CN105649009A - 一种具有排水能力的刚性预制混凝土桩 - Google Patents

一种具有排水能力的刚性预制混凝土桩 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有排水能力的刚性预制混凝土桩,包括桩身主体,桩身主体设有贯通的排水中孔,桩身主体侧壁设有连通排水中孔的排水侧孔,排水侧孔中设置了防止土体挤入的防锈网,桩身主体顶部设有密封顶盖,底部密封。与现有技术相比,本发明具有结构简单、操作安全等优点,在打入土体后,能够使土体快速排水固结。

Description

一种具有排水能力的刚性预制混凝土桩
技术领域
[0001]本发明涉及岩土工程试验研究技术领域,尤其是涉及一种具有排水能力的刚性预制混凝土粧。
背景技术
[0002]预制混凝土粧体在强力打入土体后,会引起土体,尤其是较深土体孔隙水压力迅速升高且没有快速消散的排水通道,因此固结较慢,影响地基承载力的形成速度。目前粧基础的预制粧粧体在外力打入地基之后,往往在较深的土层中形成较高的孔隙水压力,由于粧体一般为混凝土制成,因此土层主要靠沿粧体径向排水实现固结,但实际上深层土体一般排水速度缓慢,严重影响排水固结进度和地基承载力的形成速度,延缓工期。公知的混凝土预制粧在粧体打入土体后由于深层土体排水速度较慢,影响孔隙水压力的扩散,使得地基的承载力难以快速形成,对于工程的工期产生较大的影响。
[0003]中国专利CN202023185U披露了 一种混凝土管粧,包括有管粧体,所述管粧体的外周面上分布有与管粧体的内腔相连通的通孔,在所述管粧体一端设置有能将管粧体内腔中的水封闭住的结构。该专利在混凝土管粧外围设置了通孔,通孔中设有过滤芯塞,过滤芯塞通过粘合剂粘在通孔的内腔中,过滤芯塞的压降较大,不利于水的排出,而且过滤芯塞是粘在通孔内腔中的,容易脱落,使得土体进入管粧;该专利没有考虑使用负压排水的方法;活动门的地方对粧体强度及刚度存在折减,未进行补强措施;而且该专利施工过程复杂,制作流程较多。
发明内容
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、操作安全的具有排水能力的刚性预制混凝土粧,在打入土体后,能够使土体快速排水固结。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006] —种具有排水能力的刚性预制混凝土粧,包括粧身主体,粧身主体设有贯通的排水中孔,粧身主体侧壁设有多个连通排水中孔的排水侧孔,排水侧孔中设置了防止土体挤入的防锈网,粧身主体顶部设有密封顶盖,底部密封。
[0007]所述的排水侧孔沿粧身主体侧面周向分为多列,每列设有多个排水侧孔,每列相邻的两个排水侧孔之间的距离从上到下依次减小。
[0008]所述的排水侧孔沿高度方向交错布置,每个排水侧孔周围增设钢筋。
[0009]所述的排水侧孔的边缘设有倒角或圆角。
[0010]排水侧孔的布置总体遵循从上向下变密的规律,越靠下孔越密,使得越往下的土体能够与更多的排水侧孔接触,避免深层土体孔隙水压力迅速升高,可以有效解决深层土体排水速度缓慢的问题,为减小对粧体强度及刚度的较大影响,应避免将排水侧孔布置于粧身主体的同一高度上,使得排水侧孔沿高度方向交错布置,不同的排水侧孔设置在粧身主体不同的高度上。并在排水侧孔周边增设钢筋弥补开设排水侧孔引起的强度及刚度损失,排水侧孔采用倒角或圆角工艺避免出现直角边、棱,从而减少在打粧中的阻力并利于排水。
[0011]所述的排水侧孔的孔面积占粧身主体外侧壁面积的比例为5〜10%。
[0012]排水侧孔过多,容易对粧身主体的强度及刚度造成不良影响,排水侧孔过少,则无法起到有效的排水作用,故本发明的排水侧孔的孔面积占粧身主体外侧壁面积的比例为5〜10%,在兼顾粧身主体强度及刚度的情况下保证排水效率。
[0013]所述的密封顶盖包括橡胶材质主体和设置在橡胶材质主体上的不锈钢螺纹部,密封顶盖通过不锈钢螺纹部与排水中孔的顶部连接。
[0014]所述的密封顶盖设有用于使抽水管插入的抽水口,所述的抽水口与抽水管密封连接。
[0015]橡胶材质气密性、抗渗性较好,适于作为密封顶盖,密封顶盖或带抽水口的密封顶盖用于在排水结束后密封粧体或在排水过程中利用抽水形成负压加速排水速度,有效提高排水效率,增加土体固结速度,减少工期。密封顶盖通过预留螺纹与粧身主体预留在排水中孔顶部的螺纹连接,保证在密封顶盖拧紧后起到密封作用;当需要抽水降低排水中孔中的压力时,则使用与上述密封顶盖相同但预留出水孔的带排水孔密封顶盖。
[0016]所述的粧身主体为预制的混凝土粧体,内部布置有钢筋笼,所述的防锈网与钢筋笼固定连接,边缘被混凝土粧体包覆,防锈网为不锈钢防锈网或高分子防锈网,网孔尺寸小于施工现场土样的最小粒径。
[0017]防锈网的在混凝土浇筑前,钢筋笼绑扎过程中便设置于设计预定的位置,要求防锈网本身尺寸大于预留排水侧孔尺寸,从而保证在混凝土浇筑硬化后,防锈网的边缘埋覆在粧身主体中,与粧身主体连接可靠,防锈网的网孔尺寸要求小于施工现场土样的最小粒径尺寸以保证土体在排水或打粧过程中不挤入排水侧孔及排水中孔。
[0018]所述的粧身主体底部通过粧尖密封,所述的粧尖呈锥状,与粧身主体连接在一起。
