专利名称：预制桩装配式可调平刚性接头装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑领域预制桩连接部件，具体地说是一种预制桩装配式可调平刚性接头装置。
在建筑领域里，传统的预制桩钢接头主要采用角钢接头(甲帽或乙帽)，它是用角钢竖向焊接，使上、下桩连为一体。这种连接存在以下一些问题1、由于下段桩在沉桩过程中有一定的倾斜，即使垂直度控制在规范要求的1％以内，下段桩顶表面也有0.4-0.45cm(400×400mm桩和450×450mm桩)的高差。如重直度＞1％，则桩顶表面的高差更大。并且由于桩段制作中桩顶表面不可能完全垂直于桩身中心线，当上段桩和下段桩相连接时，上、下两段桩连接部位均有不同程度的空隙，势必导致两段桩接合部位为局部受压。为此施工中常采用薄钢板作为垫块垫平，但上桩与下桩连接部位的局部受压状态造成的应力集中的问题没有解决，尤其是在高吨位的预制桩中常造成连接部位的砼被压碎和出现沿纵向主筋的竖向裂缝，从而影响桩身质量。在大小应变检测中，采用此种接头，在接头处常出现较强的反射波，最终影响工程质量。
2、上、下两段桩的角钢接头立焊焊缝长度为32m(甲帽)现场需要大量的接桩时间，并且不易焊好，导致设计的受力情况无法实现，影响工程质量。
3、当桩身处在砂层中时，接桩时间很长将导致继续沉桩很困难。
4、由于预制桩为挤密性的桩型，常造成土体隆起，加上以上的原因，易造成上段桩和下段桩分离从而造成浮桩事故。
CN94203075.3公开了一种名称为“套入式焊接桩接头”的预制桩连接结构，该结构虽然解决了上述传统结构存在的主要问题，但它的抗弯矩能力却很差。由于这种结构上、下两段桩的连接焊缝均为水平焊缝，实际上该接头只能承受轴向力和剪力，不能承受弯矩或只能承受较小的弯矩，相当于一个铰接头，这与桩的实际受力状态不符，尤其是桩接头处在软弱土层中时受力更为不利，因此，它的适用范围有限。
本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的问题，提出一种既可承受轴向力和剪力，又可承受弯矩的预制桩装配式可调平刚性接头装置，使其能完全满足桩身的实际受力要求，提高工效，并且易于调平两桩接头端面。
针对上述发明目的，本发明采用如下技术方案一种预制桩装配式可调平刚性接头装置，由预埋在下桩顶部的下桩上帽和预埋在上桩底部的上桩下帽组成，所述下桩上帽的顶端有能被上桩下帽嵌入的凹槽，其特殊之处是所述凹槽的侧壁上开有缺口，该缺口的竖向边缘和顶部横向边缘分别与上桩下帽对应处焊牢，并形成刚性接头装置。
本发明吸取了背景技术中两种钢接头的优点，并对其不足之处进行了改进，它具有如下优点1)该接头装置设有一能装硫磺胶泥的凹槽约30mm高，由于硫磺胶泥在冷却前(数分钟内)有一定的流动性，将硫磺胶泥注入该凹槽内，立即将校正好的上段桩插入接头之中，并施加压力，从而能在上、下两段桩的接合部位起到调平作用，多余的硫磺胶泥即满出凹槽。它解决了预制桩角钢接头中易产生局部受力，造成应力集中，最终影响工程质量的问题。该接头装置在工艺上对提高桩身的完整性提供了保障。
2)该接头装置直接预埋在下段桩的顶部，和上段桩的连接为整体装配式，并且上、下两段桩的连接主要为立焊，并辅以水平焊缝既能承受轴力、剪力也能承受弯矩，为刚性接头，受力性能良好，与桩的受力状态完全一致，解决了套入式焊接桩接头为铰接头的问题，即只能承受轴力和剪力，不能承受弯矩或只能承受较小弯矩的问题。
3)因为上述两条原因，大大减少了现场焊接量(比角钢接头少，与套入式焊接桩接头相接近)，使观场工效大为提高。
4)用钢量是三种接头中最少的，且价格便宜，有良好的市场竞争力。
以下结合附图所示实施例，详细描述本发明。
图1是实施例1下桩上帽示意图。
图2是图1中A-A剖视图。
图3是图1中B-B剖视图。
图4是上桩下帽与下桩上帽结合示意图。
图5是实施例2下桩上帽示意图。
图6是实施例3下桩上帽示意图。
图7是图6的C-C剖视图。
图8是实施例3上桩下帽与下桩结合示意图。
实施例1适用于方形桩参照图1至图4，其上桩下帽7是包裹在上桩5下端的侧壁和下端面的金属套，由金属板制成。所述下桩上帽由四根角钢1和竖向钢板2以及水平向钢板4组成。上述四根角钢1分别包裹在下桩9上端壁侧的四个角上，并伸出下桩9的上端面。上述水平向钢板4包裹在下桩9上端面上，该水平向钢板4可以是整个一块钢板；也可以是二块钢条呈十字交叉包裹在下桩上端面上；还可以是其它形式。上述竖向钢板2包裹在下桩上端侧面相邻两角钢1之间，竖向钢板2的上端高于下桩9上端面，低于角钢1上端面，形成凹槽和敞开式缺口11，凹槽的深度为30mm左右。在竖向钢板2上有振捣孔与出气孔3。
