预应力混凝土管桩不规则咬合式连接结构及方法与流程

本发明属于预应力桩连接领域，具体涉及一种应用在预应力混凝土管桩之间的连接结构及方法。

背景技术：

多节管桩之间通过管桩接头端板焊接连接，其效果受到人工焊接技术水平的影响，施工条件影响大，降低结构强度；管桩机械咬合连接和phc管桩机械啮合连接结合焊接的组合接桩技术属于机械连接，上、下节桩接头部位容易出现断桩，phc管桩机械啮合连接部位螺栓咬合不紧密，只有桩端连接部分受力，承受桩周围土的挤压能力较弱，桩与桩之间接触面积小，桩的整体性差，承受上拔力时容易断桩。

技术实现要素：

现行的多节桩之间的连接能力较弱，多节桩之间的接缝一般在土层较深处，承受的水土压力较大，容易出现断桩现象，两桩之间的连接处较为脆弱，使得桩的承载力大大降低，严重影响工程使用。

本发明采用如下技术方案：

预应力混凝土管桩不规则咬合式连接结构，所述管桩包括桩体，所述桩体内设置有钢筋笼，所述管桩为中空结构，其内侧为管桩壁，所述管桩包括下部桩和上部桩，所述下部桩的端部设有径向尺寸小于桩体半径的第一凸起，所述第一凸起的上部设置有第二凸起，所述下部桩内设置有三层钢筋笼，其中，最内层钢筋笼设置于第一凸起与第二凸起的连接位置，所述第一凸起的外侧设有环状咬合构件，所述最外侧钢筋笼设置于咬合构件外侧的桩体内，所述上部桩的端部设有径向尺寸小于桩体半径的第一凹槽，所述第一凹槽的底部设置有顶面尺寸与第一凸起相同的倒第二凹槽，所述上部桩内设置有三层钢筋笼，位置分别与下部桩内的三层钢筋笼相对应，所述第一凹槽与第二凹槽的连接处设置有与咬合构件相配合的环形咬合槽。

更进一步的，所述第一凸起和第二凸起均为圆台结构，且第一凸起侧面的倾斜度小于第二凸起侧面的倾斜度。

更进一步的，所述第一凸起和第二凸起的长度之和为管桩总长的1/9。

更进一步的，所述钢筋笼包括若干钢筋，钢筋均匀地分布在咬合式连接结构上，钢筋连接点下接入钢筋笼，钢筋间距为80mm。

更进一步的，在下部桩和上部桩连接之前，下部桩先被挤压入土体中，且上端留有2m的高程。

更进一步的，通过下部桩的第一凸起和第二凸起，以及上部桩的第一凹槽和第二凹槽相互挤压配合限位，并通过咬合构件固定。

更进一步的，所述第一凸起和第二凸起共同组成不规则形状凸起，所述第一凹槽和第二凹槽共同组成不规则形状凹槽。

预应力混凝土管桩不规则咬合式连接方法，在桩与桩连接之前，将下部桩运用静压桩打桩机，挤压入土体中，将打入土体的下部桩留出约2米的高程，将上部桩用打桩机挤压将两桩之间的环状咬合构件和环形咬合槽连接，连接处形成卡扣连接结构，将桩与桩连接直到桩端进入持力层。

本发明的有益效果如下：

本发明的管桩连接结构，无需焊接，一次成型，节约成本，缩短工期；上下段桩紧密连接，内部咬合，提高桩的整体性；对于土层的要求很低，适用性强。

附图说明

图1是下部桩剖面图；

图2是上部桩剖面图；

图3是下部桩平面图；

图4是下部钢筋笼剖面图；

图5是上部钢筋笼剖面图。

图中标记：1、桩体；2、管桩壁；3、咬合构件；4、钢筋笼。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本实施例提供一种1-5所示的预应力混凝土管桩不规则咬合式连接结构。本实施例中选取长度为11m的预制管桩，其中，桩体1的直径为800m，管桩壁2的壁厚为250mm，咬合构件3的高为150mm、宽为25mm，钢筋笼4的直径为330mm。

本实施例的预应力混凝土管桩不规则咬合式连接结构，所述管桩包括桩体1，桩体1内设置有钢筋笼4，管桩为中空结构，其内侧为管桩壁2，管桩包括下部桩和上部桩，下部桩的端部设有径向尺寸小于桩体半径的第一凸起，第一凸起的上部设置有第二凸起，下部桩内设置有三层钢筋笼4，其中，最内层钢筋笼4设置于第一凸起与第二凸起的连接位置，第一凸起的外侧设有环状咬合构件3，所述最外侧钢筋笼4设置于咬合构件3外侧的桩体1内，所述上部桩的端部设有径向尺寸小于桩体半径的第一凹槽，所述第一凹槽的底部设置有顶面尺寸与第一凸起相同的倒第二凹槽，所述上部桩内设置有三层钢筋笼4，位置分别与下部桩内的三层钢筋笼4相对应，所述第一凹槽与第二凹槽的连接处设置有与咬合构件3相配合的环形咬合槽。所述第一凸起和第二凸起均为圆台结构，且第一凸起侧面的倾斜度小于第二凸起侧面的倾斜度。本发明采用一种咬合式连接方式，提高多节桩的整体性，降低桩周围的土挤入两节桩之间接缝的风险。

该桩与桩之间的连接方案为咬合式，不规则部分约占桩总长的1/9，不规则的凸出部分增加了桩与桩之间的接触面积，桩与桩之间的连接更加紧密，使得桩基承载力增强，稳定性增强。

