本發(fā)明公開了一種預(yù)制樁快速機(jī)械連接裝置及施工方法。

背景技術(shù)：
目前，混凝土預(yù)制樁主要作為建筑基樁使用，主要承受豎向荷載作用，隨著現(xiàn)代建筑重要程度的提高，大型地下車庫、商場、軌道交通等地下建筑物越來越多，有必要研究預(yù)制樁在地下深基坑工程的推廣應(yīng)用。深基坑工程中預(yù)制樁既要承受豎向荷載和水平荷載作用，還要作為抗拔樁使用，因此，接頭連接處的抗彎、抗剪強(qiáng)度都必須滿足。現(xiàn)有的接樁方式主要是焊接和機(jī)械齒合連接。焊接結(jié)構(gòu)由于是現(xiàn)場施工，焊縫需飽滿、施焊完成的樁接頭需自然冷卻后才能連續(xù)沉樁，好用時(shí)間較多，焊縫質(zhì)量受人為因素和天氣條件的影響，焊接質(zhì)量難以保證，連接處成為預(yù)制樁承載的最薄弱環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有機(jī)械齒合連接形式施工質(zhì)量易保證，但接頭抗彎、抗剪轉(zhuǎn)化為螺栓或銷釘受拉和受剪，而螺栓和銷釘強(qiáng)度受限于本身尺寸和材料，承載力較低，若采用增加數(shù)量的方法，則影響施工效率。為提高接樁的效率和質(zhì)量，尋求其他的接樁方法顯得尤為必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對背景技術(shù)中存在的問題和不足之處，本發(fā)明提出了預(yù)制樁快速機(jī)械連接裝置及施工方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：預(yù)制樁快速機(jī)械連接裝置，包括子扣、母扣以及用于將子扣和母扣進(jìn)行固定的連接配件，所述的母扣為一個(gè)頂部開口的半封閉式腔體結(jié)構(gòu)，所述的子扣為一個(gè)封閉式腔體結(jié)構(gòu)，且所述的子扣從母扣的頂部開口處插入到母扣內(nèi)，且子扣和母扣的側(cè)面通過連接配件連接。進(jìn)一步的，所述子扣，其包括端板、封板、側(cè)板及位于側(cè)板內(nèi)且與側(cè)板相連的加勁肋板，所述的端板和封板分別位于側(cè)板的頂部和底部與側(cè)板一起組成一個(gè)封閉式腔體結(jié)構(gòu)，且在側(cè)板上設(shè)有連接孔。進(jìn)一步的，所述母扣，其包括端板、側(cè)板及位于側(cè)板內(nèi)且與側(cè)板相連的加勁肋板，所述的端板位于側(cè)板的底部與側(cè)板一起組成一個(gè)半封閉式腔體結(jié)構(gòu)，且在側(cè)板上設(shè)有連接孔。進(jìn)一步的，所述的連接配件，包括連接凹槽體、受力銷栓和定位螺栓，所述的連接凹槽體卡裝在子扣和母扣的連接孔內(nèi)，在連接凹槽體內(nèi)安裝受力銷栓，在受力銷栓上安裝定位螺栓。進(jìn)一步的，所述的母扣側(cè)板涂抹防腐材料，保證預(yù)制樁連接裝置耐久性設(shè)計(jì)滿足要求。進(jìn)一步的，所述的子扣和母扣分別與上、下兩節(jié)樁連接，連接方式為鋼筋穿焊。進(jìn)一步的，所述子扣的端板平面尺寸與預(yù)制樁橫截面尺寸相同，通過端板與樁體鋼筋穿焊，將子扣與樁體連接；底部封板作用為封閉腔體，不起受力作用，厚度小于端板和側(cè)板厚度；側(cè)板上有預(yù)留孔，預(yù)留孔尺寸與連接配件相匹配。進(jìn)一步的，所述母扣的端板平面尺寸與預(yù)制樁橫截面尺寸相同，通過端板與樁體鋼筋穿焊，將母扣與樁體連接；端板中心不起受力作用，厚度小于邊緣厚度；側(cè)板上有預(yù)留孔，預(yù)留孔尺寸與連接配件相匹配。進(jìn)一步的，所述連接凹槽的翼板外側(cè)尺寸與子母扣側(cè)板預(yù)留孔尺寸相匹配，內(nèi)側(cè)為錐形，與受力銷栓尺寸相匹配；連接凹槽翼板加工過程中提前焊接到側(cè)板上，切割為兩部分；連接凹槽底板有預(yù)留孔，預(yù)留孔帶螺絲，后期與定位螺栓連接。進(jìn)一步的，所述連接配件的受力銷栓為圓錐形體，外側(cè)尺寸連接凹槽翼板內(nèi)側(cè)尺寸相匹配；受力銷栓中心有預(yù)留孔，預(yù)留孔尺寸與定位螺栓相匹配；受力銷栓承載能力滿足預(yù)制樁承載設(shè)計(jì)要求。