一种钢管柱与预制方桩的连接件及组合支撑立柱的制作方法

本技术属于施工结构领域，具体涉及一种钢管柱与预制方桩的连接件及组合支撑立柱。

背景技术：

1、围护桩加水平支撑是一种常用的基坑支护形式，当支撑为钢筋混凝土支撑的时候，支撑体系的立柱常采用钢格构和钻孔灌注桩的组合形式。钻孔灌注桩施工，费用高，会产生泥浆污染，钢格构施工现场施焊工作量大，质量不可靠。预制桩具有标准化生产、质量可靠、施工速度快、造价低等优点，在工程中的应用越来越广泛。当工程桩为预制桩时，立柱桩为钻孔灌注桩，施工组织麻烦，并且立柱桩也无法利用临近的工程桩，增加了新打设立柱桩的费用。预制桩截面种类繁多，其中实心方桩抗弯、抗裂性能好，广泛运用于抗拔工程桩中，因此亟需一种采用实心方桩的支撑立柱。

2、在现有技术中，实用新型专利“一种装配式立柱桩”(专利号：202023337059.x)采用角钢格构立柱与预制方桩组合立柱的形式，角钢格构与预制方桩之间完全通过螺栓连接，螺栓连接工艺复杂，成本高。另外，实用新型专利“一种采用预制型钢混凝土方桩作立柱的支撑结构”(专利号：202220850802.1)采用预制型钢混凝土方桩作支撑的立柱结构，立柱与第二道支撑的连接通过立柱外包角钢，外包角钢与立柱之间不能有效连接，立柱在底板处的止水板通过凿开立柱的混凝土露出h型钢进行焊接，预制型钢混凝土方桩混凝土强度高，凿除混凝土剥出型钢施工困难。

3、因此，如何对钢管柱与预制方桩的连接节点进行优化设计，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于解决钢管柱与预制方桩的连接节点位置工艺复杂、施工难度和成本过高的问题，并提供一种钢管柱与预制方桩的连接件及组合支撑立柱。

2、本实用新型所采用的具体技术方案如下：

3、第一方面，本实用新型提供了一种钢管柱与预制方桩的连接件，其包括桩帽、刚性连接管和桩端连接组件；

4、所述桩帽为有顶无底的刚性敞口构件，所述刚性连接管垂直装配于桩帽的桩帽顶板顶面中心，且刚性连接管内壁与桩帽顶板之间设置若干加强两者连接位置强度的加劲板；其中，桩帽和刚性连接管的横截面分别与待连接的预制方桩和钢管柱的横截面相匹配，使桩帽能套装在预制方桩顶部而刚性连接管能紧密插入钢管柱的底部中孔；

5、所述桩帽顶板上的钢管柱支撑区域外围环绕开设有若干个安装孔，所述桩端连接组件用于与所述安装孔配合并连接固定预制方桩的桩顶端板和桩帽。

6、作为上述第一方面的优选，所述桩帽为由桩帽侧板和桩帽顶板组成的钢构件，其中桩帽侧板为具有方形横截面的中空钢管段，桩帽顶板为方形钢板，两者通过焊接固定或者一体加工成型。

7、作为上述第一方面的优选，所述桩端连接组件为螺栓螺母连接组件，所述安装孔为开设于桩帽顶板上的桩帽顶板贯通孔，所述预制方桩的桩顶端板也开设有与桩帽顶板贯通孔一一配对的端板螺栓孔，每一对桩帽顶板贯通孔和端板螺栓孔通过拧入一条螺栓并由螺母拧紧固定，使桩帽顶板和桩顶端板贴紧后相对固定。

