CN110318396A - 一种混凝土护壁的预应力钢管桩 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料技术领域，具体的说是一种混凝土护壁的预应力钢管桩，包括钢管桩和混凝土基座，所述钢管桩表面开设有均匀布置的通孔；所述通孔内设置有一号气囊，且一号气囊的顶端和底部紧贴于通孔内壁；所述一号气囊表面壁厚薄厚交替设置，且一号气囊壁厚较薄处设置有三根凸起杆；所述钢管桩内壁表面覆盖有二号气囊，且二号气囊与各所述一号气囊均连通；所述二号气囊表面覆盖有膨胀土层；所述膨胀土层表面设置有隔离板；所述隔离板表面开设有均匀布置的开口；所述隔离板表面设置有均匀布置的推土板；所述钢管桩底部铰接有抓手；所述抓手下表面固连有三号气囊；本发明结构简单可提高钢管桩稳定性，使用方便，实用性强。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体的说是一种混凝土护壁的预应力钢管桩。
背景技术
预应力钢管桩又称混凝土预制桩，是指在预制构件加工厂预制，经过养护，达到设计强度后，运至施工现场，用打桩机打入土中，然后在桩的顶部浇筑承台梁(板)基础。为了抵抗锤击和穿越土层，在桩顶和桩尖部分应加密箍筋，并把桩尖处的主筋弯起，并焊在一根芯棒上。钢筋混凝土预制桩具有制作简便、强度高、钢度大和可制成各种截面形状的优点，是被广泛地采用的一种桩型。预应力钢管桩技术由于其较强的技术优势，被大部分建筑施工所广泛应用，并能够在施工中完成技术的优化调整，在保证工程质量的同时，将施工周期进行有效缩短，其特点如下：加快工程机械化进程。在技术发展的不断推动下，市场经济呈现出了一片大好景象，而以机械化代替人工劳动力已经成为当今工程事业发展的基本趋势。在传统的施工作业中人力虽然可以全方位的进行施工操作，在满足工程标准要求的同时，更可以保证施工质量。但是人工作业通常施工效率较低，施工强度也不够明显，这就造成了施工技术的制约性发展。而机械化作业是现代化施工工艺的最直观的表现形式，是顺应时代发展需求的先进动力，它不仅能够在恶劣环境下进行施工作业，更能够配合施工技术的革新及应用，为提高工程效率奠定坚实的基础。不受潮湿环境影响。在阴暗的恶劣地下环境下，而预应力钢管桩施工可以不受外界条件的影响及作用，依然可以延续施工的持续性作业，是保证工程有效运行的基础保障，更增强的建筑物的整体稳定性，抗负荷能力强。
现有技术中目前大多数使用的钢管桩结构单一，造价较低，但功能单一，只能实现用振动或扭摆方法使其强迫沉入土中，再填筑水泥，使钢管桩锚于基座。并且现有技术中的钢管桩在使用工程中很费力，而且夯实土层的能力一般，固定效果一般，且无法提供足够的预应力支撑钢管桩。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决的问题，本发明提出的一种混凝土护壁的预应力钢管桩。本发明主要用于解决现有技术中钢管桩在使用工程中很费力，而且夯实土层的能力一般，固定效果一般，且无法提供足够的预应力支撑钢管桩的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种混凝土护壁的预应力钢管桩，包括钢管桩和混凝土基座，钢管桩位于混凝土基座上方，所述钢管桩表面开设有均匀布置的通孔；所述通孔内设置有一号气囊，且一号气囊的顶端和底部紧贴于通孔内壁；所述钢管桩内壁表面覆盖有二号气囊，且二号气囊与各所述一号气囊均连通，二号气囊与一号气囊连通的设计有利于将二号气囊内的空气挤压进入一号气囊，使一号气囊膨胀并冲出钢管桩外壁；所述二号气囊表面覆盖有膨胀土层；所述膨胀土层表面设置有隔离板；所述隔离板表面开设有均匀布置的开口；工作时，向钢管桩内浇筑水泥后，会有水通过隔离板表面的开口进入膨胀土层，膨胀土层内的膨胀土吸水向两侧膨胀，由于膨胀土对隔离板的压力小于水泥对隔离板的压力，所以膨胀土层会更大程度上向外对二号气囊进行挤压，二号气囊受到挤压后，二号气囊内的空气会进入一号气囊，一号气囊膨胀会伸出钢管桩外壁，与钢管桩外的土层接触，并挤压土层，形成高压层，提供预应力，使得钢管桩保持稳定。
