CN109914386B - 一种小直径塑料套管—金属套管预制桩、制作方法、应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小直径塑料套管—金属套管预制桩、制作方法、应用，设计要点在于，第二塑料套管设置在相邻的金属‑塑料套管组件之间，且与相邻的金属‑塑料套管组件相互连接；桩尖设置在预制桩的底部；所述金属‑塑料套管组件包括：正极金属管、第一塑料套管、负极金属管；正极金属管、负极金属管分别与通过导线分别与直流电源的正极、负极连通；第二塑料套管的长度大于第一塑料套管的长度；正极金属管与第一塑料套管连接，第一塑料套管与负极金属管连接；正极金属管、第一塑料套管、负极金属管、第二塑料套管的管外径大小相同。采用本发明的一种小直径塑料套管—金属套管预制桩、制作方法、应用，其用作抗滑桩。

Description

一种小直径塑料套管—金属套管预制桩、制作方法、应用

技术领域

本发明专利涉及岩土工程领域等领域，特别涉及一种小直径塑料套管—金属套管预制桩、制作方法、应用。

背景技术

申请人的同日申请“一种电渗排水一体桩”，提出了电渗-抗滑桩一体化的设计构思；其是在混凝土外表面设置环向凹槽，然后在凹槽内设置阴极金属管与阳极金属管。上述设计有效的实现了电渗这一构思。而且阴极金属管与阳极金属管的距离近、且其在混凝土桩体的外表面可以设置多组，因此，两者之间的电压不用像地基处理中的电渗井点排水采用较大的电压，提高了安全度。

然而，上述设计也存在一些不足之处，主要体现在：其制作成型时不方便；特别是阴极金属管与阳极金属管之间的模板难以安装，桩基的外表质量不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种小直径塑料套管—金属套管预制桩，以便解决其制作时模板不易安装的问题。

本发明的另一目的是提供一种小直径塑料套管—金属套管预制桩的制作方法，以解决如何制作塑料套管—金属套管预制桩的问题。

本发明的又一目的是提供一种小直径塑料套管—金属套管预制桩的应用，以解决如何将塑料套管—金属套管预制桩用于处理滑坡的问题。

一种小直径塑料套管—金属套管预制桩，包括：多个金属-塑料套管组件、第二塑料套管、混凝土、桩尖；

第二塑料套管设置在相邻的金属-塑料套管组件之间，且与相邻的金属-塑料套管组件相互连接；

桩尖设置在预制桩的底部；

所述金属-塑料套管组件包括：正极金属管、第一塑料套管、负极金属管；正极金属管、负极金属管分别与通过导线分别与直流电源的正极、负极连通；

第二塑料套管的长度大于第一塑料套管的长度；

正极金属管与第一塑料套管连接，第一塑料套管与负极金属管连接；

正极金属管、第一塑料套管、负极金属管、第二塑料套管的管外径大小相同。

进一步，相邻管体连接的方式为：上管体的下端部的外侧设置有缺口，内侧设置有凸出件；

下管体的上端部的外侧设置有凸出件，内侧设置有缺口；

上管体的下端部的缺口以及凸出件，能够分别与下管体的上端部的凸出件以及缺口相配合；

上管体的下端部的内侧设置有第一连接件，下管体的上端的内侧设置有第二连接件，第一连接件的竖向截面形状为

第二连接件7的竖向截面形状为

所述第一连接件与第二连接件相互配合，限定上管体与下管体之间的沿轴向方向的移动。

进一步，负极金属管、正极金属管的直径在10～30cm，其长度在10～40cm；在负极金属管上打孔，孔直径d为1mm-5mm，孔间距在d-5d之间；第一塑料套管的长度在10～30cm；每组负极金属管、正极金属管的电压小于等于人体安全电压(36v)；第二塑料套管的长度在0.5m～1.0m。

进一步，在正极金属管1、第一塑料套管2、负极金属管3、第二塑料套管4的内表面开设有对应的凹槽，以供导线铺设；在正极金属管1、负极金属管3的内表面设置有导电连接触头。

进一步，在负极金属管的表面设置有孔，在负极金属管的开孔内部设置有过滤材料；在混凝桩设置有竖向的抽水管；

进一步，在负极金属管表面的设置有多组开孔区域；每组开孔区域包括有多个小孔，且其对应的内侧设置有水平向的抽水管；所述水平向的抽水管与负极金属管连接在一起，且水平向的抽水管采用绝缘材料；水平向的抽水管与竖向的抽水管通过抽水管连接接头(三通或者四通)连接在一起；所述多组开孔区域分布在不同的高度；所述水平向的抽水管与竖向的抽水管连通，竖向的抽水管与上部的泵连通。

