一种预制混凝土异形桩的制作方法

本实用新型涉及一种混凝土桩，具体涉及一种预制混凝土异形桩。

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。另外，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，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，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异形桩。本实用新型采用的技术手段如下：

一种预制混凝土异形桩，包括混凝土桩身和设置于桩身内部的钢筋笼，所述钢筋笼包括主筋和箍筋，所述桩身包括多段截面为长方形的节段，相邻节段的截面的长轴互相垂直，相邻节段的连接处设有过渡斜面。

进一步地，所述桩身的下端设有桩尖，所述桩尖的下端设有桩尖钢靴，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，所述桩身还包括设置在最上端的截面为正方形的正方形截面段，所述正方形截面段的截面边长与所述节段的截面的长轴相等，所述桩身为空心结构。

一种预制混凝土异形桩，包括本实用新型所述的异形桩和固定连接于所述异形桩上端的实心方桩，所述实心方桩为平直实心方桩或竹节实心方桩。

进一步地，所述实心方桩的下端设有第一端头板，所述异形桩的上端设有第二端头板，所述第一端头板和第二端头板相互焊接固定。

进一步地，所述实心方桩和异形桩通过机械接头连接，所述机械接头包括套筒状的固定定位套Ⅰ和固定定位套Ⅱ，所述固定定位套Ⅰ设置在实心方桩的下端，且与实心方桩的主筋连接，所述固定定位套Ⅱ设置在异形桩的上端，且与异形桩的主筋连接，所述固定定位套Ⅰ和固定定位套Ⅱ中的一个内部设有插接件，另一个内部设有卡固件，所述插接件能插入卡固件所在的固定定位套并穿过卡固件固定在卡固件上。

进一步地，所述插接件为插销，所述插销包括旋接底座和固定在旋接底座上的销头，所述旋接底座通过螺纹固定在固定定位套Ⅱ内，所述销头包括圆台形的销头本体和设置在销头本体大径端的端头，所述销头本体的小径端固定在旋接底座上，所述卡固件包括锥套和三个以上的舌齿，所述锥套通过螺纹固定在固定定位套Ⅰ内，所述三个以上的舌齿拼接为圆锥筒形的卡套，所述舌齿的端部与固定定位套Ⅰ之间设有弹性件，所述销头能穿过锥套和卡套，且卡套能在弹性件的回弹力下进入销头和锥套之间将销头限位于锥套内，所述端头与销头本体连接处的直径大于销头本体大径端的直径，且端头与销头本体之间设有过渡斜面，所述卡套的外壁设有与锥套内壁配合的外锥面，所述卡套的内壁为与销头配合的内锥面，所述外锥面的锥度大于锥套内壁的锥度，在连接状态下，所述过渡斜面和销头本体的连接线位于卡套的端部外侧，所述舌齿外壁的锥度比锥套内壁的锥度大0.2-1度，所述的卡套位于固定定位套Ⅰ内侧的一端的外侧壁为圆柱形壁，对于舌齿被通过中心轴的平面所剖得的剖面，所述外锥面与圆柱形壁的交点与内锥面两端的连线与内锥面之间的夹角均为锐角，所述销头本体通过第一连接部和第二连接部与旋接底座相连，所述第一连接部为与销头本体的小径端直径相同的圆柱形，所述第二连接部为小径端与第一连接部直径相同的圆台形，所述第二连接部的大径端与旋接底座相连，所述销头本体与第一连接部的连接处以及第一连接部和第二连接部的连接处均为平滑曲面。

进一步地，所述实心方桩的下端设有第一端头板，所述异形桩的上端设有第二端头板，所述第一端头板和第二端头板上均设有螺纹通孔，所述固定定位套Ⅰ和固定定位套Ⅱ的开口端设有外螺纹且分别固定在第一端头板和第二端头板的螺纹通孔上，所述第一端头板和第二端头板相互固定，所述第一端头板和第二端头板上均设有与桩的外壁贴合的裙板，所述第一端头板和第二端头板通过焊接或改性环氧树脂的粘接进行固定。

进一步地，所述异形桩的上端设有与异形桩的外壁贴合的裙板，所述裙板的上边缘伸出异形桩的上端面，并包裹住实心方桩的下端。

与现有技术比较，本实用新型所述的预制混凝土异形桩具有以下优点：

1、节段式的设置使桩身在进入持力层后摩擦阻力增大，整个桩的竖向承载力以及桩身的抗拔性能得到大幅提升；

2、具有上部实心下部空心的结构，既满足桩身上部的抗弯、抗剪性能，满足多种工程地质的施工需要，又节省了用料，降低了成本；

3、机械接头将上下主筋有效连接，实现了上下主筋在同一轴线上的对接，使内应力得到有效的传递；

4、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。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是图1的A处放大图。

