本實(shí)用新型涉及一種管樁，具體涉及一種預(yù)制混凝土變徑管樁。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的建筑樓層越來(lái)越高，對(duì)樁的豎向承載力和樁的撓度、抗剪、彎矩提出了更高的要求，致使部分省份對(duì)管樁的樓層高度提出了限制，現(xiàn)有技術(shù)中采用大口徑管樁提高管樁本身強(qiáng)度，極大提升了基礎(chǔ)承臺(tái)的造價(jià)。并且由于樓層的增高，在原有樁身豎向承載力和水平抗剪力的基礎(chǔ)上提高了對(duì)樁身風(fēng)載荷偏移及抗拔性能的綜合性能的更高的要求，現(xiàn)有技術(shù)中能夠達(dá)到上述綜合性能的樁往往需要借助對(duì)樁自身之外的設(shè)計(jì)和處理，施工過(guò)程復(fù)雜，成本較高。另外，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和土地集約化的要求，由于建筑樓層越來(lái)越高，對(duì)樁基礎(chǔ)的豎向承載力、抗拔力、水平抗剪力、抗腐蝕的綜合性能樁基礎(chǔ)提出了更高的要求，現(xiàn)有預(yù)制樁技術(shù)中在滿足樁的承載力的基礎(chǔ)上，對(duì)于抗拔力主要通過(guò)樁和土的摩擦力來(lái)決定樁徑的大小，由于樁徑的增大的同時(shí)也造成相對(duì)小樁型配筋率的增加，極大提升了基礎(chǔ)樁和樁承臺(tái)的造價(jià)，能夠達(dá)到上述綜合性能的樁往往需要借助對(duì)樁自身之外的設(shè)計(jì)和處理，施工過(guò)程復(fù)雜，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)以上問(wèn)題的提出，而研究設(shè)計(jì)一種預(yù)制混凝土變徑管樁。本實(shí)用新型采用的技術(shù)手段如下：

一種預(yù)制混凝土變徑管樁，包括樁Ⅰ和與樁Ⅰ下端固定連接的樁Ⅱ，所述樁Ⅱ包括上部的大徑段和下部的小徑段，所述大徑段的外徑大于小徑段的外徑，所述大徑段的外徑與樁Ⅰ下端的外徑相等。

進(jìn)一步地，所述樁Ⅱ的上端設(shè)有第一端頭板，所述樁Ⅰ的下端設(shè)有第二端頭板，所述第一端頭板和第二端頭板相互焊接固定。

進(jìn)一步地，所述樁Ⅰ和樁Ⅱ通過(guò)機(jī)械接頭連接，所述機(jī)械接頭包括套筒狀的固定定位套Ⅰ和固定定位套Ⅱ，所述樁Ⅱ的大徑段內(nèi)部設(shè)有平行于主筋的輔筋，所述輔筋設(shè)置于主筋的外側(cè)，所述樁Ⅱ的上端設(shè)有第一端頭板，所述樁Ⅱ的主筋端部限位于所述第一端頭板上，所述固定定位套Ⅰ的開(kāi)口端固定在第一端頭板上，且固定定位套Ⅰ與輔筋相連，所述固定定位套Ⅱ設(shè)置在樁Ⅰ的下端，且與樁Ⅰ的主筋連接，所述固定定位套Ⅰ和固定定位套Ⅱ中的一個(gè)內(nèi)部設(shè)有插接件，另一個(gè)內(nèi)部設(shè)有卡固件，所述插接件能插入卡固件所在的固定定位套并穿過(guò)卡固件固定在卡固件上。

進(jìn)一步地，所述插接件為插銷，所述插銷包括旋接底座和固定在旋接底座上的銷頭，所述旋接底座通過(guò)螺紋固定在固定定位套Ⅱ內(nèi)，所述銷頭包括圓臺(tái)形的銷頭本體和設(shè)置在銷頭本體大徑端的端頭，所述銷頭本體的小徑端固定在旋接底座上，所述卡固件包括錐套和三個(gè)以上的舌齒，所述錐套通過(guò)螺紋固定在固定定位套Ⅰ內(nèi)，所述三個(gè)以上的舌齒拼接為圓錐筒形的卡套，所述舌齒的端部與固定定位套Ⅰ之間設(shè)有彈性件，所述銷頭能穿過(guò)錐套和卡套，且卡套能在彈性件的回彈力下進(jìn)入銷頭和錐套之間將銷頭限位于錐套內(nèi)，所述端頭與銷頭本體連接處的直徑大于銷頭本體大徑端的直徑，且端頭與銷頭本體之間設(shè)有過(guò)渡斜面。

