一种锯齿形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，它涉及一种锯齿形管桩快速连接件。

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，上述技术方案至少存在以下问题：1、扣掰在插入衬套但尚未勾持住衬套底端的过程中，扣掰需要发生弹性形变，因此扣掰的材料选择受到影响，若选用刚性较好的材料，则可能导致扣掰发生不可逆的脆裂形变，若选用弹性较好的材料，则可能导致扣掰勾持于衬套底端的强度不足；2、扣掰仅具有一个台阶面作为勾持点勾持衬套底端，存在抗径向拉力较弱的问题；3、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的深度要求过高；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锯齿形管桩快速连接件，提高与混凝土管桩的浇筑固定强度，确保相邻混凝土桩的连接强度，提高抗径向拉力，降低预埋深度的精度要求。

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：一种锯齿形管桩快速连接件，包括预埋固定于混凝土桩的上预埋件和下预埋件，所述上预埋件和下预埋件均呈一端开口结构，所述上预埋件螺纹固定有衬套，所述衬套的内壁设置有圆锥面，所述圆锥面的小圆端向上，所述衬套内设置有若干咬合瓣，若干所述咬合瓣处于衬套最低端时，连接形成圆锥台形，所述咬合瓣的内壁沿长度方向等间距设置有多个齿槽，所述下预埋件螺纹固定有与咬合瓣插接配合的插件，所述插件设置有多个与齿槽嵌合的嵌齿。

通过采用上述技术方案，本申请在浇筑混凝土桩时，上预埋件和下预埋件分别固定于钢筋的两端，再进行混凝土浇筑制得混凝土桩，从而确保上预埋件和下预埋件的浇筑固定强度；

混凝土桩在施工现场需要进行首尾相连时，将衬套和咬合瓣安装于上预埋件，将插件安装于下预埋件，从而由工人现场安装衬套、咬合瓣以及插件，进而避免运输途中衬套和咬合瓣发生遗落、插件发生撞损；

完成前期准备后，先完成顶端具有下预埋件的混凝土桩的竖立固定，再利用吊车、塔吊等起吊设备吊起底端具有上预埋件的混凝土桩，由工人引导上方混凝土桩的各个上预埋件对准于相应下预埋件，逐步下放上预埋件直至上方混凝土桩的下端面贴合于下方混凝土桩的上端面，在此过程中，下预埋件的插件逐步插入于多个咬合瓣之间，从而利用上预埋件和下预埋件之间的连接，实现相邻两根混凝土桩的各个钢筋的连接，有效确保相邻混凝土桩的连接强度；

在插入之始，插件的嵌齿推动咬合瓣沿衬套轴线方向上移，又在分力的作用下若干咬合瓣相互分开，从而确保插件的顺利插入，本申请，利用正压力原理推动咬合瓣上移，并结合衬套的圆锥面的引导，迫使多个咬合瓣位移分开，与对比文件利用弹性形变能力确保顺利插入相比，无需妥协选择弹性较好的材料加工制备咬合瓣，从而确保咬合瓣的刚度，提高咬合瓣对于插件的咬合勾连强度；

在插入到一定深度后，咬合瓣的多个齿槽与插件的多个嵌齿勾持嵌合，相比于对比文件仅具有一个台阶面作为勾持点勾持衬套底端，有效提高抗径向拉力，此处还需要说明，若干咬合瓣在衬套圆锥面的引导之下，越往下移越相互靠拢，从而达到上预埋件和下预埋件之间的径向拉力越大，若干咬合瓣对于插件的夹紧力越大的技术效果，进一步提高抗径向拉力；

咬合瓣的多个齿槽与插件的多个嵌齿均能够进行配合，从而插件之上的嵌齿的具体数量，即是插件的可插入深度的数量，相比于对比文件仅有一个特定的插入深度，有效降低了上预埋件和下预埋件在预埋浇筑时预埋深度的精度要求；

综上所述，本申请与现有技术相比至少具有以下有益效果：与混凝土管桩的浇筑固定强度更高，由工人现场安装衬套、咬合瓣以及插件，从而避免运输途中衬套和咬合瓣发生遗落、插件发生撞损，利用上预埋件和下预埋件之间的连接，实现相邻两根混凝土桩的各个钢筋的连接，有效确保相邻混凝土桩的连接强度，咬合瓣的多个齿槽与插件的多个嵌齿勾持嵌合，有效提高抗径向拉力，插件之上的嵌齿的具体数量，即是插件的可插入深度的数量，有效降低了上预埋件和下预埋件在预埋浇筑时预埋深度的精度要求。