施工时，当下段桩沉入地下后，将位于上段桩底部的上桩下帽7嵌入位于下段桩顶部的下桩上帽的凹槽内，并在凹槽底部与上桩下帽下端面之间填充一层硫磺胶泥6，调平两桩接头端面，然后沿缺口11的竖向边缘即角钢1的侧边和缺口11顶部的横向边缘即角钢1顶部的横边分别与上桩下帽7对应处焊牢(焊缝10)，形成刚性接头装置。按此方法类推，可以继续拼接多根预制桩。
实施例2参照图5，该实施例是实施例1的一种变形结构，它基本上与实施例1相同，不同之处在于所述相邻两角钢1顶部之间焊接有钢条8，该钢条8与竖向钢板上端之间有足够的间距，形成封闭缺口11，保证该缺口11处竖向焊缝的长度，使上桩下帽7与下桩上帽结合形成刚性接头装置。
实施例3适用于圆形桩参照图6至图8，其上桩下帽7是包裹在上桩5下端的侧壁和下端面的金属套。所述下桩上帽由竖向弧形钢板12和水平向钢板4组成，上述水平向钢板4包裹在下桩9上端面上，其结构与实施例1中水平向钢板一样。上述竖向弧形钢板12包裹在下桩9上端侧面，并伸出下桩上端面，竖向弧形钢板12伸出下桩上端面的部分沿圆周方向均布有封闭式或朝上敞开式缺口11，图中所示为敞开式缺口。该缺口11的底边高于下桩上端面，形成凹槽。也可以增加钢条8形成封闭式缺口。
本实施例的施工方法与实施例1基本相同。其竖向焊缝10位于缺口11的竖向边缘，横向焊缝10位于缺口顶部横向边缘，使上桩下帽与下桩上帽之间形成刚性接头。
本发明的上桩下帽和下桩上帽的适用范围分别和87SG361图集中的甲帽和乙帽相同。
本发明所有图中未注明的部分与87SG361图集中对应附图相同。
对于锤击预制桩的施工，由于下桩和中桩的顶部有本发明所述的下桩上帽，不能直接锤击施打，为此，本申请人同时申请了名称为“预制桩嵌入式套垫”的专利，彻底解决了该问题。
综上所述，本发明不但新颖，而且实用，其创新之处确能使该接头装置不但能承受轴向力和剪力，而且还能承受弯矩，为刚性接头，与背景技术相比具有突出的实质性特点和显著的进步，具有先进性。
权利要求
1.一种预制桩装配式可调平刚性接头装置，由预埋在下桩顶部的下桩上帽和预埋在上桩底部的上桩下帽组成，所述下桩上帽的顶端有能被上桩下帽嵌入的凹槽，其特征是所述凹槽的侧壁上开有缺口，该缺口的竖向边缘和顶部的横向边缘分别与上桩下帽对应处焊牢，并形成刚性接头装置。
2.按照权利要求1所述预制桩装配式可调平刚性接头装置，其特征是位于下桩上帽顶端凹槽侧壁上的缺口可以是封闭式缺口，也可以是朝上端敞开的敞开式的缺口。
3.按照权利要求1所述预制桩装配式可调平刚性接头装置，其特征是，对于方形桩，所述下桩上帽由四根角钢和竖向钢板以及水平向钢板组成，上述四根角钢分别包裹在下桩上端侧壁的四个角上，并伸出下桩上端面，上述水平向钢板包裹在下桩上端面上，上述竖向钢板包裹在下桩上端侧面相邻两角钢之间，竖向钢板的上端高于下桩上端面，低于角钢上端面，形成凹槽和敞开式缺口，上述四根角钢和竖向钢板也可以由钢板直接制成。
4.按照权利要求1所述预制桩装配式可调平刚性接头装置，其特征是，对于圆形桩，所述下桩上帽由竖向弧形钢板和水平向钢板组成，上述水平向钢板包裹在下桩上端面，上述竖向弧形钢板包裹在下桩上端侧面，并伸出下桩上端面，竖向弧形钢板伸出下桩上端面的部分沿圆周方向均布有封闭式或朝向上敞开式缺口，该缺口的底边高于下桩上端面，形成凹槽。
5.按照权利要求3所述预制桩装配式可调平刚性接头装置，其特征是所述相邻两角钢顶部之间焊接有钢条，该钢条与竖向钢板上端之间有间距，形成封闭式缺口。
全文摘要
一种预制桩装配式可调平刚性接头装置,由预埋在下桩顶部的下桩上帽和预埋在上桩底部的上桩下帽组成,所述下桩上帽的顶端有能被上桩下帽嵌入的凹槽,其特征是所述凹槽的侧壁上开有缺口,该缺口的竖向边缘和顶部的横向边缘分别与上桩下帽对应处焊牢,并形成刚性接头装置。本发明既可承受轴向力和剪力,又可承受弯矩,完全能满足预制桩的实际受力情况,并易于调平两桩接头端面,提高工效。
文档编号E02D5/34GK1260426SQ0011433
公开日2000年7月19日 申请日期2000年1月21日 优先权日2000年1月21日
发明者王平, 宋琼 申请人:王平, 宋琼