進(jìn)一步的，所述母扣側(cè)板高度不小于子扣側(cè)板高度。所述預(yù)制樁快速機(jī)械連接裝置的施工方法，包含以下步驟：步驟1加工預(yù)制樁接頭機(jī)械連接裝置，根據(jù)預(yù)制樁樁體配筋在子扣和母扣的端板上加工焊接用預(yù)留孔；步驟2綁扎預(yù)制樁鋼筋籠，將子扣和母扣對接，用連接配件固定后，子扣和母扣的端板分別與樁體鋼筋穿焊形成整體，現(xiàn)場就位入模；步驟3立模板，整體澆筑混凝土，養(yǎng)護(hù)；步驟4待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，脫模板；步驟5拆除連接配件，子扣和母扣脫離，預(yù)制樁整體制樁完成；步驟6預(yù)制樁分節(jié)裝車、運(yùn)輸至施工現(xiàn)場；步驟7用起吊機(jī)起吊第一節(jié)預(yù)制樁施工，當(dāng)?shù)谝还?jié)預(yù)制樁施工到預(yù)定位置后，固定第一節(jié)預(yù)制樁，起吊機(jī)起吊第二節(jié)預(yù)制樁，通過子扣對接母扣，或者母扣對接子扣，將兩節(jié)樁上下定位垂直對接，對接后子扣和母扣側(cè)板形成完整的連接凹槽體，將受力銷栓安放入連接凹槽體，通過定位螺栓固定，連接裝置外側(cè)涂抹防腐劑。步驟8重復(fù)步驟7將預(yù)制樁整體施工完畢。本發(fā)明創(chuàng)造與現(xiàn)有技術(shù)相比，所具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：(1)本發(fā)明預(yù)制樁連接裝置屬于機(jī)械連接，施工簡便，易操作。施工人員不需要掌握復(fù)雜的施工技術(shù)就可以進(jìn)行施工操作。(2)接頭的抗彎轉(zhuǎn)化為受力銷栓的抗拉，抗剪由加勁肋板承擔(dān)，抗彎、抗剪能力大大加強(qiáng)，提高了接頭質(zhì)量。(3)樁體受力鋼筋與接頭連接裝置牢固穿焊，使得上下節(jié)樁的鋼筋骨架成為整體結(jié)構(gòu)，確保上下接樁的可靠連接。(4)制樁過程中將接頭連接裝置與樁體連接，進(jìn)行整體制樁，保證后期接樁可靠性，提高了樁的垂直度。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明的預(yù)制樁快速機(jī)械連接裝置平面示意圖；圖2為圖1的縱向剖切圖；圖3為本發(fā)明的母扣平面示意圖；圖4為圖3的縱向剖切圖；圖5為本發(fā)明的子扣平面示意圖；圖6為圖5的縱向剖切圖；圖7為本發(fā)明的連接配件示意圖。圖中：11-母扣；12-子扣；13-連接配件；14-樁體鋼筋；31-端板；32-側(cè)板；33-側(cè)板加勁肋板；41-連接孔；51-端板；52-側(cè)板；53-側(cè)板加勁肋板；61-連接孔；62-封板；71-連接凹槽體；72-受力銷栓；73-定位螺栓。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明：如圖1、圖2所示，預(yù)制樁快速機(jī)械連接裝置，包括相互扣接在一起的子扣12和母扣11，還包括將子扣12和母扣11固定的連接配件13；母扣11為一個(gè)頂部開口的半封閉式腔體結(jié)構(gòu)，所述的子扣12為一個(gè)封閉式腔體結(jié)構(gòu)，且所述的子扣12從母扣11的頂部開口處插入到母扣內(nèi)，且子扣12和母扣11的側(cè)面通過連接配件13連接；所述的子扣和母扣分別與上、下兩節(jié)樁連接，連接方式為鋼筋穿焊。樁體受力鋼筋與接頭連接裝置牢固穿焊，使得上下節(jié)樁的鋼筋骨架成為整體結(jié)構(gòu)，確保上下接樁的可靠連接。本預(yù)制樁連接裝置屬于機(jī)械連接，施工簡便，易操作。施工人員不需要掌握復(fù)雜的施工技術(shù)就可以進(jìn)行施工操作。進(jìn)一步的，如圖5、圖6所示，子扣12截面為梯形，是由端板51、封板62、側(cè)板52及內(nèi)側(cè)加勁肋板53組成的封閉式腔體；所述的端板51和封板62分別位于側(cè)板52的頂部和底部與側(cè)板52一起組成一個(gè)封閉式腔體結(jié)構(gòu)，且在側(cè)板52上設(shè)有連接孔61；連接孔61與連接孔41位置相對后，通過連接配件相連。