预制桩快速机械连接装置及施工方法与流程

本发明公开了一种预制桩快速机械连接装置及施工方法。

背景技术：
目前，混凝土预制桩主要作为建筑基桩使用，主要承受竖向荷载作用，随着现代建筑重要程度的提高，大型地下车库、商场、轨道交通等地下建筑物越来越多，有必要研究预制桩在地下深基坑工程的推广应用。深基坑工程中预制桩既要承受竖向荷载和水平荷载作用，还要作为抗拔桩使用，因此，接头连接处的抗弯、抗剪强度都必须满足。现有的接桩方式主要是焊接和机械齿合连接。焊接结构由于是现场施工，焊缝需饱满、施焊完成的桩接头需自然冷却后才能连续沉桩，好用时间较多，焊缝质量受人为因素和天气条件的影响，焊接质量难以保证，连接处成为预制桩承载的最薄弱环节。现有机械齿合连接形式施工质量易保证，但接头抗弯、抗剪转化为螺栓或销钉受拉和受剪，而螺栓和销钉强度受限于本身尺寸和材料，承载力较低，若采用增加数量的方法，则影响施工效率。为提高接桩的效率和质量，寻求其他的接桩方法显得尤为必要。

技术实现要素：
针对背景技术中存在的问题和不足之处，本发明提出了预制桩快速机械连接装置及施工方法。本发明采用的技术方案如下：预制桩快速机械连接装置，包括子扣、母扣以及用于将子扣和母扣进行固定的连接配件，所述的母扣为一个顶部开口的半封闭式腔体结构，所述的子扣为一个封闭式腔体结构，且所述的子扣从母扣的顶部开口处插入到母扣内，且子扣和母扣的侧面通过连接配件连接。进一步的，所述子扣，其包括端板、封板、侧板及位于侧板内且与侧板相连的加劲肋板，所述的端板和封板分别位于侧板的顶部和底部与侧板一起组成一个封闭式腔体结构，且在侧板上设有连接孔。进一步的，所述母扣，其包括端板、侧板及位于侧板内且与侧板相连的加劲肋板，所述的端板位于侧板的底部与侧板一起组成一个半封闭式腔体结构，且在侧板上设有连接孔。进一步的，所述的连接配件，包括连接凹槽体、受力销栓和定位螺栓，所述的连接凹槽体卡装在子扣和母扣的连接孔内，在连接凹槽体内安装受力销栓，在受力销栓上安装定位螺栓。进一步的，所述的母扣侧板涂抹防腐材料，保证预制桩连接装置耐久性设计满足要求。进一步的，所述的子扣和母扣分别与上、下两节桩连接，连接方式为钢筋穿焊。进一步的，所述子扣的端板平面尺寸与预制桩横截面尺寸相同，通过端板与桩体钢筋穿焊，将子扣与桩体连接；底部封板作用为封闭腔体，不起受力作用，厚度小于端板和侧板厚度；侧板上有预留孔，预留孔尺寸与连接配件相匹配。进一步的，所述母扣的端板平面尺寸与预制桩横截面尺寸相同，通过端板与桩体钢筋穿焊，将母扣与桩体连接；端板中心不起受力作用，厚度小于边缘厚度；侧板上有预留孔，预留孔尺寸与连接配件相匹配。进一步的，所述连接凹槽的翼板外侧尺寸与子母扣侧板预留孔尺寸相匹配，内侧为锥形，与受力销栓尺寸相匹配；连接凹槽翼板加工过程中提前焊接到侧板上，切割为两部分；连接凹槽底板有预留孔，预留孔带螺丝，后期与定位螺栓连接。进一步的，所述连接配件的受力销栓为圆锥形体，外侧尺寸连接凹槽翼板内侧尺寸相匹配；受力销栓中心有预留孔，预留孔尺寸与定位螺栓相匹配；受力销栓承载能力满足预制桩承载设计要求。进一步的，所述母扣侧板高度不小于子扣侧板高度。所述预制桩快速机械连接装置的施工方法，包含以下步骤：步骤1加工预制桩接头机械连接装置，根据预制桩桩体配筋在子扣和母扣的端板上加工焊接用预留孔；步骤2绑扎预制桩钢筋笼，将子扣和母扣对接，用连接配件固定后，子扣和母扣的端板分别与桩体钢筋穿焊形成整体，现场就位入模；步骤3立模板，整体浇筑混凝土，养护；步骤4待混凝土达到设计强度后，脱模板；步骤5拆除连接配件，子扣和母扣脱离，预制桩整体制桩完成；步骤6预制桩分节装车、运输至施工现场；步骤7用起吊机起吊第一节预制桩施工，当第一节预制桩施工到预定位置后，固定第一节预制桩，起吊机起吊第二节预制桩，通过子扣对接母扣，或者母扣对接子扣，将两节桩上下定位垂直对接，对接后子扣和母扣侧板形成完整的连接凹槽体，将受力销栓安放入连接凹槽体，通过定位螺栓固定，连接装置外侧涂抹防腐剂。步骤8重复步骤7将预制桩整体施工完毕。本发明创造与现有技术相比，所具有的优点和积极效果：(1)本发明预制桩连接装置属于机械连接，施工简便，易操作。施工人员不需要掌握复杂的施工技术就可以进行施工操作。(2)接头的抗弯转化为受力销栓的抗拉，抗剪由加劲肋板承担，抗弯、抗剪能力大大加强，提高了接头质量。(3)桩体受力钢筋与接头连接装置牢固穿焊，使得上下节桩的钢筋骨架成为整体结构，确保上下接桩的可靠连接。(4)制桩过程中将接头连接装置与桩体连接，进行整体制桩，保证后期接桩可靠性，提高了桩的垂直度。