CN113481980A - 一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩，属于地基混凝土桩技术领域，通过在桩体靠近底端的四周壁上开设预留孔,预留孔内设有预埋柱，将整个预埋桩吊装于桩孔内后，向浇筑孔内浇筑混凝土填料，由于混凝土填料带有高温，包囊球逐步热解，并在混凝土填料的导注压力下，包囊球连同沉降柱下坠，多个磁球在磁柱强力排斥下分别被推入至多个预留孔内，从而将预埋柱向外推动，横向锥形锥横向插入地基中，多个弹性瓣弹性挤压扣设于预留孔内，实现预埋柱与桩体以及地基之间的高强度连接，同时，沉降柱下坠后贯穿穿孔衔接座竖向插入地基中，实现该预埋桩与地基之间的稳固性连接，有效提高桩体与地基的横向、竖向剪切力，有效提高防沉降性。

Description

一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩

技术领域

本发明涉及地基混凝土桩技术领域，更具体地说，涉及一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩。

背景技术

混凝土桩是一种就位成孔，灌注混凝土或钢筋混凝土而制成的桩。传统的混凝土桩包括预制桩和现场灌注桩，其中，预制桩的施工方法为，在地基上打孔，将预制桩沉降于桩孔内，桩孔压入地基中以实现对地基进行加固。

目前，混凝土预制桩长期预埋在松软土壤中，由于预制桩与桩孔之间至存在竖向的抓着力，在时间以及环境变化下，可能会出现沉降的现象。

为此，我们提出一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩来有效缓解预制桩沉降。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩，通过在桩体靠近底端的四周壁上开设预留孔,预留孔内设有预埋柱，将整个预埋桩吊装于桩孔内后，向浇筑孔内浇筑混凝土填料，由于混凝土填料带有高温，包囊球逐步热解，并在混凝土填料的导注压力下，包囊球连同沉降柱下坠，多个磁球在磁柱强力排斥下分别被推入至多个预留孔内，从而将预埋柱向外推动，横向锥形锥横向插入地基中，多个弹性瓣弹性挤压扣设于浇筑孔内，实现预埋柱与桩体以及地基之间的高强度连接，同时，沉降柱下坠后贯穿穿孔衔接座竖向插入地基中，实现该预埋桩与地基之间的稳固性连接，有效提高桩体与地基的横向、竖向剪切力，有效提高防沉降性。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩，包括桩体，所述桩体上开设有浇筑孔，所述桩体底端壁上开设有多个与浇筑孔相连通的预留孔，多个所述预留孔内均设有预埋柱，所述预埋柱包括横向锥形锥和连接于横向锥形锥内端的多个弹性瓣，所述浇筑孔内设有沉降柱，所述沉降柱底端设有包囊球，所述包囊球包括包膜层、多个磁球，所述包膜层套设于沉降柱上，多个所述磁球环形分布于沉降柱外壁上，且磁球与预留孔一一对应，所述沉降柱内设有与磁球磁性相斥的磁柱，所述浇筑孔靠近预留孔的内壁上设有限位套，所述包囊球套设于限位套上，所述浇筑孔底端设有穿孔限位座，所述浇筑孔内部浇筑有混凝土填料。

进一步的，所述预留孔外端成中空圆柱形结构，所述预留孔内端呈圆台形结构，多个所述弹性瓣位于预留孔内端。

进一步的，多个所述弹性瓣均采用弹性金属材料制成，且多个预留孔呈喇叭状均匀分布于横向锥形锥内端，在将预埋柱预埋于预留孔内时，技术人员可借助外界夹具，利用夹具将多个弹性瓣相互靠拢，从而以便于将多个弹性瓣延伸至预留孔内端，在浇筑混凝土填料后，多个预埋柱在外力作用下向预留孔外侧弹出，此时横向锥形锥插设于地基土壤中，而多个预留孔弹性挤压于预留孔外端壁上，有效提高了预埋柱与预留孔连接的机械强度，从而提高预埋柱与地基之间的横向抓着力。