进一步，在负极金属管的开孔区域的内侧突出有螺纹连接接头，水平向的抽水管与螺纹连接接头采用螺纹连接；

进一步，直流电源采用蓄电池，蓄电池也采用太阳能电池板进行充电。

进一步，为了提高金属管的耐久性，金属管可采用铜、镍、不锈钢等材料。

上述预制桩的制作方法，包括以下步骤：

第一，制作钢筋笼，在钢筋笼上绑扎竖向的抽水管以及抽水管连接接头；

第二，沿着钢筋笼的长度顺序组装金属-塑料套管：将正极金属管、第一塑料套管、负极金属管、第二塑料套管依次按照预定顺序组装；

相邻的管体连接时，上管体的第一连接件与下管体的第二连接件相互错开，然后上管体与下管体之间缺口与凸出件相互接触，然后转动上管体或者下管体，将第二连接件插入到第一连接件中，然后利用螺栓-螺母组件，将第一连接件与下管体的第二连接件固定，以便限制上管体与下管体之间发生转动；

第三，安装固定导线，且将导线与相应的导电接头连接在一起；

在顺序安装金属-塑料套管时，将负极金属管中的水平向的抽水管与负极金属管的开孔区域的内侧突出有螺纹连接接头、抽水管连接接头连接在一起；

第四，然后浇筑混凝土，养护；最后得到塑料套管—金属套管预制桩。

进一步，先安装桩体中部的管体，然后在中部的管体的两侧分别安装其他管体。

进一步，负极金属管的内侧焊接的连接头设置在负极金属管高度的中央部分，打孔时分为至少2个区域，其分布在负极金属管的内侧的连接头的上侧与下侧。

一种小直径塑料套管—金属套管预制桩的应用，所述预制桩用作处理滑坡，其包括以下步骤：

第一，根据数值模拟软件计算出可能的滑动面；

第二，根据数值模拟软件的计算结果设计布置预制桩：相邻的桩之间的间距大于等于第二塑料套管的长度；预制桩底部深入滑动面下方；

第三，将上述的抗滑桩的导线与直流电源接通，然后开启抽水泵，将土体中的水抽出，排入专门的排水沟中。

采用上述技术方案，与现有技术相比，优点包括以下几点：

本发明的第一设计要点是：提出了在金属管之间设置塑料套管的设计，也即正极金属管、负极金属管、第一塑料套管、第二塑料套管共同构成了桩基的模板；与不设置第一塑料套管、第二塑料套管相比，施工更方便。

本发明的第二设计要点是：下管体的上端部的外侧设置有凸出件，内侧设置有缺口；上管体的下端部的缺口以及凸出件，能够分别与下管体的上端部的凸出件以及缺口相配合；其目的是，在浇筑混凝土时，防止混凝土从管体之间的缝隙流出。

