢筋具体表现形式结构示意图。

图号说明：

1—PHC管桩；2—基础承台；3—管桩端板；4—机械连接接头；5—桩体锚入承台钢筋；6—桩头锚固钢筋；7—螺旋箍筋；8—斜向补强钢筋；9—承台纵向钢筋；10—管桩内预应力筋；11—管桩内螺旋箍筋；12—抱箍式纵向钢筋。

具体实施方式

如图1，其为本实用新型提供的一种架空输电线路PHC管桩基础基桩与承台的连接结构，包含下部预制PHC管桩1，上部基础承台2，其中所述预制PHC管桩1于工厂预制成型，其与基础承台2现场一体浇筑成整体的连接结构。

请结合图1和图2所示，其中所述预制PHC管桩1，具有管桩端板3、预应力钢筋10及管桩内螺旋箍筋11等结构，结合图4所示，其中，所述管桩端板3上设置有绕管桩中心呈环向分布的若干螺纹连接孔3-1，所述螺纹连接孔3-1的位置可与预应力钢筋10间隔排列。螺纹连接孔3-1直径为D2，用于安装机械连接接头4。螺纹连接孔3-1绕管桩中心呈环向均匀布置，且分部在管桩端板已有张拉孔（或墩头孔）中间，几何参数根据机械接头确定，端板厚度H1不小于30mm。连接孔数量可根据基桩受力情况进行计算确定，连接孔直径根据机械连接接头下段连接的桩头锚固钢筋直径确定。

请参阅图5所示，包含机械连接接头4，其包含有上接头4-1和下接头4-2，其中，所述上接头4-1下端具有螺栓头4-3，所述螺栓头4-3外侧设置有第一外螺纹4-4，所述上接头4-1内侧具有第一内螺纹4-5；所述下接头4-2上部外侧设置有具有与连接孔3-1匹配的第二外螺纹4-6，所述下接头4-2内侧具有与所述螺栓头4-3相匹配的第二内螺纹4-7。请继续参阅图6，所述下接头4-2的外径为D₂，内径为D₁，为具有通长内螺纹的空心套管，其一侧设置的第二外螺纹4-6的长度等同于管桩端板厚度H₁，用以拧入管桩端板3的螺纹连接孔3-1内。上接头4-1的下端螺栓头4-3的直径为D₁，长度等同于管桩端板3厚度H₁，用以拧入连接于管桩端板3的下接头4-2的第二外螺纹4-6，实现机械连接接头上下两段的连接。上接头4-1是具有通长内螺纹的空心套管，外径为D₄，内径为D₃。机械连接接头4材质根据锚固钢筋受力需要根据等强度原则选取，尺寸根据锚固钢筋受力需要灵活调整。机械连接接头下段预埋在管桩内壁，同PHC管桩其他材料在预制工厂一同加工制作。

再如图1和图2所示，本所述预制PHC管桩1还包含桩头锚固钢筋6，锚固长度Lb，其顶端与下接头4-2内侧的第二内螺纹4-7下端螺纹连接固定。所述螺纹连接孔3-1的位置与预应力钢筋10间隔排列，所述下接头4-2预设于管桩端板3的螺纹连接孔3-1中，使得桩头锚固钢筋6螺纹连接至下接头4-2处与预应力钢筋10间隔设置，交错布置，位于管桩内螺旋箍筋11内侧。所述锚固长度Lb根据相关规范计算。

本实用新型中针对架空输电线路而设计的PHC管桩基础基桩与承台的连接结构，使用预制PHC管桩1、基础承台2、桩体锚入承台钢筋5、螺旋箍筋7、承台纵向钢筋9等现场浇筑成型。所述预制PHC管桩1伸入基础承台2，所述预制PHC管桩1伸入基础承台2的部分的外部设置螺旋箍筋7，所述桩体锚入承台钢筋5下端与上接头4-1的第一内螺纹4-5螺纹连接固定，桩体锚入承台钢筋5的锚固长度La根据相关规范计算，当锚固长度较大时可采用末端弯钩或机械锚固措施布置；还包含承台纵向钢筋9，其于预制PHC管桩1伸入基础承台2的部分截断，并于此处采用斜向45°的等直径斜向补强钢筋8补强。或者，如图8和图9所示，采用抱箍式纵向钢筋12，其包含可以围成中心为圆形区域的第一抱箍式钢筋12-1、第二抱箍式钢筋12-2、第三抱箍式钢筋12-3及第四抱箍式钢筋12-4，中心圆形区域避开伸入的部分，但充分保障了承台纵向钢筋9的受力均衡。

其中，预制PHC管桩1伸入基础承台2，伸入的距离为300~500mm，所述PHC管桩伸入基础承台高度H，在高度300~500mm范围内均可满足，可根据现场锤击打桩情况灵活调节，200mm的调节范围可完全满足现有锤击打桩机械误差需求。请参阅图7所示，所述螺旋箍筋7为竖向设置架立筋7-1与螺旋筋7-2构成钢筋笼，架立筋7-1下端水平弯折段用以将螺旋箍筋固定在基础承台底部承台纵向钢筋9上。

其中，所述螺旋箍筋7的螺旋内径为预制PHC管桩1外径加100mm，螺旋箍筋7配置高度为预制PHC管桩1伸入高度加100mm，螺旋箍筋7直径不小于10mm，架立筋直径为螺旋筋直径加6mm。所述斜向补强钢筋8的直径不小于纵向钢筋9直径。

本实用新型的结构受力机理如下：上拔和水平荷载由上部架空输电线路杆塔结构传递于PHC管桩基础，PHC管桩基础通过基础承台将荷载传递于PHC管桩，其中桩体锚入承台钢筋、机械连接接头，管桩端板以及桩头锚固钢筋是实现荷载从基础承台传递于PHC管桩的重要载体和关键受力部件；桩头锚固钢筋兼做基桩在承台底面部位拉弯计算时桩体受力钢筋。