本实用新型进一步设置为：所述上预埋件内设置有圆锥弹簧，所述圆锥弹簧的两端分别抵紧于上预埋件的内腔顶面和咬合瓣的上端面。

通过采用上述技术方案，利用圆锥弹簧的弹性势能对咬合瓣提供推力，一方面提高若干咬合瓣对于插件的咬合夹紧强度，另一方面赋予相邻管桩于水平状态下进行连接的能力。

本实用新型进一步设置为：所述圆锥弹簧的底端固定设置有连接环，所述连接环与上预埋件内壁滑移配合，所述连接环具有正对咬合瓣的圆环接触面，所述圆环接触面滑移贴合于咬合瓣的上端面。

通过采用上述技术方案，圆锥弹簧增设连接环与上预埋件的内壁滑移配合，结合圆锥弹簧与上预埋件顶面的抵接配合，实现对圆锥弹簧的两端限制，有效提高圆锥弹簧的稳定性；连接环利用圆环接触面与咬合瓣滑移贴合，从而确保圆锥弹簧的弹性势能能够始终施力于咬合瓣的上端面，并增大施力面积，进而提高咬合瓣的受力稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述连接环沿圆环接触面的外圆周设置有下延伸套；所述咬合瓣的外壁顶端设置有竖直圆面，所述竖直圆面和下延伸套之间具有留存空间。

通过采用上述技术方案，连接环增设下延伸套增大与上预埋件内壁的接触量，从而提高连接环的滑移稳定性，进而提高连接环对于圆锥弹簧底端的限制效果；咬合瓣外壁顶端设置竖直圆面，并与下延伸套之间形成留存空间，从而确保若干咬合瓣的可张开范围。

本实用新型进一步设置为：所述圆环接触面的下表面对应每个咬合瓣均设置有行程凸条，所述咬合瓣的上端面设置有与行程凸条滑移配合的行程滑槽，所述行程凸条的延伸线垂直相交于衬套的中轴线。

通过采用上述技术方案，利用行程凸条和行程滑槽之间的配合，对咬合瓣张开过程的位移轨迹进行限制，有效防止其发生歪斜。

本实用新型进一步设置为：所述上预埋件和下预埋件的封闭端中心均贯穿开设有钢筋插入孔。

通过采用上述技术方案，上预埋件和下预埋件在固定于钢筋端部时，先引导钢筋的端部插入钢筋插入孔，利用冲压结构冲击钢筋插入于上预埋件和下预埋件的端部，从而确保上预埋件和下预埋件与钢筋的连接强度。

本实用新型进一步设置为：所述上预埋件和下预埋件的水平截面外形均呈正八边形。

通过采用上述技术方案，限定上预埋件和下预埋件的外形结构，从而限制上预埋件和下预埋件浇筑固定于混凝土桩之后的活动度，有效降低上预埋件和下预埋件发生旋转的隐患。

本实用新型进一步设置为：所述衬套内圈底端设置有供内六角扳手嵌入的六角槽。

通过采用上述技术方案，在安装衬套于上预埋件时，可以借用内六角板手拧动衬套，从而为安装衬套提供便利。

本实用新型进一步设置为：所述插件包括螺纹圆柱，以及设置于螺纹圆柱上端面的插接柱，所述螺纹圆柱和插接柱之间设置有六角柱。

通过采用上述技术方案，插接通过螺纹圆柱实现与下预埋件螺纹固定，通过插接柱与实现与上预埋件的插接配合，并与螺纹圆柱和插接柱之间增设六角柱用于配合六角扳手，从而为拧动插件提供便利。

