采用可位移式套筒连接的复合配筋先张法预应力混凝土桩技术领域
本发明涉及建筑、交通、港口、水利、市政等领域，尤其涉及一种采用可位移式套筒
连接的复合配筋先张法预应力混凝土桩。
背景技术
目前市场上的预制桩主要包含两大类：一、先张法预应力混凝土桩，该混凝土桩仅
配置预应力钢筋的预制桩。由于桩身仅配置预应力钢筋，由于该钢筋断后延伸率较低，所以
桩身抗弯破坏时，脆性较大。二、预制混凝土桩，该混凝土桩仅配置非预应力钢筋的混凝土
桩，由于其仅配置非预应力钢筋，桩身的抗裂性、耐腐蚀性均较差。
考虑到以上的原因，目前市场上生产了配置非预应力钢筋的预应力桩，主要有一
下三种：1)先张法部分预应力方桩，这种桩同时配置预应力钢筋和非预应力钢筋的浇筑成
型的桩；2)复合配筋先张法预应力混凝土管桩，这种桩同时配置预应力钢筋和非预应力钢
筋并通过离心成型的预应力混凝土管桩；3)低预应力预制混凝土实心方桩，通过张拉热轧
钢筋带来桩身预应力的混凝土桩。
先张法部分预应力方桩及复合配筋先张法预应力混凝土管桩均是同时配置了预
应力钢筋及非预应力钢筋的，采用先张法张拉成型的预制桩，该桩型由于同时配置预应力
钢筋及非预应力钢筋，桩身的耐久性及延性都相对较好，其推广使用能够带来较好的社会
效益及经济效益。该桩型中，非预应力钢筋的设置及连接方式主要有以下两种：
一、非预应力钢筋与预应力钢筋采用相同的设置方式连接，两端用墩头与端板连
接，整根钢筋没有接头，如图1-2所示，当预应力钢筋张拉的时候，非预应力钢筋也同时张
拉。在该类型的桩型中，由于预应力钢筋要达到产品所需的预应力时，张拉位移较大(一般
10m左右桩长，张拉变形为5～8cm)，由于预应力钢筋抗拉强度远高于非预应力钢筋，非预应
力钢筋如果产生如此大变形时，则已经进入塑性变形状态，非预应力钢筋局部直径可能会
产生变化，钢筋的力学性能可能也会受到影响；
二、非预应力钢筋整根分为两段或三段采用搭接的连接方式，如图3-4所示，采用
这种连接方式，各段钢筋可以自由发生位移，钢筋内不会产生拉应力，考虑到各段钢筋需产
生相对位移，钢筋的搭接不能绑扎，对于连接的强度有较大影响。该方式最大的问题在于某
些情况下不能满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010的要求。《混凝土结
构设计规范》中规定钢筋搭接均应为绑架搭接，且其中8.4.2条规定“轴心受拉或小偏心受
拉杆件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接”。
发明内容
针对目前复合配筋先张法预应力混凝土桩的非预应力钢筋连接上的缺陷，本发明
提供一种采用可位移式套筒连接的复合配筋先张法预应力混凝土桩。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种用于连接钢筋的可位移
式套筒，所述钢筋的一端具有墩头，所述套筒由第一套管和一体成型在第一套管上端的第
二套管组成；所述第一套管的内径大于墩头的直径；所述第二套管的内径大于钢筋的直径，
小于墩头的直径；所述第一套管内开有内螺纹。
一种包括上述套筒的复合配筋先张法预应力混凝土桩，还包括若干预应力钢筋、
若干非预应力钢筋部和两个端板；所述两个端板之间沿其周向方向均匀布置预应力钢筋和
非预应力钢筋部，所述非预应力钢筋部至少一个；所述非预应力钢筋部包括至少两个非预