進(jìn)一步地，所述卡套的外壁設(shè)有與錐套內(nèi)壁配合的外錐面，所述卡套的內(nèi)壁為與銷頭配合的內(nèi)錐面，所述外錐面的錐度大于錐套內(nèi)壁的錐度，在連接狀態(tài)下，所述過(guò)渡斜面和銷頭本體的連接線位于卡套的端部外側(cè)，所述舌齒外壁的錐度比錐套內(nèi)壁的錐度大0.2-1度，所述的卡套位于固定定位套Ⅰ內(nèi)側(cè)的一端的外側(cè)壁為圓柱形壁，對(duì)于舌齒被通過(guò)中心軸的平面所剖得的剖面，所述外錐面與圓柱形壁的交點(diǎn)與內(nèi)錐面兩端的連線與內(nèi)錐面之間的夾角均為銳角，所述銷頭本體通過(guò)第一連接部和第二連接部與旋接底座相連，所述第一連接部為與銷頭本體的小徑端直徑相同的圓柱形，所述第二連接部為小徑端與第一連接部直徑相同的圓臺(tái)形，所述第二連接部的大徑端與旋接底座相連，所述銷頭本體與第一連接部的連接處以及第一連接部和第二連接部的連接處均為平滑曲面。

進(jìn)一步地，所述樁Ⅰ的下端設(shè)有第二端頭板，所述第一端頭板和第二端頭板上均設(shè)有螺紋通孔，所述固定定位套Ⅰ和固定定位套Ⅱ的開(kāi)口端設(shè)有外螺紋且分別固定在第一端頭板和第二端頭板的螺紋通孔上，所述第一端頭板和第二端頭板相互固定，所述第一端頭板和第二端頭板的邊緣處均設(shè)有與樁的外壁貼合的裙板，所述第一端頭板和第二端頭板通過(guò)焊接或改性環(huán)氧樹(shù)脂的粘接進(jìn)行固定。

進(jìn)一步地，所述樁Ⅱ的上端設(shè)有與樁Ⅱ的外壁貼合的裙板，所述裙板的上邊緣伸出樁Ⅱ的上端面，并包裹住樁Ⅰ的下端。

進(jìn)一步地，所述樁Ⅱ的小徑段為竹節(jié)狀結(jié)構(gòu)，所述樁Ⅰ整體為竹節(jié)管樁，竹節(jié)樁是指大截面段和小截面段間隔設(shè)置的樁。

進(jìn)一步地，所述樁Ⅱ的下端設(shè)有平頭的樁尖，所述樁尖為四棱臺(tái)形，所述樁尖的下端設(shè)有樁尖鋼靴，所述樁尖鋼靴包括與樁尖的端面貼合的樁尖端板和與樁尖側(cè)面貼合的樁尖側(cè)板，所述樁尖端板和樁尖側(cè)板固定連接。

進(jìn)一步地，所述樁尖端板與樁尖側(cè)板為沖壓整體，所述樁尖側(cè)板的內(nèi)側(cè)設(shè)有用于防止樁尖鋼靴脫落的防脫卡角，所述防脫卡角為向內(nèi)沖壓形成的沖壓角結(jié)構(gòu)，所述防脫卡角的端部朝向樁尖端板一側(cè)，所述樁尖端板的中心處設(shè)有用于定位的螺紋孔。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型所述的預(yù)制混凝土變徑管樁具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、樁Ⅱ采用上下變徑結(jié)構(gòu)，與樁Ⅰ配合整體形成上粗下細(xì)的管樁結(jié)構(gòu)，既滿足樁身上部的抗彎、抗剪性能，又滿足樁整體的抗沉降能力，滿足多種工程地質(zhì)的施工需要，又節(jié)省了用料，降低了成本；

2、機(jī)械接頭配合端頭板將上下主筋有效連接，使上下兩個(gè)樁的主筋實(shí)現(xiàn)間接對(duì)接，使內(nèi)應(yīng)力得到有效的傳遞；

3、樁尖鋼靴的設(shè)置既能在施工時(shí)對(duì)樁進(jìn)行定位，又能對(duì)樁尖起到保護(hù)作用。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的A處放大圖。