8、作为上述第一方面的优选，所述桩帽和预制方桩之间构成间隙配合或过渡配合。

9、作为上述第一方面的优选，所述刚性连接管和钢管柱之间构成间隙配合或过渡配合。

10、作为上述第一方面的优选，所述刚性连接管底部与桩帽顶板顶面通过焊接进行固定。

11、作为上述第一方面的优选，所述钢管柱为内部浇筑有混凝土的钢管混凝土柱。

12、第二方面，本实用新型提供了一种钢管柱与预制方桩连接形成的组合支撑立柱，其包括钢管柱、预制方桩和上述第一方面任一方案所述的连接件；

13、所述钢管柱、预制方桩之间通过连接件同轴连接；其中桩帽套装在预制方桩顶部，并通过所述桩端连接组件与预制方桩的桩顶端板连接固定，

14、所述刚性连接管紧密插入钢管柱的底部中孔，且钢管柱底部与桩帽顶板的顶面焊接固定。

15、作为上述第二方面的优选，所述预制方桩为顶部设置承台的工程桩，且桩帽顶板上设置用于连接预制方桩与承台的锚固钢筋。

16、作为上述第二方面的优选，所述工程桩为抗拔桩，所述钢管柱的钢管外壁上设置抗拔栓钉。

17、本实用新型相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

18、1、采用预制方桩与钢管柱组合支撑立柱，代替常规的钻孔灌注桩和钢格构柱组合支撑立柱，预制方桩立柱桩施工速度快，造价低，不会产生泥浆污染，绿色环保；

19、2、在工程桩为预制方桩的项目中，立柱桩可以利用临近的工程桩，减少了新打设的立柱桩数量，进一步节约立柱桩的造价；

20、3、预制方桩与钢管组合支撑立柱连接节点质量可靠，强度高。

21、连接件为工厂标准化生产，工厂内施焊，方便探伤检验焊缝质量，连接件质量可靠。连接件的上钢管插入钢管的中孔内、钢帽套在方桩顶端之后的结构，已可形成铰接节点，具有承压和一定的抗剪能力，可基本满足立柱的功能需求，可再用螺栓和焊缝连接固定，增强连接节点的抗弯和抗剪能力。现场施焊少，质量易控制，连接可靠；

22、4、施工组织方便。采用送桩器和夹桩装置，解决了沉桩时钢管与预制方桩截面外形和尺寸不一致时夹桩问题，进而解决了立柱桩共用工程桩时压桩力大的问题，同时方便立柱桩采用与工程桩相同的施工工艺，施工组织方便；

23、5、适用性强。利用了预应力施加时留下的螺栓孔，不同形式的方桩都可适用，解决了夹桩问题，适应各种预制桩沉桩方式；

24、6、立柱采用钢管，承载力要求高时，可以采用高强混凝土注心，充分利用混凝土的抗压强度高的特点。钢管截面小，方便地下室的底板施工、楼板施工。

技术特征：

1.一种钢管柱与预制方桩的连接件，其特征在于，包括桩帽(31)、刚性连接管(32)和桩端连接组件；

2.如权利要求1所述的钢管柱与预制方桩的连接件，其特征在于，所述桩帽(31)为由桩帽侧板(31a)和桩帽顶板(31b)组成的钢构件，其中桩帽侧板(31a)为具有方形横截面的中空钢管段，桩帽顶板(31b)为方形钢板，两者通过焊接固定或者一体加工成型。

3.如权利要求1所述的钢管柱与预制方桩的连接件，其特征在于，所述桩端连接组件为螺栓螺母连接组件，所述安装孔为开设于桩帽顶板(31b)上的桩帽顶板贯通孔(31c)，所述预制方桩(2)的桩顶端板也开设有与桩帽顶板贯通孔(31c)一一配对的端板螺栓孔，每一对桩帽顶板贯通孔(31c)和端板螺栓孔通过拧入一条螺栓并由螺母拧紧固定，使桩帽顶板(31b)和桩顶端板贴紧后相对固定。

4.如权利要求1所述的钢管柱与预制方桩的连接件，其特征在于，所述桩帽(31)和预制方桩(2)之间构成间隙配合或过渡配合。

5.如权利要求1所述的钢管柱与预制方桩的连接件，其特征在于，所述刚性连接管(32)和钢管柱(1)之间构成间隙配合或过渡配合。

6.如权利要求1所述的钢管柱与预制方桩的连接件，其特征在于，所述刚性连接管(32)底部与桩帽顶板(31b)顶面通过焊接进行固定。

7.如权利要求1所述的钢管柱与预制方桩的连接件，其特征在于，所述钢管柱(1)为内部浇筑有混凝土的钢管混凝土柱。

8.一种钢管柱与预制方桩连接形成的组合支撑立柱，其特征在于，包括钢管柱(1)、预制方桩(2)和权利要求1～7任一所述的连接件(3)；

9.如权利要求8所述的组合支撑立柱，其特征在于，所述预制方桩(2)为顶部设置承台的工程桩，且桩帽顶板(31b)上设置用于连接预制方桩(2)与承台的锚固钢筋(73)。

10.如权利要求9所述的组合支撑立柱，其特征在于，所述工程桩为抗拔桩，所述钢管柱(1)的钢管外壁上设置抗拔栓钉(72)。

技术总结本技术公开了一种钢管柱与预制方桩的连接件及组合支撑立柱，属于施工结构领域。该连接件包括桩帽、刚性连接管和桩端连接组件。钢管柱、预制方桩之间可通过连接件同轴连接；桩帽套装在预制方桩顶部，并通过桩端连接组件与预制方桩的桩顶端板连接固定，刚性连接管紧密插入钢管柱的底部中孔，且钢管柱底部与桩帽顶板的顶面焊接固定。本技术采用预制方桩与钢管柱组合支撑立柱代替常规的钻孔灌注桩和钢格构柱组合支撑立柱，预制方桩立柱桩施工速度快，造价低，且在工程桩为预制方桩的项目中，立柱桩可以利用临近的工程桩，减少了新打设的立柱桩数量，进一步节约立柱桩的造价。同时，预制方桩与钢管组合支撑立柱连接节点质量可靠，强度高。技术研发人员：应晓阳,杨萤,汪禄波,叶华帮,柯明梁受保护的技术使用者：浙江大地勘测设计有限公司技术研发日：20230927技术公布日：2024/5/29