一种钢珠式管桩快速连接件的制作方法

本实用新型涉及工程桩连接，更具体地说，它涉及一种钢珠式管桩快速连接件。

背景技术：

中国管桩从1987年开始起步，经过十几年的发展，已经形成全国260多家管桩生产企业。最近几年管桩行业发展迅速。目前国内管桩主要应用于60层以下的多种高层建筑以及工业与民用建筑低承台桩基础，铁路、公路、桥梁、港口、码头、水利、市政、构建物以及大型设备等工程基础建设领域。其中房地产领域的应用比例占到80%左右，公路铁路占15%左右，每年的需求量达到上亿米的规模。

管桩的标准节长为10米，在传统的施工过程中通过其端部铁板焊接在一起。根据实地考察，施工现场在焊接前需要调整两个被连接管桩的重合度，由于桩的质量大，增大了调节困难程度。焊接时不容易清洁焊缝，容易出现虚焊，漏焊等现象，焊接质量不容易保证。设计上要求焊缝焊接完成后冷却一定时间，保证焊接强度，然而施工现场往往主要保证施工进度，难以控制，这样容易使焊缝在没有完全冷却时产生裂缝，极大破坏了连接的强度。

针对上述问题，公告号为cn105672308b的中国专利公告的一种管桩快速连接件，其技术要点是：包括大螺母、小螺母，其特征在于大螺母内部设置衬套、锁定装置，小螺母上设置插扣销，插扣销下部中空且设有若干个沿圆周方向均匀配置的具有台阶面的扣掰，扣掰的台阶面与衬套的下端面配合，锁定装置与扣掰的内壁面卡接。所述衬套通过螺纹连接在大螺母上，所述插扣销通过螺纹连接在小螺母上，插扣销插入衬套后能够自动扣紧并锁定，从而连接为一个整体。

在实际运用中发现，上述技术方案中，扣掰需要插入到衬套的特定深度，方可勾持柱衬套的底端，因此导致大螺母和小螺母预埋到混凝土内深度的精度要求过高；因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种钢珠式管桩快速连接件，实现插接圆柱插入于衬套的任意深度，均能够由钢珠实现对两者的固定，从而降低上预埋件和下预埋件的预埋精度要求。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种钢珠式管桩快速连接件，包括预埋固定于混凝土桩的上预埋件和下预埋件，所述上预埋件固定设置有插件，所述插件包括插接圆柱，所述插接圆柱的外圆周面沿长度方向倾斜设置有多个滚珠斜槽，所述滚珠斜槽内滚动配合有钢珠；所述下预埋件固定设置有衬套，所述衬套的内壁设置有圆周锥台面，所述圆周锥台面的截面倾斜角度小于滚珠斜槽的斜面倾斜角度。

通过采用上述技术方案，本申请的上预埋件和下预埋件分别浇筑固定于管桩的端部，当需要运用本申请连接相邻管桩时，先竖立固定顶端设置有上预埋件的混凝土管桩，再利用吊装设备起吊底端设置有下预埋件的混凝土管桩，由工人引导上方的混凝土管桩底端对准于下方的混凝土管桩顶端，并逐步下放上方的混凝土管桩，此过程中，插接圆柱逐步插入于衬套，直至上方的混凝土管桩的下端面压合于下方的混凝土管桩的上端面，同步于此过程的，钢珠沿滚珠斜槽向下滚动，直至钢珠滚动至滚珠斜槽和圆周锥台面的水平直线距离等于钢珠直径的高度，从而由钢珠卡紧衬套和插接圆柱，实现对上预埋件和下预埋件反向运动的限制，进而实现由本申请连接相邻混凝土管桩的技术效果；综上所述，本申请利用可自由滚动的钢珠卡紧衬套和插接圆柱，并通过对滚珠斜槽和圆周锥台面的倾斜角度的优化，实现插接圆柱插入于衬套的任意深度，均能够由钢珠实现对两者的固定，从而降低上预埋件和下预埋件的预埋精度要求，还需要说明的是，当钢珠滚动至卡紧高度之后，上预埋件和下预埋件越是受到相反方向的拉力，钢珠的卡紧强度越高，从而确保本申请对于相邻混凝土桩的连接强度。