本实用新型的施工步骤是：预制工厂预制PHC管桩，预制时机械连接接头下段预埋于PHC管桩端板设置若干带有螺纹的连接孔处，同时桩头锚固钢筋相应的连接在机械连接接头下段；PHC管桩加工完成后运至施工现场开展锤击施工，并以桩顶标高高于基础承台底部标高H作为停锤标准，打桩完成后安装机械连接接头上段，PHC管桩伸入基础承台高H部分的外部放置预先绑扎的螺旋箍筋，机械连接接头上段安装桩体锚入承台钢筋，后续按顺序完成承台钢筋绑扎、混凝土浇筑工作，实现本实用新型PHC管桩基础基桩与承台的连接结构。

Claims (9)

1.一种预制PHC管桩，具有管桩端板（3）、预应力钢筋（10），其特征在于：所述管桩端板（3）设置有绕管桩中心呈环向分布的若干螺纹连接孔（3-1）；

包含机械连接接头（4），其包含有上接头（4-1）和下接头（4-2），所述上接头（4-1）下端具有螺栓头（4-3），所述螺栓头（4-3）外侧设置有第一外螺纹（4-4），所述上接头（4-1）内侧具有第一内螺纹（4-5）；

所述下接头（4-2）上部外侧设置有具有与连接孔（3-1）匹配的第二外螺纹（4-6），所述下接头（4-2）内侧具有与所述螺栓头（4-3）相匹配的第二内螺纹（4-7）；

包含桩头锚固钢筋（6），其顶端与下接头（4-2）内侧的第二内螺纹（4-7）下端螺纹连接固定。

2.如权利要求1所述的一种预制PHC管桩，其特征在于：所述螺纹连接孔（3-1）的位置与预应力钢筋（10）间隔排列，所述下接头（4-2）预设于管桩端板（3）的螺纹连接孔（3-1）中，所述桩头锚固钢筋（6）螺纹连接至下接头（4-2）处与预应力钢筋（10）一体预制成PHC管桩。

3.一种架空输电线路PHC管桩基础基桩与承台的连接结构，其特征在于：包含预制PHC管桩（1）、基础承台（2）、桩体锚入承台钢筋（5）、螺旋箍筋（7）及承台纵向钢筋（9）；

其中，所述预制PHC管桩，具有管桩端板（3）、预应力钢筋（10），所述管桩端板（3）设置有绕管桩中心呈环向分布的若干螺纹连接孔（3-1），所述螺纹连接孔（3-1）的位置与预应力钢筋（10）间隔排列；

包含机械连接接头（4），其包含有上接头（4-1）和下接头（4-2），所述上接头（4-1）下端具有螺栓头（4-3），所述螺栓头（4-3）外侧设置有第一外螺纹（4-4），所述上接头（4-1）内侧具有第一内螺纹（4-5）；

所述下接头（4-2）上部外侧设置有具有与连接孔（3-1）匹配的第二外螺纹（4-6），所述下接头（4-2）内侧具有与所述螺栓头（4-3）相匹配的第二内螺纹（4-7）；

包含桩头锚固钢筋（6），其顶端与下接头（4-2）内侧的第二内螺纹（4-7）下端螺纹连接固定，与预应力钢筋（10）间隔排列；

所述下接头（4-2）预设于管桩端板（3）的螺纹连接孔（3-1）中，所述桩头锚固钢筋（6）连接下接头（4-2）处与预应力钢筋（10）一体预制成PHC管桩；

预制PHC管桩（1）伸入基础承台（2），其伸入的部分的外部设置螺旋箍筋（7）；

所述桩体锚入承台钢筋（5）下端与上接头（4-1）的第一内螺纹（4-5）螺纹连接固定；

所述预制PHC管桩（1）、基础承台（2）、桩体锚入承台钢筋（5）及螺旋箍筋（7）及承台纵向钢筋（9）现场浇筑成型。

4.如权利要求3所述的一种架空输电线路PHC管桩基础基桩与承台的连接结构，其特征在于：所述承台纵向钢筋（9）于预制PHC管桩（1）伸入基础承台（2）的部分截断，并于此处采用斜向45°的等直径斜向补强钢筋（8）补强或采用抱箍式纵向钢筋（12）。

5.如权利要求4所述的一种架空输电线路PHC管桩基础基桩与承台的连接结构，其特征在于：所述斜向补强钢筋（8）的直径不小于纵向钢筋（9）直径。

6.如权利要求3至5中任一权利要求所述的一种架空输电线路PHC管桩基础基桩与承台的连接结构，其特征在于：所述螺旋箍筋（7）为竖向设置架立筋（7-1）与螺旋筋（7-2）构成钢筋笼，架立筋（7-1）下端具有用以将螺旋箍筋固定在基础承台底部承台纵向钢筋（9）上的水平弯折段。

7.如权利要求6所述的一种架空输电线路PHC管桩基础基桩与承台的连接结构，其特征在于：所述预制PHC管桩（1）端部伸入基础承台（2）的距离为300~500mm。

8.如权利要求7所述的一种架空输电线路PHC管桩基础基桩与承台的连接结构，其特征在于：所述螺旋箍筋（7）的螺旋内径为预制PHC管桩（1）外径加100mm，螺旋箍筋（7）配置高度为预制PHC管桩（1）伸入高度加100mm，螺旋箍筋（7）直径不小于10mm，架立筋直径为螺旋筋直径加6mm。

9.如权利要求8所述的一种架空输电线路PHC管桩基础基桩与承台的连接结构，其特征在于：所述管桩端板（3）的厚度不小于30mm。