CN201826306U - 带桩靴的囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩 - Google Patents

Abstract

一种带桩靴的囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩及施工方法，包括防腐蚀材料制成的筒状的包覆囊体，包覆囊体的内、外表面分别为凹凸不平的表面，包覆囊体内的下部设有托底，托底的周边与包覆囊体的侧壁相连，包覆囊体内位于托底的下端设有一个硬质防腐桩靴，在包覆囊体外侧的附近沿着包覆囊体的轴线方向设有至少一根注浆管，每根注浆管的底端延伸到包覆囊体的底端附近，在每根注浆管的下部靠近所述托底处分别设有一个低压注浆孔和多个高压注浆孔。其目的在于提供一种在高腐蚀性卤水地层内的桩基础和复合地基中具有可靠长期防腐性能，降低腐蚀性地层内建、构筑物基础高昂的维护费用的带桩靴的囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩及施工方法。

Description

带桩靴的囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩

技术领域

本实用新型涉及一种应用于各类交通工程、工业与民用建筑工程的桩基础和复合地基中的抗腐蚀、侵蚀的带有桩靴的包覆囊体防腐装置及使用该装置制作的防腐桩。

背景技术

目前，不论是在与海水具有水利联系的场地内进行的近海工程建设，还是在内陆盐湖地区开展的大型基建项目，都面临卤水地层对一般建筑材料的腐蚀、侵蚀和剥蚀问题，以致被迫降低建筑的设计使用寿命，并造成项目后期维护费用高昂。一些针对腐蚀性场地内的建、构筑物的调查和相关试验表明：卤水或盐湖环境，以及盐湖周围的盐渍土地层对钢材、混凝土和粘土砖具有严重的长期腐蚀和侵蚀作用。在盐渍土条件下，普通混凝土3年左右就开始粉化，即便采用环氧涂层或环氧玻璃钢等保护措施，由于气候和环境因素，有机保护层加速老化，内部混凝土会发生严重的腐蚀。目前，盐渍土地区的一些电力和隧道工程项目中采用的油毡隔离、玻璃钢防护和花岗岩基础等措施进行的被动防护不仅造价高昂，而且防蚀效果也并不明显，正常使用寿命通常不足20年。

对于高腐蚀性卤水地层中的桩基、复合地基工程中的一些传统处理方法和现有的改进防腐技术措施，主要有以下几点不足：

1.普通的钢筋混凝土桩基形式受卤水地层的化学腐蚀和物理侵蚀、剥蚀严重，虽然承载力相对较高，但正常使用寿命很短，一般10年左右就需要托换大修一次，维护费用十分高昂；

2.复合地基处理方法采用的竖向基桩形式一般为碎石桩，其施工过程中对桩周盐渍土体的增强效果不理想，且受盐渍土场地内的碎石桩复合地基整体性的限制，加载后地基长期变形很大且不易稳定，基桩桩体易产生鼓胀破坏，其承载和变形性能难以满足要求；

3.在桥梁或港口工程中应用的纤维增强复合包覆层防腐技术具有较好的工程耐久性，但其主要适用于预制桩型，且造价较高，对腐蚀性场地内的一般工业与民用建筑桩基础而言，并不适用。

4.采用改进桩身混凝土和受力筋材料特性的方式虽然能够满足桩基防腐的要求，但桩身的制作安装工艺复杂，且对应新型防腐材料的费用大大高于常规混凝土，故这种方法无法与现行桩基施工能力和预算相匹配，成熟工法有待进一步开发。

目前，对于诸如卤水地层等高腐蚀性场地条件下，地基和基础工程领域内具有较为普遍适用性的基桩防护技术和配套施工工法，是急需解决的一项工程难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够抵抗地层中卤水的化学腐蚀和氯盐的物理结晶侵蚀作用，有效的将地层中的卤水环境与桩材隔绝，在高腐蚀性卤水地层内的桩基础和复合地基中具有可靠长期防腐性能，在保证基本承载力的同时，大幅提高桩身的服役寿命，使桩基础工作年限同建筑物设计寿命相适应，降低腐蚀性地层内建、构筑物基础高昂的维护费用，降低灌注材料消耗和施工时间，降低腐蚀性地层内一般建筑基础防腐的施工成本，制作和制造方式灵活，能够方便的适应多种桩基和地基处理施工的要求，便于推广应用的带桩靴的囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩。

