预制混凝土抗拔扩头桩的制作方法

本实用新型涉及一种预制混凝土桩，具体涉及一种预制混凝土抗拔扩头桩。

背景技术：

近年来，随着经济的发展，我国的建筑楼层越来越高，对桩的竖向承载力和桩的挠度、抗剪、弯矩提出了更高的要求，致使部分省份对管桩的楼层高度提出了限制，现有技术中采用大口径管桩提高管桩本身强度，极大提升了基础承台的造价。并且由于楼层的增高，在原有桩身竖向承载力和水平抗剪力的基础上提高了对桩身风载荷偏移及抗拔性能的综合性能的更高的要求，现有技术中能够达到上述综合性能的桩往往需要借助对桩自身之外的设计和处理，施工过程复杂，成本较高。近年来，随着我国经济的发展和土地集约化的要求，由于建筑楼层越来越高，对桩基础的竖向承载力、抗拔力、水平抗剪力、抗腐蚀的综合性能桩基础提出了更高的要求，在确保水平抗剪力的同时为了控制预制桩挤土效应对周边建筑物的危害致使部分省份对空心桩的楼层总高提出了限制条文；现有预制桩技术中在满足桩的承载力的基础上，对于抗拔力主要通过桩和土的摩擦力来决定桩径的大小，由于桩径的增大的同时也造成相对小桩型配筋率的增加，极大提升了基础桩和桩承台的造价。并且由于楼层的增高，在原有桩身竖向承载力和水平抗剪力的基础上提高了对桩身风载荷偏移及抗拔性能的综合性能的更高的要求，现有技术中能够达到上述综合性能的桩往往需要借助对桩自身之外的设计和处理，施工过程复杂，成本较高。

技术实现要素：

本实用新型针对以上问题的提出，而研究设计一种预制混凝土抗拔扩头桩。本实用新型采用的技术手段如下：

一种预制混凝土抗拔扩头桩，包括混凝土的桩身和设置于桩身内的钢筋笼，所述桩身包括小截面段和设置在小截面段下端的大截面段，所述小截面段的上部的内部设有平行于主筋的横向载荷增强筋。

进一步地，所述小截面段和大截面段之间设有斜面过渡段。

进一步地，所述桩身内设有连通桩身上端面和侧面的注浆孔，所述注浆孔包括设置在桩身内的主孔，和从主孔通向桩身侧面的支孔。

进一步地，所述大截面段设有第一钢筋网片，所述第一钢筋网片绕设于钢筋笼的外侧。

进一步地，所述桩身的上端面处设有螺母套，所述螺母套为内部设有螺纹的套筒状结构，所述螺母套的底端与主筋相连，所述螺母套的开口端朝向桩身端面的外侧，所述桩身的上端还设有套箍，所述套箍包括围绕桩身上端的裙板和固定在裙板内的第二钢筋网片。

进一步地，包括桩Ⅰ和桩Ⅱ，所述桩Ⅰ包括小截面段Ⅰ和与小截面段Ⅰ下端连接的大截面段，所述桩Ⅱ与小截面段Ⅰ的截面相同，所述桩Ⅱ和小截面段Ⅰ通过机械插接接头连接，形成整个桩身的小截面段，所述小截面段Ⅰ的上端设有套箍，所述套箍包括围绕桩身上端的裙板和固定在裙板内的第二钢筋网片，所述裙板的上边缘伸出小截面段Ⅰ的上端面，包裹住桩Ⅱ的端部，所述桩Ⅱ的内部设有平行于主筋的横向载荷增强筋；

所述桩Ⅱ包括一根或两根以上的连接桩，当桩Ⅱ包括两根以上的连接桩时，连接桩之间通过机械插接接头连接，连接桩的接缝处被裙板包裹；

所述机械插接接头包括螺母套Ⅰ和螺母套Ⅱ，所述螺母套Ⅰ和螺母套Ⅱ分别设置在桩Ⅰ和桩Ⅱ的端面内且分别与桩Ⅰ和桩Ⅱ的主筋连接，所述螺母套Ⅰ和螺母套Ⅱ中的一个内部固定有插接件，另一个内部固定有卡固件，所述插接件能插入卡固件所在的螺母套内并限位固定于卡固件上。

