重复使用型不锈钢管混凝土组合桩及其制作工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种可重复使用型不锈钢管混凝土组合桩及其制作工艺，其中该可重复使用型组合桩包括同轴上下间隔设置且结构相同的第一不锈钢管混凝土桩和第二不锈钢管混凝土桩，所述第一不锈钢管混凝土桩与第二不锈钢管混凝土桩之间同轴固定设有相同外周径的桩接头，桩接头的外周壁上均布嵌设有可伸缩的不锈钢刀片，收缩时不锈钢刀片均不超出桩接头的外周壁，伸展时不锈钢刀片超出桩接头的外周壁，所述第一不锈钢管混凝土桩、第二不锈钢管混凝土桩和桩接头的中心穿设有螺杆，本发明专利技术桩体自重小、节约材料、同时竖向和水平承载力高、抗扭刚度大抗扭承载力高等优点；在桩体接头处设置伸缩刀盘便于后期取桩时可以扰动桩身周围土体，便于桩体取出。便于桩体取出。便于桩体取出。

【技术实现步骤摘要】
重复使用型不锈钢管混凝土组合桩及其制作工艺
[0001]
：本专利技术涉及一种可重复使用型不锈钢管混凝土组合桩及其制作工艺。
[0002]
技术介绍
：传统预制混凝土桩由钢筋和混凝土制成，在预制工厂进行浇筑、养护，待桩身达到设计强度后运至施工现场，使用压桩机打入土中，预制钢筋混凝土桩常用于地基加固处理，具有制作方便、承载力高、受地下水条件影响小的优点，但其压桩施工时极易发生桩体破坏，且抗拉性较差的桩体更难从土层中拔出，进而制约了其在地基工程中的可持续性应用。
[0003]伴随着中国经济和社会的飞速发展，建筑物的使用性能及质量要求越来越高，特别是随着建筑高度的不断增加，对建筑基础性能的要求也随之提高，近年来钢管混凝土桩因有单桩承载力高、抗水平承载力高、刚度大、塑性韧性好、抗震性能好及造价低等优点，已逐渐应用于各类高层及大跨建筑中。
[0004]钢管混凝土桩若不做防腐措施直接暴露于潮湿的地下环境中必然会引起外钢管的腐蚀，进而影响钢管混凝土桩的性能；特别是钢管混凝土桩最常采用低碳钢和低合金钢做外钢管，当桩身长期处于土中时，由于泥土中富含水分、微生物等腐蚀介质，钢管桩外钢管极易发生腐蚀；虽然一般情况下，钢管混凝土桩在初建时会进行一定的防腐处理，但建筑设计使用年限一般为50年，桩体在土层中的埋置时间至少为50年，故随着时间的推移防腐层会逐渐开始失效进而使得基体钢材发生腐蚀，最终影响钢管混凝土桩的性能。
[0005]不锈钢管混凝土兼有钢管混凝土和不锈钢的优点，具有良好的力学性能和耐腐蚀性，不锈钢是指至少含有 10.5%铬的防腐蚀合金钢，由于其中添加了合金元素, 不锈钢具有外表美观、耐久性好、维护费用低等优点。钢管混凝土结构是在钢管内填充混凝土等胶凝材料形成的一种组合结构，其中钢管的约束可以使混凝土处于三向受力状态从而提高了混凝土的受压强度，也改善了其塑性及韧性性能；同时混凝土的填充可以避免或延缓钢管产生区部屈服，使得材料的性能得到了充分的发挥。因此，新型不锈钢管混凝土结构具有外表美观、耐久性好、承载力高等优点，在海洋平台、海边建筑和桥梁以及一些对耐久性要求较高的重要建筑中具有较好的应用前景。
[0006]未来的“老城区”都是现在兴起的高层建筑，其桩基础的桩体长期深埋于土体中，已经与周围土体成为一个紧密的整体，桩基的拆除不可能如地面建筑一样进行相对简单的爆破拆除，这就使得桩体拆除难度大且成本十分高昂，而不锈钢管混凝土桩耐久性好，自身的抗扭刚度大且抗扭承载力高，使得通过旋转方式取桩具有了可行性；但土体与桩体往往紧密的挤压在一起，两者间的界面摩擦力较大增加了取桩难度。
[0007]
