CN204898660U - 腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩，它由至少一桩段组成，各该桩段由高强预应力混凝土管桩与抗拉抗压管芯组成，该抗拉抗压管芯和该高强预应力混凝土管桩的内壁连接。采用常用的材料和施工方案，使得抗压抗拉复合桩不但达到能够满足特殊环境条件下的使用要求，也较目前常采用的混凝凝土预制桩提高了耐久性；实现了经济合理，施工方便的效果。且本实用新型采用常用的材料和施工方法，使之可达到能够满足特殊环境条件下的使用性能和耐久性要求。

Description

腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩

技术领域

本实用新型属于复合桩领域，尤指一种适用于腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩。

背景技术

目前，随着工业化进程的发展，厂矿企业和房地产业增加迅速，土地也越来越紧张，为了缓解日益紧张的土地需求，许多地方政府采取对周边沿海进行填海的方式将海岸线向前推进，开辟新的土地以用来添设工业开发区、新技术开发区等地区。然而，这些地区地下水位高，地下水或土对钢筋和混凝土都有不同程度的腐蚀性，有的地区地下水、土中SO₄ ^2-、CL^-离子含量高，已达到国家标准规定的强腐蚀环境的条件，且建筑物或构筑物自身局部或整体不能抵抗地下水产生的浮力，需采用一些技术措施才能保证建构筑物抗浮稳定性。对于一般环境地区的抗浮稳定性问题，通长采用的方法是增加配重、增设抗浮锚杆和抗拔桩等措施。但增加配重受场地环境影响无法设置在沿海地区，而增设抗浮锚杆无法应用在强腐蚀的环境中，因此，导致在强腐蚀的环境中通常采用抗浮(拔)桩的方法来保证建筑物的抗浮稳定性。

而在现有技术中，一般只可采用预制钢筋混凝土抗拔桩。因为混凝土构件在水和土中SO₄ ^2-、CL^-离子含量高的腐蚀环境条件下，首先SO₄ ^2-离子对混凝土表面长期渗透，SO₄ ^2-离子和混凝土产生化学反应导致混凝土产生微细的龟裂，混凝土保护层受到腐蚀；然后经CL^-离子的长期渗透侵蚀，一旦达到钢筋表面，CL^-和钢筋发生化学反应，钢筋开始腐蚀，CL^-对钢筋的腐蚀为结晶腐蚀，钢筋的体积开始膨胀，导致混凝土发生龟裂，引起混凝土保护层的剥离，最终导致钢筋混凝土构件强度大大下降。因此《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008中，规定强腐蚀环境条件下，混凝土桩应采用预制钢筋混凝土桩，但应采取提高桩身混凝土的耐腐蚀性能、增加混凝土富裕量或表面涂刷防腐蚀涂层等防护措施，以解决地下水或土中SO₄ ^2-、CL^-离子含量高的腐蚀环境的条件下的混凝土桩的耐久性问题。

而提高桩身凝土的耐腐蚀性防护的具体措施，通常采用的方法是提高混凝土强度等级、采用抗硫酸盐的硅酸盐水泥、掺入抗硫酸盐的外加剂和矿物掺和料等以提高混凝土的抗渗性能，减少混凝土的开裂；增加桩身保护层厚度以保证桩身承载力；桩身表面涂刷防腐蚀涂层等；但混凝土的特性是抗压性能好，抗拉薄弱，在抗拉受力状态下混凝土构件是带裂缝工作的，这势必导致使用过程中，即使采用以上措施预制钢筋混凝土抗拔桩的桩身的耐久性也大打折扣。

且在施工过程中存在防腐涂层摩擦损坏、抗拔桩带裂缝工作、预制桩较长时运输困难等问题

实用新型内容

本实用新型的目的，在于提供一种适用于腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩，可在沿海的填海地区海水环境、地下水或土中SO₄ ^2-、CL^-离子含量高的腐蚀环境的条件下，解决建、构筑物自身重量不能满足抗浮稳定性要求，需采用措施才能保证建、构筑物抗浮稳定性的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩，它由至少一桩段组成，各该桩段由高强预应力混凝土管桩与抗拉抗压管芯组成，该抗拉抗压管芯和该高强预应力混凝土管桩的内壁连接。

在一较佳实施例中，当由两个以上的桩段进行上下接桩时，上下相邻的两个该桩段通过在上的该桩段下端设有的桩接头钢板和在下的该桩段上端设有的套箍连接，该抗拉抗压管芯和该高强预应力混凝土管桩的内壁栓塞粘接。