进一步的，所述沉降柱包括承重管和竖向破土锥，所述包膜层连接于承重管的底端部。

进一步的，所述包囊球还包括导热包覆层与导向筋，所述导向筋贯穿插设于磁球内，所述导热包覆层铺设于多个磁球上，导向筋与导热包覆层均为磁球起到限位作用，同时，当包膜层裂解后，磁球在磁柱的斥力作用下向外运动，而在导向筋的导向作用下，磁球不易快速脱离承重管，当磁球运动至具有敞口的预留孔处后，磁球则在强斥力作用下被推入至预留孔内。

进一步的，所述承重管外壁上开设有多个与包膜层位置对应的弧形槽，所述导向筋连接于弧形槽内。

进一步的，所述包膜层采用热熔性材料制成，所述导热包覆层采用高密度的导热性粒子材料铺设而成，当包膜层热解后，解除了包囊球与限位套之间的限位关系，导热包覆层散落。

进一步的，所述包膜层内还填充有热胀性气体，所述热胀性气体采用二氧化碳，当具有一定温度的混凝土填料浇筑于浇筑孔内后，热胀性气体配合导热包覆层有利于提高包囊球内的温度，从而有利于加快包膜层的裂解。

进一步的，所述预留孔的外端壁上环形嵌设有多个限位瓣，多个所述限位瓣与多个弹性瓣相匹配设置，且一一对应设置的限位瓣与弹性瓣的相对端壁上均设有向外倾斜的锯齿层，当预埋柱在磁球的作用下向外推动后，弹性瓣插入土壤中，向外弹性挤压的弹性瓣与限位瓣一一相抵嵌设，进一步增强了预埋柱与预留孔之间的衔接效果，从而提高了桩体与地基的横向剪切力。

进一步的，所述穿孔限位座包括位于浇筑孔底端的沉管，所述沉管上设有承托，所述沉管与承托上开设有与沉降柱相匹配的穿孔，所述承托呈向上扩展的喇叭状结构，沉管与承托的配合有效对下坠的磁球起到很好的限位作用，磁球下落至预留孔处后，能够在磁柱的斥力作用下导入预留孔内，同时沉降柱在随混凝土填料浇筑后，沉降柱底端竖向插入土壤内，而散落的导热包覆层填充于承托上，与向外导注的混凝土填料相互融合，待凝固后，进一步提高了沉降柱、桩体以及地基之间的机械强度。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过在桩体靠近底端的四周壁上开设预留孔,预留孔内设有预埋柱，将整个预埋桩吊装于桩孔内后，向浇筑孔内浇筑混凝土填料，由于混凝土填料带有高温，包囊球逐步热解，并在混凝土填料的导注压力下，包囊球连同沉降柱下坠，多个磁球在磁柱强力排斥下分别被推入至多个预留孔内，从而将预埋柱向外推动，横向锥形锥横向插入地基中，多个弹性瓣弹性挤压扣设于预留孔内，实现预埋柱与桩体以及地基之间的高强度连接，同时，沉降柱下坠后贯穿穿孔衔接座竖向插入地基中，实现该预埋桩与地基之间的稳固性连接，有效提高桩体与地基的横向、竖向剪切力，有效提高防沉降性。

(2)预留孔外端成中空圆柱形结构，预留孔内端呈圆台形结构，多个弹性瓣位于预留孔内端，多个弹性瓣均采用弹性金属材料制成，且多个预留孔呈喇叭状均匀分布于横向锥形锥内端，在将预埋柱预埋于预留孔内时，技术人员可借助外界夹具，利用夹具将多个弹性瓣相互靠拢，从而以便于将多个弹性瓣延伸至预留孔内端，在浇筑混凝土填料后，多个预埋柱在外力作用下向预留孔外侧弹出，横向锥形锥插设于地基中，而多个预留孔弹性挤压于预留孔外端壁上，依靠挤压式弹性衔接，提高预埋柱与地基之间的横向抓着力。

