CN204059390U - 用于强腐蚀盐渍土的双护筒钻孔灌注桩 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于土木工程领域,尤其涉及一种用于强腐蚀盐渍土的双护筒灌注桩及其施工方法。本实用新型的用于强腐蚀盐渍土的双护筒钻孔灌注桩,包括外护筒(7)和内护筒(1),内护筒(1)位于外护筒(7)内,内护筒(1)为预制混凝土,混凝土内配置钢筋骨架。本实用新型的钢筋混凝土内护筒可在预制构件厂批量预制或现场预制,护筒混凝土的质量及保护层厚度等构造要求可以得到充分保证;内护筒现场拼装和就位方便,不会给施工带来过多的麻烦。
Description
技术领域
本实用新型属于土木工程领域,尤其涉及一种用于强腐蚀盐渍土的双护筒灌注桩及其施工方法。
背景技术
在世界各国和地区均有不同范围的盐渍土分布。我国盐渍土主要分布在内陆地区地势较低的平原或盆地中。其次,在滨海地区以及一些湖盆洼地也有相当面积的分布。盐渍土的主要特点是含有较多的盐,近海地区的盐渍土多以含氯盐为主(NaCl、CaCl2、MgCl2等),而内陆地区,有以含氯盐为主的(如青海地区),也有的则是以含硫酸盐为主(Na2SO4等),而大多数情况下是氯盐、硫酸盐同时存在。资料表明,很多滨海地区地下水中的氯盐、硫酸盐、镁盐含量都远远高于海水,有的地方氯盐超出海水浓度10余倍,硫酸盐甚至超出海水浓度20倍。这势必对建筑物基础和地下设施构成较强的腐蚀威胁,可能严重影响其耐久性和安全性。所以,有必要采取一定的防腐蚀措施以保证钢筋混凝土结构在规定使用年限内不发生腐蚀。随着我国沿海和内陆盐渍土地区的开发和建设,盐渍土的腐蚀问题尤为突出和重要,这一问题的合理解决对国民经济具有重大意义。
钻孔灌注桩基础由于其施工工艺成熟、承载力高(可建造大直径桩)、适用范围广已广泛应用于公路、铁路及建筑领域,其中,全护筒灌注桩是一种较为常用的施工方案,为了便于护筒材料的回收利用,还在早期单护筒灌注施工的基础上发展了双护筒施工方案。但是,钻孔灌注桩属于隐蔽工程,质量控制难度较大,可能存在保护层厚度偏差较大,混凝土密实性较差(实际的灌注桩混凝土强度远远低于试验强度值),甚至出现断桩等问题。在强腐蚀性盐渍土环境下,这种先天的不足势必对其耐久性和安全性造成更大的危险和隐患。
已有研究表明,常见的混凝土防腐蚀措施包括增加混凝土保护层的厚度和提高混凝土等级。但是在盐渍土腐蚀严重的环境里,仅靠这两种措施来提高结构物的耐久性是不够的,必须采取适当的防腐蚀工程措施。美国混凝土协会(ACI)最新确认四种保护钢筋混凝土的有效附加措施:(1)充分湿养护的低水胶比双掺(高效减水剂和矿粉)高性能混凝土、耐腐蚀材料包覆和涂覆钢筋表面(环氧涂层钢筋、不锈钢包覆钢筋)、电化学保护(阴极保护、电化学脱盐、钢筋阻锈剂)和钢筋混凝土表面防腐涂料(防渗透涂层、喷涂硅烷类憎水材料、渗透性控制模板)。
如2013年7月10日公开的中国专利申请,公开号:CN103195052A,其公开了一种用于高浓度盐溶液腐蚀环境的灌注桩及其施工方法,提出在桩基本体混凝土外设置钢护筒,通过相应厚度钢护筒的防腐年限来保证桩基耐久寿命。但在高浓度盐溶液腐蚀环境中(特别是氯盐环境的干湿循环区段),钢护筒易于腐蚀,达不到长期的防护效果,浪费大量的钢材,经济效益欠佳。
实用新型内容
本实用新型的技术效果能够克服上述缺陷,提供一种用于强腐蚀盐渍土的双护筒钻孔灌注桩,其结合了预制桩质量可靠、稳定,以及钻孔灌注桩适用范围广,便于成型大直径桩的优点。同时,能够联合采用多种提高钢筋混凝土结构耐腐蚀性的措施,对保证灌注桩混凝土结构的耐久性效果显著。
为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:其包括外护筒和内护筒,内护筒位于外护筒内,内护筒为预制混凝土,混凝土内配置钢筋骨架。
