预制楔形管壁开口空心桩及其接桩方法技术

本发明专利技术涉及预制楔形管壁开口空心桩及其接桩方法，其特征在于：包括多个径向横截面为对称的楔形结构的预应力楔形管桩管节；预应力楔形管桩管节的顶部位于管壁中心位置设有插槽，预应力楔形管桩管节顶部位于插槽外侧设有贯通的焊口，插槽内外壁上均设有防水密封圈，插槽的底面设有顶部连接钢环，预应力楔形管桩管节的底部设有底部连接钢环，预应力楔形管桩管节内部还通长布设有竖向钢筋，接桩时将上方预应力楔形管桩管节的底部插入下方预应力楔形管桩管节的插槽内，并通过焊接方式连接，焊口处填充填筑塞。本发明专利技术桩体的承载力高，接桩位置不会浸水锈蚀，通过对电阻焊的改进，提升接桩的自动化程度，加快了接桩速度，降低施工周期，节省了造价。

【技术实现步骤摘要】
预制楔形管壁开口空心桩及其接桩方法
本专利技术涉及基础工程中的桩
，尤其涉及预制楔形管壁开口空心桩及其接桩方法，可用于交通及建筑业的桩基础，并提高其承载力及稳定性，特别涉及应用于交通中桩基础的技术与施工方法，其也可应用于其他建筑物的基础建造。
技术介绍
随着城市化和现代化进程的不断推进，交通运输工程在生活中扮演着越来越重要的角色。我国交通运输基础设施累计完成投资13.4万亿元，交通运输发展处于优化网络布局的关键期、提质增效升级的转型期，将进入现代化建设新阶段。在四通八达的公路建设给人类生活带来一系列便利的同时，各种类型桩基础应运而生，不同地质地貌对桩的要求各不相同，其中对桩基工程各种承载力要求最高最复杂的便是漫滩地区。漫滩地区的公路桩需要承担竖向承载力、竖向抗拔力、水平荷载等多种力作用，同时土质松软含水量高。现有的公路开口管桩缺乏承担横向作用力的特点。此外在搭接过程中，传统焊接方法耗时长，易造成打桩过程中停留时间较长土体回缩；法兰连接钢筋暴露在土、水、空气中易腐蚀，影响结构整体性完整性。针对上述漫滩地区受力复杂、桩与桩搭接困难的问题，已研究出了很多新的桩型，主要有以下几个：比如专利号为CN102587364，名称为“桩与桩之间的连接方法及其纯机械连接结构”的中国专利，是利用纯机械连接结构使连接更方便并增强桩与桩之间连接的质量；又比如专利号为CN103103981，名称为“一种预应力楔形管桩接头的施工方法”的中国专利，在工厂生产带螺纹、销钉孔、注浆管和注浆孔的预应力楔形管桩，以提高整体基桩的抗弯、抗剪强度。上述专利涉及的桩型存在以下缺陷，首先，上述专利都需在混凝土内预装内螺纹、销钉孔，预制工艺复杂；其次，上述专利的连接构件暴露在土体中，易被腐蚀锈化、容易产生挤土效应，使得桩的垂直度和稳定性受到影响。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述缺陷，提供了一种预制楔形管壁开口空心桩及其接桩方法。本专利技术另外一个目的是提供一种搭接迅速方便的预制楔形管壁开口空心桩。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：本专利技术涉及的一种预制楔形管壁开口空心桩，包括多个首尾相连的径向横面为对称的楔形结构的预应力楔形管桩管节，预应力楔形管桩管节的外径从上到下逐渐减小，内径从上到下逐渐变大；所述的预应力楔形管桩管节的顶部位于管壁中心位置设有插槽，插槽的宽度为预应力楔形管桩管节底部厚度的1.05～1.1倍，预应力楔形管桩管节顶部位于插槽外侧设有贯通的焊口，插槽的内外壁上均设有防水密封圈，插槽的底面设有顶部连接钢环，预应力楔形管桩管节的底部设有底部连接钢环，底部连接钢环的位置和尺寸分别与顶部连接钢环的位置和尺寸对应，预应力楔形管桩管节内部还通长布设有竖向钢筋，竖向钢筋的上下端分别与顶部连接钢环和底部连接钢环连接。