进一步地，所述横向载荷增强筋伸出桩Ⅱ的下端面，所述桩Ⅰ的上端面设有预留孔，所述横向载荷增强筋伸出桩Ⅱ的部分插入所述预留孔内。进一步地，所述插接件包括旋接底座和与旋接底座连接的销头，所述旋接底座通过螺纹固定在螺母套Ⅰ内，所述销头为圆台形结构，所述销头的小径端通过平滑过渡面与旋接底座相连；所述卡固件包括锥套和舌齿，所述锥套的内壁上设有锥形面，且所述锥套通过螺纹固定在螺母套Ⅱ内，所述舌齿为侧面设有至少两个开口的圆锥筒形，所述开口将舌齿分割为齿瓣，所述舌齿的内侧壁为与销头配合的圆锥形面，所述舌齿的外侧壁为与锥套配合的圆锥形面，所述舌齿的端部与螺母套Ⅱ之间设有弹性件，所述销头能穿过锥套和舌齿，并通过弹性件回弹将舌齿限位于锥套与销头之间，实现插接固定。

进一步地，所述桩身的下端设有圆台形或棱台形的桩尖，所述桩尖的端部设有桩尖钢靴，所述桩尖钢靴包括与桩尖的端面贴合的桩尖端板和与桩尖侧面贴合的桩尖侧板，所述桩尖端板和桩尖侧板固定连接。

进一步地，所述桩尖端板与桩尖侧板为冲压整体，所述桩尖侧板的内侧设有用于防止桩尖钢靴脱落的防脱卡角，所述防脱卡角为向内冲压形成的冲压角结构，所述防脱卡角的端部朝向桩尖端板一侧，所述桩尖端板的中心处设有用于定位的螺纹孔。

进一步地，所述预制混凝土抗拔扩头桩的截面为方形，所述方形的四个角为直角或者至少一个为倒角或圆角。

与现有技术比较，本实用新型所述的预制混凝土抗拔扩头桩具有以下优点：

1、设置横向荷载增强筋，采用钢棒或钢绞线和横向荷载增强筋的组合，增强桩身上部的抗弯、抗剪性能，满足多种工程地质的施工需要；

2、下部大截面段的设置，在桩身下端进入持力层后，截面变化处及桩端的摩擦阻力增大，因此整个桩的竖向承载力以及桩身的抗拔性能得到大幅提升；

3、桩尖钢靴的设置既能在施工时对桩进行定位，又能对桩尖起到保护作用；

4、桩身内预留注浆孔，采用后注浆工艺将灌浆料从桩顶预留注浆孔注入，注浆后的桩周返浆改变了桩身与桩周土接触的界面特性，桩周界面上侧桩侧摩阻力得到提高，从而提高了桩身的抗拔刚度、屈服前的剪切刚度和极限承载能力。

附图说明

图1是本实用新型实施例一所述的桩身的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是图1的右视图。

图4是本实用新型实施例一的配筋结构示意图。

图5是图4的A处放大图。

图6是本实用新型实施例所述的桩尖钢靴的结构示意图。

图7是本实用新型实施例二的配筋结构示意图。

图8是图7的B处放大图。

图9是本实用新型实施例二所述的桩Ⅰ的配筋结构示意图。

图10是图9的C处放大图。

图11是本实用新型实施例二所述的桩Ⅱ的配筋结构示意图。

图12是本实用新型实施例所述的机械插接接头的结构示意图。

图13是本实用新型实施例三的配筋结构示意图。

图14是图13的D处放大图。

图15是本实用新型实施例三所述的桩Ⅰ的配筋结构示意图。

图16是图15的E处放大图。

图17是本实用新型实施例三所述的桩Ⅱ的配筋结构示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1至图6所示，一种预制混凝土抗拔扩头桩，包括混凝土的桩身1和设置于桩身1内的钢筋笼2，所述钢筋笼包括主筋和箍筋，所述主筋为全预应力主筋、半预应力主筋或非预应力主筋，全预应力主筋为钢棒或钢绞线，半预应力主筋为预应力钢棒和非预应力螺纹钢的组合，非预应力主筋为螺纹钢。所述桩身1包括小截面段11和设置在小截面段11下端的大截面段12，所述小截面段11的上部的内部设有平行于主筋的横向荷载增强筋3。所述小截面段11和大截面段12之间设有斜面过渡段13。下部大截面段的设置，在桩身下端进入持力层后，截面变化处及桩端的摩擦阻力增大，因此整个桩的竖向承载力以及桩身的抗拔性能得到大幅提升。