预制混凝土内护筒是本实用新型的核心,在浇筑桩身混凝土时,筒体作为永久性模板发挥作用。桩身混凝土浇注完毕,筒体又成为灌注桩本体的保护屏障和桩身不可分割的一部分。外护筒:采用Q235钢板卷制而成,与传统全护筒灌注桩施工的外护筒相同,应满足强度和刚度的要求。桩身混凝土浇筑完毕达到终凝状态即可拔除外护筒,循环使用。
预制钢筋混凝土内护筒:分段预制,筒身混凝土采用满足强腐蚀盐渍土环境所要求的相应等级的高性能混凝土,具体配合比可按照相应耐久性设计规范(即GB/T50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》、GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》、《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-2008))进行专门的设计。
本实用新型的核心在于,内护筒采用了一种新的结构(或材料)—预制钢筋混凝土,内护筒筒体结构简单,预制工艺方便。本实用新型核心主要在以下两点:(1)现有技术对于双护筒灌注桩的内护筒,采用的全部都是钢材卷制。
而本实用新型首次提出采用预制钢筋混凝土内护筒,其预制钢筋混凝土内护筒可以工厂批量生产,预制内护筒采用满足防腐要求的高性能混凝土,其配合比要根据相应规范做专门设计,并且其保护层厚度等构造均需按照规范要求认真设计。成品的预制钢筋混凝土内护筒直接运至现场使用,成品的预制钢筋混凝土内护筒周边不需要钢材,大大节省了成本;预制内护筒内部要现场浇筑混凝土作为桩基本体混凝土,由于有了预制护筒的保护,对现场浇筑混凝土不必做专门要求,采用普通混凝土即可。(2)现有技术双护筒灌注桩施工,混凝土浇筑完毕,内、外护筒都要拔除,也有内护筒不拔除的,留下作为混凝土保护屏障,以抵抗强腐蚀盐渍土的腐蚀。但留下的钢制内护筒直接暴露于腐蚀介质,钢材易腐蚀。本实用新型的预制钢筋混凝土内护筒既可以保护桩体不受腐蚀,又不增加费用,比钢护筒优势明显,是现有技术人员不曾想到的,其效果是显著的。
靠近桩端的内护筒预制成桩靴,以便于内护筒下沉就位。桩靴与外护筒之间缠绕麻绳,起到止浆的作用,防止灌注桩基本体混凝土时,水泥浆进入外护筒。
最上端的内护筒上设有内护筒帽。拼装完成并下放就位的预制钢筋混凝土内护筒顶面应与桩顶设计高程齐平或接近,为了消除混凝土浮浆的影响,保证桩顶混凝土质量,同时,避免混凝土从上端进入内、外筒之间的缝隙,故设置钢制内护筒帽,混凝土浇注完毕,达到初凝之后可以拆除、循环利用。
钢筋骨架包括间隔设置的纵向钢筋,纵向钢筋的外侧配置箍筋。纵向钢筋的外表面喷涂环氧树脂涂层。内护筒内的纵向钢筋依据施工阶段荷载计算配置。
内护筒的上下两端分别设有预埋钢板,上下相邻的内护筒之间通过预埋钢板连接。采用分段预制时,筒段两端各预埋有钢板,相邻两段筒体之间通过预埋钢板采用螺栓连接。内护筒的每端至少设有三块预埋钢板。
内护筒的外侧面涂敷防腐材料,以进一步提高筒体抵抗强腐蚀介质侵蚀的能力,提高筒体抵抗盐类侵蚀的能力。
内护筒的外侧面设有吊钩,用于预制内护筒的起吊。预制套筒吊装支架(施工临时设备):采用万能杆件或贝雷梁拼装临时吊装支架。支架中部需留出足以让套筒预制段由上而下穿过的空间。
内护筒内部中空且上下贯通,内护筒为圆柱体。
本实用新型的另一个目的是提供一种采用上述采用钢管外护筒和预制钢筋混凝土内护筒进行双护筒钻孔灌注桩施工方法,包括如下步骤:
(1)打设钢管外护筒:制作外护筒,并将外护筒打设就位;
(2)钻孔和清孔:采用常规方式进行钻孔和清孔,钻孔过程中,保持护筒内有适当的水头压力或采用适当水头高度的护壁泥浆;
(3)预制钢筋混凝土内护筒下沉就位:利用设置于孔位正上方的临时支架悬吊起事先制作好的预制钢筋混凝土内护筒段,并用螺栓将内护筒逐节拼接、下沉,准确就位;
(4)钢筋笼吊装、定位:采用常规方式进行钻孔灌注桩钢筋笼的吊装和定位;
(5)混凝土灌注:首段内护筒的桩靴下沉前,事先在外侧缠绕麻绳,起到止浆的作用,防止灌注桩体混凝土时,水泥浆进入外护筒,采用常规方法进行桩身混凝土的灌注;
(6)外护筒拔出和钢制内护筒帽拆除:钻孔灌注桩混凝土浇筑完成后,待混凝土达到终凝即可拔出外护筒,拆除内护筒帽,回收重复利用。