本发明的第三设计要点是：下管体与上管体之间通过第一连接件6与下管体的第二连接件7来保证相邻的管体连接的稳定性。

本发明的第四设计要点是：对电渗的水通过：负极金属管-水平向的抽水管-竖向的抽水管抽取的方式排出。

附图说明：

图1：实施例一的小直径塑料套管—金属套管预制桩的竖向截面图。

图2：相邻管体之间的端部设计图。

图3：相邻管体之间连接在一起的设计示意图。

图4：第一连接件的放大示意图。

图5：第二连接件的放大示意图。

图6：负极金属管的凹槽以及导电连接头的横截面设计示意图。

图7：管体的安装设计示意图。

具体实施方式

实施例一的方案为：

如图1-2所示，一种小直径塑料套管—金属套管预制桩，包括：多个金属-塑料套管组件、第二塑料套管4、混凝土5、桩尖6；

第二塑料套管4设置在相邻的金属-塑料套管组件之间，且与相邻的金属-塑料套管组件相互连接；

桩尖设置在预制桩的底部；

所述金属-塑料套管组件包括：正极金属管1、第一塑料套管2、负极金属管3；正极金属管1、负极金属管3分别与通过导线分别与直流电源的正极、负极连通；

第二塑料套管4的长度大于第一塑料套管2的长度；

正极金属管1与第一塑料套管2连接，第一塑料套管2与负极金属管3连接；

正极金属管1、第一塑料套管2、负极金属管3、第二塑料套管4的管外径大小相同；

相邻管体连接的方式为：上管体(可以是：正极金属管1、第一塑料套管2、负极金属管3、第二塑料套管4中的任意一种)的下端部的外侧设置有缺口，内侧设置有凸出件；

下管体(可以是：正极金属管1、第一塑料套管2、负极金属管3、第二塑料套管4中的任意一种)的上端部的外侧设置有凸出件，内侧设置有缺口；

上管体的下端部的缺口以及凸出件，能够分别与下管体的上端部的凸出件以及缺口相配合；

上管体的下端部的内侧设置有第一连接件6，下管体的上端的内侧设置有第二连接件7，第一连接件6的竖向截面形状为

第二连接件7的竖向截面形状为

所述第一连接件6与第二连接件7相互配合，限定上管体与下管体之间的沿轴向方向的移动；

安装时，上管体的第一连接件6与下管体的第二连接件7相互错开，然后上管体与下管体之间缺口与凸出件相互接触，然后转动上管体或者下管体，将第二连接件7插入到第一连接件6中，然后利用螺栓-螺母组件，将第一连接件6与下管体的第二连接件7固定，以便限制上管体与下管体之间发生转动；

更具体的，在第二连接件7的顶面焊接有螺母8(第二连接件7与第一连接件6配合使用时，第二连接件7的顶面不易施工，因而预先将螺母焊接在其顶面上，是较为方便的施工方式)。

进一步的，在正极金属管1、第一塑料套管2、负极金属管3、第二塑料套管4的内表面开设有对应的凹槽，以供导线铺设；(可以预见的，当每一个凹槽对应1根导线时，桩体的下部管体的凹槽数量少，桩体上部的管体的凹槽数量多)；在正极金属管1、负极金属管3的内表面设置有导电连接触头。

进一步，在负极金属管的表面设置有孔，在负极金属管的开孔内部设置有过滤材料；在混凝桩设置有竖向的抽水管；

在负极金属管表面的设置有多组开孔区域；每组开孔区域包括有多个小孔，且其对应的内侧设置有水平向的抽水管；所述水平向的抽水管与负极金属管连接在一起，且水平向的抽水管采用绝缘材料；水平向的抽水管与竖向的抽水管通过抽水管连接接头(三通或者四通)连接在一起；所述多组开孔区域分布在不同的高度；所述水平向的抽水管与竖向的抽水管连通，竖向的抽水管与上部的泵连通。

在负极金属管的开孔区域的内侧突出有螺纹连接接头，水平向的抽水管与螺纹连接接头采用螺纹连接；

进一步，直流电源采用蓄电池，蓄电池也采用太阳能电池板进行充电。

进一步，为了提高金属管的耐久性，金属管可采用铜、镍、不锈钢等材料。

本发明的第一设计要点是：提出了在金属管之间设置塑料套管的设计，也即正极金属管、负极金属管、第一塑料套管、第二塑料套管共同构成了桩基的模板；与不设置第一塑料套管、第二塑料套管相比，施工更方便。

本发明的第二设计要点是：下管体的上端部的外侧设置有凸出件，内侧设置有缺口；上管体的下端部的缺口以及凸出件，能够分别与下管体的上端部的凸出件以及缺口相配合；其目的是，在浇筑混凝土时，防止混凝土从管体之间的缝隙流出。

本发明的第三设计要点是：下管体与上管体之间通过第一连接件6与下管体的第二连接件7来保证相邻的管体连接的稳定性。

本发明的第四设计要点是：对电渗的水通过：负极金属管-水平向的抽水管-竖向的抽水管抽取的方式排出。

实施例一的预制桩的制作方法，包括以下步骤：

第一，制作钢筋笼，在钢筋笼上绑扎竖向的抽水管以及抽水管连接接头；

第二，沿着钢筋笼的长度顺序组装金属-塑料套管：将正极金属管1、第一塑料套管2、负极金属管3、第二塑料套管4依次按照预定顺序组装(正极金属管1、第一塑料套管2、负极金属管3、第二塑料套管依次组装，或者：负极金属管3、第一塑料套管2、正极金属管1、第二塑料套管依次组装)；

相邻的管体连接时，上管体的第一连接件6与下管体的第二连接件7相互错开，然后上管体与下管体之间缺口与凸出件相互接触，然后转动上管体或者下管体，将第二连接件7插入到第一连接件6中，然后利用螺栓-螺母组件，将第一连接件6与下管体的第二连接件7固定，以便限制上管体与下管体之间发生转动；