所述桩身1内设有连通桩身上端面和侧面的注浆孔14，所述注浆孔14包括设置在桩身中心的主孔15，和从主孔15通向桩身侧面的支孔16。根据施工需要以及桩身周围土壤环境，在生产过程中，在桩身内预留注浆孔，桩采用后注浆工艺将灌浆料从桩顶预留的注浆孔的入口注入。注浆后的桩周返浆改变了桩身与桩周土接触的界面特性，桩周界面上摩阻力得到提高，从而提高了桩身的抗拔刚度、屈服前的剪切刚度和极限承载能力。

所述大截面段12设有第一钢筋网片4，所述第一钢筋网片4绕设于钢筋笼2的外侧，增强了大截面段12凸出部分的强度。

所述桩身1的上端面处设有螺母套51，所述螺母套51为内部设有螺纹的套筒状结构，所述螺母套51的底端与主筋相连，所述螺母套51的开口端朝向桩身端面的外侧，所述桩身1的上端还设有套箍6，所述套箍6包括围绕桩身1上端的裙板61和固定在裙板61内的第二钢筋网片62。螺母套51用于安装插接件或卡固件进行桩的机械连接。

所述桩身1的下端设有圆台形或棱台形的桩尖17，所述桩尖17的端部设有桩尖钢靴7，所述桩尖钢靴7包括与桩尖17的端面贴合的桩尖端板71和与桩尖侧面贴合的桩尖侧板72，所述桩尖端板71和桩尖侧板72固定连接。所述桩尖端板71与桩尖侧板72为冲压整体，所述桩尖侧板72的内侧设有用于防止桩尖钢靴7脱落的防脱卡角73，所述防脱卡角73为向内冲压形成的冲压角结构，所述防脱卡角73的端部朝向桩尖端板71一侧，所述桩尖端板71的中心处设有用于定位的螺纹孔74。桩尖钢靴7的设置既能在施工时对桩进行定位，又能对桩尖起到保护作用。

所述预制混凝土抗拔扩头桩的截面为方形，所述方形的四个角中有至少一个为倒角或圆角，四个角都为倒角时，则形成截面类似八边形的形状，本实施例中四个角均为圆角。

实施例二

如图5至图12所示，一种预制混凝土抗拔扩头桩，包括桩Ⅰ10和桩Ⅱ20，所述桩Ⅱ包括一根或两根以上的连接桩，当桩Ⅱ包括两根以上的连接桩时，连接桩之间通过机械插接接头连接，连接桩的接缝处被裙板包裹，也就是说，除了最上端的连接装，其他连接桩的上端均设有裙板，且裙板的上边缘凸出桩身上端面，包裹住上方的连接桩的下端。本实施例以桩Ⅱ20为一根连接装进行说明。所述桩Ⅰ10包括小截面段Ⅰ111和与小截面段Ⅰ111下端连接的大截面段12，所述桩Ⅱ20与小截面段Ⅰ111的截面相同，所述桩Ⅱ20和小截面段Ⅰ111通过机械插接接头5连接，形成整个桩身的小截面段11，所述小截面段Ⅰ111的上端设有套箍6，所述套箍6包括围绕桩身上端的裙板61和固定在裙板61内的第二钢筋网片62，所述裙板61的上边缘伸出小截面段Ⅰ111的上端面，包裹住桩Ⅱ20的端部，并通过改性环氧树脂与桩Ⅱ20粘接固定，所述桩Ⅱ20的下端内部也设有第二钢筋网片62，设置裙板对连接处的接缝进行包裹，提高连接处的抗剪性能。所述桩Ⅱ20的内部设有平行于主筋的横向荷载增强筋3，设置横向荷载增强筋3，采用PC钢棒和横向荷载增强筋的组合，增强桩身上部的抗弯、抗剪性能，满足多种工程地质的施工需要。

