CN105926615A - 一种改进型变截面空心方桩 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改进型变截面空心方桩，属于建筑预制件技术领域。它解决了现有混凝土管桩抗弯折能力和连接强度弱的问题。本改进型变截面空心方桩，包括桩体，桩体两端均固连有金属端板，桩体一端端板上开设有若干插接孔，另一端端板上固连有若干插接柱，插接柱包括密封部和固定部，固定部与密封部之间形成卡槽，插接孔内连接有两固定板,插接孔内设有张紧件，插接孔内壁上固连有沥青层，当插接柱***插接孔时沥青层抵压在密封部外壁上。本改进型变截面空心方桩能够使两空心方桩之间的连接强度更高，抗弯折能力更强。

Description

一种改进型变截面空心方桩

技术领域

本发明属于建筑预制件技术领域，涉及一种改进型变截面空心方桩。

背景技术

随着改革开放和经济建设的发展，先张法预应力混凝土管桩开始大量应用于铁道***，并扩大到工业与民用建筑、市政、冶金、港口、公路等领域，在长江三角洲和珠江三角洲地区，由于地质条件适合管桩的使用特点，管桩的需求量猛增，从而迅速形成一个新兴的行业。由于在打桩过程中需要根据具体情况使用不同长度的管桩，因此需要将两根管桩相对接，因此两根管桩之间的连接强度尤为重要。

如中国发明专利申请(CN104358254A)公开了一种变截面空心方桩，包括方桩本体，所述的方桩本体上包括交替设置的大截面方桩及小截面方桩，方桩本体内设有至少一个空心槽，所述的方桩本体的两端设有若干个能让两个方桩本体相互连接的连接件，所述的连接件包括凸出方桩本体一端的插头组件及凹进方桩本体一端的插槽组件，所述的插头组件和插槽组件分别位于方桩本体的两端，且当一个方桩本体的插头组件***到另一个方桩本体的插槽组件中时，插头组件和插槽组件密封连接。该两方桩本体之间通过插头与插槽相固连，由于插头的长度较小，虽然有多根进行连接，但是由于方桩本体均采用混凝土制造，重量巨大，受到侧向作用力时容易在连接处出现弯折，即该种连接结构的抗弯折能力弱，进一步的，方桩本体通常是一根先打入地下，然后将另一端对接上去，此时需要在插孔内注入密封材料，如对比文件中的环氧树脂，通过环氧树脂对插头与插槽之间进行密封，然而环氧树脂需要一定的时间进行凝固，而施工过程中往往在两根方桩本体对接后直接打入地下，此时土壤中的氯盐容易破坏未完全凝固的环氧树脂，导致环氧树脂失去密封效果，最终氯盐将进入插槽并腐蚀插头等部件，导致连接强度变差，再进一步的，该方桩本体的插槽内需要设置弹簧，通过弹簧来压紧卡环，使得卡环抱紧插头，但是弹簧是一种消耗件，长时间使用会出现弹力变弱，即导致卡环对插头的卡接能力变弱，最终也会导致方桩本体之间的连接强度变弱。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种改进型变截面空心方桩，本改进型变截面空心方桩能够使两空心方桩之间的连接强度更高，抗弯折能力更强。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种改进型变截面空心方桩，包括管状的桩体，所述桩体两端均固连有环形的金属端板，所述桩体一端的端板侧面上周向开设有若干插接孔，另一端的端板侧面上周向固连有若干插接柱，其特征在于，所述插接柱包括柱状的密封部和位于密封部自由端的球状固定部，所述固定部外侧面与密封部端面之间形成环形的卡槽，所述插接孔内连接有两半环形的固定板，该两固定板的凹口相对，所述插接孔内设有当一根桩体的插接柱***另一根桩体的插接孔内时能够使两固定板的凹口边沿抵压在插接柱的卡槽内的张紧件，所述插接孔内壁上固连有沥青层，当插接柱***插接孔时沥青层抵压在密封部外壁上。

使用时一根桩体预先打入地面，在桩体的上端还余留地面一米左右，将另一根桩体对接在下方的桩体上，具体的，在插接孔的内壁上周向注入沥青，然后将上方桩体的插接柱对准下方方桩的插接孔，并使插接柱***插接孔内，受到插接柱上固定部的挤压，固定板能够挤压张紧件并向两侧分离移动，使得固定部能够穿过两固定板之间，在两端板相抵靠后固定部位于固定板的下方，此时两固定板在张紧件的作用力下靠拢移动并卡在卡槽内，从而对连接柱实现轴向的固定，而沥青具有较快的凝固速度，能够迅速的粘附在密封部外壁、插接孔内壁以及固定板上侧面上，不但具有较好的密封效果，防止氯盐进入插接孔内腐蚀插接柱等部件，提高连接强度和抗弯折能力，同时也对固定板及密封部起到固定作用。

