可相互连接的预制钢管混凝土管桩及其制作方法与流程

本发明涉及桩基技术，尤其涉及一种可相互连接的预制钢管混凝土管桩及其制作方法，用于基坑工程中作为基坑围护结构的带连接扣件的管桩围护墙或水利工程中的围堰。

背景技术：

钢管都为完整的焊缝钢管或无缝钢管，没有发现涉及两片钢板组合无纵向焊缝钢管。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可相互连接的预制钢管混凝土管桩及其制作方法，便于加工、储运及安装。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

可相互连接的预制钢管混凝土管桩，其包括：两个半圆形钢柱壳，该半圆形钢柱壳的两侧边向内90度弯折形成l形连接部；两连接扣件，断面为c形，包括底部、自底部两侧向内90度弯折延伸再向内90度弯折延伸形成的两个卡扣部；连接扣件的长度与所述半圆形钢柱壳长度相同；两连接扣件的两个卡扣部分别插置于所述两个半圆形钢柱壳的两侧边形成的l形连接部内侧，每个连接扣件的内腔与两个半圆形钢柱壳端边的l形连接部之间的间隙形成t形插槽；两个半圆形钢柱壳与两连接扣件连接围成一空腔；混凝土管，设置于两个半圆形钢柱壳及两连接扣件所围成的空腔内，形成预制预制钢管混凝土管桩；至少一连接件，所述连接件为h型，其一侧断面形状与所述t形插槽匹配；所述连接件两侧分别插置于两预制钢管混凝土管桩相对一侧的t形插槽，将两预制钢管混凝土管桩相互连接；所述连接件的两侧翼缘板的宽度小于所述预制钢管混凝土管桩外径的1/4且大于预制钢管混凝土管桩外径的1/20，其腹板的高度大于两侧翼缘板的宽度，两翼缘板和腹板的壁厚为3mm～30mm；两块端板，分别设置于所述预制钢管混凝土管桩的两端，所述端板为环体，其外径、内径与所述预制钢管混凝土管桩的外径、内径相同；且，所述端板的两侧对称设置与所述连接件一侧翼缘板匹配的t形槽孔，以此供所述连接件一侧翼缘板穿过。

优选的，所述连接扣件无缺口一侧沿轴向间隔竖直设置至少两根与混凝土管锚固连接的锚固钢筋。

优选的，所述锚固钢筋位于所述连接扣件的两侧或竖直设置于所述连接扣件无缺口一侧的外侧面。

优选的，所述端板的内侧面竖直设置若干与混凝土管锚固连接的钢筋，该钢筋长度大于预制钢管混凝土管桩的直径。

优选的，所述半圆形钢柱壳的壁厚为3mm～30mm；

优选的，所述预制钢管混凝土管桩外径为0.5m～5m，内径大于其外径的一半，其长度为2m～80m。

优选的，所述连接扣件的壁厚≥3mm。

优选的，所述端板的厚度为10～50mm。

本发明所述的可相互连接的预制钢管混凝土管桩的制作方法，其包括如下步骤：

1)制作可周转使用的若干销键，该销键截面尺寸为端板的t形槽孔截面尺寸减去安装间隙，销键长度大于混凝土管的半径；

制作可周转使用的圆筒状的混凝土管桩模具(m)，该混凝土管桩模具(m)为2个半圆筒模具(m1、m2)，该半圆筒模具(m1、m2)外壁设至少2个半跑轮，2个半跑轮的间隔距离大于其半圆筒内直径，且可以合扣并通过螺栓固定形成外壁附带不少于2个完整跑轮的圆筒状的混凝土管桩模具(m)，混凝土管桩模具(m)内直径等于待制作的预制钢管混凝土管桩的外径，混凝土管桩模具(m)长度不小于待制作的预制钢管混凝土管桩长度；

2)用连接扣件的两个卡扣部分别插置于所述两个半圆形钢柱壳的两侧边形成的l形连接部内侧，使两个半圆形钢柱壳连接形成一圆形钢管；连接扣件的内腔与两个半圆形钢柱壳侧边的l形连接部之间的间隙形成t形插槽；两个半圆形钢柱壳与两连接扣件连接围成一空腔；