优选的，所述隔离板表面固连有均匀布置的推土板，推土板的设计可以夯实钢管桩内部的水泥，有利于提高钢管桩的抗压能力；工作时，膨胀土层吸水膨胀向两侧挤压的过程中，会推动隔离板向中间运动，隔离板上的推土板会挤压水泥，起到夯实水泥层，使水泥黏合的更紧密的作用，同时在挤压得更紧实的过程中，可以向钢管桩内填充更多水泥，进一步提高钢管桩的抗压能力，并且推土板还起到振动泵的作用，赶走水泥内部的空气，避免水泥内部形成空腔，还可以加强水泥和钢管桩的黏合效果，提高固定效果。
优选的，所述钢管桩底部铰接有抓手；所述抓手下表面为弧形设计，抓手下表面的弧形设计有利于将混凝土基座中的混凝土更好地向两侧挤压；所述抓手下表面固连有三号气囊；将钢管桩放入混凝土基座时，钢管桩底部铰接的抓手会将混凝土基座内的混凝土向两侧挤压，填充到钢管桩外壁处，形成混凝土护壁，同时固连于抓手下表面的三号气囊也会受到挤压向两侧膨胀，增强压力，提高钢管桩的稳定性。
优选的，所述一号气囊表面壁厚薄厚交替设置；一号气囊在膨胀的过程中，会由于一号气囊表面壁厚薄厚交替设置而形成波浪形的凸起，波浪形的凸起会增加一号气囊与土层的摩擦力，提高钢管桩的稳定性，同时，波浪形凸起会插入土层中，在夯实土层的同时可以进一步提高钢管桩的稳定性。
优选的，所述一号气囊壁厚较薄处表面设置有三根凸起杆；在一号气囊膨胀的过程中，位于一号气囊壁厚较薄处的三根凸起杆会散开，中间的凸起杆会插入土层中，夯实土层提高稳定性，其余两根凸起杆会向两侧展开，在展开的过程中会将土层扒开，使得凸起杆之间的土层更加厚实，提高固定效果。
优选的，所述一号气囊壁厚较薄处通过导管与钢管桩内连通，导管用于将钢管桩内的水泥输送到一号气囊壁厚较薄处；一号气囊壁厚较薄处的三根凸起杆在展开后，钢管桩内
的水泥会通过导管输送到凸起杆处，利用水泥将凸起杆和土层黏合在一起，形成混凝土护壁，同时，由于受到预应力的作用，凸起杆会有一个搅动水泥的作用，可以赶走水泥内部的空气，避免水泥内部形成空腔，还可以加强水泥与土层和钢管桩的黏合效果，提高固定效果。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种混凝土护壁的预应力钢管桩，通过设置隔离板、膨胀土层、一号气囊和二号气囊即可实现在向钢管桩内浇筑水泥后，会有水通过隔离板表面的开口进入膨胀土层，膨胀土层内的膨胀土吸水向两侧膨胀，由于膨胀土对隔离板的压力小于水泥对隔离板的压力，所以膨胀土层会更大程度上向外对二号气囊进行挤压，二号气囊受到挤压后，二号气囊内的空气会进入一号气囊，一号气囊膨胀会伸出钢管桩外壁，与钢管桩外的土层接触，并挤压土层，形成高压层，提供预应力，使得钢管桩保持稳定。
2.本发明所述的一种混凝土护壁的预应力钢管桩，通过一号气囊表面壁厚薄厚交替设置并且在一号气囊壁厚较薄处表面设置有三根凸起杆即可实现一号气囊在膨胀的过程中，会由于一号气囊表面壁厚薄厚交替设置而形成波浪形的凸起，波浪形的凸起会增加一号气囊与土层的摩擦力，提高钢管桩的稳定性，同时，波浪形凸起会插入土层中，在夯实土层的同时可以进一步提高钢管桩的稳定性；同时在一号气囊膨胀的过程中，位于一号气囊壁厚较薄处的三根凸起杆会散开，中间的凸起杆会插入土层中，夯实土层提高稳定性，其余两根凸起杆会向两侧展开，在展开的过程中会将土层扒开，使得凸起杆之间的土层更加厚实，提高固定效果。
3.本发明所述的一种混凝土护壁的预应力钢管桩，通过设置推土板即可实现膨胀土层吸水膨胀向两侧挤压的过程中，会推动隔离板向中间运动，隔离板上的推土板会挤压水泥，起到夯实水泥层，使水泥黏合的更紧密的作用，同时在挤压得更紧实的过程中，可以向钢管桩内填充更多水泥，进一步提高钢管桩的抗压能力，并且推土板还起到振动泵的作用，赶走水泥内部的空气，避免水泥内部形成空腔，还可以加强水泥和钢管桩的黏合效果，提高固定效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的主视图；