在上述的改进型变截面空心方桩中，所述空心方桩还包括金属套板，当一根桩体的插接柱插接在另一根桩体的插接孔内时金属套板套设在两端板上，且金属套板内壁与两端板外边沿通过密封焊固连。在两端板外边沿上套设金属套板，金属套板能够覆盖两端板之间的间隙，然后在金属套板与端板外边沿之间通过密封焊固连，能够对两端板之间以及插接孔进行密封，避免氯盐进入插接孔内，而即使在长时间使用过程中金属端板被腐蚀，插接孔内的沥青仍然具有较好的密封效果，从而提高连接稳定性，同时金属套板也起到加强件的作用，即金属套板周向抱紧两端板，从而能够提高两桩体之间的抗弯折能力。

在上述的改进型变截面空心方桩中，所述空心方桩还包括钢套箍板，所述钢套箍板的内壁上周向具有若干卡接凸棱，该若干卡接凸棱沿钢套箍板的轴向排列，所述端板外壁上周向开设有若干卡接槽，当一根桩体的插接柱插接在另一根桩体的插接孔内时钢套箍板套设在两端板上，且卡接凸棱卡在卡接槽内。该结构通过钢套箍板将两端板抱紧，其中卡接凸棱卡在卡接槽内，钢套箍板对两桩体起到加强，提高抗弯折能力，而卡接凸棱提高两桩体的轴向连接力，提高抗拔性能，然在实际加工过程中也可以先将两端板进行焊接，然后在固定套设钢套箍板，提高连接强度。

在上述的改进型变截面空心方桩中，所述张紧件包括塑料材质的张紧环，所述插接孔内壁上周向开设有环形的连接槽，所述张紧环的外边沿卡接在连接槽内，两所述固定板固连在张紧环的内边沿上。张紧环采用塑料制成，具有较好的强度，从而对固定板进行固定，同时也具有一定的形变能力，当插接柱强力***时能够挤压固定板，使得张紧环形变撑开，但是在固定部通过两固定板之间后，张紧环能够复位收缩，使得两固定板卡接在卡槽内，使用寿命长，稳定性高。

在上述的改进型变截面空心方桩中，所述张紧环的内边沿上沿长度方向开设有两固定槽，所述固定板凸出的边沿固定卡接在固定槽内，所述张紧环的外边沿与连接槽底面之间具有让位间隙。即固定板卡在固定槽内，当张紧环变形撑开或者复位收紧时固定板能够在固定槽内微量位移，避免张紧环受到应力破坏，让位间隙用于张紧环形变撑开，避免张紧环受到挤压而出现碎裂。

在上述的改进型变截面空心方桩中，所述张紧件包括若干张紧块，所述插接孔内壁上周向开设有若干滑槽，该若干滑槽的长度方向与插接孔的轴向相同，所述滑槽的底面为顶推面，该顶推面朝向插接孔孔口的一端相插接孔中心位置倾斜，所述张紧块一侧侧面为倾斜面，所述张紧块滑动连接在滑槽内，且张紧块的倾斜面与滑槽的顶推面相贴靠，所述张紧块与倾斜面相对的侧面上开设有定位槽，所述固定板凸出的边沿固连在定位槽内。当桩体受到轴向作用力时，固定部对固定板产生向外的轴向力，固定板将该轴向力传递给张紧块，张紧块具有向插接孔孔口方向移动的趋势，此时滑槽内的顶推面能够作用于张紧块的倾斜面，使得张紧块对固定板产生径向收缩的径向力，即使得固定板抱紧固定部，因此当桩体受到的轴向力越大，固定板对固定部产生的固定力越大，提高方桩的抗拔能力。

在上述的改进型变截面空心方桩中，所述固定板的内凹边沿分别具有朝向插接孔孔口的导入斜面和朝向插接孔底面的定位弧面，所述定位弧面与固定部的外侧面相适应，所述定位弧面上沿长度方向具有若干长条状的定位凸部，且该若干定位凸部沿定位弧面宽度方向排列。在固定部***时固定部上的球面与导入斜面相对滑动，使得固定部***更加简单，而固定部***后定位弧面能够抵靠在固定部的外侧面上，同时定位凸部能够增加与固定部的摩擦力，提高对插接柱的定位能力。