本实用新型进一步设置为：所述上预埋件和下预埋件均呈一端开口结构，两者的封闭端均设置有供钢筋插入的钢筋插入孔。

通过采用上述技术方案，在浇筑预埋固定上预埋件和下预埋件时，先引导钢筋的端部插入于钢筋插入孔，再利用冲击设备迫使钢筋的端部形变形成端头，即可完成上预埋件和下预埋件与钢筋的固定，完成与钢筋的固定后再进行混凝土浇筑，从而确保上预埋件和下预埋件固定于混凝土管桩的固定强度。

本实用新型进一步设置为：所述上预埋件和下预埋件的水平截面外形呈正八边形。

通过采用上述技术方案，优化上预埋件和下预埋件的外部形状，从而消除上预埋件和下预埋件完成浇筑后旋转的活动度，有效提高两者的浇筑固定稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述上预埋件和下预埋件的开口端内壁均设置有内螺纹，所述插件还包括与内螺纹螺纹配合的外螺纹柱，所述衬套的外圆周面设置有与内螺纹配合的外螺纹。

通过采用上述技术方案，插件利用外螺纹柱可拆卸安装于上预埋件，衬套利用外螺纹可拆卸安装于下预埋件，从而工人可以在施工现场进行衬套和插件的安装，有效防止衬套和插件在运输途中发生损坏。

本实用新型进一步设置为：所述插件还包括处于外螺纹柱和插接圆柱之间的六角柱，所述衬套的顶端设置有六角套。

通过采用上述技术方案，在施工现场安装插件时，工人可以使用六角扳手通过六角柱拧动插件，从而为安装插件提供便利，在施工现场安装衬套时，工人可以使用六角扳手通过六角套拧动衬套，从而为安装衬套提供便利。

本实用新型进一步设置为：所述六角柱和外螺纹柱之间设置有限位环板，所述六角套和衬套之间设置限位环板。

通过采用上述技术方案，利用限位环板限定衬套和插件拧入于下预埋件和上预埋件的深度，从而提高衬套和插件的装配精度。

本实用新型进一步设置为：所述插接圆柱摩擦套接配合有圆套，所述圆套对应每个钢珠均设置有可形变板，所述可形变板在初始状态下支撑于钢珠。

通过采用上述技术方案，在尚未连接上预埋件和下预埋件时，利用圆套和可形变板限制钢珠，从而避免钢珠提前掉出滚珠斜槽；在连接上预埋件和下预埋件时，插件的插接圆柱逐步插入于衬套，当圆套抵接于衬套上端面之后，插件继续插入于衬套，从而由衬套上端面推动圆套上滑，可形变板发生折弯形变至其脱离于钢珠后，钢珠受到重力作用沿滚珠斜槽下滑；综上所述，本申请通过增设圆套和可形变板实现对钢珠的限制，一方面避免在完成插接前钢珠发生掉落，另一方面实现插件插接到衬套的一定深度后开始掉落，从而确保钢珠滚动到滚珠斜槽和圆周锥台面之间。