图2是本发明图1中A处局部放大图；
图3是本发明图2中B处局部放大图；
图4是凸起杆展开时结构示意图；
图中：钢管桩1、混凝土基座2、通孔3、一号气囊4、二号气囊5、膨胀土层6、隔离板7、开口8、推土板9、凸起杆10、导管11、抓手12、三号气囊13。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，本发明所述的一种混凝土护壁的预应力钢管桩，包括钢管桩1和混凝土基座2，钢管桩1位于混凝土基座2上方，其特征在于：所述钢管桩1表面开设有均匀布置的通孔3；所述通孔3内设置有一号气囊4，且一号气囊4的顶端和底部紧贴于通孔3内壁；所述钢管桩1内壁表面覆盖有二号气囊5，且二号气囊5与各所述一号气囊4均连通，二号气囊5与一号气囊4连通的设计有利于将二号气囊5内的空气挤压进入一号气囊4，使一号气囊4膨胀并冲出钢管桩1外壁；所述二号气囊5表面覆盖有膨胀土层6；所述膨胀土层6表面设置有隔离板7；所述隔离板7表面开设有均匀布置的开口8；工作时，向钢管桩1内浇筑水泥后，会有水通过隔离板7表面的开口8进入膨胀土层6，膨胀土层6内的膨胀土吸水向两侧膨胀，由于膨胀土对隔离板7的压力小于水泥对隔离板7的压力，所以膨胀土层6会更大程度上向外对二号气囊5进行挤压，二号气囊5受到挤压后，二号气囊5内的空气会进入一号气囊4，一号气囊4膨胀会伸出钢管桩1外壁，与钢管桩1外的土层接触，并挤压土层，形成高压层，提供预应力，使得钢管桩1保持稳定。
作为本发明的一种实施方式，所述隔离板7表面固连有均匀布置的推土板9，推土板9的设计可以夯实钢管桩1内部的水泥，有利于提高钢管桩1的抗压能力；工作时，膨胀土层6吸水膨胀向两侧挤压的过程中，会推动隔离板7向中间运动，隔离板7上的推土板9会挤压水泥，起到夯实水泥层，使水泥黏合的更紧密的作用，同时在挤压得更紧实的过程中，可以向钢管桩1内填充更多水泥，进一步提高钢管桩1的抗压能力，并且推土板9还起到振动泵的作用，赶走水泥内部的空气，避免水泥内部形成空腔，还可以加强水泥和钢管桩1的黏合效果，提高固定效果。
作为本发明的一种实施方式，所述钢管桩1底部铰接有抓手12；所述抓手12下表面为弧形设计，抓手12下表面的弧形设计有利于将混凝土基座2中的混凝土更好地向两侧挤压；所述抓手12下表面固连有三号气囊13；将钢管桩1放入混凝土基座2时，钢管桩1底部铰接的抓手12会将混凝土基座2内的混凝土向两侧挤压，填充到钢管桩1外壁处，形成混凝土护壁，同时固连于抓手12下表面的三号气囊13也会受到挤压向两侧膨胀，增强压力，提高钢管桩1的稳定性。
作为本发明的一种实施方式，所述一号气囊4表面壁厚薄厚交替设置；一号气囊4在膨胀的过程中，会由于一号气囊4表面壁厚薄厚交替设置而形成波浪形的凸起，波浪形的凸起会增加一号气囊4与土层的摩擦力，提高钢管桩1的稳定性，同时，波浪形凸起会插入土层中，在夯实土层的同时可以进一步提高钢管桩1的稳定性。
作为本发明的一种实施方式，所述一号气囊4壁厚较薄处表面设置有三根凸起杆10；在一号气囊4膨胀的过程中，位于一号气囊4壁厚较薄处的三根凸起杆10会散开，中间的凸起杆10会插入土层中，夯实土层提高稳定性，其余两根凸起杆10会向两侧展开，在展开的过程中会将土层扒开，使得凸起杆10之间的土层更加厚实，提高固定效果。
作为本发明的一种实施方式，所述一号气囊4壁厚较薄处通过导管11与钢管桩1内连通，导管11用于将钢管桩1内的水泥输送到一号气囊4壁厚较薄处；一号气囊4壁厚较薄处的三根凸起杆10在展开后，钢管桩1内的水泥会通过导管11输送到凸起杆10处，利用水泥将凸起杆10和土层黏合在一起，形成混凝土护壁，同时，由于受到预应力的作用，凸起杆10会有一个搅动水泥的作用，可以赶走水泥内部的空气，避免水泥内部形成空腔，还可以加强水泥与土层和钢管桩1的黏合效果，提高固定效果。
具体工作流程如下：
