一种自锁式预制桩连接装置及其接桩方法技术领域
本发明涉及预制桩连接技术领域，尤其指一种自锁式预制桩连接装置及其接桩方法。
背景技术
现在基础桩多采用工厂化预制的混凝土桩，可以实现批量化生产，施工时将预制桩运抵工地现场，采用锤击、静压等方式将桩送至设计标高，承受上部建(构)筑物传递的荷载，其基桩采用焊接、机械连接、锚浆等措施将预制桩一节节连接而成。
目前，预制桩接桩最主要的形式是焊接连接，将下节桩沉桩至离地面1m左右的位置，将上节桩吊装至下节桩上，调整后开始施焊，每个接头焊接时间约为40分钟左右，整个桩身在地层中滞留时间过长，容易造成沉桩困难，甚至达不到预期的设计目标；上下节桩焊接完成后，接头温度较高，沉桩时，接头部分骤遇地下水，使桩头淬火，焊缝变脆，直接影响预制桩的受力性能；另外，沉桩现场一般均为露天作业，在接头施焊时，受到雨、风的影响，焊缝质量不易保证，给接桩埋下隐患，也会直接影响桩基的质量；风雨较大时，不能施工，影响施工进度和效率；此外，预制桩接头焊接后，难以进行防腐处理，在存在腐蚀离子地质环境下，接头耐久性不宜保证。
现有的基桩，预制桩与承台的连接主要采取在端板上焊接钢筋或混凝土填芯锚固钢筋的形式处理，由于受到桩内芯清理难度较大的因素，混凝土填芯质量难以保证。在预制桩抗拔时，容易造成填芯混凝土失效，预制桩承台连接不可靠，另一方面，混凝土填芯锚固钢筋与预制桩内钢筋存在较大的偏心距，受力不合理；端板上焊接钢筋由于受到焊工的技术水平、气候、施工工艺等各方面的影响，效率低下，质量不易保证。
另外，预制桩接常存在桩与桩、桩与承台的钢筋连接后有较大的偏心距，或钢筋受力通过端板等间接传递，预制桩的受力不够合理，会造成材料的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供结构简单，连接方便，承载能力强，且能在施工现场实现快速接桩的一种自锁式预制桩连接装置，其接桩方法简单，接桩效率高。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种自锁式预制桩连接装置，包括连接卡座以及与所述连接卡座相适配的连接头，连接卡座预埋于预制桩的一端，连接头设置于预制桩的另一端，连接头呈T形结构；连接卡座内制有连接腔，该连接腔的开口处径向向内延伸形成有挡块，连接卡座上位于所述连接腔的两侧分别设置有封闭板，至少一侧的封闭板上倾斜设置有导向滑板；连接头插入连接卡座的连接腔内，受导向滑板作用产生旋转与挡块形成自锁。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述的连接腔的两侧的封闭板上均倾斜设置有导向滑板。
上述的封闭板与所述连接卡座为一体成型的整体结构。
上述的连接卡座的底座上设置有与预制桩主筋伸出部相适配的连接部。
上述的预制桩主筋伸出部包括主筋延长杆以及制于主筋延长杆端部的镦头，连接部包括连接孔以及贯穿连接卡座侧壁的滑筋孔，连接孔与滑筋孔相通；滑筋孔的宽度大于所述主筋延长杆的直径，连接孔的直径大于所述主筋延长杆的直径，并小于所述镦头的直径。
上述的镦头的下表面为一锥面，连接孔上扩制有锥形孔。
上述的连接头通过预埋于预制桩端部的预制桩钢筋卡头与预制桩相连接，连接头与所述预制桩钢筋卡头螺纹连接。
上述的预制桩钢筋卡头由钢筋镦头卡台和连接管构成。
上述的钢筋镦头卡台和连接管螺纹连接，钢筋镦头卡台内制有内螺纹，连接管的外壁上制有与所述内螺纹相适配的外螺纹。
一种自锁式预制桩连接装置的接桩方法：包括以下步骤：
步骤一、将下节桩沉至离地面0.8至1.2m的位置，暂停沉桩，将下节桩固定；
步骤二、将上节桩吊至下节桩上方后调直，将连接头对准对应的连接卡座，缓慢下放上节桩使连接头进入对应连接卡座的连接腔内，连接头接触到导向滑板后产生旋转，从而与挡块形成自锁，完成一次接桩；
步骤三、重复步骤一至二，完成整个桩体的连接。
与现有技术相比，本发明一种自锁式预制桩连接装置，包括连接卡座以及呈T形结构的连接头，连接卡座上设置有封闭板，封闭板上倾斜设置有导向滑板，连接卡座和连接头分别设置于预制桩的两端，接桩时，连接头插入连接卡座的连接腔内，下插的过程中连接头受到导向滑板的作用力发生旋转，从而被连接腔的开口处的挡块阻挡无法拔出而形成自锁；本发明的连接装置结构简单，接桩方便，能够大大提高接桩效率，本发明采用机械连接方式，不需要在现场焊接，减少大气污染及电焊对操作工人的身体危害。
附图说明
图1是本发明的剖视结构示意图；
图2是本发明的应用结构示意图；
图3是图2中A部放大图；
图4是本发明连接后的剖视结构示意图；
图5是本发明实施例一中连接卡座的立体结构图；
图6是本发明实施例一中连接卡座的俯视图；
