端板重复利用预制混凝土桩的机械连接桩头及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种端板重复利用预制混凝土桩的机械连接桩头及其制造方法，包括端板、连接套筒、钢筋和预埋螺栓，钢筋与连接套筒连接，端板与连接套筒连接，端板上设置有多个高强固定螺栓孔、三个预埋螺栓孔和三个起板螺纹孔，预埋螺栓孔和起板螺纹孔均布在端板的同心圆中心线上，端板上的预埋螺栓孔内安装有预埋螺栓并用两个螺母将端板锁紧。打桩完毕后，能够回收再次利用到下一根产品中，在承台施工时用承台钢筋直接旋入连接套筒内螺纹孔，实现将桩头与承台钢筋的快速机械连接，采用的桩头带可拆卸的端板，端板强度、韧性远高于混凝土，施工时端板更耐冲击，端板的回收、桩头的机械连接都有利于降低成本、提升效率、提高质量。
【专利说明】端板重复利用预制混凝土粧的机械连接粧头及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种预制混凝土桩机械连接桩头，尤其涉及一种端板重复利用预制混凝土桩的机械连接桩头及其制造方法。
【背景技术】
[0002]现有的离心成型的管桩、空心方桩，桩基施工完毕后，桩头与承台连接的主要方法是:现场清理、凿掉桩内孔的浮浆层，在桩内孔悬吊一个托盘，将绑扎好的钢筋笼置入内孔，再对内孔浇筑微膨胀混凝土使内孔填芯满，这种工艺施工复杂、周期长，费用高、质量控制难度大，内孔填芯粘结摩擦力也往往不足，尤其在地下水位高、暴雨排水不及时等引起地下室浮力大时，内孔所填芯混凝土容易与桩体分离，因而也容易出现地下室上浮、倾斜的质量事故；而实心方桩桩头与承台连接的方法主要是:采用破碎桩头，拆下端板、露出钢筋，将钢筋弯锚锚入承台与承台钢筋绑扎一起浇筑混凝土，这种连接方式的缺点是破碎桩头时对桩头、桩身的混凝土有冲击造成损害，施工难度大，效率也很低。目前国家标准规范的预应力管桩、离心方桩都有端板，但是桩头端板不可拆卸回收，与基础承台连接时桩头端板都锚入承台，浪费了钢材资源。而实心方桩端板是与钢筋直接焊接的，拆卸时冲击桩头，且用气割拆卸，端板容易变形只能当做废铁处理。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种端板重复利用预制混凝土桩的机械连接桩头及其制造方法。
[0004]本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
[0005]一种端板重复利用预制混凝土桩的机械连接桩头，包括端板、连接套筒、钢筋和预埋螺栓，所述钢筋与所述连接套筒连接，所述端板与所述连接套筒通过高强固定螺栓连接，所述端板上设置有多个高强固定螺栓孔、三个预埋螺栓孔和三个起板螺纹孔，所述预埋螺栓孔和所述起板螺纹孔均布在端板的同心圆中心线上，所述端板上的预埋螺栓孔内安装有所述预埋螺栓并用两个螺母将所述端板锁紧，所述钢筋为头部加工成镦头形状的预应力钢筋或加工成螺纹后的螺纹钢筋，所述预埋螺栓为普通双头螺栓或螺钉。
[0006]如果是生产预应力混凝土离心成型的预制桩，上、下钢模内喷涂一层隔离剂，钢筋下料后穿上连接套筒再在钢筋头部加工成镦头，然后编制钢筋笼，将钢筋笼放入下模，利用张拉板、锚固板和高强固定螺栓将已经安装好预埋螺栓的端板、连接套筒和钢筋笼组装在一起，然后将配制好的混凝土均匀喂料到下模内，再合上上钢模，用风炮锁紧合模螺丝，再进行预应力张拉，张拉完毕后进行离心成型，离心成型后置入养护池养护，预制桩达到脱模强度后进行脱模，拆去张拉锚固用的高强固定螺栓，换上固定端板用的高强固定螺栓并在端板沉孔内锁紧。