[0019]优选地,粧尖采用高标号混凝土或其他高强度材料制成,表面光滑,便于打入。
[0020]预制混凝土粧体的其尺寸、配筋、强度、配比均按照实际工况的结构计算确定,浇筑过程需按照预制混凝土粧相关规范要求进行。钢筋笼设置方法、布置间距、箍筋方式、配筋率按照结构计算确定。
[0021]所述的排水中孔的截面呈圆形或正多边形。
[0022]排水中孔既可利用离心制作成圆形截面,亦可利用模版制作成多边形截面。
[0023]与现有技术相比,本发明利用预留的排水侧孔及排水中孔,能在粧体打入土体后,为粧体周围的孔隙水提供排水通道,及时的将水排出,有效降低孔隙水压力,加速土体固结速度,能够更使地基尽快稳定并形成承载力。此外本发明原理简单易懂,操作方便安全,具有良好的使用和推广价值。
附图说明
[0024]图1为本发明的结构不意图;
[0025]图2为本发明粧身主体的剖视结构示意图;
[0026]图中,I为粧身主体,2为排水中孔,3为排水侧孔,4为钢筋笼,5为粧尖,6为带抽水口的密封顶盖。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0028] 实施例1
[0029] 一种具有排水能力的刚性预制混凝土粧,如图1〜2所示,包括粧身主体I,粧身主体I设有贯通的排水中孔2,粧身主体I顶部设有采用由橡胶材质主体和设置在橡胶材质主体上的不锈钢螺纹部形成的带抽水口的密封顶盖6,密封顶盖6与排水中孔2的顶部通过螺纹连接,底部通过呈锥形的粧尖密封。粧身主体I为预制的混凝土粧体,内部布置有钢筋笼,粧身主体I侧壁设有连通排水中孔2的排水侧孔3,排水侧孔3中设置了防止土体挤入的防锈网,防锈网与钢筋笼4固定连接,边缘被混凝土粧体包覆,防锈网为不锈钢防锈网,网孔尺寸小于施工现场土样的最小粒径。排水侧孔3沿粧身主体侧面周向分为多列,每列相邻的两个排水侧孔3之间的距离从上到下依次减小,所有的排水侧孔3沿高度方向交错布置,每个排水侧孔3周围增设钢筋弥补强度与刚度,粧身主体I 一方面承担主要荷载,另一方面及时排水;预留的排水中孔2,与排水侧孔3相通,及时将从排水侧孔3排入的水通过抽水装置排出;排水侧孔3在粧体打入土体后,为土体中的孔隙水提供快速排出的通道,通道中设有防锈网,主要防止土体进入粧体造成阻塞;钢筋笼用于增加混凝土排水粧体的抗拉及抗弯特性,其中还有箍筋未表示出,具体的数量及绑扎方式应该按照设计方的设计要求进行;粧尖用于减小打粧过程中的阻力,便于将粧体顺利打入土中。
[0030]按照强度及承载力要求,设计本发明的排水粧的尺寸、配筋、排水侧孔3的数量及位置、粧尖5的角度、排水中孔2的尺寸及形状,预留好排水侧孔3和预埋好起吊环,在预留的排水侧孔中放置防锈网,将粧尖5放置在底部,与钢筋笼4牢固固定,按照结构要求计算混凝土配合比和强度,浇筑后进行养护;
[0031]其中,排水中孔2尺寸根据粧身主体I的外径和管粧壁厚确定,排水中孔2的截面为圆形,对应关系如下:排水粧外径/mm(最小壁厚/mm):300(70)、350(80)、400(95)、450(95)、500(100)、500至800(110)、1000(130)或参照管粧设计规范中确定,排水侧孔3的孔面积占粧身主体I外侧壁面积的比例为8%。
[0032]浇筑混凝土排水粧,按照混凝土预制构件的养护规范对本发明的排水粧进行养护,待其强度值达到设计要求的100 %后,运往施工现场;
[0033]根据粧体布置的要求,预先打好尺寸小于排水粧尺寸的孔洞,之后顺孔洞将排水粧打入土体,或直接将粧体打入土体中,具体方法应按照设计方要求进行,打粧过程中应该避免将粧体打坏或打斜;
[0034]按照设计方要求按次序将排水粧打入既定位置,排水粧即可开始排水固结,利用地面水栗将排入排水中孔的水及时抽出,也可在排水管通过抽水口达到粧底后利用密封顶盖将排水中孔2密封,抽水造成负压,加速排水进度;
[0035]固结排水及承载力等指标达到设计要求后,即可进入下一道施工程序。
[0036] 实施例2
[0037]本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例的密封顶盖不带抽水口。
[0038] 实施例3
[0039]本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例的排水侧孔3的孔面积占粧身主体I外侧壁面积的比例为5%。
[0040] 实施例4
[0041]本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例的排水侧孔3的孔面积占粧身主体I外侧壁面积的比例为10%。
[0042] 实施例5
[0043]本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例的排水中孔2的截面形状为正六边形。
[0044] 实施例6
[0045]本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例的排水侧孔3的边缘设置有倒角。
[0046] 实施例7
[0047]本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例的排水侧孔3的边缘设置有圆角。