3)将四个销键分别穿过两块端板的t形槽孔和两连接扣件的t形插槽；将所述两块端板与两个半圆形钢柱壳以及两连接扣件连接形成一圆形钢管临时固定；

4)将两块端板与两个半圆钢柱壳焊接连接且保留两处t形插槽；

5)将半圆筒模具(m1)保持轴线水平放置在工位上，开口向上且保持不大于30度的倾角；将焊接好的两端板、两连接扣件、两个半圆形钢柱壳以及临时固定的四个销键水平放置于半圆筒模具(m1)内；再将半圆筒模具(m2)开口向下扣在半圆筒模具(m1)上，然后通过螺栓连接半圆筒模具(m1、m2)形成外壁附带不少于2个完整跑轮的完整圆筒状的混凝土管桩模具(m)；

6)向两个半圆形钢柱壳及两连接扣件连接形成的圆形钢管内采取泵送方法浇注混凝土拌合料；

7)将混凝土管桩模具(m)水平放置在离心机上，利用离心机的驱动轮带动混凝土管桩模具(m)跑轮将混凝土拌合料离心成型；混凝土管桩模具(m)内的两连接扣件对称设置，使钢管混凝土管桩在高速离心成型过程中能够自动满足动平衡条件，临时固定的销键可封堵未焊缺口的缝隙控制离心时浆液流出；

8)养护成型的钢管混凝土管桩、拆除混凝土管桩模具(m)、拆除销键，即完成制作一节预制钢管混凝土管桩。

本发明的有益效果：

1.本发明可相互连接的预制钢管混凝土管桩，作为基坑围护结构的带连接扣件的钢管桩围护墙或水利工程中的围堰，既能够挡土，也能够比较有效地挡水。

2.咬合连接的连接件(h型钢)垂直于其翼缘板方向不容易变形，特别适合需要固定相邻预制混凝土管桩间距离的工况。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例中端板的结构示意图。

图3为本发明实施例中连接扣件与半圆形钢柱壳的结构示意图。

图4为本发明实施例中连接扣件与半圆形钢柱壳的装配示意图。

图5为本发明实施例中连接件的结构示意图。

图6为本发明实施例中半圆形钢柱壳、连接扣件与连接件的装配示意图。

图7为本发明实施例中销键的结构示意图。

图8为本发明实施例中半圆形钢柱壳、连接扣件的制作的结构示意图。

图9为本发明实施例中半圆形钢柱壳、连接扣件的装配示意图。

图10为本发明预制钢管混凝土管桩制作的结构示意图。

图11为本发明预制钢管混凝土管桩制作的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。

参见图1～图9，本发明所述的可相互连接的预制钢管混凝土管桩，其包括：

两个半圆形钢柱壳1、1’，该半圆形钢柱壳1、1’的两侧边向内90度弯折形成l形连接部101、102、101’、102’；

连接扣件2、2’，断面为c形，所述连接扣件2(连接扣件2为例，下同)包括底部21、自底部21两侧向内90度弯折延伸再向内90度弯折延伸形成的两个卡扣部22、22’；连接扣件2的长度与所述半圆形钢柱壳1长度相同；两连接扣件2、2’的两个卡扣部22、22’分别插置于所述两个半圆形钢柱壳1、1’的两侧边形成的l形连接部101、102、101’、102’内侧，连接扣件2的内腔与两个半圆形钢柱壳1、1’端边的l形连接部101、101’之间的间隙形成t形插槽100，连接扣件2’的内腔与两个半圆形钢柱壳1、1’端边的l形连接部102、102’之间的间隙形成t形插槽100’；两个半圆形钢柱壳与连接扣件连接围成一空腔；

混凝土管3，设置于两个半圆形钢柱壳1、1’及两连接扣件2、2’所围成的空腔内，形成预制钢管混凝土管桩；

一连接件4，其为h型，其一侧断面形状与所述t形插槽100匹配；所述连接件4两侧分别插置于两预制钢管混凝土管桩相对一侧的t形插槽100，将两预制钢管混凝土管桩相互连接；所述连接件4的两侧翼缘板41、42的宽度小于所述混凝土管3外径的1/4且大于混凝土管3外径的1/20，其腹板43的高度大于两侧翼缘板41、42的宽度，两翼缘板41、42和腹板43的壁厚为3mm～30mm；