本实用新型的带桩靴的囊式防腐装置，包括防腐蚀材料制成的筒状的包覆囊体，包覆囊体的内、外表面分别为凹凸不平的表面，包覆囊体内的下部设有托底，托底的周边与包覆囊体的侧壁相连，包覆囊体内位于托底的下端设有一个硬质防腐桩靴，在包覆囊体外侧的附近沿着包覆囊体的轴线方向设有至少一根注浆管，每根注浆管的底端延伸到包覆囊体的底端附近，在每根注浆管的下部靠近所述托底处分别设有一个低压注浆孔和多个高压注浆孔。

本实用新型的带桩靴的囊式防腐装置，其中所述包覆囊体的内、外表面分别为鱼鳞状或网格状或蜂窝状的凸棱或波纹形，包覆囊体的横截面的形状为圆形或正多边形或“工”字型或“T”字型或“凹”字型。

本实用新型的带桩靴的囊式防腐装置，其中所述低压注浆孔的孔径为10-50mm，低压注浆孔的外表包裹有滤网，所述高压注浆孔的孔径为5-36mm，高压注浆孔的表面被橡胶套紧包，所述包覆囊体和所述托底采用聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)或表面涂敷有防腐涂层的土工布或聚脂类塑料材料制成，包覆囊体和托底厚度为0.5-10mm。

本实用新型的带桩靴的囊式防腐装置，其中所述包覆囊体采用高密度聚乙烯(HDPE)材料制成，所述托底包括筒状的侧壁，筒状侧壁的高度为50-500mm，托底的筒状侧壁与所述包覆囊体的侧壁之间采用层叠搭接热挤压焊接相连，托底的筒状侧壁的顶端具有环形的翼缘，环形翼缘的上端安装有钢盖板，钢盖板的底面与所述托底的环形翼缘之间设有遇水膨胀的密封胶条或石棉绳盘条或橡胶密封垫圈。

本实用新型的带桩靴的囊式防腐装置，其中所述钢盖板的厚度为5-30mm，所述防腐桩靴采用向所述包覆囊体内所述托底下方灌注流态的碱激发水泥基胶凝材料或地聚合物浆液或聚合物水泥砂浆固结形成，在包覆囊体内托底下方预埋有多个连接铆钉，多个连接铆钉用于连接固定所述钢盖板。

本实用新型的带桩靴的囊式防腐装置，其中所述钢盖板的厚度为5-30mm，所述防腐桩靴为与所述包覆囊体的横截面相同的柱形，防腐桩靴的中部设有空腔，防腐桩靴的外侧壁上设有多道10-30mm深的凹槽，防腐桩靴通过位于凹槽处的多道卡箍与所述包覆囊体绑扎相连，钢盖板的中部具有通孔，钢盖板中部通孔的周边具有向下延伸的套筒，套筒向下伸入所述空腔中。

使用本实用新型的带桩靴的囊式防腐装置的防腐桩，包括所述带桩靴的囊式防腐装置，带桩靴的囊式防腐装置的所述包覆囊体内位于所述托底的上方充填有膨胀混凝土，膨胀混凝土中沿包覆囊体的轴向设有至少一个加筋构件，包覆囊体的外侧包裹有膨胀水泥砂浆固结薄层，在膨胀混凝土的顶部浇注碱激发水泥浆液或聚合物水泥砂浆或地聚合物浆液，凝结后构成封闭的防腐桩帽。

本实用新型的防腐桩，其中所述膨胀水泥砂浆固结薄层采用掺有6％-12％膨胀剂的防腐蚀浆液通过注浆管的一端注入桩孔后固结构成，并在每个所述加筋构件的上、中、下部分别套装有多个对中支架，每个加筋构件底部端头上分别套装有一个防护座。

与现有盐渍土地层内的桩基和地基处理技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的带桩靴的囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩，能够将桩身承载体完全密封包裹于能够有效抵抗地层中卤水的化学腐蚀和氯盐的物理结晶侵蚀作用的包覆式囊体内，有效的将地层中的卤水环境与桩材隔绝，大幅提高了桩身主要承载结构的服役寿命，降低腐蚀性地层内建、构筑物基础高昂的维护费用。