在一较佳实施例中，当由两个以上的桩段进行上下接桩时，最上的该桩段节长为最大节长。

在一较佳实施例中，各所述抗拉抗压管芯由微膨胀混凝土管芯内设置钢筋笼组成。

在一较佳实施例中，所述钢筋笼由管芯抗拔钢筋辅以管芯钢筋笼螺旋箍筋组成。

在一较佳实施例中，同一所述桩段中的所述钢筋笼的长度与所述高强预应力混凝土管桩相同，同一所述桩段中的所述钢筋笼外直径为所述高强预应力混凝土管桩内径减去100mm。

在一较佳实施例中，所述高强预应力混凝土管桩的内壁为凹凸不平的内表面。

在一较佳实施例中，最底端的所述桩段底端设有桩尖，最顶端的该桩段连接承台或基础底板。

在一较佳实施例中，所述为十字钢桩尖或锥形钢桩尖，所述承台或所述基础底板下方设有垫层。

在一较佳实施例中，所述桩接头钢板和所述套箍分别套设有热收缩聚乙烯套膜。

本实用新型有益效果是：采用常用的材料和施工方案，使得抗压抗拉复合桩不但达到能够满足特殊环境条件下的使用要求，也较目前常采用的混凝凝土预制桩提高了耐久性；实现了经济合理，施工方便的效果。且本实用新型采用常用的材料和施工方法，使之可达到能够满足特殊环境条件下的使用性能和耐久性要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的内部受力示意图。

图3是本实用新型的整体结构受力示意图。

具体实施方式

以下仅以实施例说明本实用新型可能的实施态样，然而并非用以限制本实用新型所欲保护的范畴，先予叙明。

如图1至图3所示，本实用新型提供一种腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩，它由至少一桩段10组成，各该桩段10由高强预应力混凝土管桩2与抗拉抗压管芯3组成，该抗拉抗压管芯3和该高强预应力混凝土管桩2的内壁连接。

对于需求桩长较长时，可由多个桩段10上下接桩而成，上下相邻的两个该桩段10通过在上的该桩段10下端设有的桩接头钢板8和在下的该桩段10上端设有的套箍9连接。由于在腐蚀环境中使用，对于桩接头钢板8和套箍9，需采用较厚的钢板制成，增以加钢零件的腐蚀裕量；或者可采用桩接头钢板8和套箍9套设有热收缩聚乙烯套膜的方式，进行保护。考虑高强预应力混凝土管桩2上端受到较大的拉力，拉力随深度逐渐减少，对于需要高强预应力混凝土管桩2接桩时，使用过程中最上的该桩段10的高强预应力混凝土管桩2的节长应采用最大节长，即最上的该桩段10的节长为最大节长。

如图1示，在一较佳实施例中，各所述抗拉抗压管芯3由微膨胀混凝土管芯11内设置钢筋笼12组成。

较佳地，所述钢筋笼12由管芯抗拔钢筋4辅以管芯钢筋笼螺旋箍筋5组成。

在具体实施中，为配合使用，最底端的该桩段10底端设有桩尖1，最顶端的该桩段10连接承台6或基础底板。

以下就一实施例说明本实用新型的受力机理：

在本实用新型的桩身抗拔过程中，上部结构(承台6或基础底板)的上浮力(本实用新型的桩身受到的拉力)F1通过抗拉抗压管芯3传递竖向拉力；腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩的抗拉抗压管芯3为微膨胀钢筋混凝土结构，对高强预应力混凝土管桩2产生微膨胀水平张力。如图1所示，较佳地，高强预应力混凝土管桩2的内壁13为凹凸不平的内表面，使抗拉抗压管芯3和高强预应力混凝土管桩2产生粘结作用，形成粘结作用力F2；由于抗拉抗压管芯3的微膨胀张力F3和抗拉抗压管芯3与高强预应力混凝土管桩2的粘结作用，使抗拉抗压管芯3与高强预应力混凝土管桩之间产生栓塞作用，在栓塞作用下实现较腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩的整体作用(抗拉抗压管芯3对高强预应力混凝土管桩2的微膨胀水平张力和粘结作用，如图2所示)；最终由较腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩的桩周土体的侧摩阻力F4抵抗桩身竖向拉力，实现抗拔目的(如图3所示)。

在实际使用中，腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩采用的高强预应力混凝土管桩2，尽量采用壁厚较薄的型号，比如直径为500mm的桩，最好采用100mm壁厚；直径为600mm的桩，最好采用110mm壁厚，使高强预应力混凝土管桩的管芯直径尽量大，在同样单桩竖向抗拔承载力的情况下，置入抗拉抗压管芯3后可提高高强预应力混凝土管桩2的管芯部分的有效抗拔作用，并按照高强预应力混凝土管桩2的管芯截面和拉力确定管芯抗拉钢筋4；抗拉抗压管芯3通过与高强预应力混凝土管桩2栓塞作用将拉力传递给高强预应力混凝土管桩2，对高强预应力混凝土管桩2产生竖向拉力。高强预应力混凝土管桩2由于自身的预应力钢筋的预压应力，非受力状态下其桩身混凝土处于受压状态，在使用过程中通过控制高强预应力混凝土管桩2的桩身抗拔力，使高强预应力混凝土管桩2的桩身混凝土不产生拉应力，这样高强预应力混凝土管桩2的桩身就不会产生裂缝，保证了高强预应力混凝土管桩2的抗渗性能，同时也保证了抗拉抗压管芯3不被地下水土侵蚀，保证了抗压抗拉复合桩的耐久性。