(3)沉降柱包括承重管和竖向破土锥，包膜层连接于承重管的底端部，包囊球还包括导热包覆层与导向筋，导向筋贯穿插设于磁球内，导热包覆层铺设于多个磁球上，承重管外壁上开设有多个与包膜层位置对应的弧形槽，导向筋连接于弧形槽内，导向筋与导热包覆层均为磁球起到限位作用，包膜层裂解时，磁球在磁柱的斥力作用下向外运动，并在导向筋的导向作用下，磁球不易快速脱离承重管，当磁球运动至具有敞口的预留孔处后，磁球则在强斥力作用下被推入至预留孔内。

(4)包膜层采用热熔性材料制成，导热包覆层采用高密度的导热性粒子材料铺设而成，当包膜层热解后，解除了包囊球与限位套之间的限位关系，导热包覆层散落，同时多个磁球随沉降柱下坠。

(5)包膜层内还填充有热胀性气体，热胀性气体采用二氧化碳，当具有一定温度的混凝土填料浇筑于浇筑孔内后，热胀性气体配合导热包覆层有利于提高包囊球内的温度，从而有利于加快包膜层的裂解。

(6)预留孔的外端壁上环形嵌设有多个限位瓣，多个限位瓣与多个弹性瓣相匹配设置，且一一对应设置的限位瓣与弹性瓣的相对端壁上均设有向外倾斜的锯齿层，当预埋柱在磁球的作用下向外推动后，弹性瓣插入土壤中，向外弹性挤压的弹性瓣与限位瓣一一相抵嵌设，进一步增强了预埋柱与预留孔之间的衔接效果，从而提高了桩体与地基的横向剪切力。

(7)穿孔限位座包括位于浇筑孔底端的沉管，沉管上设有承托，沉管与承托上开设有与沉降柱相匹配的穿孔，承托呈向上扩展的喇叭状结构，沉管与承托的配合有效对下坠的磁球起到很好的限位作用，磁球下落至预留孔处后，能够在磁柱的斥力作用下导入预留孔内，同时沉降柱在随混凝土填料浇筑后，沉降柱底端竖向插入土壤内，而散落的导热包覆层填充于承托上，与向外导注的混凝土填料相互融合，待凝固后，进一步提高了沉降柱、桩体以及地基之间的机械强度。

附图说明

图1为本发明在沉基后的状态示意图；

图2为本发明在沉基前的状态示意图；

图3为本发明在浇筑混凝土填料前的内部剖视图；

图4为本发明的加固预埋柱处立体图一；

图5为本发明的加固预埋柱处立体图二；

图6为本发明的沉降柱与包囊球结合处的立体图；

图7为本发明的沉降柱与包囊球结合处的部分剖视图；

图8为本发明的导向筋与沉降柱结合处的部分立体图；

图9为本发明在浇筑混凝土填料后的内部剖视图；

图10为图9中部分截面图。

图中标号说明：

1桩体、101浇筑孔、102预留孔、2预埋柱、201横向锥形锥、202弹性瓣、3沉降柱、301承重管、302竖向破土锥、4包囊球、401包膜层、402磁球、403导热包覆层、404导向筋、5限位套、6沉管、7承托、8混凝土填料、9限位瓣、10磁柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-5，一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩，包括桩体1，桩体1上开设有浇筑孔101，桩体1底端壁上开设有多个与浇筑孔101相连通的预留孔102，多个预留孔102内均设有预埋柱2，预埋柱2包括横向锥形锥201和连接于横向锥形锥201内端的多个弹性瓣202，预留孔102外端成中空圆柱形结构，预留孔102内端呈圆台形结构，多个弹性瓣202位于预留孔102内端，且弹性瓣202不延伸至浇筑孔101内，多个弹性瓣202均采用弹性金属材料制成，且多个预留孔102呈喇叭状均匀分布于横向锥形锥201内端，在将预埋柱2预埋于预留孔102内时，技术人员可借助外界夹具，利用夹具将多个弹性瓣202相互靠拢，从而以便于将多个弹性瓣202延伸至预留孔102内端。