图4是本实用新型实施例所述的桩尖钢靴的结构示意图。

图5是本实用新型实施例二的结构示意图。

图6是图5的侧视图。

图7是图5的B处放大图。

图8是本实用新型实施例三的结构示意图。

图9是图8的C处放大图。

图10是本实用新型实施例所述的机械接头的结构示意图。

图11是图10的D处放大图。

图12是本实用新型实施例所述的插接件的结构示意图。

图13是图12的左视图。

图14是本实用新型实施例所述的锥套的结构示意图。

图15是图14的E-E剖视图。

图16是图14的F-F剖视图。

图17是本实用新型实施例所述的卡套的结构示意图。

图18是图17的G-G剖视图(舌齿间缝隙未画出)。

图19是本实用新型实施例四的结构示意图。

图20是图19的H处放大图。

图21是本实用新型实施例五的结构示意图。

图22是图21的J处放大图。

图23是本实用新型实施例六的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1至图4所示，一种预制混凝土异形桩，包括混凝土桩身11和设置于桩身11内部的钢筋笼，所述钢筋笼包括主筋和箍筋，所述桩身11包括多段截面为长方形的节段12，相邻节段12的截面的长轴互相垂直，长轴即长方形较长的边，相邻节段12的连接处设有过渡斜面13。桩身11的四个角可以全部或部分做圆角或倒角处理。节段式的设置使桩身11在进入持力层后摩擦阻力增大，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11的下端设有桩尖14，桩尖14的形状可以为四棱锥形或圆锥形，四棱柱形桩尖的四个棱可以全部或部分做圆角或倒角处理。所述桩尖14的下端设有桩尖钢靴15，所述桩尖钢靴15包括与桩尖的端面贴合的桩尖端板16和与桩尖侧面贴合的桩尖侧板17，所述桩尖端板16和桩尖侧板17固定连接。所述桩尖端板16与桩尖侧板17为冲压整体，所述桩尖侧板17的内侧设有用于防止桩尖钢靴15脱落的防脱卡角18，所述防脱卡角18为向内冲压形成的冲压角结构，所述防脱卡角18的端部朝向桩尖端板16一侧，所述桩尖端板16的中心处设有用于定位的螺纹孔19。桩尖钢靴15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。

实施例二

如图5至图7所示，一种预制混凝土异形桩，包括一个异形桩1和固定连接于所述异形桩1上端的实心方桩2，所述实心方桩2为竹节实心方桩。所述异形桩1包括混凝土桩身11和设置于桩身11内部的钢筋笼，所述钢筋笼包括主筋和箍筋，所述桩身11包括多段截面为长方形的节段12，相邻节段12的截面的长轴互相垂直，相邻节段12的连接处设有过渡斜面13。桩身11的四个角可以全部或部分做圆角或倒角处理。所述桩身11还包括设置在最上端的截面为正方形的正方形截面段10，所述正方形截面段10的截面边长与所述节段12的截面的长轴相等，所述异形桩1的桩身11为空心结构。本实施例具有上部实心下部空心的结构，既满足桩身上部的抗弯、抗剪性能，满足多种工程地质的施工需要，又节省了用料，降低了成本，同时异形桩和竹节实心方桩节段式的设置使桩身在进入持力层后摩擦阻力增大，整个桩的竖向承载力以及桩身的抗拔性能得到大幅提升。

如图3和图4所示。所述异形桩1的桩身11的下端设有桩尖14，桩尖14的形状可以为四棱锥形或圆锥形，四棱柱形桩尖的四个棱可以全部或部分做圆角或倒角处理。所述桩尖14的下端设有桩尖钢靴15，所述桩尖钢靴15包括与桩尖的端面贴合的桩尖端板16和与桩尖侧面贴合的桩尖侧板17，所述桩尖端板16和桩尖侧板17固定连接。所述桩尖端板16与桩尖侧板17为冲压整体，所述桩尖侧板17的内侧设有用于防止桩尖钢靴15脱落的防脱卡角18，所述防脱卡角18为向内冲压形成的冲压角结构，所述防脱卡角18的端部朝向桩尖端板16一侧，所述桩尖端板16的中心处设有用于定位的螺纹孔19。桩尖钢靴15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。

