一种抱箍式连接的PHC管桩及其卡箍尺寸确定方法技术

本发明专利技术公开一种抱箍式连接的PHC管桩及其卡箍尺寸确定方法，该抱箍式连接的PHC管桩的接桩点位置与桩身为同一外径，避免了卡箍凸出桩身形成竹节，从而避免在打桩过程中产生的打入难、桩周土体受打桩的扰动大、桩周土体被破坏摩阻力发挥不充分等问题。采用抱箍式卡箍接桩，避免了由于焊接工人技术问题影响接桩质量，同时采用该卡箍尺寸确定方法，保证卡箍能够适应PHC管桩的整体力学性能，保证了接桩的质量。

A kind of PHC pipe pile with hoop type connection and the determination method of its hoop size

【技术实现步骤摘要】
一种抱箍式连接的PHC管桩及其卡箍尺寸确定方法
本专利技术涉及一种PHC管桩桩身，具体涉及一种抱箍式连接的PHC管桩及其卡箍尺寸确定方法。
技术介绍
预应力混凝土管桩具有单桩承载力高、造价便宜、施工速度快、工效高、桩身完整性好、耐腐蚀性强、对持力层变化大的地质条件适应性强等优点。预应力混凝土管桩的这些优点，弥补了传统灌注桩在桥梁工程中应用的不足。预应力混凝土管桩作为一种节约型绿色基础，使用安全、环保，能够有效减少给周围环境带来影响，制造时可以有效节省混凝土和钢筋的用量。预应力管桩的施工工艺中必不可少的步骤是进行接桩，接桩技术以及接桩质量直接影响着预应力管桩的施工质量和承载力水平，对预应力管桩接桩技术的选择和对其接桩质量的控制具有非常重要的意义。我国预应力管桩早期施工时曾采用过的接桩方式是法兰式接头接桩，但是后来随着管桩的广泛应用以及接桩技术的不断完善和发展，法兰盘螺栓连接的接桩方式就被放弃了。近些年来，我国城市建设以及港口桥梁建设的步伐越来越快，大直径管桩的技术也不断得到完善和应用，焊接接桩方式在施工速度和质量控制上无法满足管桩应用的发展需要，因此亟待研究和推广管桩的快速机械接头技术。目前得到应用的管桩机械接头有管桩啮合式快速接头、碗状接头、U型接头以及螺纹机械快速接头等，这些机械快速接头技术都是在一些桩基工程中试用并逐渐获得推广的，并且不同的机械接头具有其地域性开发性和适用范围。常用的抱箍式卡箍突出桩身形成竹节，在打桩过程中，抱箍式卡箍突出桩身打入难、桩周土体受打桩的扰动大、桩周土体被破坏摩阻力发挥不充分等问题。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种抱箍式连接的PHC管桩，该PHC管桩在保证力学性能的前提下，能够避免PHC管桩在接桩处形成竹节。本专利技术的另一目的是提供一种上述PHC管桩的卡箍尺寸确定方法。技术方案：本专利技术所述的一种抱箍式连接的PHC管桩，包括上部桩身、连接在上部桩身下端的上部端头板、下部桩身、连接在下部桩身上端的下部端头板、以及卡箍，所述上部端头板与所述下部端头板相互抵接，所述卡箍环抱紧箍在上部端头板和下部端头板的外周形成接桩点，所述接桩点的外径与上部桩身及下部桩身的外径一致。具体的，所述上部端头板和上部桩身之间以及所述下部端头板与所述下部桩身之间均具有沟槽。所述卡箍具有环状的腹板以及设置于腹板上下两端并向内凸伸出的翼缘板，所述翼缘板与所述沟槽匹配且一一对应卡设在沟槽内。所述腹板的高度为所述上部端头板和所述下部端头板的厚度之和。所述腹板的高度根据抗剪承载要求确定；设上部桩身及下部桩身的外径为D，受到的拉力为N1，卡箍的剪切强度设计值为τ’，则腹板高度满足下式：式中，h2为腹板高度，t1为腹板厚度，t2为翼缘板凸伸出的长度。所述翼缘板凸伸出的长度为6-10mm。所述翼缘板的厚度根据抗剪承载要求确定；需满足下式：式中，h1为翼缘板厚度。所述腹板的厚度根据抗拉承载要求确定，需满足下式：式中，ftu为卡箍的钢材抗拉强度设计值。所述沟槽的深度与所述翼缘板凸伸出的长度一致。对应于上述抱箍式连接的PHC管桩，本专利技术提供的其卡箍尺寸确定方法，所采用的技术方案包括如下步骤：(1)根据PHC管桩的设计要求，确定抗拉承载力N1，并根据实际情况在6～10mm之间确定翼缘板凸伸出的长度t2；(2)确定翼缘的厚度h1；根据桩身直径D和端头板直径初步确定腹板厚度t1的大小，通过下式确定翼缘的厚度h1大小；(3)验证腹板的t1大小；根据抗拉承载要求，腹板的厚度t1确应满足下式：式中，ftu为卡箍的钢材抗拉强度设计值。若满足，即实现通过上述过程确定卡箍的尺寸。有益效果：与现有技术相比，该抱箍式连接的PHC管桩的接桩点位置与桩身为同一外径，避免了卡箍凸出桩身形成竹节，从而避免在打桩过程中产生的打入难、桩周土体受打桩的扰动大、桩周土体被破坏摩阻力发挥不充分等问题。采用抱箍式卡箍接桩，避免了由于焊接工人技术问题影响接桩质量，同时采用该卡箍尺寸确定方法，保证卡箍能够适应PHC管桩的整体力学性能，保证了接桩的质量。附图说明图1是本专利技术的PHC管桩剖面结构示意图；图2是本专利技术卡箍的剖面结构示意图。具体实施方式下面，结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。如图1所示，一种抱箍式连接的PHC管桩，包括上部桩身1、连接在上部桩身1下端的上部端头板2、下部桩身3、连接在下部桩身3上端的下部端头板4、以及卡箍5。上部桩身1和下部桩身3的外径一致，上部端头板2和下部端头板3的外径均小于桩身的外径，上部端头板2与下部端头板3相互抵接，上部端头板2和上部桩身1之间以及下部端头板4与下部桩身3之间均具有沟槽。卡箍5具有环状的腹板51以及设置于腹板51上下两端并向内凸伸出的翼缘板52。该腹板51的高度为上部端头板2和下部端头板4的厚度之和，翼缘板52与沟槽匹配，沟槽的深度与翼缘板52凸伸出的长度一致，而翼缘板52凸伸出的长度根据实际情况在6-10mm内选择，沟槽的宽度与翼缘板52的厚度一致，翼缘板52一一对应卡设在沟槽内。卡箍5环抱紧箍在上部端头板2和下部端头板4的外周形成接桩点，该接桩点的外径与上部桩身1及下部桩身3的外径一致。具体的，腹板51的高度根据抗剪承载要求确定；设上部桩身1及下部桩身3的外径为D，受到的拉力为N1，卡箍5的剪切强度设计值为τ’，则腹板51高度满足下式：式中，h2为腹板51高度，t1为腹板51厚度，t2为翼缘板52凸伸出的长度。翼缘板52的厚度根据抗剪承载要求确定；需满足下式：式中，h1为翼缘板52厚度。腹板51的厚度根据抗拉承载要求确定，需满足下式：式中，ftu为卡箍(5)的钢材抗拉强度设计值，通过查找规范获得。本实施例还提供了某PHC管桩的卡箍尺寸确定方法，包括如下步骤：(1)根据PHC管桩的设计要求，确定抗拉承载力N1＝653KN，并根据实际情况在6～10mm之间确定翼缘板凸伸出的长度t2＝6mm；(2)确定翼缘的厚度h1；根据桩身直径D和端头板直径差值，初步确定腹板厚度t1＝8mm的大小，通过下式确定翼缘的厚度h1大小；确定h1＝20mm；(3)验证腹板的t1大小；根据抗拉承载要求，腹板的厚度t1确应满足下式：式中，ftu为卡箍的钢材抗拉强度设计值。当t1满足，即实现通过上述过程确定卡箍的尺寸。然后根据卡箍的尺寸确定沟槽的尺寸，确保沟槽与卡箍的翼缘板相匹配。在离心生产桩的过程中，在端头板附近的模板上固定垫块，在离心生产桩的过程自动形成沟槽。在吊装桩的过程中，把卡箍卡在上、下桩的沟槽中，即可进行压桩施工。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抱箍式连接的PHC管桩，其特征在于，包括上部桩身(1)、连接在上部桩身(1)下端的上部端头板(2)、下部桩身(3)、连接在下部桩身(3)上端的下部端头板(4)、以及卡箍(5)，所述上部端头板(2)与所述下部端头板(3)相互抵接，所述卡箍(5)环抱紧箍在上部端头板(2)和下部端头板(4)的外周形成接桩点，所述接桩点的外径与上部桩身(1)及下部桩身(3)的外径一致。/n