第三，安装固定导线，且将导线与相应的导电接头连接在一起；

在顺序安装金属-塑料套管时，将负极金属管中的水平向的抽水管与负极金属管的开孔区域的内侧突出有螺纹连接接头、抽水管连接接头连接在一起；

第四，然后浇筑混凝土，养护；最后得到塑料套管—金属套管预制桩。

需要说明的是，为了提高安装进度，可以先安装桩体中部的管体，然后在中部的管体的两侧分别安装其他管体。

进一步，负极金属管、正极金属管的直径在10～30cm，其长度在10～40cm；在负极金属管上打孔，孔直径d为1mm-5mm，孔间距在d-5d之间；

第一塑料套管的长度在10～30cm；每组负极金属管、正极金属管的电压小于等于人体安全电压(36v)；

第二塑料套管的长度在0.5m～1.0m；

负极金属管的内侧焊接的连接头设置在负极金属管高度的中央部分，打孔时分为至少2个区域，其分布在负极金属管的内侧的连接头的上侧与下侧。

实施例二，在滑坡处理区域，滑坡一般发生在大雨之后，其原因是，雨水下渗，导致土体松软；因此，可以采用实施例一的桩来作为抗滑桩，一是可以利用桩体本身的强度来增强抗滑力，二是将其用来将桩下面的水(特别是雨水下渗)抽取排出，三是土体向阳极管附近聚集，提高了土体强度。

具体而言，其施工步骤如下：

第一，根据数值模拟软件计算出可能的滑动面；

第二，根据数值模拟软件的计算结果设计布置抗滑桩：相邻的桩之间的间距大于等于第二塑料套管的长度，即确保相邻的桩之间的电渗结构体(负极金属管-正极金属管)避免相互干扰；抗滑桩深入滑动面下方；

第三，将上述的抗滑桩的导线与直流电源接通，然后开启抽水泵，将土体中的水抽出。

,以上已详细描述了本方面的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书的保护范围中。

Claims (6)

1.一种小直径塑料套管—金属套管预制桩，其特征在于，包括：多个金属-塑料套管组件、第二塑料套管、混凝土、桩尖；

第二塑料套管设置在相邻的金属-塑料套管组件之间，且与相邻的金属-塑料套管组件相互连接；

桩尖设置在预制桩的底部；

所述金属-塑料套管组件包括：正极金属管、第一塑料套管、负极金属管；正极金属管、负极金属管分别与通过导线分别与直流电源的正极、负极连通；

第二塑料套管的长度大于第一塑料套管的长度；

正极金属管与第一塑料套管连接，第一塑料套管与负极金属管连接；

正极金属管、第一塑料套管、负极金属管、第二塑料套管的管外径大小相同。

2.根据权利要求1所述的一种小直径塑料套管—金属套管预制桩，其特征在于，在正极金属管、第一塑料套管、负极金属管、第二塑料套管的内表面开设有对应的凹槽，以供导线铺设；在正极金属管、负极金属管的内表面设置有导电连接触头。

3.根据权利要求1所述的一种小直径塑料套管—金属套管预制桩，其特征在于，在负极金属管的表面设置有孔，在负极金属管的开孔内部设置有过滤材料；

在混凝桩设置有竖向的抽水管。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种小直径塑料套管—金属套管预制桩的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一，制作钢筋笼，在钢筋笼上绑扎竖向的抽水管以及抽水管连接接头；

第二，沿着钢筋笼的长度顺序组装金属-塑料套管：将正极金属管、第一塑料套管、负极金属管、第二塑料套管依次按照预定顺序组装；

相邻的管体连接时，上管体的第一连接件与下管体的第二连接件相互错开，然后上管体与下管体之间缺口与凸出件相互接触，然后转动上管体或者下管体，将第二连接件插入到第一连接件中，然后利用螺栓-螺母组件，将第一连接件与下管体的第二连接件固定，以便限制上管体与下管体之间发生转动；

第三，安装固定导线，且将导线与相应的导电接头连接在一起；

在顺序安装金属-塑料套管时，将负极金属管中的水平向的抽水管与负极金属管的开孔区域的内侧突出有螺纹连接接头、抽水管连接接头连接在一起；

第四，然后浇筑混凝土，养护；最后得到塑料套管—金属套管预制桩。

5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，先安装桩体中部的管体，然后在中部的管体的两侧分别安装其他管体。

6.一种小直径塑料套管—金属套管预制桩的应用，所述的小直径塑料套管—金属套管预制桩为权利要求1至3任意一项所述的预制桩；

所述预制桩用作处理滑坡，其包括以下步骤：

第一，根据数值模拟软件计算出可能的滑动面；

第二，根据数值模拟软件的计算结果设计布置预制桩：相邻的桩之间的间距大于等于第二塑料套管的长度；预制桩底部深入滑动面下方；

第三，将上述的预制桩的导线与直流电源接通，然后开启抽水泵，将土体中的水抽出，排入专门的排水沟中。

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