如图7所示，所述实心方桩2的下端设有第一端头板5，所述异形桩1的上端设有第二端头板6，所述第一端头板5和第二端头板6相互焊接固定。

实施例三

如图8至图11所示，本实施例与实施例二的不同之处在于所述异形桩1与实心方桩2通过机械接头3连接。所述机械接头3包括套筒状的固定定位套Ⅰ31和固定定位套Ⅱ32，所述固定定位套Ⅰ31设置在实心方桩2的下端，且与实心方桩2的主筋连接，所述固定定位套Ⅱ32设置在异形桩1的上端，且与异形桩1的主筋连接，所述固定定位套Ⅰ31和固定定位套Ⅱ32中的一个内部设有插接件34另一个内部设有卡固件33，所述插接件34能插入卡固件33所在的固定定位套并穿过卡固件33固定在卡固件33上。本实施例中，插接件34设置于固定定位套Ⅰ31内，卡固件33设置于固定定位套Ⅱ32内。

如图12至图18所示，所述插接件34为插销，所述插销包括旋接底座341和固定在旋接底座341上的销头342，所述旋接底座341通过螺纹固定在固定定位套Ⅱ32内，所述销头342包括圆台形的销头本体343和设置在销头本体343大径端的端头344，所述销头本体343的小径端固定在旋接底座341上，所述卡固件33包括锥套331和三个以上的舌齿332，所述锥套331通过螺纹固定在固定定位套Ⅰ31内，所述三个以上的舌齿332拼接为圆锥筒形的卡套333，所述舌齿332的端部与固定定位套Ⅰ31之间设有弹性件334，所述销头342能穿过锥套331和卡套333，且卡套33能在弹性件334的回弹力下进入销头342和锥套之间将销头342限位于锥套332内，所述端头344与销头本体343连接处的直径大于销头本体343大径端的直径，且端头344与销头本体343之间设有过渡斜面345。

所述卡套333的外壁设有与锥套331内壁配合的外锥面，所述卡套333的内壁为与销头342配合的内锥面，所述外锥面的锥度大于锥套内壁的锥度，在连接状态下，所述过渡斜面345和销头本体343的连接线位于卡套333的端部外侧，所述舌齿332外壁的锥度比锥套内壁的锥度大0.2-1度，优选0.5度，所述的卡套333位于固定定位套Ⅰ31内侧的一端的外侧壁为圆柱形壁，对于舌齿332被通过中心轴的平面所剖得的剖面，所述外锥面与圆柱形壁的交点与内锥面两端的连线与内锥面之间的夹角均为锐角，所述销头本体343通过第一连接部346和第二连接部347与旋接底座341相连，所述第一连接部346为与销头本体343的小径端直径相同的圆柱形，所述第二连接部347为小径端与第一连接部346直径相同的圆台形，所述第二连接部347的大径端与旋接底座341相连，所述销头本体343与第一连接部346的连接处以及第一连接部346和第二连接部347的连接处均为平滑曲面。

实施例四

如图19和图20所示，本实施例与实施例三的不同之处在于所述实心方桩2的下端设有第一端头板5，所述异形桩1的上端设有第二端头板6，所述第一端头板5和第二端头板6上均设有螺纹安装孔，所述固定定位套Ⅰ31和固定定位套Ⅱ32的开口端设有外螺纹且分别固定在第一端头板5和第二端头板6的螺纹通孔上，所述第一端头板5和第二端头板6相互固定，所述第一端头板5和第二端头板6上均设有与桩的外壁贴合的裙板4，所述第一端头板5和第二端头板6通过焊接或改性环氧树脂的粘接进行固定。本实施例的其他结构与实施例三相同。

实施例五

如图21和图22所示，本实施例与实施例三的不同之处在于所述异形桩1的上端设有与异形桩1的外壁贴合的裙板4，所述裙板4的上边缘伸出异形桩1的上端面，并包裹住实心方桩2的下端，也就是说，裙板4包裹住实心方桩2和异形桩1的连接缝隙。本实施例的其他结构与实施例三相同。

在对两个桩进行对接时，将弹性件334、舌齿332和锥套331装入固定定位套Ⅱ32，将插接件34装入固定定位套Ⅰ31，裙板4预设于异形桩1端部，且裙板4的上边缘伸出异形桩1的上端面，固定定位套Ⅰ31装设于实心方桩2的下端，在异形桩1的上端及固定定位套Ⅱ32内涂抹过量的改性环氧树脂，进行插接，则实心方桩2的下端进入裙板4，改性环氧树脂通过挤压充满对接缝隙和裙板4与实心方桩2之间的缝隙，实现裙板4与桩之间的密封。由于裙板4预设于异形桩1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4处，然后从裙板4与上方的桩的缝隙中向上溢，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空隙，增强了连接处的抗腐蚀性能。

实施例六

如图23所示，本实施例与实施例五的不同之处在于实心方桩2为平直方桩，而不是竹节方桩，本实施例的其他结构与实施例五相同。

本实用新型实施例所述的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。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。