在上述的改进型变截面空心方桩中，所述沥青层的内端延伸至固定板及张紧环的侧面上。沥青层在挤压下能够粘附在固定板及张紧环上，当结构配合完毕且沥青凝固时对固定板及张紧环具有固定作用，提高对插接柱的连接强度。

在上述的改进型变截面空心方桩中，所述桩体一端的端板侧面上周向开设有螺孔，所述插接柱的端部具有螺柱，所述螺柱螺接在螺孔内。即插接柱通过螺纹连接固连在端板上，方便拆卸，避免在运输过程中出现断裂。

在上述的改进型变截面空心方桩中，所述固定部的外侧面与密封部的端面之间平滑过渡。避免插接柱的外壁上出现应力集中，提高插接柱的强度和抗弯折能力。

在上述的改进型变截面空心方桩中，若干所述的插接孔及插接柱均周向均布。使得两桩体之间受到均匀的固定力，避免局部连接强度过弱而成为弯折的侵入点。

与现有技术相比，本改进型变截面空心方桩具有以下优点：

1、由于沥青具有较快的凝固速度，能够迅速的粘附在密封部外壁、插接孔内壁以及固定板上侧面上，不但具有较好的密封效果，同时也对固定板及密封部起到固定作用。

2、由于在两端板外边沿上套设金属套板，金属套板能够覆盖两端板之间的间隙，然后在金属套板与端板外边沿之间通过密封焊固连，能够对两端板之间以及插接孔进行密封，避免氯盐进入插接孔内，从而提高连接稳定性，同时金属套板也起到加强件的作用，即金属套板周向抱紧两端板，从而能够提高两桩体之间的抗弯折能力。

3、由于张紧环采用塑料制成，具有较好的强度，从而对固定板进行固定，同时也具有一定的形变能力，当插接柱强力***时能够挤压固定板，使得张紧环形变撑开，但是在固定部通过两固定板之间后，张紧环能够复位收缩，使得两固定板卡接在卡槽内，使用寿命长，稳定性高。

4、由于在固定部***时固定部上的球面与导入斜面相对滑动，使得固定部***更加简单，而固定部***后定位弧面能够抵靠在固定部的外侧面上，同时定位凸部能够增加与固定部的摩擦力，提高对插接柱的定位能力。

附图说明

图1是本改进型变截面空心方桩的结构示意图。

图2是两根桩体相固连时的局部结构剖视图。

图3是图2中A处的结构放大图。

图4是图2中B处的结构放大图。

图5是实施例二中改进型变截面空心方桩的局部结构剖视图。

图6是图5中C处的结构放大图。

图7是实施例三中方桩的局部结构剖视图。

图中，1、桩体；2、端板；21、螺孔；22、卡接槽；3、插接孔；31、连接槽；4、插接柱；41、密封部；42、固定部；43、卡槽；44、螺柱；5、固定板；51、导入斜面；52、定位弧面；53、定位凸部；6、沥青层；7、金属套板；8、张紧环；81、固定槽；82、让位间隙；9、钢套箍板；91、卡接凸棱；10、张紧块；101、滑槽；102、顶推面；103、定位槽。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1、图2、图3所示，一种改进型变截面空心方桩，包括管状的桩体1，桩体1的两端均固连有环形的金属端板2，桩体1一端的端板2侧面上周向开设有若干插接孔3，另一端的端板2侧面上周向固连有若干插接柱4，插接柱4包括柱状的密封部41和位于密封部41自由端的球状固定部42，固定部42外侧面与密封部41端面之间形成环形的卡槽43，插接孔3内连接有两半环形的固定板5，该两固定板5的凹口相对，插接孔3内设有当一根桩体1的插接柱4***另一根桩体1的插接孔3内时能够使两固定板5的凹口边沿抵压在插接柱4的卡槽43内的张紧件，密封部41外壁与插接孔3内壁之间固连有沥青层6，空心方桩还包括金属套板7，当插接柱4插接在插接孔3内时金属套板7内壁与两端板2外边沿通过密封焊固连。使用时一根方桩预先打入地面，在方桩的上端还余留地面一米左右，将另一根方桩对接在下方的方桩上，具体的，在插接孔3的内壁上周向注入沥青，然后将上方方桩的插接柱4对准下方方桩的插接孔3，并使插接柱4***插接孔3内，受到插接柱4上固定部42的挤压，固定板5能够挤压张紧件并向两侧分离移动，使得固定部42能够穿过两固定板5之间，在两端板2相抵靠后固定部42位于固定板5的下方，此时两固定板5在张紧件的作用力下靠拢移动并卡在卡槽43内，从而对连接柱实现轴向的固定，而沥青具有较快的凝固速度，能够迅速的粘附在密封部41外壁、插接孔3内壁以及固定板5上侧面上，不但具有较好的密封效果，同时也对固定板5及密封部41起到固定作用，然后在两端板2外边沿上套设金属套板7，金属套板7能够覆盖两端板2之间的间隙，然后在金属套板7与端板2外边沿之间通过密封焊固连，能够对两端板2之间以及插接孔3进行密封，避免氯盐进入插接孔3内，而即使在长时间使用过程中金属端板2被腐蚀，插接孔3内的沥青仍然具有较好的密封效果，从而提高连接稳定性，同时金属套板7也起到加强件的作用，即金属套板7周向抱紧两端板2，从而能够提高两桩体1之间的抗弯折能力。