工作时，将钢管桩1放入混凝土基座2的过程中，钢管桩1底部铰接的抓手12会将混凝土基座2内的混凝土向两侧挤压，填充到钢管桩1外壁处，形成混凝土护壁，同时固连于抓手12下表面的三号气囊13也会受到挤压向两侧膨胀，增强压力，提高钢管桩1的稳定性；向钢管桩1内浇筑水泥后，会有水通过隔离板7表面的开口8进入膨胀土层6，膨胀土层6内的膨胀土吸水向两侧膨胀，由于膨胀土对隔离板7的压力小于水泥对隔离板7的压力，所以膨胀土层6会更大程度上向外对二号气囊5进行挤压，二号气囊5受到挤压后，二号气囊5内的空气会进入一号气囊4，一号气囊4膨胀会伸出钢管桩1外壁，与钢管桩1外的土层接触，并挤压土层，形成高压层，提供预应力，使得钢管桩1保持稳定；一号气囊4在膨胀的过程中，会由于一号气囊4表面壁厚薄厚交替设置而形成波浪形的凸起，波浪形的凸起会增加一号气囊4与土层的摩擦力，提高钢管桩1的稳定性，同时，波浪形凸起会插入土层中，在夯实土层的同时可以进一步提高钢管桩1的稳定性；在一号气囊4膨胀的过程中，位于一号气囊4壁厚较薄处的三根凸起杆10会散开，中间的凸起杆10会插入土层中，夯实土层提高稳定性，其余两根凸起杆10会向两侧展开，在展开的过程中会将土层扒开，使得凸起杆10之间的土层更加厚实，提高固定效果；一号气囊4壁厚较薄处的三根凸起杆10在展开后，钢管桩1内的水泥会通过导管11输送到凸起杆10处，利用水泥将凸起杆10和土层黏合在一起，形成混凝土护壁，同时，由于受到预应力的作用，凸起杆10会有一个搅动水泥的作用，可以赶走水泥内部的空气，避免水泥内部形成空腔，还可以加强水泥与土层和钢管桩1的黏合效果，提高固定效果；膨胀土层6吸水膨胀向两侧挤压的过程中，会推动隔离板7向中间运动，隔离板7上的推土板9会挤压水泥，起到夯实水泥层，使水泥黏合的更紧密的作用，同时在挤压得更紧实的过程中，可以向钢管桩1内填充更多水泥，进一步提高钢管桩1的抗压能力，并且推土板9还起到振动泵的作用，赶走水泥内部的空气，避免水泥内部形成空腔。
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，发明面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种混凝土护壁的预应力钢管桩，包括钢管桩(1)和混凝土基座(2)，钢管桩(1)位于混凝土基座(2)上方，其特征在于：所述钢管桩(1)表面开设有均匀布置的通孔(3)；所述通孔(3)内设置有一号气囊(4)，且一号气囊(4)的顶端和底部紧贴于通孔(3)内壁；所述钢管桩(1)内壁表面覆盖有二号气囊(5)，且二号气囊(5)与各所述一号气囊(4)均连通；所述二号气囊(5)表面覆盖有膨胀土层(6)；所述膨胀土层(6)表面设置有隔离板(7)；所述隔离板(7)表面开设有均匀布置的开口(8)。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土护壁的预应力钢管桩，其特征在于：所述隔离板(7)表面固连有均匀布置的推土板(9)。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土护壁的预应力钢管桩，其特征在于：所述钢管桩(1)底部铰接有抓手(12)；所述抓手(12)下表面固连有三号气囊(13)。
4.根据权利要求1所述的一种混凝土护壁的预应力钢管桩，其特征在于：所述一号气囊(4)表面壁厚薄厚交替设置。
5.根据权利要求1或4所述的一种混凝土护壁的预应力钢管桩，其特征在于：所述一号气囊(4)壁厚较薄处表面设置有三根凸起杆(10)。
6.根据权利要求1或4或5所述的一种混凝土护壁的预应力钢管桩，其特征在于：所述一号气囊(4)壁厚较薄处通过导管(11)与钢管桩(1)内连通。
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2019
- 2019-06-22 CN CN201910545653.0A patent/CN110318396B/zh active Active
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