如是C80预制桩，还需经过高压釜蒸压，待混凝土达到C80强度后出釜堆放到成品库静停自然养护，在高强固定螺栓孔和预埋螺栓孔、起板螺纹孔上嵌入塑料盖，3日后送到工地打桩。如果是实心方桩，钢筋为预应力钢筋时，钢筋下料后穿上连接套筒再在钢筋头部加工成镦头，然后编制钢筋笼，将钢筋笼放入已喷隔离剂的钢模内，利用张拉板、锚固板和高强固定螺栓将已经安装好预埋螺栓的端板、连接套筒和钢筋笼组装在一起，再进行预应力张拉；如果是非预应力钢筋(螺纹钢)，在螺纹钢的头部加工成螺纹，然后编制钢筋笼，将钢筋笼放入已喷隔离剂的钢模内，利用前后锚固板和高强固定螺栓将已经安装好预埋螺栓的端板、连接套筒和钢筋笼组装在一起，然后将配制好的混凝土均匀喂料到钢模内，采用振捣或自密实成型，经自然养护或外加温加湿养护后达到脱模强度后脱模，拆去锚固用的高强固定螺栓，换上固定端板用的高强固定螺栓并在端板沉孔内锁紧，在高强固定螺栓孔和预埋螺栓孔、起板螺纹孔上嵌入塑料盖，然后转入成品库静停自然养护。混凝土预制桩打桩完毕后，拆除端板上沉头孔内高强固定螺栓、预埋螺栓的螺帽，再将起板螺栓旋入起板螺纹孔内，将端板顶起，端板完整无损可回收重复利用。
[0007]具体地，所述端板根据与所述连接套筒的连接方式的不同分为内六角螺栓孔端板和内六角花型沉头螺钉端板。
[0008]具体地，所述内六角螺栓孔端板根据结构不同分为带冲压凸台的凸台端板和不带冲压凸台的平台端板，所述凸台端板的内平面侧沿所述高强固定螺栓孔的位置设置有圆柱形凸台。
[0009]具体地，所述连接套筒分为预应力套筒和非预应力套筒，所述预应力套筒通过PC钢棒与所述端板和所述高强固定螺栓连接，所述非预应力套筒通过螺纹钢与所述端板通过所述高强固定螺栓连接。
[0010]具体地，所述预应力套筒为圆形或多边形螺母套筒，所述预应力套筒的内孔一部分为安装预应力钢筋墩头的沉孔，另一部分为连接承台钢筋的螺纹孔；所述非预应力套筒为圆形或多边形螺母套筒，所述非预应力套筒的内孔的一部分为安装所述螺纹钢的螺纹孔，另一部分为连接承台钢筋的螺纹孔。
[0011 ] 具体地，所述预埋螺栓孔的外侧和所述起板螺纹孔的内外侧及高强固定螺栓孔的外侧均设置有塑料盖。此结构用于防止混凝土、杂物等在生产或施工时进入孔内。
[0012]具体地，所述钢筋的头部加工成镦头或设置有螺纹。
[0013]一种端板重复利用预制混凝土桩的机械连接桩头的制造方法，包括以下步骤:
[0014](I)利用锚固板和连接螺栓将特殊结构的端板1、连接套筒和钢筋笼组装在一起，再将装配好的钢筋笼放入下模，与张拉板、锚固板一起在下模内装配好，然后将配置好的混凝土均匀喂料到下模内，经过一段时间后完成混凝土桩，在将混凝土桩打桩完毕后，拆除端板I上连接螺栓的螺帽，再将起板螺栓旋入起板螺纹孔4内，将端板I顶起，端板I完整无损可回收重复利用。
[0015](2)先张法预应力混凝土管桩或离心方桩，在下模清理后涂刷隔离剂；用自动钢筋切断机定长对预应力钢棒下料，在预应力钢棒镦头前线套上带有沉空的连接套筒；再利用锚固板和连接螺栓将特殊结构的端板1、连接套筒和钢筋笼组装在一起；特殊结构的端板I上还有预埋螺栓孔3、起板螺纹孔4，预埋双头螺栓靠内侧，在端板I的沉空里用螺母锁紧，待浇筑混凝土时将其包裹预埋，将装配好的钢筋笼放入下模，与张拉板、锚固板一起在下模内装配好，将配置好的混凝土均匀喂料到下模内，然后合上上模，锁紧合模螺栓。
[0016](3)将钢模放入离心机上按离心工艺制度进行离心成型，离心结束后混凝土会析出水泥浆，将钢模一端抬高一米多，另一端嵌入橡胶塞，静停2小时后内孔的水泥浆就集中到这端起到内孔混凝土填芯作用、辅助加固桩头作用；连模带桩放置在养护池内按工艺规定静停2小时后采用常压蒸汽养护。