2、本实用新型带桩靴的囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩，改进了现有建筑材料和石化工业中成熟的材料和防腐技术，降低了灌注材料消耗和施工时间，同时也能够降低腐蚀性地层内一般建筑基础防腐的施工成本。

3、应用本实用新型的带桩靴的囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩，其主要结构和工艺的施工技术成熟，制作和制造方式灵活，能够方便的适应多种桩基和地基处理施工的要求，便于推广应用。

下面结合附图及具体实施例详述本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型带有桩靴的柔性囊式防腐装置的一种实施方式的主视图；

图2为图1的局部放大图；

图3为图1的B-B截面的俯视图；

图4为本实用新型带有桩靴的柔性囊式防腐装置的另一种实施方式的主视图；

图5为包覆囊体是“T”字型的横截面的结构示意图；

图6为包覆囊体是“工”字型的横截面的结构示意图；

图7为包覆囊体是“凹”字型的横截面的结构示意图；

图8为使用图1所示的带有桩靴的柔性囊式防腐装置的防腐桩的主视图；

图9为使用图4所示的带有桩靴的柔性囊式防腐装置的防腐桩的主视图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型的带桩靴的囊式防腐装置，包括防腐蚀材料制成的筒状的包覆囊体1，包覆囊体1的内、外表面分别为凹凸不平的表面，具体可以为鱼鳞状或网格状或蜂窝状的凸棱或波纹形的表面，包覆囊体1内的下部设有托底2，托底2包括筒状的侧壁，筒状侧壁的高度为50-500mm，托底2的筒状侧壁与包覆囊体1的侧壁之间采用层叠搭接热挤压焊接相连，托底2的筒状侧壁的顶端具有环形的翼缘，环形翼缘的上端安装有钢盖板5，钢盖板5的厚度为5-30mm，钢盖板5的底面与托底2的环形翼缘之间设有遇水膨胀的密封胶条或石棉绳盘条或橡胶密封垫圈。

包覆囊体1内位于托底2的下端设有一个硬质防腐桩靴3，在包覆囊体1外侧的附近沿着包覆囊体1的轴线方向设有五根注浆管4，每根注浆管4的底端延伸到包覆囊体1的底端附近，在每根注浆管4的下部靠近托底2处分别设有一个低压注浆孔6和多个高压注浆孔7。低压注浆孔6的孔径为10-50mm，低压注浆孔6的外表包裹有滤网8，高压注浆孔7的孔径为5-36mm，高压注浆孔7的表面被橡胶套紧包，包覆囊体1和托底2采用聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)或表面涂敷有防腐涂层的土工布或聚脂类塑料材料制成，包覆囊体1和托底2厚度为0.5-10mm。

上述包覆囊体1的截面形状可以根据桩孔孔径的大小和形状设置成圆形或正多边形，以便于加工制作，其截面形状的直径或周长可采用等于或略小于桩孔的直径或周长的尺寸；当采用包覆式防腐囊体后插工艺或基础中的一些基桩作为抗弯、抗浮或抗剪结构构件时，也可根据基桩的不同的承载特性将包覆囊体1的截面形状制作成如图6所示的“工”字型，或如图5所示的“T”型，或如图7所示的“凹”型，具体可根据桩长、承载要求、配筋形式及腐蚀性地层的特点综合确定。包覆囊体1也可以采用高密度聚乙烯(HDPE)材料制成。

防腐桩靴3采用向包覆囊体1内托底2下方灌注流态的碱激发水泥基胶凝材料或地聚合物浆液或聚合物水泥砂浆固结形成，在包覆囊体1内托底2下方预埋有多个连接铆钉9，多个连接铆钉9用于连接固定钢盖板5。

如图4所示，防腐桩靴3也可以是与包覆囊体1的横截面相同的柱形，防腐桩靴3的中部设有空腔11，防腐桩靴3的外侧壁上设有多道10-30mm深的凹槽12，防腐桩靴3通过位于凹槽12处的多道卡箍10与包覆囊体1绑扎相连，钢盖板5的中部具有通孔，钢盖板5中部通孔的周边具有向下延伸的套筒，套筒向下伸入空腔11中。