请参阅图3和图6-7，浇筑孔101内设有沉降柱3，沉降柱3底端设有包囊球4，包囊球4包括包膜层401、多个磁球402，包膜层401套设于沉降柱3上，多个磁球402环形分布于沉降柱3外壁上，且磁球402与预留孔102一一对应，沉降柱3内设有与磁球402磁性相斥的磁柱10，磁柱10具有一定程度，浇筑孔101靠近预留孔102的内壁上设有限位套5，包囊球4套设于限位套5上，浇筑孔101底端设有穿孔限位座，浇筑孔101内部浇筑有混凝土填料8。

请参阅图8-10，包囊球4靠近多个预留孔102设置，故而在浇筑混凝土填料8后，包膜层401受一定的高温热解后，多个磁球402在随沉降柱3下坠后能够在磁柱10的磁性排斥作用下被推入至预留孔102内，磁柱10具有一定长度，有效保证沉降柱3在下坠后，能够对被推入至预留孔102内的磁球402仍具有磁力相斥作用，从而实现磁球402紧紧相抵于预埋柱2的内端，在此还需要说明的是，横向锥形锥201与多个弹性瓣202相衔接处设有弧形空腔，以便于磁球402的相抵接触。

请参阅图7-10，沉降柱3包括承重管301和竖向破土锥302，包膜层401连接于承重管301的底端部，包囊球4还包括导热包覆层403与导向筋404，导向筋404贯穿插设于磁球402内，导热包覆层403铺设于多个磁球402上，承重管301外壁上开设有多个与包膜层401位置对应的弧形槽，导向筋404连接于弧形槽内，导向筋404与导热包覆层403均为磁球402起到限位作用，使得磁球402能够较为稳定地嵌设于承重管301上，当包膜层401裂解时，磁球402在磁柱10的斥力作用下向外运动，并在导向筋404的导向作用下，磁球402不易快速脱离承重管301，当磁球402运动至具有敞口的预留孔102处后，磁球402则在强斥力作用下被推入至预留孔102内，此时横向锥形锥201插设于地基土壤中，而多个预留孔102弹性挤压于预留孔102外端壁上，有效提高了预埋柱2与预留孔102连接的机械强度，从而提高预埋柱2与地基之间的横向抓着力。

其中，包膜层401采用热熔性材料制成，导热包覆层403采用高密度的导热性粒子材料铺设而成，当包膜层401热解后，解除了包囊球4与限位套5之间的限位关系，导热包覆层403散落；

包膜层401内还填充有热胀性气体，热胀性气体采用二氧化碳，当具有一定温度的混凝土填料8浇筑于浇筑孔101内后，热胀性气体配合导热包覆层403有利于提高包囊球4内的温度，从而有利于加快包膜层401的裂解。

请参阅图10，预留孔102的外端壁上环形嵌设有多个限位瓣9，多个限位瓣9与多个弹性瓣202相匹配设置，且一一对应设置的限位瓣9与弹性瓣202的相对端壁上均设有向外倾斜的锯齿层，当预埋柱2在磁球402的作用下向外推动后，弹性瓣202插入土壤中，向外弹性挤压的弹性瓣202与限位瓣9一一相抵嵌设，进一步增强了预埋柱2与预留孔102之间的衔接效果，从而提高了桩体1与地基的横向剪切力。

穿孔限位座包括位于浇筑孔101底端的沉管6，沉管6上设有承托7，沉管6与承托7上开设有与沉降柱3相匹配的穿孔，承托7呈向上扩展的喇叭状结构，沉管6与承托7的配合有效对下坠的磁球402起到很好的限位作用，磁球402下落至预留孔102处后，能够在磁柱10的斥力作用下导入预留孔102内，同时沉降柱3在随混凝土填料8浇筑后，沉降柱3底端竖向插入土壤内，而散落的导热包覆层403填充于承托7上，与向外导注的混凝土填料8相互融合，待凝固后，进一步提高了沉降柱3、桩体1以及地基之间的机械强度。