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一种可重复使用型不锈钢管混凝土组合桩及其制作工艺，该可重复使用型不锈钢管混凝土组合桩制作工艺，采用中空夹层钢管混凝土桩身，具有桩体自重小、节约材料、同时竖向和水平承载力高、抗扭刚度大抗扭承载力高等优点；在桩体接头处设置伸缩刀盘便于后期取桩时可以扰动桩身周围土体，便于桩体取出。
[0008]本专利技术采用的技术方案：
本专利技术可重复使用型不锈钢管混凝土组合桩，其特征在于：包括同轴上下间隔设置且结构相同的第一不锈钢管混凝土桩和第二不锈钢管混凝土桩，所述第一不锈钢管混凝土桩与第二不锈钢管混凝土桩之间同轴固定设有相同外周径的桩接头，桩接头的外周壁上均布嵌设有可伸缩的不锈钢刀片，收缩时不锈钢刀片均不超出桩接头的外周壁，伸展时不锈钢刀片超出桩接头的外周壁，所述第一不锈钢管混凝土桩、第二不锈钢管混凝土桩和桩接头的中心穿设有螺杆，所述螺杆驱动不锈钢刀片的伸缩；所述桩接头包括上盖板、下盖板和设在上盖板、下盖板之间的刀盘，所述不锈钢刀片通过传动杆均布铰接在刀盘的周侧，所述传动杆上固定设有第一齿轮，各第一齿轮与位于刀盘中部的中心齿轮啮合，所述螺杆与中心齿轮连接实现同轴且同步转动。
[0009]进一步的，上述第一不锈钢管混凝土桩、第二不锈钢管混凝土桩均是包括两个不同直径同轴套置的内碳素钢管、外不锈钢管和填充在内碳素钢管与外不锈钢管之间空间的混凝土，第一、二不锈钢管混凝土桩的上、下端具有一截未填充混凝土的凹腔，在外不锈钢管上与该凹腔内位置相对应处设有速凝混凝土进料口，通过该速凝混凝土进料口往凹腔内灌注速凝混凝土。
[0010]进一步的，上述上盖板和下盖板与第一、二不锈钢管混凝土桩相接触的表面上布设有栓钉，该些栓钉的位置与凹腔的位置相对应，在凹腔内灌注速凝混凝土后使桩接头与第一、二不锈钢管混凝土桩固定。
[0011]进一步的，上述螺杆包括两端均具有螺纹且等直径的第一螺杆和第二螺杆，与两根第一螺杆连接的第二螺杆两端部穿出桩接头的上盖板或下盖板外一截，所述第一螺杆与第二螺杆在端部通过套管螺纹连接固定，实现同步转动；第二螺杆的中段设有圆周布置的突出角部，所述中心齿轮的中心具有与突出角部插接配合的穿孔，在第二螺杆转动时驱动中心齿轮同步转动。
[0012]进一步的，上述上盖板、下盖板的中心部具有中心通孔，所述中心通孔内套设有套筒，在上盖板、下盖板相对的内表面设有凹陷沉槽，所述凹陷沉槽用于限位所述传动杆，所述第二螺杆上位于突出角部的旁侧设有限位挡块。
[0013]进一步的，上述不锈钢刀片侧面呈偏平状，俯视视角呈弯钩状，在不锈钢刀片上表面或下表面上固定设有第一齿轮，所述刀盘外周上设有容纳不锈钢刀片伸缩的预留洞。
[0014]本专利技术可重复使用型不锈钢管混凝土组合桩的制备工艺，包括以下步骤：1）、根据设计要求，在加工厂加工内碳素钢管、外不锈钢管、螺杆、桩接头，外不锈钢管加工时，注意在其两端的相应位置开设孔洞，为之后组合桩体与组合桩接头的连接预留速凝混凝土进料口；螺杆分为第一螺杆和第二螺杆，在第一螺杆和第二螺杆的两端端部进行加工形成螺纹；套管内设有螺纹，以便于第一螺杆和第二螺杆与套管进行螺纹连接固定；2）、不锈钢管混凝土桩的预制：首先，将内碳钢管、外不锈钢管依次吊装放置，保证内碳钢管、外不锈钢管的垂直度和同心度；其次，在组合桩的下部和上部的速凝混凝土进料口位置预留凹腔空间，待后期现场拼装时浇筑速凝混凝土，以确保后期组合桩与桩接头连接的可靠；然后，一边往内碳钢管、外不锈钢管的夹层中浇筑混凝土，一边进行混凝土振捣，待混凝土顶升至钢管混凝土组合桩的上部速凝混凝土进料口处时，应及时停泵，并进行数次回抽，桩顶混凝土面无明显回落，方可拆除混凝土输送管，并在浇筑完毕30min后，观察桩