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明的预制桩快速机械连接装置平面示意图；图2为图1的纵向剖切图；图3为本发明的母扣平面示意图；图4为图3的纵向剖切图；图5为本发明的子扣平面示意图；图6为图5的纵向剖切图；图7为本发明的连接配件示意图。图中：11-母扣；12-子扣；13-连接配件；14-桩体钢筋；31-端板；32-侧板；33-侧板加劲肋板；41-连接孔；51-端板；52-侧板；53-侧板加劲肋板；61-连接孔；62-封板；71-连接凹槽体；72-受力销栓；73-定位螺栓。具体实施方式下面结合附图对本发明进行详细的说明：如图1、图2所示，预制桩快速机械连接装置，包括相互扣接在一起的子扣12和母扣11，还包括将子扣12和母扣11固定的连接配件13；母扣11为一个顶部开口的半封闭式腔体结构，所述的子扣12为一个封闭式腔体结构，且所述的子扣12从母扣11的顶部开口处插入到母扣内，且子扣12和母扣11的侧面通过连接配件13连接；所述的子扣和母扣分别与上、下两节桩连接，连接方式为钢筋穿焊。桩体受力钢筋与接头连接装置牢固穿焊，使得上下节桩的钢筋骨架成为整体结构，确保上下接桩的可靠连接。本预制桩连接装置属于机械连接，施工简便，易操作。施工人员不需要掌握复杂的施工技术就可以进行施工操作。进一步的，如图5、图6所示，子扣12截面为梯形，是由端板51、封板62、侧板52及内侧加劲肋板53组成的封闭式腔体；所述的端板51和封板62分别位于侧板52的顶部和底部与侧板52一起组成一个封闭式腔体结构，且在侧板52上设有连接孔61；连接孔61与连接孔41位置相对后，通过连接配件相连。进一步的，如图3、图4所示，母扣11截面为倒梯形，是由端板31、侧板32及外侧加劲肋板33组成的半封闭式腔体；其包括端板31、侧板32及位于侧板32内且与侧板32相连的加劲肋板，所述的端板31位于侧板32的底部与侧板一起组成一个半封闭式腔体结构，且在侧板上设有连接孔41；连接孔41与连接孔61位置相对后，通过连接配件相连。进一步的，如图7所示，连接配件包括连接凹槽体71、受力销栓72和定位螺栓73，所述的连接凹槽体71卡装在子扣和母扣的连接孔内，在连接凹槽体内安装受力销栓72，在受力销栓72上安装定位螺栓73。接头的抗弯转化为受力销栓的抗拉，抗剪由加劲肋板承担，抗弯、抗剪能力大大加强，提高了接头质量。进一步的，母扣侧板32涂抹防腐材料，保证预制桩连接装置耐久性设计满足要求。进一步的，子扣12的端板51平面尺寸与预制桩横截面尺寸相同，通过端板与桩体钢筋14穿焊，将子扣12与上桩体连接；底部封板作用为封闭腔体，不起受力作用，厚度小于端板和侧板厚度；侧板上有连接孔41，连接孔41尺寸与连接配件相匹配。进一步的，母扣11的端板31平面尺寸与预制桩横截面尺寸相同，通过端板与桩体钢筋14穿焊，将母扣11与下桩体连接；端板31中心不起受力作用，厚度小于边缘厚度；侧板32上有连接孔61，连接孔61尺寸与连接配件相匹配。进一步的，连接配件13的连接凹槽71的翼板外侧尺寸与子母扣侧板预留孔尺寸相匹配，内侧为锥形，与受力销栓72尺寸相匹配；连接凹槽71翼板加工过程中提前焊接到侧板上，切割为两部分；连接凹槽71底板有预留孔，预留孔带螺丝，后期与定位螺栓连接。进一步的，连接配件的受力销栓72为圆锥形体，外侧尺寸连接凹槽71翼板内侧尺寸相匹配；受力销栓72材料可以为铸铁、合金等，受力销栓中心有预留孔，预留孔尺寸与定位螺栓相匹配；受力销栓承载能力满足预制桩承载设计要求。进一步的，由于子扣12插入到母扣内，因此母扣11侧板高度不小于子扣12侧板高度，保证两者完美配合。进一步的，预制桩快速机械连接装置的施工方法，包含以下步骤：步骤1加工预制桩接头机械连接装置，根据预制桩桩体配筋在子扣和母扣的端板上加工焊接用预留孔；步骤2绑扎预制桩钢筋笼，将子扣和母扣对接，用连接配件固定后，子扣和母扣的端板分别与桩体钢筋穿焊形成整体，现场就位入模；步骤3立模板，整体浇筑混凝土，养护；步骤4待混凝土达到设计强度后，脱模板；步骤5拆除连接配件，子扣和母扣脱离，预制桩整体制桩完成；步骤6预制桩分节装车、运输至施工现场；步骤7用起吊机起吊第一节预制桩施工，当第一节预制桩施工到预定位置后，固定第一节预制桩，起吊机起吊第二节预制桩，通过子扣对接母扣，或者母扣对接子扣，将两节桩上下定位垂直对接，对接后子扣和母扣侧板形成完整的连接凹槽体，将受力销栓安放入连接凹槽体，通过定位螺栓固定，连接装置外侧涂抹防腐剂。步骤8重复步骤7将预制桩整体施工完毕。本发明在制桩过程中将接头连接装置与桩体连接，进行整体制桩，保证后期接桩可靠性，提高了桩的垂直度。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。