具体来说，结合图4所示，张紧件包括塑料材质的张紧环8，插接孔3内壁上周向开设有环形的连接槽31，张紧环8的外边沿卡接在连接槽31内，两固定板5固连在张紧环8的内边沿上，张紧环8采用塑料制成，具有较好的强度，从而对固定板5进行固定，同时也具有一定的形变能力，当插接柱4强力***时能够挤压固定板5，使得张紧环8形变撑开，但是在固定部42通过两固定板5之间后，张紧环8能够复位收缩，使得两固定板5卡接在卡槽43内，使用寿命长，稳定性高。张紧环8的内边沿上沿长度方向开设有两固定槽81，固定板5凸出的边沿固定卡接在固定槽81内，即固定板5卡在固定槽81内，当张紧环8变形撑开或者复位收紧时固定板5能够在固定槽81内微量位移，避免张紧环8受到应力破坏。张紧环8的外边沿与连接槽31底面之间具有让位间隙82，该让位间隙82用于张紧环8形变撑开，避免张紧环8受到挤压而出现碎裂。固定板5的内凹边沿分别具有朝向插接孔3孔口的导入斜面51和朝向插接孔3底面的定位弧面52，定位弧面52与固定部42的外侧面相适应，定位弧面52上沿长度方向具有若干长条状的定位凸部53，且该若干定位凸部53沿定位弧面52宽度方向排列，在固定部42***时固定部42上的球面与导入斜面51相对滑动，使得固定部42***更加简单，而固定部42***后定位弧面52能够抵靠在固定部42的外侧面上，同时定位凸部53能够增加与固定部42的摩擦力，提高对插接柱4的定位能力。沥青层6的内端延伸至固定板5及张紧环8的侧面上，沥青层6在挤压下能够粘附在固定板5及张紧环8上，当结构配合完毕且沥青凝固时对固定板5及张紧环8具有固定作用，提高对插接柱4的连接强度。桩体1一端的端板2侧面上周向开设有螺孔21，插接柱4的端部具有螺柱44，螺柱44螺接在螺孔21内，即插接柱4通过螺纹连接固连在端板2上，方便拆卸，避免在运输过程中出现断裂。固定部42的外侧面与密封部41的端面之间平滑过渡，避免插接柱4的外壁上出现应力集中，提高插接柱4的强度和抗弯折能力。若干插接孔3及插接柱4均周向均布，使得两桩体1之间受到均匀的固定力，避免局部连接强度过弱而成为弯折的侵入点。

实施例二：

该改进型变截面空心方桩的结构与实施例一基本相同，不同点在于如图5、图6所示，空心方桩还包括钢套箍板9，钢套箍板9的内壁上周向具有若干卡接凸棱91，该若干卡接凸棱91沿钢套箍板9的轴向排列，端板2外壁上周向开设有若干卡接槽22，当一根桩体1的插接柱4插接在另一根桩体1的插接孔3内时钢套箍板9套设在两端板2上，且卡接凸棱91卡在卡接槽22内，该结构通过钢套箍板9将两端板2抱紧，其中卡接凸棱91卡在卡接槽22内，钢套箍板9对两桩体1起到加强，提高抗弯折能力，而卡接凸棱91提高两桩体1的轴向连接力，提高抗拔性能，然在实际加工过程中也可以先将两端板2进行焊接，然后在固定套设钢套箍板9，提高连接强度。