圖3是圖1的B處放大圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的樁尖鋼靴的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是圖5的C處放大圖。

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例二所述的第一端頭板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的機(jī)械接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是圖8的D處放大圖。

圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的插接件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11是圖10的左視圖。

圖12是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的錐套的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13是圖12的E-E剖視圖。

圖14是圖12的F-F剖視圖。

圖15是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的卡套的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖16是圖15的G-G剖視圖(舌齒間縫隙未畫(huà)出)。

圖17是本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖18是圖17的H處放大圖。

圖19是本實(shí)用新型實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖20是圖19的J處放大圖。

圖21是本實(shí)用新型實(shí)施例五的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

如圖1至圖4所示，一種預(yù)制混凝土變徑管樁，包括樁Ⅰ1和與樁Ⅰ1下端固定連接的樁Ⅱ2，所述樁Ⅱ2包括上部的大徑段211和下部的小徑段212，所述大徑段211的外徑大于小徑段212的外徑，所述大徑段211的外徑與樁Ⅰ1下端的外徑相等，大徑段211和小徑段212之間設(shè)置過(guò)渡斜面。所述樁Ⅱ2的上端設(shè)有第一端頭板201，所述樁Ⅰ1的下端設(shè)有第二端頭板101，所述第一端頭板201和第二端頭板101相互焊接固定。

所述樁Ⅱ2的下端設(shè)有平頭的樁尖202，所述樁尖202為四棱臺(tái)形，且樁尖202的四個(gè)棱處可做圓角處理，所述樁尖202的下端設(shè)有樁尖鋼靴203，所述樁尖鋼靴203包括與樁尖的端面貼合的樁尖端板204和與樁尖202側(cè)面貼合的樁尖側(cè)板205，所述樁尖端板204和樁尖側(cè)板205固定連接。本實(shí)施例中，所述樁尖端板204與樁尖側(cè)板205為沖壓整體，所述樁尖側(cè)板205的內(nèi)側(cè)設(shè)有用于防止樁尖鋼靴脫落的防脫卡角206，所述防脫卡角206為向內(nèi)沖壓形成的沖壓角結(jié)構(gòu)，所述防脫卡角206的端部朝向樁尖端板204一側(cè)，所述樁尖端板204的中心處設(shè)有用于定位的螺紋孔207。

所述樁Ⅱ2的小徑段212為竹節(jié)狀結(jié)構(gòu)，小徑段212的大截面段和小截面段的外徑均小于大徑段211的外徑，所述樁Ⅰ1整體為竹節(jié)管樁，竹節(jié)樁是指大截面段和小截面段間隔設(shè)置的樁，大截面段和小截面段之間設(shè)有過(guò)渡斜面，在樁身進(jìn)入持力層后，截面變化處及樁端的摩擦阻力增大，因此整個(gè)樁的豎向承載力以及樁身的抗拔性能得到大幅提升，樁Ⅱ2采用上下變徑結(jié)構(gòu)，與樁Ⅰ1配合整體形成上粗下細(xì)的管樁結(jié)構(gòu)，既滿足樁身上部的抗彎、抗剪性能，又滿足樁整體的抗沉降能力，滿足多種工程地質(zhì)的施工需要，又節(jié)省了用料，降低了成本。

實(shí)施例二

如圖5至圖9所示，所述樁Ⅰ1和樁Ⅱ2通過(guò)機(jī)械接頭3連接，所述機(jī)械接頭3包括套筒狀的固定定位套Ⅰ31和固定定位套Ⅱ32，所述樁Ⅱ2的大徑段211內(nèi)部設(shè)有平行于主筋的輔筋213，所述輔筋213設(shè)置于主筋的外側(cè)，所述樁Ⅱ2的上端設(shè)有第一端頭板201，第一端頭板201上設(shè)有用于掛接主筋端頭的階梯孔214以及用于將主筋端頭劃入階梯孔的滑道215和插入孔216，對(duì)于樁Ⅱ2的主筋與機(jī)械接頭3位置對(duì)應(yīng)的階梯孔214，其對(duì)應(yīng)的插入孔216可以為用于安裝固定定位套的螺紋孔217，則滑道設(shè)置于階梯孔214和螺紋孔之間，對(duì)于主筋與機(jī)械插頭3位置不對(duì)應(yīng)的情況，可以單獨(dú)設(shè)置插入孔216，并在插入孔216和階梯孔之間設(shè)置滑道215，所述樁Ⅱ2的主筋端部限位于所述第一端頭板201上，所述固定定位套Ⅰ31的開(kāi)口端固定在第一端頭板201上，且固定定位套Ⅰ21與輔筋213相連，所述固定定位套Ⅱ32設(shè)置在樁Ⅰ1的下端，且與樁Ⅰ1的主筋連接，所述固定定位套Ⅰ31和固定定位套Ⅱ32中的一個(gè)內(nèi)部設(shè)有插接件34，另一個(gè)內(nèi)部設(shè)有卡固件33，所述插接件34能插入卡固件33所在的固定定位套并穿過(guò)卡固件固定在卡固件33上。第一端頭板201的直徑可以根據(jù)需要設(shè)置，可以小于樁的直徑，只要能滿足內(nèi)應(yīng)力傳遞強(qiáng)度即可。