本实用新型的带桩靴的囊式防腐装置的密封防腐设计核心是将包覆式防腐囊体的上、下端头与上密封顶盖结构和下密封托底结构实现完全密封连接，从而将桩身材料与周围腐蚀性地层完全隔离。在使用时，对处于较强腐蚀性环境中的包覆囊体1，其下端与防腐桩靴3的密封连接可以采用外嵌入式和内嵌入式两种不同方式。采用外嵌入式连接时，防腐桩靴3的侧面制作粗多个具有一定深度和曲率的凹槽12，并将包覆囊体1适度弯折后置于槽内，然后在凹槽12内注入胶结物质，同时在预设位置处将包覆囊体1和防腐桩靴3进行固定实现密封连接；也可将包覆囊体1的下端直接植入模具内未凝固的防腐混凝土材料内，待凝固以后实现包覆囊体1与包覆囊体1下端的密封连接。当采用内嵌入式连接时，将制作成型的防腐桩靴3全部或部分内嵌于封闭的包覆囊体1下端，同时为保证内嵌入式连接的强度，也可在包覆囊体1下端端头和防腐桩靴3间衬入密封胶泥或涂刷一定厚度的胶结材料，再利用多道卡箍10抱死的方式实现连接紧固。

本实用新型的带桩靴的囊式防腐装置具体实施方式可以是：

1、取长×宽：15.65m×1.3m、厚1.2mm的HDPE材质的内、外表面具有斜纹状粗糙网格的土工膜材料一块，将其短边延10cm和5cm向内翻折两道，并将其短边按圆周向搭接40mm后利用热焊机焊接成长15m、直径0.41m，上端敞口、下端为内凹环形的圆筒；裁剪出与筒体内凹下端尺寸相匹配的同材质囊体材料，压实后，实施内凹弯折热焊拼接，制成上端敞口、下端内凹封闭的包覆囊体1；

2、采用碱激发混凝土材料在预先制作好的模具内浇注防腐桩靴3，浇注的碱激发混凝土中掺入一定的短纤维，以改善混凝土的抗裂性能，待碱激发混凝土处于流塑～硬塑临街状态时，在不脱模的情况下，抠出宽1.4mm，深约100mm的凹槽12，在凹槽12中灌入聚酯类胶体材料，同时将包覆囊体1下端内凹面穿过连接好的压浆管路插入刻槽中，完成包覆囊体1下端密封连接。

如图8所示，使用本实用新型的带桩靴的囊式防腐装置的防腐桩，包括如图1所示的带桩靴的囊式防腐装置，该带桩靴的囊式防腐装置的包覆囊体1内位于托底2的上方充填有膨胀混凝土13，混凝土中的膨胀剂采用UEA-H高性能膨胀剂，掺量为8.5％，膨胀混凝土13中沿包覆囊体1的轴向设有3-6个加筋构件14，包覆囊体1的外侧包裹有膨胀水泥砂浆固结薄层16，等到混凝土膨胀接近稳定值时，剪掉多余土工膜，并采用内凹热焊拼接的方式完成包覆式囊体的上端密封连接，在膨胀混凝土13的顶部浇注碱激发水泥浆液或聚合物水泥砂浆或地聚合物浆液，凝结后构成封闭的防腐桩帽18。膨胀水泥砂浆固结薄层16采用掺有6％-12％膨胀剂的防腐蚀浆液19通过注浆管4的一端注入桩孔后固结构成，并在每个加筋构件14的上、中、下部分别套装有多个对中支架15，每个加筋构件14底部端头上分别套装有一个防护座17。

对处于相对较弱腐蚀性环境中的包覆囊体1上端，可采用上密封顶盖结构进行封闭连接，具体可根据包覆式囊体材料特点，选用同类型的材料进行拼接后浇筑防腐垫层的方式完成；也可将囊体上端头保留成敞口形式，浇注一定厚度的防腐混凝土后，直接将桩身与基础底板浇注为一体。