图7是本发明实施例二中连接卡座的立体剖视结构图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图7所示的实施例，
图标号说明：连接卡座1、连接腔1a、挡块11、底座12、连接头2、预制桩3、封闭板4、导向滑板41、预制桩主筋伸出部5、主筋延长杆51、镦头52、锥面52a、连接部6、连接孔61、锥形孔61a、滑筋孔62、钢筋镦头卡台71、连接管72。
实施例一，
一种自锁式预制桩连接装置，包括连接卡座1以及与所述连接卡座1相适配的连接头2，连接卡座1预埋于预制桩3的一端，连接头2设置于预制桩3的另一端，连接头2呈T形结构；连接卡座1内制有连接腔1a，该连接腔1a的开口处径向向内延伸形成有挡块11，连接卡座1上位于所述连接腔1a的两侧分别设置有封闭板4，一侧的封闭板4上倾斜设置有导向滑板41；连接头2插入连接卡座1的连接腔1a内，受导向滑板41作用产生旋转与挡块11形成自锁。
作为改进，在连接腔1a的两侧的封闭板4上均倾斜设置有导向滑板41；两侧设置导向滑板41，使呈T形结构的连接头2下插过程中，其头部两端能够产生推力，两侧受力平均，避免单侧受力可能造成的卡死现象，保证接桩过程中每个连接装置的连接头2都能顺利旋转与挡块11形成自锁，保证接桩的顺利、快速地完成。
连接卡座1的两侧设置封闭板4使连接卡座1的侧边封闭，防止水泥浆及混凝土进入连接卡座1内堵塞连接装置而影响连接；本实施例中，连接卡座1与封闭板4为采用分体式结构，连接卡座1和封闭板4分别加工，加工更为方便，加工成本低。
实施例中，连接卡座1的底座12上设置有与预制桩主筋伸出部5相适配的连接部6。
实施例中，预制桩主筋伸出部5包括主筋延长杆51以及制于主筋延长杆51端部的镦头52，连接部6包括连接孔61以及贯穿连接卡座1侧壁的滑筋孔62，连接孔61与滑筋孔62相通；滑筋孔62的宽度大于所述主筋延长杆51的直径，连接孔61的直径大于所述主筋延长杆51的直径，并小于所述镦头52的直径。
实施例中，镦头52的下表面为一锥面52a，连接孔61上扩制有锥形孔61a。
实施例中，预制桩主筋伸出部5由预制桩3的主筋延伸加工而成。
预埋连接卡座1时，预制桩主筋伸出部5的主筋延长杆51从连接部6的滑筋孔62中滑入至连接孔61中，上提连接卡座1使连接部6的连接孔61与预制桩主筋伸出部5的镦头52相配合；连接卡座1调整位置后，连接孔61上扩制的锥形孔61a与镦头52下表面的锥面52a相配合。锥形孔61a既能防止预制桩主筋伸出部5的滑动脱位，提高装配效率，也能增加镦头52与连接孔61的接触面积，提高承载力。
实施例中，连接头2通过预埋于预制桩3端部的预制桩钢筋卡头与预制桩3相连接，连接头2与所述预制桩钢筋卡头螺纹连接。
实施例中，预制桩钢筋卡头由钢筋镦头卡台71和连接管72构成。
实施例中，钢筋镦头卡台71和连接管72螺纹连接，钢筋镦头卡台71内制有内螺纹，连接管72的外壁上制有与所述内螺纹相适配的外螺纹。
预制桩钢筋卡头的钢筋镦头卡台71与钢筋端部的镦头相配合，钢筋插入钢筋镦头卡台71后镦制端部的镦头；连接管72通过其外螺纹与钢筋镦头卡台71的内螺纹相配合而连接于钢筋镦头卡台71上，连接头2通过尾部的螺纹连接于连接管72上。
实施例二，
本实施例中的连接装置与实施例一的连接装置的结构相似，所不同的是，本实施例中，如图7所示，封闭板4与连接卡座1为一体成型的整体结构，采用整体结构更能保证连接卡座1的密封性及受力性能。
一种自锁式预制桩连接装置的接桩方法：包括以下步骤：
步骤一、将下节桩沉至离地面0.8至1.2m的位置，暂停沉桩，将下节桩固定；
步骤二、将上节桩吊至下节桩上方后调直，将连接头2对准对应的连接卡座1，缓慢下放上节桩使连接头2进入对应连接卡座1的连接腔1a内，连接头2接触到导向滑板41后产生旋转，从而与挡块11形成自锁，完成一次接桩；
步骤三、重复步骤一至二，完成整个桩体的连接。
工作原理：
接桩时，预埋有连接卡座1的一端位于上端，而设置有连接头2的一端位于下端。
将下节桩沉至离地面1m左右的位置，暂停沉桩，若地质环境中存在腐蚀离子的，可在连接卡座1内灌填液态状防腐材料，若地质环境中不存在腐蚀离子的，则可直接进入进行接桩；将上节桩吊起，并使各个连接头2对准对应的连接卡座1；调整每个连接头2“T形”头的角度，使连接头2能够顺利插入对应的连接卡座1内。
下放上节桩，使各个连接头2插入对应连接卡座1的连接腔1a内，在下插过程中，当连接头2的头部接触到封闭板4上的导向滑板41，受其水平分力的作用使连接头2发生旋转，连接头2转动后，其头部位于连接卡座1上挡块11的下方，连接头2受到挡块11的阻挡无法拔出从而形成自锁。
本发明的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。