本实用新型进一步设置为：所述下预埋件底部嵌合固定有硬质胶套，所述硬质胶套套接固定有强磁圈。

通过采用上述技术方案，利用硬质胶套于下预埋件底部固定强磁圈，从而利用磁性吸附力吸引钢珠，赋予上预埋件和下预埋件在水平状态下进行连接的能力。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：利用可自由滚动的钢珠卡紧衬套和插接圆柱，并通过对滚珠斜槽和圆周锥台面的倾斜角度的优化，实现插接圆柱插入于衬套的任意深度，均能够由钢珠实现对两者的固定，从而降低上预埋件和下预埋件的预埋精度要求；当钢珠滚动至卡紧高度之后，上预埋件和下预埋件越是受到相反方向的拉力，钢珠的卡紧强度越高，从而确保本申请对于相邻混凝土桩的连接强度；上预埋件和下预埋件在完成与钢筋的固定后再进行混凝土浇筑，从而确保上预埋件和下预埋件固定于混凝土管桩的固定强度；优化上预埋件和下预埋件的外部形状，从而消除上预埋件和下预埋件完成浇筑后旋转的活动度，有效提高两者的浇筑固定稳定性；工人可以在施工现场进行衬套和插件的安装，有效防止衬套和插件在运输途中发生损坏；插件设置六角柱、衬套设置六角套，从而为工人现场安装插件和衬套提供便利；利用限位环板限定衬套和插件拧入于下预埋件和上预埋件的深度，从而提高衬套和插件的装配精度；通过增设圆套和可形变板实现对钢珠的限制，一方面避免在完成插接前钢珠发生掉落，另一方面实现插件插接到衬套的一定深度后开始掉落，从而确保钢珠滚动到滚珠斜槽和圆周锥台面之间；利用硬质胶套于下预埋件底部固定强磁圈，从而利用磁性吸附力吸引钢珠，赋予上预埋件和下预埋件在水平状态下进行连接的能力。

附图说明

图1为本实用新型的爆炸图；

图2为本实用新型的立体结构示意图，为便于表示进行有局部剖视处理；

图3为本实用新型的正视图，为便于表示进行有局部剖视处理；

图4为本实用新型插件的结构示意图；

图5为本实用新型衬套的结构示意图。

附图说明：1、上预埋件；2、下预埋件；3、插件；4、插接圆柱；5、滚珠斜槽；6、钢珠；7、衬套；8、圆周锥台面；9、钢筋插入孔；10、内螺纹；11、外螺纹柱；12、外螺纹；13、六角柱；14、六角套；15、限位环板；16、圆套；17、可形变板；18、硬质胶套；19、强磁圈。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种钢珠式管桩快速连接件，如图1、图2、图3所示，包括预埋固定于混凝土桩的上预埋件1和下预埋件2，上预埋件1固定设置有插件3，插件3包括插接圆柱4，插接圆柱4的外圆周面沿长度方向倾斜加工成型多个有滚珠斜槽5，本实施例中滚珠斜槽5的具体数量为四个，每个滚珠斜槽5内均滚动配合有钢珠6；下预埋件2固定设置有衬套7，衬套7的内壁加工成型有圆周锥台面8，圆周锥台面8的截面倾斜角度小于滚珠斜槽5的斜面倾斜角度，本实施例中钢珠6的直径为5毫米，滚珠斜槽5与竖直面的角度为8°，圆周锥台面8与竖直面的角度为4°-6°，其中圆周锥台面8通过低精度车床车削而成，以提高圆周锥台面8的表面粗糙度。

本申请的上预埋件1和下预埋件2分别浇筑固定于管桩的端部，当需要运用本申请连接相邻管桩时，先竖立固定顶端设置有上预埋件1的混凝土管桩，再利用吊装设备起吊底端设置有下预埋件2的混凝土管桩，由工人引导上方的混凝土管桩底端对准于下方的混凝土管桩顶端，并逐步下放上方的混凝土管桩，此过程中，插接圆柱4逐步插入于衬套7，直至上方的混凝土管桩的下端面压合于下方的混凝土管桩的上端面，同步于此过程的，钢珠6沿滚珠斜槽5向下滚动，直至钢珠6滚动至滚珠斜槽5和圆周锥台面8的水平直线距离等于钢珠6的直径处，从而由钢珠6卡紧衬套7和插接圆柱4，实现对上预埋件1和下预埋件2反向运动的限制，进而实现由本申请连接相邻混凝土管桩的技术效果；综上所述，本申请利用可自由滚动的钢珠6卡紧衬套7和插接圆柱4，并通过对滚珠斜槽5和圆周锥台面8的倾斜角度的优化，实现插接圆柱4插入于衬套7的任意深度，均能够由钢珠6实现对两者的固定，从而降低上预埋件1和下预埋件2的预埋精度要求，还需要说明的是，当钢珠6滚动至卡紧位置之后，上预埋件1和下预埋件2越是受到相反方向的拉力，钢珠6的卡紧强度越高，从而确保本申请对于相邻混凝土桩的连接强度。