本实用新型进一步设置为：所述插件的顶端设置有半球体。

通过采用上述技术方案，插件顶端增设半球体，从而为对准插件于上预埋件提供便利。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：上预埋件和下预埋件固定于钢筋之后再结合混凝土浇筑，从而确保上预埋件和下预埋件的浇筑固定强度；由工人现场安装衬套、咬合瓣以及插件，从而避免运输途中衬套和咬合瓣发生遗落、插件发生撞损；利用上预埋件和下预埋件之间的连接，实现相邻两根混凝土桩的各个钢筋的连接，有效确保相邻混凝土桩的连接强度；通过引导咬合瓣的位移实现插件的顺利插入，从而无需妥协选择弹性较好的材料加工制备咬合瓣，进而确保咬合瓣的刚度，提高咬合瓣对于插件的咬合勾连强度；咬合瓣的多个齿槽与插件的多个嵌齿勾持嵌合，有效提高抗径向拉力；达到上预埋件和下预埋件之间的径向拉力越大，若干咬合瓣对于插件的夹紧力越大的技术效果，进一步提高抗径向拉力；插件之上的嵌齿的具体数量，即是插件的可插入深度的数量，从而降低预埋浇筑时预埋深度的精度要求；利用圆锥弹簧的弹性势能对咬合瓣提供推力，一方面提高若干咬合瓣对于插件的咬合夹紧强度，另一方面赋予相邻管桩于水平状态下进行连接的能力；实现对圆锥弹簧的两端限制，有效提高圆锥弹簧的稳定性；连接环利用圆环接触面与咬合瓣滑移贴合，从而确保圆锥弹簧的弹性势能能够始终施力于咬合瓣的上端面，并增大施力面积，进而提高咬合瓣的受力稳定性；连接环增设下延伸套增大与上预埋件内壁的接触量，从而提高连接环的滑移稳定性；利用行程凸条和行程滑槽之间的配合，对咬合瓣张开过程的位移轨迹进行限制，有效防止其发生歪斜；衬套内圈底端设置有供内六角扳手嵌入的六角槽，从而为安装衬套提供便利；插件设置六角柱，从而为安装插件提供便利；插件顶端增设半球体，从而为对准插件于上预埋件提供便利。

附图说明

图1为本实用新型的爆炸图；

图2为本实用新型的局部剖视图；

图3为本实用新型安装于钢筋并完成相互连接后的结构示意图，为便于表示该附图进行有局部剖视处理；

图4为本实用新型插件插接于三个咬合瓣内的过程示意图；

图5为本实用新型圆锥弹簧和连接环的结构示意图；

图6为本实用新型圆锥弹簧、连接环以及多个咬合瓣三者的配合关系图；

图7为本实用新型上预埋件的结构示意图；

图8为本实用新型下预埋件的结构示意图。

附图说明：1、上预埋件；2、下预埋件；3、衬套；4、圆锥面；5、咬合瓣；6、齿槽；7、插件；8、嵌齿；9、圆锥弹簧；10、连接环；11、圆环接触面；12、下延伸套；13、竖直圆面；14、留存空间；15、钢筋插入孔；16、六角槽；17、螺纹圆柱；18、插接柱；19、六角柱；20、半球体；21、行程凸条；22、行程滑槽。

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。

一种锯齿形管桩快速连接件，如图1、图2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和下预埋件2均呈一端开口结构，上预埋件1螺纹固定有衬套3，衬套3的内壁加工成型有圆锥面4，圆锥面4的小圆端向上，衬套3内放置有若干咬合瓣5，本实施例中咬合瓣5的具体数量为三个，三个咬合瓣5处于衬套3最低端时，连接形成圆锥台形，咬合瓣5的内壁沿长度方向等间距加工成型有多个齿槽6，下预埋件2螺纹固定有与咬合瓣5插接配合的插件7，插件7等间距加工成型有多个与齿槽6嵌合的嵌齿8。

本申请在浇筑混凝土桩时，如图3、图4所示，上预埋件1和下预埋件2分别固定于钢筋的两端，再进行混凝土浇筑制得混凝土桩，从而确保上预埋件1和下预埋件2的浇筑固定强度；混凝土桩在施工现场需要进行首尾相连时，将衬套3和咬合瓣5安装于上预埋件1，将插件7安装于下预埋件2，从而由工人现场安装衬套3、咬合瓣5以及插件7，进而避免运输途中衬套3和咬合瓣5发生遗落、插件7发生撞损；完成前期准备后，先完成顶端具有下预埋件2的混凝土桩的竖立固定，再利用吊车、塔吊等起吊设备吊起底端具有上预埋件1的混凝土桩，由工人引导上方混凝土桩的各个上预埋件1对准于相应下预埋件2，逐步下放上预埋件1直至上方混凝土桩的下端面贴合于下方混凝土桩的上端面，在此过程中，下预埋件2的插件7逐步插入于多个咬合瓣5之间，从而利用上预埋件1和下预埋件2之间的连接，实现相邻两根混凝土桩的各个钢筋的连接，有效确保相邻混凝土桩的连接强度；在插入之始，插件7的嵌齿8推动咬合瓣5沿衬套3的轴线方向上移，又在分力的作用下若干咬合瓣5相互分开，从而确保插件7的顺利插入，本申请，利用正压力原理推动咬合瓣5上移，并结合衬套3的圆锥面4的引导，迫使多个咬合瓣5位移分开，与对比文件利用弹性形变能力确保顺利插入相比，无需妥协选择弹性较好的材料加工制备咬合瓣5，从而确保咬合瓣5的刚度，提高咬合瓣5对于插件7的咬合勾连强度；在插入到一定深度后，咬合瓣5的多个齿槽6与插件7的多个嵌齿8勾持嵌合，相比于对比文件仅具有一个台阶面作为勾持点勾持衬套3底端，有效提高抗径向拉力，此处还需要说明，若干咬合瓣5在衬套3圆锥面4的引导之下，越往下移越相互靠拢，从而达到上预埋件1和下预埋件2之间的径向拉力越大，若干咬合瓣5对于插件7的夹紧力越大的技术效果，进一步提高抗径向拉力；咬合瓣5的多个齿槽6与插件7的多个嵌齿8均能够进行配合，从而插件7之上的嵌齿8的具体数量，即是插件7的可插入深度的数量，相比于对比文件仅有一个特定的插入深度，有效降低了上预埋件1和下预埋件2在预埋浇筑时预埋深度的精度要求。