现以一较佳实施例说明，具体施工时的加工步骤。

首先进行高强预应力混凝土管桩2采购，这在沿海地区采购非常方便；桩尖1根据土质情况可为十字钢桩尖或锥形钢桩尖，以对腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩进行封底，然后采用静压或锤击打桩均可进行送桩；

待高强预应力混凝土管桩2施工完毕；根据高强预应力混凝土管桩2的混凝土管芯直径绑扎钢筋笼12，钢筋笼12的长度同高强预应力混凝土管桩2，管芯抗拔钢筋4的数量按照抗拔承载力要求设置，钢筋笼12的外直径为高强预应力混凝土管桩2的内径减去100mm；这样受力钢筋笼12的保护层为50mm，同时高强预应力混凝土管桩2的桩壁成为抗拉抗压管芯3的防护隔墙。

待钢筋笼12放置到位，采用C40微膨胀细石混凝土进行高强预应力混凝土管桩2的管芯的灌芯，形成微膨胀混凝土管芯11，至此成桩完毕。

待28天后，微膨胀混凝土管芯11的混凝土达到设计强度，进行试桩，待试桩满足承载力后，可以进行桩基全面施工；桩基施工阶段完毕后，经检测合格可以进行上部结构施工。为方便后续使用，最上的该桩段中的该管芯抗拔钢筋凸伸出40倍该管芯抗拔钢筋直径的长度。

综上所述，本实用新型不但实现其抗拔优势，对于承受竖向压力也大大提高了桩身安全度，对于既要承受竖向压力和又要承受竖向拉力的建、构筑物桩基，使用腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩可以取得一举两得的效果，不但节约了成本，同时满足特殊环境条件下使用性能要求。

且腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩按照就地取材，施工方便的原则采用高强预应力混凝土管桩和抗拉抗压管芯组成，抗拉抗压管芯为钢筋+微膨胀混凝土结构；在桩身抗拔过程中，上部结构上浮力通过抗拉抗压管芯3传递竖向拉力，通过高强预应力混凝土管桩2与抗拉抗压管芯3的栓塞作用形成腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩的整体作用；最终由桩周土体的侧摩阻力抵抗桩身竖向拉力，实现抗拔目的；其中抗拉抗压管芯3的钢筋混凝土为抗拔受力主要部分，高强预应力混凝土管桩本身耐久性好做为抗拉抗压管芯3的保护墙，使得腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩即可以满足抗拔功能，也可以满足防腐要求；解决了预制钢筋混凝土桩施工过程中防腐涂层摩擦损坏、抗拔桩带裂缝工作、预制桩较长运输困难等问题；同时又能满足水、土中SO₄ ^2-、CL^-离子含量高的腐蚀环境混凝土结构构件的耐久性要求；施工工艺简单，耐久性好。

Claims (10)

1.一种腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩，其特征在于，它由至少一桩段组成，各该桩段由高强预应力混凝土管桩与抗拉抗压管芯组成，该抗拉抗压管芯和该高强预应力混凝土管桩的内壁连接。

2.根据权利要求1所述的腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩，其特征在于，当由两个以上的桩段进行上下接桩时，上下相邻的两个该桩段通过在上的该桩段下端设有的桩接头钢板和在下的该桩段上端设有的套箍连接，该抗拉抗压管芯和该高强预应力混凝土管桩的内壁栓塞粘接。

3.根据权利要求1或2所述的腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩，其特征在于，当由两个以上的桩段进行上下接桩时，最上的该桩段节长为最大节长。

4.根据权利要求1或2所述的腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩，其特征在于，各所述抗拉抗压管芯由微膨胀混凝土管芯内设置钢筋笼组成。

5.根据权利要求4所述的腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩，其特征在于，所述钢筋笼由管芯抗拔钢筋辅以管芯钢筋笼螺旋箍筋组成；和/或，

最上的该桩段中的该管芯抗拔钢筋凸伸出40倍该管芯抗拔钢筋直径的长度。

6.根据权利要求4所述的腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩，其特征在于，同一所述桩段中的所述钢筋笼的长度与所述高强预应力混凝土管桩相同，同一所述桩段中的所述钢筋笼外直径为所述高强预应力混凝土管桩内径减去100mm。

7.根据权利要求1或2所述的腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩，其特征在于，所述高强预应力混凝土管桩的内壁为凹凸不平的内表面。

8.根据权利要求1或2所述的腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩，其特征在于，最底端的所述桩段底端设有桩尖，最顶端的该桩段连接承台或基础底板。

9.根据权利要求8所述的腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩，其特征在于，所述桩尖为十字钢桩尖或锥形钢桩尖，所述承台或所述基础底板下方设有垫层。

10.根据权利要求2所述的腐蚀环境下的抗压抗拔复合桩，其特征在于，所述桩接头钢板和所述套箍分别套设有热收缩聚乙烯套膜。