图9所示的防腐桩，采用的是图4所示的带桩靴的囊式防腐装置，除了其中的防腐桩靴3部分与图5所示的防腐桩有所不同之外，防腐桩的其他部分的结构与图5所示的基本相同。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.带桩靴的囊式防腐装置，其特征是：包括防腐蚀材料制成的筒状的包覆囊体(1)，包覆囊体(1)的内、外表面分别为凹凸不平的表面，包覆囊体(1)内的下部设有托底(2)，托底(2)的周边与包覆囊体(1)的侧壁相连，包覆囊体(1)内位于托底(2)的下端设有一个硬质防腐桩靴(3)，在包覆囊体(1)外侧的附近沿着包覆囊体(1)的轴线方向设有至少一根注浆管(4)，每根注浆管(4)的底端延伸到包覆囊体(1)的底端附近，在每根注浆管(4)的下部靠近所述托底(2)处分别设有一个低压注浆孔(6)和多个高压注浆孔(7)。

2.如权利要求1所述的带桩靴的囊式防腐装置，其特征是：所述包覆囊体(1)的内、外表面分别为鱼鳞状或网格状或蜂窝状的凸棱或波纹形，包覆囊体(1)的横截面的形状为圆形或正多边形或“工”字型或“T”字型或“凹”字型。

3.如权利要求2所述的带桩靴的囊式防腐装置，其特征是：所述低压注浆孔(6)的孔径为10-50mm，低压注浆孔(6)的外表包裹有滤网(8)，所述高压注浆孔(7)的孔径为5-36mm，高压注浆孔(7)的表面被橡胶套紧包，所述包覆囊体(1)和所述托底(2)采用聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)或表面涂敷有防腐涂层的土工布或聚脂类塑料材料制成，包覆囊体(1)和托底(2)厚度为0.5-10mm。

4.如权利要求3所述的带桩靴的囊式防腐装置，其特征是：所述包覆囊体(1)采用高密度聚乙烯(HDPE)材料制成，所述托底(2)包括筒状的侧壁，筒状侧壁的高度为50-500mm，托底(2)的筒状侧壁与所述包覆囊体(1)的侧壁之间采用层叠搭接热挤压焊接相连，托底(2)的筒状侧壁的顶端具有环形的翼缘，环形翼缘的上端安装有钢盖板(5)，钢盖板(5)的底面与所述托底(2)的环形翼缘之间设有遇水膨胀的密封胶条或石棉绳盘条或橡胶密封垫圈。

5.如权利要求4所述的带桩靴的囊式防腐装置，其特征是：所述钢盖板(5)的厚度为5-30mm，所述防腐桩靴(3)采用向所述包覆囊体(1)内所述托底(2)下方灌注流态的碱激发水泥基胶凝材料或地聚合物浆液或聚合物水泥砂浆固结形成，在包覆囊体(1)内托底(2)下方预埋有多个连接铆钉(9)，多个连接铆钉(9)用于连接固定所述钢盖板(5)。

6.如权利要求4所述的带桩靴的囊式防腐装置，其特征是：所述钢盖板(5)的厚度为5-30mm，所述防腐桩靴(3)为与所述包覆囊体(1)的横截面相同的柱形，防腐桩靴(3)的中部设有空腔(11)，防腐桩靴(3)的外侧壁上设有多道10-30mm深的凹槽(12)，防腐桩靴(3)通过位于凹槽(12)处的多道卡箍(10)与所述包覆囊体(1)绑扎相连，钢盖板(5)的中部具有通孔，钢盖板(5)中部通孔的周边具有向下延伸的套筒，套筒向下伸入所述空腔(11)中。

7.使用权利要求1至6中任何一项所述的带桩靴的囊式防腐装置的防腐桩，其特征是：包括所述带桩靴的囊式防腐装置，带桩靴的囊式防腐装置的所述包覆囊体(1)内位于所述托 底(2)的上方充填有膨胀混凝土(13)，膨胀混凝土(13)中沿包覆囊体(1)的轴向设有至少一个加筋构件(14)，包覆囊体(1)的外侧包裹有膨胀水泥砂浆固结薄层(16)，在膨胀混凝土(13)的顶部浇注碱激发水泥浆液或聚合物水泥砂浆或地聚合物浆液，凝结后构成封闭的防腐桩帽(18)。

8.如权利要求7所述的防腐桩，其特征是：每个所述加筋构件(14)的上、中、下部分别套装有多个对中支架(15)，每个加筋构件(14)底部端头上分别套装有一个防护座(17)。 

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