实施例三：

该改进型变截面空心方桩的结构与实施例一基本相同，不同点在于如图7所示，张紧件包括若干张紧块10，插接孔3内壁上周向开设有若干滑槽101，该若干滑槽101的长度方向与插接孔3的轴向相同，所述滑槽101的底面为顶推面102，该顶推面102朝向插接孔3孔口的一端相插接孔3中心位置倾斜，张紧块10一侧侧面为倾斜面，张紧块10滑动连接在滑槽101内，且张紧块10的倾斜面与滑槽101的顶推面102相贴靠，张紧块10与倾斜面相对的侧面上开设有定位槽103，固定板5凸出的边沿固连在定位槽103内，当桩体1受到轴向作用力时，固定部42对固定板5产生向外的轴向力，固定板5将该轴向力传递给张紧块10，张紧块10具有向插接孔3孔口方向移动的趋势，此时滑槽101内的顶推面102能够作用于张紧块10的倾斜面，使得张紧块10对固定板5产生径向收缩的径向力，即使得固定板5抱紧固定部42，因此当桩体1受到的轴向力越大，固定板5对固定部42产生的固定力越大，提高方桩的抗拔能力。

Claims (10)

1.一种改进型变截面空心方桩，包括管状的桩体(1)，所述桩体(1)两端均固连有环形的金属端板(2)，所述桩体(1)一端的端板(2)侧面上周向开设有若干插接孔(3)，另一端的端板(2)侧面上周向固连有若干插接柱(4)，其特征在于，所述插接柱(4)包括柱状的密封部(41)和位于密封部(41)自由端的球状固定部(42)，所述固定部(42)外侧面与密封部(41)端面之间形成环形的卡槽(43)，所述插接孔(3)内连接有两半环形的固定板(5)，该两固定板(5)的凹口相对，所述插接孔(3)内设有当一根桩体(1)的插接柱(4)***另一根桩体(1)的插接孔(3)内时能够使两固定板(5)的凹口边沿抵压在插接柱(4)的卡槽(43)内的张紧件，所述插接孔(3)内壁上固连有沥青层(6)，当插接柱(4)***插接孔(3)时沥青层(6)抵压在密封部(41)外壁上。

2.根据权利要求1所述的改进型变截面空心方桩，其特征在于，所述空心方桩还包括金属套板(7)，当一根桩体(1)的插接柱(4)插接在另一根桩体(1)的插接孔(3)内时金属套板(7)套设在两端板(2)上，且金属套板(7)内壁与两端板(2)外边沿通过密封焊固连。

3.根据权利要求1所述的改进型变截面空心方桩，其特征在于，所述空心方桩还包括钢套箍板(9)，所述钢套箍板(9)的内壁上周向具有若干卡接凸棱(91)，该若干卡接凸棱(91)沿钢套箍板(9)的轴向排列，所述端板(2)外壁上周向开设有若干卡接槽(22)，当一根桩体(1)的插接柱(4)插接在另一根桩体(1)的插接孔(3)内时钢套箍板(9)套设在两端板(2)上，且卡接凸棱(91)卡在卡接槽(22)内。

4.根据权利要求2或3所述的改进型变截面空心方桩，其特征在于，所述张紧件包括塑料材质的张紧环(8)，所述插接孔(3)内壁上周向开设有环形的连接槽(31)，所述张紧环(8)的外边沿卡接在连接槽(31)内，两所述固定板(5)固连在张紧环(8)的内边沿上。

5.根据权利要求4所述的改进型变截面空心方桩，其特征在于，所述张紧环(8)的内边沿上沿长度方向开设有两固定槽(81)，所述固定板(5)凸出的边沿固定卡接在固定槽(81)内，所述张紧环(8)的外边沿与连接槽(31)底面之间具有让位间隙(82)。

6.根据权利要求5所述的改进型变截面空心方桩，其特征在于，所述固定板(5)的内凹边沿分别具有朝向插接孔(3)孔口的导入斜面(51)和朝向插接孔(3)底面的定位弧面(52)，所述定位弧面(52)与固定部(42)的外侧面相适应，所述定位弧面(52)上沿长度方向具有若干长条状的定位凸部(53)，且该若干定位凸部(53)沿定位弧面(52)宽度方向排列。

7.根据权利要求6所述的改进型变截面空心方桩，其特征在于，所述沥青层(6)的内端延伸至固定板(5)及张紧环(8)的侧面上。

8.根据权利要求7所述的改进型变截面空心方桩，其特征在于，所述桩体(1)一端的端板(2)侧面上周向开设有螺孔(21)，所述插接柱(4)的端部具有螺柱(44)，所述螺柱(44)螺接在螺孔(21)内。

9.根据权利要求8所述的改进型变截面空心方桩，其特征在于，所述固定部(42)的外侧面与密封部(41)的端面之间平滑过渡。

10.根据权利要求9所述的改进型变截面空心方桩，其特征在于，若干所述的插接孔(3)及插接柱(4)均周向均布。