本方案通过在桩体1靠近底端的四周壁上开设预留孔102,多个预留孔102内均预埋预埋柱2，沉降柱3与包囊球4所配合的锤击体限位于限位套5处，将整个预埋桩吊装于预先打好的桩孔内后，向浇筑孔101内浇筑混凝土填料8，由于混凝土填料8具有一定的高温，包囊球4逐步热解，并在混凝土填料8的导注压力下，包囊球4连同沉降柱3下坠，多个磁球402在磁柱10的强力排斥作用下被推入至预留孔102内，从而将预埋柱2向外推动，横向锥形锥201横向插入地基中，多个弹性瓣202弹性挤压扣设于浇筑孔101内，提高预埋柱2与桩体1以及地基之间的机械连接强度，同时，沉降柱3下坠后贯穿穿孔衔接座竖向插入地基中，实现该预埋桩与地基之间的稳固性连接，有效提高桩体1与地基的横向、竖向剪切力，提高防沉降性。

本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩，包括桩体(1)，其特征在于：所述桩体(1)上开设有浇筑孔(101)，所述桩体(1)底端壁上开设有多个与浇筑孔(101)相连通的预留孔(102)，多个所述预留孔(102)内均设有预埋柱(2)，所述预埋柱(2)包括横向锥形锥(201)和连接于横向锥形锥(201)内端的多个弹性瓣(202)；

所述浇筑孔(101)内设有沉降柱(3)，所述沉降柱(3)底端设有包囊球(4)，所述包囊球(4)包括包膜层(401)、多个磁球(402)，所述包膜层(401)套设于沉降柱(3)上，多个所述磁球(402)环形分布于沉降柱(3)外壁上，且磁球(402)与预留孔(102)一一对应，所述沉降柱(3)内设有与磁球(402)磁性相斥的磁柱(10)，所述浇筑孔(101)靠近预留孔(102)的内壁上设有限位套(5)，所述包囊球(4)套设于限位套(5)上，所述浇筑孔(101)底端设有穿孔限位座，所述浇筑孔(101)内部浇筑有混凝土填料(8)。

2.根据权利要求1所述的一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩，其特征在于：所述预留孔(102)外端成中空圆柱形结构，所述预留孔(102)内端呈圆台形结构，多个所述弹性瓣(202)位于预留孔(102)内端。

3.根据权利要求2所述的一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩，其特征在于：多个所述弹性瓣(202)均采用弹性金属材料制成，且多个预留孔(102)呈喇叭状均匀分布于横向锥形锥(201)内端。

4.根据权利要求1所述的一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩，其特征在于：所述沉降柱(3)包括承重管(301)和竖向破土锥(302)，所述包膜层(401)连接于承重管(301)的底端部。

5.根据权利要求1所述的一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩，其特征在于：所述包囊球(4)还包括导热包覆层(403)与导向筋(404)，所述导向筋(404)贯穿插设于磁球(402)内，所述导热包覆层(403)铺设于多个磁球(402)上。

6.根据权利要求5所述的一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩，其特征在于：所述承重管(301)外壁上开设有多个与包膜层(401)位置对应的弧形槽，所述导向筋(404)连接于弧形槽内。

7.根据权利要求6所述的一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩，其特征在于：所述包膜层(401)采用热熔性材料制成，所述导热包覆层(403)采用高密度的导热性粒子材料铺设而成。

8.根据权利要求1所述的一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩，其特征在于：所述包膜层(401)内还填充有热胀性气体，所述热胀性气体采用二氧化碳。

9.根据权利要求1所述的一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩，其特征在于：所述预留孔(102)的外端壁上环形嵌设有多个限位瓣(9)，多个所述限位瓣(9)与多个弹性瓣(202)相匹配设置，且一一对应设置的限位瓣(9)与弹性瓣(202)的相对端壁上均设有向外倾斜的锯齿层。

10.根据权利要求1所述的一种地基加固用防沉降式混凝土预埋桩，其特征在于：所述穿孔限位座包括位于浇筑孔(101)底端的沉管(6)，所述沉管(6)上设有承托(7)，所述沉管(6)与承托(7)上开设有与沉降柱(3)相匹配的穿孔，所述承托(7)呈向上扩展的喇叭状结构。

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