顶混凝土有无回落下沉，若有下沉，则用人工补浇桩顶混凝土；接着，分别对外不锈钢管和内碳钢管之间的混凝土进行养护，养护混凝土完全凝结硬化；最后，待混凝土硬化完成后即可进行拆模；3）、桩接头的预制：桩接头包括上、下盖板、刀盘和第二螺杆，上、下盖板是一个圆形不锈钢板，其与不锈钢管混凝土桩接触的一面焊接栓钉，以保证其与桩体的可靠连接；上、下盖板中心处预留螺杆洞，保证第二螺杆穿过；在螺杆周围设有套筒，以确保第二螺杆穿过盖板且能灵活转动，同时也避免因沉桩施工而产生的碎石落到刀盘的齿轮中；第二螺杆的两端设有螺纹，在其中部与中心齿轮连接位置设有呈齿轮状的突出角部，以便于后期与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可重复使用型不锈钢管混凝土组合桩，其特征在于：包括同轴上下间隔设置且结构相同的第一不锈钢管混凝土桩和第二不锈钢管混凝土桩，所述第一不锈钢管混凝土桩与第二不锈钢管混凝土桩之间同轴固定设有相同外周径的桩接头，桩接头的外周壁上均布嵌设有可伸缩的不锈钢刀片，收缩时不锈钢刀片均不超出桩接头的外周壁，伸展时不锈钢刀片超出桩接头的外周壁，所述第一不锈钢管混凝土桩、第二不锈钢管混凝土桩和桩接头的中心穿设有螺杆，所述螺杆驱动不锈钢刀片的伸缩；所述桩接头包括上盖板、下盖板和设在上盖板、下盖板之间的刀盘，所述不锈钢刀片通过传动杆均布铰接在刀盘的周侧，所述传动杆上固定设有第一齿轮，各第一齿轮与位于刀盘中部的中心齿轮啮合，所述螺杆与中心齿轮连接实现同轴且同步转动。2.根据权利要求1所述的可重复使用型不锈钢管混凝土组合桩，其特征在于：所述第一不锈钢管混凝土桩、第二不锈钢管混凝土桩均是包括两个不同直径同轴套置的内碳素钢管、外不锈钢管和填充在内碳素钢管与外不锈钢管之间空间的混凝土，第一、二不锈钢管混凝土桩的上、下端具有一截未填充混凝土的凹腔，在外不锈钢管上与该凹腔内位置相对应处设有速凝混凝土进料口，通过该速凝混凝土进料口往凹腔内灌注速凝混凝土。3.根据权利要求2所述的可重复使用型不锈钢管混凝土组合桩，其特征在于：所述上盖板和下盖板与第一、二不锈钢管混凝土桩相接触的表面上布设有栓钉，该些栓钉的位置与凹腔的位置相对应，在凹腔内灌注速凝混凝土后使桩接头与第一、二不锈钢管混凝土桩固定。4.根据权利要求2所述的可重复使用型不锈钢管混凝土组合桩，其特征在于：所述螺杆包括两端均具有螺纹且等直径的第一螺杆和第二螺杆，与两根第一螺杆连接的第二螺杆两端部穿出桩接头的上盖板或下盖板外一截，所述第一螺杆与第二螺杆在端部通过套管螺纹连接固定，实现同步转动；第二螺杆的中段设有圆周布置的突出角部，所述中心齿轮的中心具有与突出角部插接配合的穿孔，在第二螺杆转动时驱动中心齿轮同步转动。5.根据权利要求4所述的可重复使用型不锈钢管混凝土组合桩，其特征在于：所述上盖板、下盖板的中心部具有中心通孔，所述中心通孔内套设有套筒，在上盖板、下盖板相对的内表面设有凹陷沉槽，所述凹陷沉槽用于限位所述传动杆，所述第二螺杆上位于突出角部的旁侧设有限位挡块。6.根据权利要求5所述的可重复使用型不锈钢管混凝土组合桩，其特征在于：所述不锈钢刀片侧面呈偏平状，俯视视角呈弯钩状，在不锈钢刀片上表面或下表面上固定设有第一齿轮，所述刀盘外周上设有容纳不锈钢刀片伸缩的预留洞。7.一种如权利要求6所述可重复使用型不锈钢管混凝土组合桩的制备工艺，包括以下步骤：1）、根据设计要求，在加工厂加工内碳素钢管、外不锈钢管、螺杆、桩接头，外不锈钢管加工时，注意在其两端的相应位置开设孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：余鑫，尤海磊，王志滨，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：