应力钢筋，相邻两个非预应力钢筋之间通过套筒相连或直接固定连接。
进一步地，所述非预应力钢筋的数量为2或3。
进一步地，所述预应力钢筋和非预应力钢筋部通过墩锚式或螺栓锚式或焊接式与
端板相连。
本发明的有益效果是：现有的先张法部分预应力方桩及复合配筋先张法预应力混
凝土管桩的非预应力钢筋均是通过不绑扎的搭接连接方式，其力学性能并不可靠，且根据
《混凝土结构设计规范》8.4.2条规定，轴心受拉及小偏心受拉赶紧的纵向钢筋不得采用绑
扎搭接。本发明中采用了可位移式套筒将非预应力钢筋连接在一起，机械连接的方式让钢
筋连接传力更直接、可靠；套筒两端的钢筋可根据张拉前的设定发生相对位移的特点，使非
预应力钢筋力学不产生或产生较小拉力，让复合配筋的桩型力学性能更加可靠。
附图说明
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是非预应力钢筋与预应力钢筋采用相同的设置方式连接图；
图2是图1中的局部放大图；
图3是非预应力钢筋整根分为两段或三段采用搭接的连接方式图；
图4为图3中的局部放大图；
图5是本发明实施例中套管的剖视图；
图6是本发明实施例中采用可位移式套筒连接的复合配筋先张法预应力混凝土桩
的结构示意图；
图中，钢筋1、墩头2、套筒3、第一套管4、第二套管5、预应力钢筋6、非预应力钢筋部
7、端板8、非预应力钢筋9。
具体实施方式
针对目前的配置非预应力钢筋的预应力桩，由于其非预应力钢筋的连接方式并不
合理，导致其力学性能并不可靠，尤其在该桩用于抗拔桩，桩身轴心受拉或小偏心受拉时，
桩身抗拉承载力不一定能达到计算值的问题。
如图5所示，一种用于连接钢筋1的可位移式套筒，所述钢筋1的一端具有墩头2，所
述套筒3由第一套管4和一体成型在第一套管4上端的第二套管5组成；所述第一套管4的内
径大于墩头2的直径；所述第二套管5的内径大于钢筋1的直径，小于墩头2的直径；所述第一
套管4内开有内螺纹。
如图6所示，一种包括上述套筒3的复合配筋先张法预应力混凝土桩，所述套筒至
少有一个，还包括若干预应力钢筋6、若干非预应力钢筋部7和两个端板8；所述两个端板8之
间沿其周向方向均匀布置预应力钢筋6和非预应力钢筋部7，所述非预应力钢筋部7至少一
个；所述预应力钢筋6和非预应力钢筋部7与端板8相连；所述非预应力钢筋部7包括至少两
个非预应力钢筋9，相邻两个非预应力钢筋9之间通过套筒3相连或直接固定相连；当非预应
力钢筋9只有两个时，两个非预应力钢筋9通过套筒3相连，非预应力钢筋9两端均墩头，其中
一个墩头上开有外螺纹，所述外螺纹与套筒3上的内螺纹旋接，通过旋转套筒3调整带螺纹
丝的钢筋进入套筒3的深度，另一墩头设置在套筒3内，可自由移动，且套筒3可随意旋转，从
而调节钢筋墩头在套筒3内可位移的尺寸。张拉前通过计算可确定预应力钢筋6需要张拉的
位移，相应该位移留出套筒3内墩头可位移尺寸。张拉后，预应力钢筋按设计要求产生一定
预应力，非预应力钢筋不产生预应力或产生极小预应力。这种钢筋的连接方式使钢筋的连
接即可靠，又不至于产生较大的内力导致钢筋性能发生变化。当非预应力钢筋9有3根或3根
以上时，其中至少有两个根采用套筒3进行连接，其连接方式和上述相同，其余采用固定连
接方式，该固定连接方式为本领域公知的焊接或螺纹旋接等。
所述预应力钢筋6和非预应力钢筋部7通过墩锚式或螺栓锚式或焊接式与端板8相
连。