【技术特征摘要】
1.一种抱箍式连接的PHC管桩，其特征在于，包括上部桩身(1)、连接在上部桩身(1)下端的上部端头板(2)、下部桩身(3)、连接在下部桩身(3)上端的下部端头板(4)、以及卡箍(5)，所述上部端头板(2)与所述下部端头板(3)相互抵接，所述卡箍(5)环抱紧箍在上部端头板(2)和下部端头板(4)的外周形成接桩点，所述接桩点的外径与上部桩身(1)及下部桩身(3)的外径一致。


2.根据权利要求1所述的抱箍式连接的PHC管桩，其特征在于，所述上部端头板(2)和上部桩身(1)之间以及所述下部端头板(4)与所述下部桩身(3)之间均具有沟槽。


3.根据权利要求2所述的抱箍式连接的PHC管桩，其特征在于，所述卡箍(5)具有环状的腹板(51)以及设置于腹板(51)上下两端并向内凸伸出的翼缘板(52)，所述翼缘板(52)与所述沟槽匹配且一一对应卡设在沟槽内。


4.根据权利要求3所述的抱箍式连接的PHC管桩，其特征在于，所述腹板(51)的高度为所述上部端头板(2)和所述下部端头板(4)的厚度之和。


5.根据权利要求4所述的抱箍式连接的PHC管桩，其特征在于，所述腹板(51)的高度根据抗剪承载要求确定；设上部桩身(1)及下部桩身(3)的外径为D，受到的拉力为N1，卡箍(5)的剪切强度设计值为τ’，则腹板(51)高度满足下式：



式中，h2为腹板(51)高度，t1为腹板(51)厚度，t2为翼缘板(52)凸伸出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭银刚，赵长春，李东，龚维明，戴国亮，曹小林，
申请(专利权)人：中电建路桥集团有限公司，东南大学，
类型：发明
国别省市：北京;11