[0017](4)达到脱模强度后对桩进行放张、脱模，拆下张拉螺丝后换上固定端板I用的内六角沉头螺栓或内六角沉头螺钉紧固端板I贴合桩头混凝土端面，并嵌入塑料盖，以便打桩时端板I不松动、耐冲击，螺栓孔不被泥土堵塞便于清理；
[0018](5)打桩完毕后，开挖桩头后，清理桩头周围和沉头螺栓孔、工艺螺纹空内的塑料盖、泥土等杂物；拆除沉头螺栓、沉头螺钉及固定预埋双头螺栓之螺帽，对称均匀将起板螺栓旋入起板螺纹孔4内，将端板I顶起，端板I完整无损可回收重复利用。
[0019]本发明的有益效果在于:
[0020]本发明端板重复利用预制混凝土桩的机械连接桩头采用预埋的连接套筒和可拆卸的端板结构，打桩完毕后，可以拆下端板回收再次利用，用承台钢筋旋入连接套筒内螺纹孔，实现将桩头与承台钢筋的快速机械连接，采用的桩头带可拆卸的端板，端板强度、韧性远高于混凝土，施工时端板可以受力均匀、更耐冲击，端板的回收、桩头的机械连接都有利于降低成本、提升效率、提高质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明端板重复利用预制混凝土桩的机械连接桩头的端板的结构示意图；
[0022]图2是本发明所述凸台端板的示意图；
[0023]图3是本发明所述平台端板的示意图；
[0024]图4是本发明所述内六角花型沉头螺钉端板的示意图；
[0025]图5是本发明所述预埋螺栓孔的示意图；
[0026]图6是本发明所述起板螺纹孔的示意图；
[0027]图7是本发明所述预应力套筒的示意图；
[0028]图8是本发明所述非预应力套筒的示意图；
[0029]图9是本发明所述PC钢棒的示意图；
[0030]图10是本发明的非预应力钢筋连接所述端板的示意图。
[0031]图11是本发明的预应力钢筋连接所述端板的示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本发明作进一步说明:
[0033]如图1、图5、图6、图10和图11所示，本发明端板I重复利用预制混凝土桩的机械连接桩头，包括端板1、连接套筒(由预应力套筒5和非预应力套筒6组成，图中未标记)、钢筋9和预埋螺栓11，钢筋9与连接套筒连接，端板I与连接套筒通过高强固定螺栓10连接，端板I上设置有多个高强固定螺栓孔2、三个预埋螺栓孔3和三个起板螺纹孔4，预埋螺栓孔3和起板螺纹孔4均布在端板I的同心圆中心线上，端板I上的预埋螺栓孔3内安装有预埋螺栓11并用两个螺母将端板I锁紧，钢筋9为头部加工成镦头形状的预应力钢筋或加工成螺纹后的螺纹钢筋，预埋螺栓孔3和起板螺纹孔4的内侧均设置有塑料盖。
[0034]如图2、图3和图4所示，端板I根据与连接套筒的连接方式的不同分为内六角螺栓孔端板2— 2和内六角花型沉头螺钉端板2— 3，内六角螺栓孔端板根据结构不同分为带冲压凸台的凸台端板2— I和不带冲压凸台的平台端板2— 2，凸台端板2— I的内平面侧沿高强固定螺栓孔2的位置设置有圆柱形凸台。
[0035]如图7、图8和图9所示，连接套筒分为预应力套筒5和非预应力套筒6，预应力套筒5通过PC钢棒7与端板I和高强固定螺栓10连接，非预应力套筒6通过螺纹钢与端板I通过高强固定螺栓10连接，预应力套筒5为圆形或多边形螺母套筒，预应力套筒5的内孔一部分为安装预应力钢筋镦头的沉孔，另一部分为连接承台钢筋的螺纹孔；非预应力套筒为圆形或多边形螺母套筒，非预应力套筒6的内孔的一部分为安装螺纹钢的螺纹孔6— 1，另一部分为连接承台钢筋的螺纹孔6— 2。