所述樁Ⅱ2的小徑段212為竹節(jié)狀結(jié)構(gòu)，所述樁Ⅰ1整體為竹節(jié)管樁，竹節(jié)樁是指大截面段和小截面段間隔設(shè)置的樁，大截面段和小截面段之間設(shè)有過(guò)渡斜面，在樁身進(jìn)入持力層后，截面變化處及樁端的摩擦阻力增大，因此整個(gè)樁的豎向承載力以及樁身的抗拔性能得到大幅提升，樁Ⅱ2采用上下變徑結(jié)構(gòu)，與樁Ⅰ1配合整體形成上粗下細(xì)的管樁結(jié)構(gòu)，既滿足樁身上部的抗彎、抗剪性能，又滿足樁整體的抗沉降能力，滿足多種工程地質(zhì)的施工需要，又節(jié)省了用料，降低了成本。

如圖10至圖16所示，所述插接件34為插銷，所述插銷包括旋接底座341和固定在旋接底座341上的銷頭342，所述旋接底座341通過(guò)螺紋固定在固定定位套Ⅱ32內(nèi)，所述銷頭342包括圓臺(tái)形的銷頭本體343和設(shè)置在銷頭本體343大徑端的端頭344，所述銷頭本體343的小徑端固定在旋接底座341上，所述卡固件33包括錐套331和三個(gè)以上的舌齒332，所述錐套331通過(guò)螺紋固定在固定定位套Ⅰ31內(nèi)，所述三個(gè)以上的舌齒332拼接為圓錐筒形的卡套333，所述舌齒332的端部與固定定位套Ⅰ31之間設(shè)有彈性件334，所述銷頭342能穿過(guò)錐套331和卡套333，且卡套33能在彈性件334的回彈力下進(jìn)入銷頭342和錐套之間將銷頭342限位于錐套332內(nèi)，所述端頭344與銷頭本體343連接處的直徑大于銷頭本體343大徑端的直徑，且端頭344與銷頭本體343之間設(shè)有過(guò)渡斜面345。

所述卡套333的外壁設(shè)有與錐套331內(nèi)壁配合的外錐面，所述卡套333的內(nèi)壁為與銷頭342配合的內(nèi)錐面，所述外錐面的錐度大于錐套內(nèi)壁的錐度，在連接狀態(tài)下，所述過(guò)渡斜面345和銷頭本體343的連接線位于卡套333的端部外側(cè)，所述舌齒332外壁的錐度比錐套內(nèi)壁的錐度大0.2-1度，優(yōu)選0.5度，所述的卡套333位于固定定位套Ⅰ31內(nèi)側(cè)的一端的外側(cè)壁為圓柱形壁，對(duì)于舌齒332被通過(guò)中心軸的平面所剖得的剖面，所述外錐面與圓柱形壁的交點(diǎn)與內(nèi)錐面兩端的連線與內(nèi)錐面之間的夾角均為銳角，所述銷頭本體343通過(guò)第一連接部346和第二連接部347與旋接底座341相連，所述第一連接部346為與銷頭本體343的小徑端直徑相同的圓柱形，所述第二連接部347為小徑端與第一連接部346直徑相同的圓臺(tái)形，所述第二連接部347的大徑端與旋接底座341相連，所述銷頭本體343與第一連接部346的連接處以及第一連接部346和第二連接部347的連接處均為平滑曲面。