优选地，所述的顶部连接钢环和底部连接钢环均水平设置，顶部连接钢环嵌固在插槽的底面的中心位置，底部连接钢环嵌固在预应力楔形管桩管节底面的中心位置，且顶部连接钢环和底部连接钢环部分嵌入预应力楔形管桩管节内，部分凸出。优选地，所述的插槽为截面为矩形的圆环结构，插槽的高度为15～25cm。优选地，所述的焊口的高度与插槽的高度一致。优选地，所述的预应力楔形管桩管节上部铺设有清洁薄膜和环状保护垫。一种上述预制楔形管壁开口空心桩的接桩方法，包括以下步骤：S1：工厂制作预应力楔形管桩管节的模具，采用预应力法生产预应力楔形管桩管节，并预先设置好插槽、顶部连接钢环、防水密封圈、底部连接钢环和焊口；S2：平整场地，测量放线，确定沉桩位置，将预应力楔形管桩管节运输到工程现场，完成第一根预应力楔形管桩管节沉桩施工；S3：当第一根预应力楔形管桩管节最上端离地面标高1m时，吊装第二根预应力楔形管桩管节，将第二根预应力楔形管桩管节底部插入第一根预应力楔形管桩管节顶部的插槽内，使两根预应力楔形管桩管节底部连接钢环与顶部连接钢环紧密接触；S4：焊接连接底部连接钢环和顶部连接钢环；S5：用防水密封材料制作的填筑塞填充焊口，完成上下两根预应力楔形管桩管节的接桩；S6：第二根预应力楔形管桩管节沉桩，重复步骤S3～S5完成后续几根预应力楔形管桩管节的接桩和沉桩施工。优选地，所述S2和S6中沉桩采用静压或锤击打桩的方式。优选地，所述S2和S6中沉桩之前，在预应力楔形管桩管节的上表面铺设清洁薄膜和环状保护垫，沉桩完成后去掉清洁薄膜和环状保护垫。优选地，所述S4中焊接连接底部连接钢环和顶部连接钢环时，将底部连接钢环和顶部连接钢环分别与正、负电极连接并固定，防止短路，通过导线将正、负电极连接在电力装置上，对上方的预应力楔形管桩管节施加稳定的压力，在高温和压力共同作用下，将底部连接钢环和顶部连接钢环完成焊接。采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：1、桩身管壁设为楔形后，即可提高外壁摩阻力，又可充分利用与开发内壁摩阻力，进一步地提高了桩体的承载力；2、本专利技术接桩后的密封性好，受力筋和连接钢环不会浸水锈蚀，提高了桩身的耐久性；3、相比传统的螺栓接桩、点焊接桩、法兰接桩等方式，本专利技术通过对电阻焊的改进，提升了接桩的自动化程度，进而加快了接桩速度，降低了施工周期，节省了造价。附图说明图1为一种预制楔形管壁开口空心桩剖面图图2为预制楔形管壁开口空心桩管节的结构示意总图图3为预制楔形管壁开口空心桩管节连接示意图图4为预制楔形管壁开口空心桩连接密封示意图图5为图3中焊口的细部构造图图6为预制楔形管壁开口空心桩接桩完成图图7为预制楔形管壁开口空心桩接桩完整过程图附图标注：1-预应力楔形管桩管节；2-顶部连接钢环；3-底部连接钢环；4-焊口；5-电力装置；6-导线；7-插槽；8-防水密封圈；9-填筑塞；10-竖向钢筋；11-清洁薄膜；12-环状保护垫。具体实施方式为进一步了解本专利技术的内容，结合实施例对本专利技术作详细描述，以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。结合附图1和2所示，本专利技术涉及的一种预制楔形管壁开口空心桩，包括径向横截面为对称的楔形结构的预应力楔形管桩管节1，预应力楔形管桩管节1的外径从上到下逐渐减小，内径从上到下逐渐变大，与传统的管桩相比，预应力楔形管桩管节1打入土内，其内外壁与土体的接触面积均变大，增大预应力楔形管桩管节1与土体的摩阻力，本专利技术涉及的预制楔形管壁开口空心桩是由多个预应力楔形管桩管节1上下首尾相连而形成的。