[0036]一种端板重复利用预制混凝土桩的机械连接桩头的制造方法，包括以下步骤:
[0037](I)利用锚固板和连接螺栓将特殊结构的端板1、连接套筒和钢筋笼组装在一起，再将装配好的钢筋笼放入下模，与张拉板、锚固板一起在下模内装配好，然后将配置好的混凝土均匀喂料到下模内，经过一段时间后完成混凝土桩，在将混凝土桩打桩完毕后，拆除端板I上连接螺栓的螺帽，再将起板螺栓旋入起板螺纹孔4内，将端板I顶起，端板I完整无损可回收重复利用。
[0038](2)先张法预应力混凝土管桩或离心方桩，在下模清理后涂刷隔离剂；用自动钢筋切断机定长对预应力钢棒下料，在预应力钢棒镦头前线套上带有沉空的连接套筒；再利用锚固板和连接螺栓将特殊结构的端板1、连接套筒和钢筋笼组装在一起；特殊结构的端板I上还有预埋螺栓孔3、起板螺纹孔4，预埋双头螺栓靠内侧，在端板I的沉空里用螺母锁紧，待浇筑混凝土时将其包裹预埋，将装配好的钢筋笼放入下模，与张拉板、锚固板一起在下模内装配好，将配置好的混凝土均匀喂料到下模内，然后合上上模，锁紧合模螺栓。
[0039](3)将钢模放入离心机上按离心工艺制度进行离心成型，离心结束后混凝土会析出水泥浆，将钢模一端抬高一米多，另一端嵌入橡胶塞，静停2小时后内孔的水泥浆就集中到这端起到内孔混凝土填芯作用、辅助加固桩头作用；连模带桩放置在养护池内按工艺规定静停2小时后采用常压蒸汽养护。
[0040](4)达到脱模强度后对桩进行放张、脱模，拆下张拉螺丝后换上固定端板I用的内六角沉头螺栓或内六角沉头螺钉紧固端板I贴合桩头混凝土端面，并嵌入塑料盖，以便打桩时端板I不松动、耐冲击，螺栓孔不被泥土堵塞便于清理；
[0041](5)打桩完毕后，开挖桩头后，清理桩头周围和沉头螺栓孔、工艺螺纹空内的塑料盖、泥土等杂物；拆除沉头螺栓、沉头螺钉及固定预埋双头螺栓之螺帽，对称均匀将起板螺栓旋入起板螺纹孔4内，将端板I顶起，端板I完整无损可回收重复利用；
[0042]对于实心方桩，一般是非预应力，钢筋笼主筋是螺纹钢，也是预先将主筋端板I的螺纹旋入连接套筒螺母内，再通过沉头连接螺栓将端板1、连接套筒、锚固在钢模上，待混凝土浇筑、养护达到脱模强度后就可以脱模，在实心方桩施工完毕后拆除沉头螺栓、固定双头螺栓之螺母、旋转起板螺栓将端板I拆卸下来，此端板I同样可以回收重复利用到下一批产品，实心方桩与承台的连接同样用承台钢筋上端部螺纹旋入连接套筒，达到快速可靠的机械连接，低成本高效率。
[0043]对于实心方桩，如果是预应力混凝土构件，制造方法除了混凝土不是离心成型，其它制造工艺基本相同。实心方桩大部分是非预应力混凝土构件，钢筋笼12主筋是螺纹钢9，也是预先将主筋9头部的螺纹旋入连接套筒螺纹孔内，再用锚固板通过连接螺栓将端板1、钢筋笼9、连接套筒锚固在钢模上，待混凝土浇筑、养护达到脱模强度后就可以脱模，拆下连接螺栓后换上固定端板I用的高强固定螺栓一内六角沉头螺栓或沉头螺钉紧固端板I贴合桩头混凝土端面，并嵌入塑料盖。在实心方桩施工完毕后拆除桩头端板I上的沉头螺栓、预埋螺栓之外侧螺母、旋转起板螺栓将端板I拆卸下来，此端板I同样可以回收重复利用到下一批产品，实心方桩与承台的连接同样用承台钢筋上端部螺纹旋入连接套筒内螺纹孔内，达到快速可靠的机械连接，低成本高效率。
【权利要求】
1.一种端板重复利用预制混凝土桩的机械连接桩头，其特征在于:包括端板、连接套筒、钢筋和预埋螺栓，所述钢筋与所述连接套筒连接，所述端板与所述连接套筒通过高强固定螺栓连接，所述端板上设置有多个高强固定螺栓孔、三个预埋螺栓孔和三个起板螺纹孔，所述预埋螺栓孔和所述起板螺纹孔均布在端板的同心圆中心线上，所述端板上的预埋螺栓孔内安装有所述预埋螺栓并用两个螺母将所述端板锁紧。