本实用新型的钢筋混凝土内护筒可在预制构件厂批量预制或现场预制,护筒混凝土的质量及保护层厚度等构造要求可以得到充分保证;内护筒现场拼装和就位方便,不会给施工带来过多的麻烦;钢管外护筒和钢制内护筒帽均可循环使用,大大降低了钢材耗用量;钢筋混凝土内护筒作为桩身的一部分与后续浇注的混凝土一起参与受力,并未额外增加工程的材料用量,且由于拥有了该保护屏障,桩身混凝土无须在提高其密实性和防腐能力方面投入过多的成本,采用普通混凝土即可;另外,利用钢筋混凝土内护筒还可以方便地利用喷涂硅烷类憎水材料等附加措施,达到进一步提高灌注桩抵抗强腐蚀盐渍土侵蚀能力的目的。
附图说明
图1为本实用新型的内部结构示意图;
图2为本实用新型的内护筒横断面示意图;
图3为本实用新型的内护筒立面示意图。
图中:1-内护筒;2-内护筒帽;3-纵向钢筋;4-箍筋;5-预埋钢板;6-吊钩;7-外护筒;8-桩靴;9-麻绳。
具体实施方式
如图1-图3所示,本实用新型的用于强腐蚀盐渍土的双护筒钻孔灌注桩,包括外护筒7和内护筒1,内护筒1位于外护筒7内,内护筒1为预制混凝土,混凝土内配置钢筋骨架。
靠近桩端的内护筒段预制成桩靴8,桩靴8与外护筒7之间缠绕麻绳9。最上端的内护筒段上设有内护筒帽10。钢筋骨架包括间隔设置的纵向钢筋3,纵向钢筋3的外侧配置箍筋4。内护筒的上下两端分别设有四块预埋钢板5,上下相邻的内护筒段之间通过预埋钢板5连接。外筒2的外侧面设有吊钩6。外筒2的外侧面涂敷防腐材料。纵向钢筋3的外表面喷涂环氧树脂涂层。内护筒1为圆柱体,内护筒1内部中空且上下贯通,即内护筒1为空心结构,内部在施工现场浇筑混凝土即可。
本实用新型的施工方法,包括如下步骤:
(1)打设钢管外护筒:制作外护筒,并将外护筒打设就位;
(2)钻孔和清孔:采用常规方式进行钻孔和清孔,钻孔过程中,保持护筒内有适当的水头压力或采用适当水头高度的护壁泥浆;
(3)预制钢筋混凝土内护筒下沉就位:利用设置于孔位正上方的临时支架悬吊起事先制作好的预制钢筋混凝土内护筒段,并用螺栓将内护筒逐节拼接、下沉,准确就位;
(4)钢筋笼吊装、定位:采用常规方式进行钻孔灌注桩钢筋笼的吊装和定位;
(5)混凝土灌注:首段内护筒的桩靴下沉前,事先在外侧缠绕麻绳,起到止浆的作用,防止灌注桩体混凝土时,水泥浆进入外护筒,采用常规方法进行桩身混凝土的灌注;
(6)外护筒拔出和钢制内护筒帽拆除:钻孔灌注桩混凝土浇筑完成后,待混凝土达到终凝即可拔出外护筒,拆除内护筒帽,回收重复利用。
Claims (7)
1.一种用于强腐蚀盐渍土的双护筒钻孔灌注桩,其特征在于,包括外护筒(7)和内护筒(1),内护筒(1)位于外护筒(7)内,内护筒(1)为预制混凝土,混凝土内配置钢筋骨架;靠近桩端的内护筒(1)预制成桩靴(8),桩靴(8)与外护筒(7)之间缠绕麻绳(9);最上端的内护筒(1)上设有内护筒帽(2)。
2.根据权利要求1所述的用于强腐蚀盐渍土的双护筒钻孔灌注桩,其特征在于,钢筋骨架包括间隔设置的纵向钢筋(3),纵向钢筋(3)的外侧配置箍筋(4)。
3.根据权利要求1或2所述的用于强腐蚀盐渍土的双护筒钻孔灌注桩,其特征在于,内护筒(1)的上下两端分别设有预埋钢板(5),上下相邻的内护筒(1)之间通过预埋钢板(5)连接。
4.根据权利要求3所述的用于强腐蚀盐渍土的双护筒钻孔灌注桩,其特征在于,内护筒(1)的每端至少设有三块预埋钢板(5)。
5.根据权利要求1所述的用于强腐蚀盐渍土的双护筒钻孔灌注桩,其特征在于,内护筒(1)的外侧面设有吊钩(6)。
6.根据权利要求1所述的用于强腐蚀盐渍土的双护筒钻孔灌注桩,其特征在于,内护筒(1)的外侧面涂敷防腐材料,纵向钢筋(3)的外表面喷涂环氧树脂涂层。
7.根据权利要求1所述的用于强腐蚀盐渍土的双护筒钻孔灌注桩,其特征在于,内护筒(1)内部中空且上下贯通,内护筒(1)为圆柱体。
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