Claims (10)

1.一种具有排水能力的刚性预制混凝土粧,包括粧身主体,其特征在于,粧身主体设有贯通的排水中孔,粧身主体侧壁设有多个连通排水中孔的排水侧孔,排水侧孔中设置了防止土体挤入的防锈网,粧身主体顶部设有密封顶盖,底部密封。
2.根据权利要求1所述的一种具有排水能力的刚性预制混凝土粧,其特征在于,所述的排水侧孔沿粧身主体侧面周向分为多列,每列设有多个排水侧孔,每列中相邻的两个排水侧孔之间的距离从上到下依次减小。
3.根据权利要求2所述的一种具有排水能力的刚性预制混凝土粧,其特征在于,所述的排水侧孔沿高度方向交错布置,每个排水侧孔周围增设钢筋。
4.根据权利要求2所述的一种具有排水能力的刚性预制混凝土粧,其特征在于,所述的排水侧孔的边缘设有倒角或圆角。
5.根据权利要求1〜4任一所述的一种具有排水能力的刚性预制混凝土粧,其特征在于,所述的排水侧孔的孔面积占粧身主体外侧壁面积的比例为5〜10%。
6.根据权利要求1所述的一种具有排水能力的刚性预制混凝土粧,其特征在于,所述的密封顶盖包括橡胶材质主体和设置在橡胶材质主体上的不锈钢螺纹部,密封顶盖通过不锈钢螺纹部与排水中孔的顶部连接。
7.根据权利要求1或6所述的一种具有排水能力的刚性预制混凝土粧,其特征在于,所述的密封顶盖设有用于使抽水管插入的抽水口,所述的抽水口与抽水管密封连接。
8.根据权利要求1所述的一种具有排水能力的刚性预制混凝土粧,其特征在于,所述的粧身主体为预制的混凝土粧体,内部布置有钢筋笼,所述的防锈网与钢筋笼固定连接,边缘被混凝土粧体包覆,防锈网为不锈钢防锈网或高分子防锈网,网孔尺寸小于施工现场土样的最小粒径。
9.根据权利要求1所述的一种具有排水能力的刚性预制混凝土粧,其特征在于,所述的粧身主体底部通过粧尖密封,所述的粧尖呈锥状,与粧身主体连接在一起。
10.根据权利要求1所述的一种具有排水能力的刚性预制混凝土粧,其特征在于,所述的排水中孔的截面呈圆形或正多边形。
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