所述机械插接接头5包括螺母套Ⅰ51和螺母套Ⅱ52，所述螺母套Ⅰ51和螺母套Ⅱ52分别设置在桩Ⅰ10和桩Ⅱ20的端面内且分别与桩Ⅰ10和桩Ⅱ20的主筋连接，所述螺母套Ⅰ51和螺母套Ⅱ52中的一个内部固定有插接件54，另一个内部固定有卡固件53，所述插接件54能插入卡固件53所在的螺母套内并限位固定于卡固件53上。

所述插接件54包括旋接底座55和与旋接底座55连接的销头56，所述旋接底座55通过螺纹固定在螺母套Ⅰ51内，所述销头56为圆台形结构，所述销头56的小径端通过平滑过渡面与旋接底座相连，销头56的端部设有类似半球形或棱角处为圆角的圆台形的端头，便于插入操作；所述卡固件53包括锥套57和舌齿58，所述锥套57的内壁上设有锥形面，且所述锥套57通过螺纹固定在螺母套Ⅱ52内，所述舌齿58为侧面设有至少两个开口的圆锥筒形，所述开口将舌齿58分割为齿瓣，所述舌齿58的内侧壁为与销头56配合的圆锥形面，所述舌齿58的外侧壁为与锥套配合的圆锥形面，所述舌齿58的端部与螺母套Ⅱ52之间设有弹性件59，所述销头56能穿过锥套57和舌齿58，并通过弹性件59回弹将舌齿58限位于锥套57与销头56之间，实现插接固定。

所述桩身1的下端设有圆台形或棱台形的桩尖17，所述桩尖17的端部设有桩尖钢靴7，所述桩尖钢靴7包括与桩尖17的端面贴合的桩尖端板71和与桩尖17侧面贴合的桩尖侧板72，所述桩尖端板71和桩尖侧板72固定连接。

所述桩尖端板71与桩尖侧板72为冲压整体，所述桩尖侧板72的内侧设有用于防止桩尖钢靴7脱落的防脱卡角73，所述防脱卡角73为向内冲压形成的冲压角结构，所述防脱卡角73的端部朝向桩尖端板71一侧，所述桩尖端板71的中心处设有用于定位的螺纹孔74。

所述预制混凝土抗拔扩头桩的截面为方形，所述方形的四个角中有至少一个为倒角或圆角。

所述插接接头还可以为专利【2015204447851】公开的预制混凝土桩快速接头、【2015207122349】公开的机械拼接接头和【2015206485006】公开的镶齿连接机械接头。

桩Ⅰ10和桩Ⅱ20对接时，将插接件54旋入螺母套Ⅰ51，将卡固件53安装入螺母套Ⅱ52，将对接端面涂抹过量的改性环氧树脂，进行插接，则桩Ⅱ20的下端进入裙板61伸出桩Ⅰ10的部分，改性环氧树脂经过挤压充满桩Ⅱ20与裙板61之间的缝隙，实现裙板与桩Ⅱ20之间的固定与密封。由于裙板预设于下方的桩的上端面，在对接过程中，防止了改性环氧树脂外流，改性环氧树脂从端面处流至裙板处，然后从裙板与桩Ⅱ20之间的缝隙向上溢，过程中改性环氧树脂始终充满流过的缝隙，避免了改性环氧树脂外流导致产生缝隙，增强了连接处的抗腐蚀性能。

实施例三

如图13至图17所示，本实施例与实施例二的不同点为：所述横向荷载增强筋3伸出桩Ⅱ20的下端面，所述桩Ⅰ10的上端面设有预留孔18，所述横向荷载增强筋3伸出桩Ⅱ20的部分插入所述预留孔18内。预留孔18为设置在桩Ⅰ10上端面的盲孔，盲孔的内可以设有钢管19作为盲孔的侧壁，插接前可以先在预留孔18内注入改性环氧树脂，桩Ⅱ20与桩Ⅰ10对接时横向载荷增强筋的伸出段插入预留孔18，将多余的改性环氧树脂挤出至桩端面的缝隙和裙板61缝隙内。本实施例的其他结构与实施例二相同。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。