桩的连接部位为咬合构件，将钢筋连接点均匀地分布在咬合构件靠近桩体的最后一节的斜面上，约20根钢筋，钢筋连接点下接入钢筋笼，钢筋间距为80mm，浇上混凝土，内外共设置3层钢筋笼，用于加固两桩之间的连接，制成圆形空心管桩。

在桩与桩连接之前，将位于下部的桩运用静压桩打桩机，挤压入土体中，将打入土体的桩体留出约2米的高程，将图纸中上部桩用打桩机挤压将两桩之间的卡扣连接。将两个桩体以紧固件形式进行连接，将其成为一个整体，增加结构强度，可控性较好，使得稳定性增加，将桩与桩连接直到桩端进入持力层。

不规则咬合式连接桩体由于两个桩连接处的不规则形状，下部的桩体插入上部桩体内，有效增强两节桩之间的连接，土体无法挤入两节桩之间的接缝，上、下节桩之间不会出现断桩，稳定性大大增强。

混凝土桩体连接采用位于不规则连接处底端的咬合构件与钢筋笼整体连接。咬合构件由钢结构制成，使得结构连接更加稳定，连接部分在连接的过程中不易断，咬合构件的卡扣与钢筋笼可以让连接部分更加坚固。

在连接时采用静压桩打桩机，对上部桩体进行挤压，不受环境的影响，在连接的过程中，听到卡扣卡住下部桩的凹槽处时，两桩连接完成。卡扣可以使连接更加紧密，由于连接部分的不规则性，使得连接更加紧密，增强了结构整体性，而且卡扣可以提醒两桩连接完成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.预应力混凝土管桩不规则咬合式连接结构，其特征在于：所述管桩包括桩体(1)，所述桩体(1)内设置有钢筋笼(4)，所述管桩为中空结构，其内侧为管桩壁(2)，所述管桩包括下部桩和上部桩，所述下部桩的端部设有径向尺寸小于桩体半径的第一凸起，所述第一凸起的上部设置有第二凸起，所述下部桩内设置有三层钢筋笼(4)，其中，最内层钢筋笼(4)设置于第一凸起与第二凸起的连接位置，所述第一凸起的外侧设有环状咬合构件(3)，所述最外侧钢筋笼(4)设置于咬合构件(3)外侧的桩体(1)内，所述上部桩的端部设有径向尺寸小于桩体半径的第一凹槽，所述第一凹槽的底部设置有顶面尺寸与第一凸起相同的倒第二凹槽，所述上部桩内设置有三层钢筋笼(4)，位置分别与下部桩内的三层钢筋笼(4)相对应，所述第一凹槽与第二凹槽的连接处设置有与咬合构件(3)相配合的环形咬合槽。

2.根据权利要求1所述的预应力混凝土管桩不规则咬合式连接结构，其特征在于：所述第一凸起和第二凸起均为圆台结构，且第一凸起侧面的倾斜度小于第二凸起侧面的倾斜度。

3.根据权利要求1所述的预应力混凝土管桩不规则咬合式连接结构，其特征在于：所述第一凸起和第二凸起的长度之和为管桩总长的1/9。

4.根据权利要求1所述的预应力混凝土管桩不规则咬合式连接结构，其特征在于：所述钢筋笼(4)包括若干钢筋，钢筋均匀地分布在咬合式连接结构上，钢筋连接点下接入钢筋笼(4)，钢筋间距为80mm。

5.根据权利要求1所述的预应力混凝土管桩不规则咬合式连接结构，其特征在于：在下部桩和上部桩连接之前，下部桩先被挤压入土体中，且上端留有2m的高程。

6.根据权利要求1所述的预应力混凝土管桩不规则咬合式连接结构，其特征在于：通过下部桩的第一凸起和第二凸起，以及上部桩的第一凹槽和第二凹槽相互挤压配合限位，并通过咬合构件(3)固定。

7.根据权利要求1所述的预应力混凝土管桩不规则咬合式连接结构，其特征在于：所述第一凸起和第二凸起共同组成不规则形状凸起，所述第一凹槽和第二凹槽共同组成不规则形状凹槽。

8.预应力混凝土管桩不规则咬合式连接方法，其特征在于：在桩与桩连接之前，将下部桩运用静压桩打桩机，挤压入土体中，将打入土体的下部桩留出约2米的高程，将上部桩用打桩机挤压将两桩之间的环状咬合构件和环形咬合槽连接，连接处形成卡扣连接结构，将桩与桩连接直到桩端进入持力层。

技术总结
本发明公开了一种预应力混凝土管桩不规则咬合式连接结构，所述管桩包括桩体，桩体内设置有钢筋笼，管桩为中空结构，其内侧为管桩壁，管桩包括下部桩和上部桩，下部桩的端部设有半径小于桩体半径的第一凸起，第一凸起的上部设置有底面半径与第一凸起相同的第二凸起，下部桩内设置有三层钢筋笼，其中，最内层钢筋笼设置于第一凸起与第二凸起的连接位置，第一凸起的外侧设有咬合构件，最外侧钢筋笼设置于咬合构件外侧的桩体内，上部桩的端部设有第一凹槽和倒第二凹槽。本发明的管桩连接结构，无需焊接，一次成型，节约成本，缩短工期；上下段桩紧密连接，内部咬合，提高桩的整体性；对于土层的要求很低，适用性强。

技术研发人员：盛雪;许倩
受保护的技术使用者：常州工学院
技术研发日：2020.05.13
技术公布日：2020.08.11