如圖3和圖4所示，所述樁Ⅱ2的下端設(shè)有平頭的樁尖202，所述樁尖202為四棱臺(tái)形，且樁尖202的四個(gè)棱處可做圓角處理，所述樁尖202的下端設(shè)有樁尖鋼靴203，所述樁尖鋼靴203包括與樁尖的端面貼合的樁尖端板204和與樁尖202側(cè)面貼合的樁尖側(cè)板205，所述樁尖端板204和樁尖側(cè)板205固定連接。本實(shí)施例中，所述樁尖端板204與樁尖側(cè)板205為沖壓整體，所述樁尖側(cè)板205的內(nèi)側(cè)設(shè)有用于防止樁尖鋼靴脫落的防脫卡角206，所述防脫卡角206為向內(nèi)沖壓形成的沖壓角結(jié)構(gòu)，所述防脫卡角206的端部朝向樁尖端板204一側(cè)，所述樁尖端板204的中心處設(shè)有用于定位的螺紋孔207。

實(shí)施例三

如圖17和圖18所示，本實(shí)施例與實(shí)施例二的不同之處在于所述樁Ⅰ1的下端設(shè)有第二端頭板101，所述第一端頭板201和第二端頭板101上均設(shè)有螺紋安裝孔，所述固定定位套Ⅰ31和固定定位套Ⅱ32的開(kāi)口端設(shè)有外螺紋且分別固定在第一端頭板201和第二端頭板101的螺紋通孔上，所述第一端頭板201和第二端頭板101相互固定，所述第一端頭板201和第二端頭板101的邊緣處均設(shè)有與樁的外壁貼合的裙板4，所述第一端頭板201和第二端頭板101通過(guò)焊接或改性環(huán)氧樹(shù)脂的粘接進(jìn)行固定。本實(shí)施例的其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例二相同。

實(shí)施例四

如圖19和圖20所示，本實(shí)施例與實(shí)施例二的不同之處在于所述樁Ⅱ2的上端設(shè)有與樁Ⅱ2的外壁貼合的裙板4，所述裙板4的上邊緣伸出樁Ⅱ2的上端面，并包裹住樁Ⅰ1的下端，也就是說(shuō)，裙板4包裹住樁Ⅰ1和樁Ⅱ2的連接縫隙。本實(shí)施例的其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例二相同。

在對(duì)兩個(gè)樁進(jìn)行對(duì)接時(shí)，將彈性件334、舌齒332和錐套331裝入固定定位套Ⅰ31，將插接件34裝入固定定位套Ⅱ32，裙板4預(yù)設(shè)于樁Ⅱ2端部，且裙板4的上邊緣伸出樁Ⅱ2的上端面，固定定位套Ⅱ32裝設(shè)于樁Ⅰ1的下端，在樁Ⅱ2的上端及固定定位套Ⅰ31內(nèi)涂抹過(guò)量的改性環(huán)氧樹(shù)脂，進(jìn)行插接，則樁Ⅰ1的下端進(jìn)入裙板4，改性環(huán)氧樹(shù)脂通過(guò)擠壓充滿對(duì)接縫隙和裙板4與樁Ⅰ1之間的縫隙，實(shí)現(xiàn)裙板4與樁之間的密封。由于裙板4預(yù)設(shè)于樁Ⅱ2的上端面，在對(duì)接過(guò)程中，防止了改性環(huán)氧樹(shù)脂外流，改性環(huán)氧樹(shù)脂從端面處流至裙板4處，然后從裙板4與上方的樁的縫隙中向上溢，過(guò)程中改性環(huán)氧樹(shù)脂始終充滿流過(guò)的縫隙，避免了改性環(huán)氧樹(shù)脂外流導(dǎo)致產(chǎn)生空隙，增強(qiáng)了連接處的抗腐蝕性能。

實(shí)施例五

如圖21所示，本實(shí)施例與實(shí)施例四的不同之處在于樁Ⅰ1的小徑段為平直管狀結(jié)構(gòu)，所述樁Ⅱ2整體也為平直管樁，樁Ⅰ1的大徑段的外徑與樁Ⅱ2的外徑相同。本實(shí)施例的其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例四相同。

本實(shí)用新型實(shí)施例所述的插接接頭還可以為專利【2015204447851】公開(kāi)的預(yù)制混凝土樁快速接頭、【2015207122349】公開(kāi)的機(jī)械拼接接頭和【2015206485006】公開(kāi)的鑲齒連接機(jī)械接頭。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。