進(jìn)一步的，如圖3、圖4所示，母扣11截面為倒梯形，是由端板31、側(cè)板32及外側(cè)加勁肋板33組成的半封閉式腔體；其包括端板31、側(cè)板32及位于側(cè)板32內(nèi)且與側(cè)板32相連的加勁肋板，所述的端板31位于側(cè)板32的底部與側(cè)板一起組成一個(gè)半封閉式腔體結(jié)構(gòu)，且在側(cè)板上設(shè)有連接孔41；連接孔41與連接孔61位置相對后，通過連接配件相連。進(jìn)一步的，如圖7所示，連接配件包括連接凹槽體71、受力銷栓72和定位螺栓73，所述的連接凹槽體71卡裝在子扣和母扣的連接孔內(nèi)，在連接凹槽體內(nèi)安裝受力銷栓72，在受力銷栓72上安裝定位螺栓73。接頭的抗彎轉(zhuǎn)化為受力銷栓的抗拉，抗剪由加勁肋板承擔(dān)，抗彎、抗剪能力大大加強(qiáng)，提高了接頭質(zhì)量。進(jìn)一步的，母扣側(cè)板32涂抹防腐材料，保證預(yù)制樁連接裝置耐久性設(shè)計(jì)滿足要求。進(jìn)一步的，子扣12的端板51平面尺寸與預(yù)制樁橫截面尺寸相同，通過端板與樁體鋼筋14穿焊，將子扣12與上樁體連接；底部封板作用為封閉腔體，不起受力作用，厚度小于端板和側(cè)板厚度；側(cè)板上有連接孔41，連接孔41尺寸與連接配件相匹配。進(jìn)一步的，母扣11的端板31平面尺寸與預(yù)制樁橫截面尺寸相同，通過端板與樁體鋼筋14穿焊，將母扣11與下樁體連接；端板31中心不起受力作用，厚度小于邊緣厚度；側(cè)板32上有連接孔61，連接孔61尺寸與連接配件相匹配。進(jìn)一步的，連接配件13的連接凹槽71的翼板外側(cè)尺寸與子母扣側(cè)板預(yù)留孔尺寸相匹配，內(nèi)側(cè)為錐形，與受力銷栓72尺寸相匹配；連接凹槽71翼板加工過程中提前焊接到側(cè)板上，切割為兩部分；連接凹槽71底板有預(yù)留孔，預(yù)留孔帶螺絲，后期與定位螺栓連接。進(jìn)一步的，連接配件的受力銷栓72為圓錐形體，外側(cè)尺寸連接凹槽71翼板內(nèi)側(cè)尺寸相匹配；受力銷栓72材料可以為鑄鐵、合金等，受力銷栓中心有預(yù)留孔，預(yù)留孔尺寸與定位螺栓相匹配；受力銷栓承載能力滿足預(yù)制樁承載設(shè)計(jì)要求。進(jìn)一步的，由于子扣12插入到母扣內(nèi)，因此母扣11側(cè)板高度不小于子扣12側(cè)板高度，保證兩者完美配合。進(jìn)一步的，預(yù)制樁快速機(jī)械連接裝置的施工方法，包含以下步驟：步驟1加工預(yù)制樁接頭機(jī)械連接裝置，根據(jù)預(yù)制樁樁體配筋在子扣和母扣的端板上加工焊接用預(yù)留孔；步驟2綁扎預(yù)制樁鋼筋籠，將子扣和母扣對接，用連接配件固定后，子扣和母扣的端板分別與樁體鋼筋穿焊形成整體，現(xiàn)場就位入模；步驟3立模板，整體澆筑混凝土，養(yǎng)護(hù)；步驟4待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，脫模板；步驟5拆除連接配件，子扣和母扣脫離，預(yù)制樁整體制樁完成；步驟6預(yù)制樁分節(jié)裝車、運(yùn)輸至施工現(xiàn)場；步驟7用起吊機(jī)起吊第一節(jié)預(yù)制樁施工，當(dāng)?shù)谝还?jié)預(yù)制樁施工到預(yù)定位置后，固定第一節(jié)預(yù)制樁，起吊機(jī)起吊第二節(jié)預(yù)制樁，通過子扣對接母扣，或者母扣對接子扣，將兩節(jié)樁上下定位垂直對接，對接后子扣和母扣側(cè)板形成完整的連接凹槽體，將受力銷栓安放入連接凹槽體，通過定位螺栓固定，連接裝置外側(cè)涂抹防腐劑。步驟8重復(fù)步驟7將預(yù)制樁整體施工完畢。本發(fā)明在制樁過程中將接頭連接裝置與樁體連接，進(jìn)行整體制樁，保證后期接樁可靠性，提高了樁的垂直度。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。