在实际运用中发现，咬合瓣5需要通过重力的作用下坠，方可在衬套3的圆锥面4的引导下实现对插件7的咬合夹紧，从而导致相邻混凝土桩必须在竖直状态下进行连接，为此如图3所示，上预埋件1内放置有圆锥弹簧9，圆锥弹簧9的两端分别抵紧于上预埋件1的内腔顶面和咬合瓣5的上端面，从而利用圆锥弹簧9的弹性势能对咬合瓣5提供推力，一方面提高若干咬合瓣5对于插件7的咬合夹紧强度，另一方面赋予相邻管桩于水平状态下进行连接的能力。

为提高圆锥弹簧9的稳定性，如图3、图5所示，圆锥弹簧9的底端嵌合固定有连接环10，连接环10与上预埋件1的内壁滑移配合，结合圆锥弹簧9与上预埋件1顶面的抵接配合，实现对圆锥弹簧9的两端限制，有效提高圆锥弹簧9的稳定性；需要说明的是，连接环10具有正对咬合瓣5的圆环接触面11，圆环接触面11滑移贴合于咬合瓣5的上端面，从而确保圆锥弹簧9的弹性势能能够始终施力于咬合瓣5的上端面，并增大施力面积，进而提高咬合瓣5的受力稳定性。

为提高连接环10对于圆锥弹簧9底端的限制效果，如图2、图5所示，连接环10沿圆环接触面11的外圆周一体成型有下延伸套12，从而通过下延伸套12增大与上预埋件1内壁的接触量，提高连接环10的滑移稳定性，进而提高连接环10对于圆锥弹簧9底端的限制效果；需要说明的是，咬合瓣5的外壁顶端加工成型有竖直圆面13，竖直圆面13和下延伸套12之间具有留存空间14，从而确保三个咬合瓣5的可张开范围。

在实际运用中发现，若咬合瓣5在位移过程中发生歪斜，则会导致咬合瓣5无法顺利咬合固定插件7，为此如图4、图5、图6所示，圆环接触面11的下表面对应每个咬合瓣5均一体成型有行程凸条21，咬合瓣5的上端面开设有与行程凸条21滑移配合的行程滑槽22，行程凸条21的延伸线垂直相交于衬套3的中轴线，从而对咬合瓣5张开过程的位移轨迹进行限制，有效防止其发生歪斜。

上预埋件1和下预埋件2通过如下方式固定于钢筋端部，如图3所示，上预埋件1和下预埋件2的封闭端中心均贯穿开设有钢筋插入孔15；当需要将上预埋件1和下预埋件2固定于钢筋端部时，先引导钢筋的端部插入钢筋插入孔15，利用冲压结构冲击钢筋插入于上预埋件1和下预埋件2的端部，从而确保上预埋件1和下预埋件2与钢筋的连接强度。

在实际运用中发现，上预埋件1和下预埋件2完成浇筑之后，若发生旋转则会导致上预埋件1和下预埋件2发生松动，为此如图7、图8所示，上预埋件1和下预埋件2的水平截面外形均呈正八边形，从而限制上预埋件1和下预埋件2浇筑固定于混凝土桩之后的活动度，有效降低上预埋件1和下预埋件2发生旋转的隐患。

为便于安装衬套3于上预埋件1，如图7所示，衬套3内圈底端加工成型有供内六角扳手嵌入的六角槽16，从而可以借用内六角板手拧动衬套3，进而为安装衬套3提供便利。

为便于安装插件7于下预埋件2，如图8所示，插件7包括螺纹圆柱17，以及加工成型于螺纹圆柱17上端面的插接柱18，螺纹圆柱17和插接柱18之间加工成型有六角柱19，从而可以借用六角扳手拧动插件7，进而为安装插件7提供便利。

为便于对准插件7于上预埋件1，如图8所示，插件7的顶端加工成型有半球体20，从而为对准插件7于上预埋件1提供便利。

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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