两块端板5(以端板5为例，下同)，分别设置于所述预制钢管混凝土管桩的两端，所述端板5为环体，其外径、内径与所述预制钢管混凝土管桩的外径、内径相同；且，所述端板5的两侧对称设置于所述连接件4两一侧翼缘板41和42匹配的t形槽孔51和52，以此供所述连接件4一侧翼缘板穿过。

优选的，所述连接扣件2无缺口一侧沿轴向间隔竖直设置至少两根与混凝土管柱3锚固连接的锚固钢筋6。

优选的，所述锚固钢筋6位于所述连接扣件2的两侧或竖直设置于所述连接扣件2无缺口一侧的外侧面。

优选的，所述端板5的内侧面竖直设置若干与混凝土管3锚固连接的钢筋，该钢筋长度大于混凝土管3的直径。

优选的，所述半圆形钢柱壳1的壁厚为3mm～30mm；

优选的，所述预制钢管混凝土管桩外径为0.5m～5m，内径大于其外径的一半，其长度为2m～80m。

优选的，所述连接扣件2的壁厚≥3mm；所述端板5的厚度为10～50mm。

参见图10、图11，本发明所述的可相互连接的预制钢管混凝土管桩的制作方法，其包括如下步骤：

1)制作可周转使用的若干销键7，该销键7截面尺寸为端板的t形槽孔截面尺寸减去安装间隙，销键长度大于混凝土管桩的半径；

制作可周转使用的圆筒状的混凝土管桩模具m，该混凝土管桩模具m为2个半圆筒模具m1、m2，该半圆筒模具m1、m2外壁设至少2个半跑轮，2个半跑轮的间隔距离大于其半圆筒内直径，且可以合扣并通过螺栓固定形成外壁附带不少于2个完整跑轮的圆筒状的混凝土管桩模具m，混凝土管桩模具m内直径等于待制作的预制钢管混凝土管桩的外径，混凝土管桩模具m长度不小于待制作的预制钢管混凝土管桩长度；

2)用两连接扣件扣2、2’的两个卡扣部分别插置于所述两个半圆形钢柱壳1、1’的两侧边形成的l形连接部内侧，使两个半圆形钢柱壳1、1’连接形成一圆形钢管；连接扣件2的内腔与两个半圆形钢柱壳1、1’端边的l形连接部之间的间隙形成t形插槽100；两个半圆形钢柱壳1、1’与两连接扣件2、2’连接围成一空腔；

3)将四个销键7分别穿过两块端板5以端板5为例，下同的t形槽孔51、52和两连接扣件的t形插槽100；将所述两块端板与两个半圆形钢柱壳以及两连接扣件连接形成一圆形钢管临时固定；

4)将两块端板与两个半圆钢柱壳焊接连接且保留两处t形插槽；

5)将半圆筒模具m1保持轴线水平放置在工位上，开口向上且保持不大于30度的倾角；将焊接好的两端板、两连接扣件、两个半圆形钢柱壳以及临时固定的四个销键水平放置于半圆筒模具m1内；再将半圆筒模具m2开口向下扣在半圆筒模具m1上，然后通过螺栓连接半圆筒模具m1、m2形成外壁附带不少于2个完整跑轮的完整圆筒状的混凝土管桩模具m；

6)向两个半圆形钢柱壳及两连接扣件连接形成的圆形钢管内采取泵送方法浇注混凝土拌合料；

7)将混凝土管桩模具m水平放置在离心机上，利用离心机的驱动轮带动混凝土管桩模具m跑轮将混凝土拌合料离心成型；混凝土管桩模具m内的两连接扣件2、2’对称设置，使钢管混凝土管桩在高速离心成型过程中能够自动满足动平衡条件，临时固定的销键7可封堵未焊缺口的缝隙控制离心时浆液流出；

8)养护成型的钢管混凝土管桩、拆除混凝土管桩模具m、拆除销键7，即完成制作一节预制钢管混凝土管桩。

本发明为桩基工程、基坑工程、水利工程、军事工程、交通工程、防灾减灾工程提供一种可相互连接的预制钢管混凝土管桩，可相互连接的预制钢管混凝土管桩，便于加工、储运及安装。