所述的预应力楔形管桩管节1的顶部位于管壁中心位置设有插槽7，插槽7为截面为矩形的圆环结构，插槽7的高度为20cm，插槽7的宽度为预应力楔形管桩管节1底部厚度的1.05倍，预应力楔形管桩管节1顶部位于插槽7外侧设有贯通的焊口4，焊口4的高度与插槽7的保持高度一致，插槽7的内外壁上均设有防水密封圈8，插槽7的底面中心位置设有水平设置的顶部连接钢环2，预应力楔形管桩管节1的底部设有水平设置的底部连接钢环3，底部连接钢环3的位置和尺寸分别与顶部连接钢环2的位置和尺寸对应，顶部连接钢环2嵌固在插槽7的底面的中心位置，底部连接钢环3嵌固在预应力楔形管桩管节1底面的中心位置，且顶部连接钢环2和底部连接钢环3部分嵌入预应力楔形管桩管节1内，部分凸出，以便于焊接。预应力楔形管桩管节1内部还通长布设有竖向钢筋10，竖向钢筋10的上下端分别与顶部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预制楔形管壁开口空心桩，其特征在于：其包括多个首尾相连的径向截面为对称的楔形结构的预应力楔形管桩管节(1)，预应力楔形管桩管节(1)的外径从上到下逐渐减小，内径从上到下逐渐变大；所述的预应力楔形管桩管节(1)的顶部位于管壁中心位置设有插槽(7)，插槽(7)的宽度为预应力楔形管桩管节(1)底部厚度的1.05～1.1倍，预应力楔形管桩管节(1)顶部位于插槽(7)外侧设有贯通的焊口(4)，插槽(7)的内外壁上均设有防水密封圈(8)，插槽(7)的底面设有顶部连接钢环(2)，预应力楔形管桩管节(1)的底部设有底部连接钢环(3)，底部连接钢环(3)的位置和尺寸分别与顶部连接钢环(2)的位置和尺寸对应，预应力楔形管桩管节(1)内部还通长布设有竖向钢筋(10)，竖向钢筋(10)的上下端分别与顶部连接钢环(2)和底部连接钢环(3)连接。

【技术特征摘要】
1.一种预制楔形管壁开口空心桩，其特征在于：其包括多个首尾相连的径向截面为对称的楔形结构的预应力楔形管桩管节(1)，预应力楔形管桩管节(1)的外径从上到下逐渐减小，内径从上到下逐渐变大；所述的预应力楔形管桩管节(1)的顶部位于管壁中心位置设有插槽(7)，插槽(7)的宽度为预应力楔形管桩管节(1)底部厚度的1.05～1.1倍，预应力楔形管桩管节(1)顶部位于插槽(7)外侧设有贯通的焊口(4)，插槽(7)的内外壁上均设有防水密封圈(8)，插槽(7)的底面设有顶部连接钢环(2)，预应力楔形管桩管节(1)的底部设有底部连接钢环(3)，底部连接钢环(3)的位置和尺寸分别与顶部连接钢环(2)的位置和尺寸对应，预应力楔形管桩管节(1)内部还通长布设有竖向钢筋(10)，竖向钢筋(10)的上下端分别与顶部连接钢环(2)和底部连接钢环(3)连接。2.根据权利要求1所述的一种预制楔形管壁开口空心桩，其特征在于：所述的顶部连接钢环(2)和底部连接钢环(3)均水平设置，顶部连接钢环(2)嵌固在插槽(7)的底面的中心位置，底部连接钢环(3)嵌固在预应力楔形管桩管节(1)底面的中心位置，且顶部连接钢环(2)和底部连接钢环(3)部分嵌入预应力楔形管桩管节(1)内，部分凸出。3.根据权利要求1所述的一种预制楔形管壁开口空心桩，其特征在于：所述的插槽(7)为截面为矩形的圆环结构，插槽(7)的高度为15～25cm。4.根据权利要求1所述的一种预制楔形管壁开口空心桩，其特征在于：所述的焊口(4)的高度与插槽(7)的高度一致。5.根据权利要求1所述的一种预制楔形管壁开口空心桩，其特征在于：所述的预应力楔形管桩管节(1)上部铺设有清洁薄膜(11)和环状保护垫(12)。6.一种基于权利要求1所述的预制楔形管壁开口空心桩的接桩方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1：工...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐昌广，徐伊雯，张俊子，李泽，何石凯，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33