2.根据权利要求1所述的一种端板重复利用预制混凝土桩的机械连接桩头，其特征在于:所述端板根据与所述连接套筒的连接方式的不同分为内六角螺栓孔端板和内六角花型沉头螺钉端板。
3.根据权利要求2所述的一种端板重复利用预制混凝土桩机械连接桩头，其特征在于:所述内六角螺栓孔端板根据结构不同分为带冲压凸台的凸台端板和不带冲压凸台的平台端板，所述凸台端板的内平面侧沿所述高强固定螺栓孔的位置设置有圆柱形凸台。
4.根据权利要求1所述的一种端板重复利用预制混凝土桩机械连接桩头，其特征在于:所述连接套筒分为预应力套筒和非预应力套筒，所述预应力套筒通过PC钢棒与所述端板和所述高强固定螺栓连接，所述非预应力套筒通过螺纹钢与所述端板通过所述高强固定螺栓连接。
5.根据权利要求4所述的一种端板重复利用预制混凝土桩机械连接桩头，其特征在于:所述预应力套筒为圆形或多边形螺母套筒，所述预应力套筒的内孔一部分为安装预应力钢筋镦头的沉孔，另一部分为连接承台钢筋的螺纹孔；所述非预应力套筒为圆形或多边形螺母套筒，所述非预应力套筒的内孔的一部分为安装所述螺纹钢的螺纹孔，另一部分为连接承台钢筋的螺纹孔。
6.根据权利要求1所述的一种端板重复利用预制混凝土桩机械连接桩头，其特征在于:所述起板螺纹孔的内外侧和预埋螺栓孔的外侧均设置有塑料盖。
7.根据权利要求1所述的一`种端板重复利用预制混凝土桩机械连接桩头，其特征在于:所述钢筋的头部加工成镦头或设置有螺纹。
8.一种端板重复利用预制混凝土桩的机械连接桩头的制造方法，包括以下步骤: (1)利用锚固板和连接螺栓将特殊结构的端板1、连接套筒和钢筋笼组装在一起，再将装配好的钢筋笼放入下模，与张拉板、锚固板一起在下模内装配好，然后将配置好的混凝土均匀喂料到下模内，经过一段时间后完成混凝土桩，在将混凝土桩打桩完毕后，拆除端板I上连接螺栓的螺帽，再将起板螺栓旋入起板螺纹孔4内，将端板I顶起，端板I完整无损可回收重复利用； (2)先张法预应力混凝土管桩或离心方桩，在下模清理后涂刷隔离剂；用自动钢筋切断机定长对预应力钢棒下料，在预应力钢棒镦头前线套上带有沉空的连接套筒；再利用锚固板和连接螺栓将特殊结构的端板1、连接套筒和钢筋笼组装在一起；特殊结构的端板I上还有预埋螺栓孔3、起板螺纹孔4，预埋双头螺栓靠内侧，在端板I的沉空里用螺母锁紧，待浇筑混凝土时将其包裹预埋，将装配好的钢筋笼放入下模，与张拉板、锚固板一起在下模内装配好，将配置好的混凝土均匀喂料到下模内，然后合上上模，锁紧合模螺栓； (3)将钢模放入离心机上按离心工艺制度进行离心成型，离心结束后混凝土会析出水泥浆，将钢模一端抬高一米多，另一端嵌入橡胶塞，静停2小时后内孔的水泥浆就集中到这端起到内孔混凝土填芯作用、辅助加固桩头作用；连模带桩放置在养护池内按工艺规定静停2小时后采用常压蒸汽养护； (4)达到脱模强度后对桩进行放张、脱模，拆下张拉螺丝后换上固定端板I用的内六角沉头螺栓或内六角沉头螺钉紧固端板I贴合桩头混凝土端面，并嵌入塑料盖，以便打桩时端板I不松动、耐冲击，螺栓孔不被泥土堵塞便于清理； (5)打桩完毕后，开挖桩头后，清理桩头周围和沉头螺栓孔、工艺螺纹空内的塑料盖、泥土等杂物；拆除沉头螺栓、沉头螺钉及固定预埋双头螺栓之螺帽，对称均匀将起板螺栓旋入起板螺纹孔4内，将端板 I顶起，端板I完整无损可回收重复利用。
【文档编号】E02D5/24GK103866761SQ201410105914
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】李全民 申请人:李全民