为提高上预埋件1和下预埋件2固定于混凝土管桩的强度，如图1、图2所示，上预埋件1和下预埋件2均呈一端开口结构，两者的封闭端均开设有供钢筋插入的钢筋插入孔9，在浇筑预埋固定上预埋件1和下预埋件2时，先引导钢筋的端部插入于钢筋插入孔9，再利用冲击设备迫使钢筋的端部形变形成端头，即可完成上预埋件1和下预埋件2与钢筋的固定，完成与钢筋的固定后再进行混凝土浇筑，从而确保上预埋件1和下预埋件2固定于混凝土管桩的固定强度。

在实际运用中发现，如图1所示，上预埋件1和下预埋件2发生旋转，会导致两者松动于混凝土，为此，上预埋件1和下预埋件2的水平截面外形呈正八边形，从而消除上预埋件1和下预埋件2完成浇筑后旋转的活动度，有效提高两者的浇筑固定稳定性。

在实际运用中发现，由于插件3和衬套7突出于混凝土管桩的端面，存在运输损坏的隐患，为此如图2、图4、图5所示，上预埋件1和下预埋件2的开口端内壁均加工成型有内螺纹10，插件3还包括与内螺纹10螺纹配合的外螺纹柱11，衬套7的外圆周面加工成型有与内螺纹10配合的外螺纹12，从而插件3利用外螺纹柱11可拆卸安装于上预埋件1，衬套7利用外螺纹12可拆卸安装于下预埋件2，进而工人可以在施工现场进行衬套7和插件3的安装，有效防止衬套7和插件3在运输途中发生损坏。

为便于工人现场安装插件3和衬套7，如图2、图4、图5所示，插件3还包括处于外螺纹柱11和插接圆柱4之间的六角柱13，衬套7的顶端加工成型有六角套14，从而工人可以借用六角扳手拧动插件3和衬套7，进而为安装插件3和衬套7提供便利。

为避免插件3和插件7拧入过度，如图4、图5所示，六角柱13和外螺纹柱11之间加工成型有限位环板15，六角套14和衬套7之间加工成型限位环板15，从而利用限位环板15限定衬套7和插件3拧入于下预埋件2和上预埋件1的深度，从而提高衬套7和插件3的装配精度。

为避免钢珠6掉出于滚珠斜槽5，如图2、图4所示，插接圆柱4摩擦套接配合有圆套16，圆套16对应每个钢珠6均一体成型有可形变板17，可形变板17在初始状态下支撑于钢珠6，此处需要说明圆套16的材料可以为脆性塑料、柔性塑料、脆性金属以及柔性金属，即圆套16受到径向冲击后可形变板17会发生断裂或者弯曲的材料均可，本实施例中采用的材料为橡胶。

插接圆柱4在增设圆套16之后，在上预埋件1和下预埋件2未完成连接时，利用圆套16和可形变板17限制钢珠6，从而避免钢珠6提前掉出滚珠斜槽5；在连接上预埋件1和下预埋件2时，插件3的插接圆柱4逐步插入于衬套7，当圆套16抵接于衬套7的上端面之后，插件3继续插入于衬套7，从而由衬套7上端面推动圆套16上滑，可形变板17受力发生折弯形变至其脱离于钢珠6后，钢珠6受到重力作用沿滚珠斜槽5向下滚动；综上所述，本申请通过增设圆套16和可形变板17实现对钢珠6的限制，一方面避免在完成插接前钢珠6发生掉落，另一方面实现插件3插接到衬套7的一定深度后钢珠6开始掉落，从而确保钢珠6滚动到滚珠斜槽5和圆周锥台面8之间。

本申请中钢珠6利用重力向下滚落，实现对上预埋件1和下预埋件2的卡紧固定，从而导致上预埋件1和下预埋件2无法在水平状态下完成连接，为此如图1、图2所示，下预埋件2底部嵌合固定有硬质胶套18，硬质胶套18套接固定有强磁圈19，从而利用磁性吸附力吸引钢珠6，赋予上预埋件1和下预埋件2在水平状态下进行连接的技术条件。

具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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