CN113944194B - 一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施 - Google Patents

一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施，属于桩基领域，一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施，可以实现管桩外套PE管的这段管桩周身涂一层油性材料，减弱管桩管桩与油性填充材料油性填充材料的联结力，管桩的上部固定有圆盘，通过螺纹孔固定上部光伏支架，管桩和PE管的底部和顶部用橡皮圈密封，使得水分不易进入管桩和PE管之间，管桩和PE管之间的间隙灌注油性填充材料，进一步提高密封性，PE管需埋到冻深线以下，管桩要埋深要长于PE管，保证桩基的稳定，利用在管桩外套PE管可降低或消除切向冻胀力对桩基础的影响，增强桩基结构整体的强度，提高桩基的抗拔稳定性，能适应反复冻融。

Description

一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施
技术领域
本发明涉及桩基领域，更具体地说，涉及一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施。
背景技术
在高纬度地区，较低的气温导致土体中的水分产生冻结现象，由于水的相变，土体中水分冻结成冰体积较大9%，对于细颗粒土，冻结区会产生低温吸力，引起未冻水向冻结区迁移，并逐渐在冻结面形成冰透镜体，填充并挤压土颗粒间的孔隙，因而产生进一步的冻胀变形，当土体中发生冻胀现象时，埋置于土体内的基础将会受到冻胀力的影响，包括作用于基础底面的法向冻胀力、作用于基础侧面的水平冻胀力和切向冻胀力，由于土体中土质和含水率的差异，不同位置产生的冻胀力也不同，进而导致不均匀的冻拔位移，严重时甚至会导致剪切破坏而使上部结构失稳，
目前，冻土区光伏电站基础施工多采用以下方法减弱或抵抗冻胀效应：1、在光伏基础周围换填非冻胀性中砂或粗砂；2、加大桩基长度；3、直接在桩身涂油性材料，对于水位较高的地区，换填后水很容易渗透达到饱和状态，失去减弱冻胀力的效果，使换填非冻胀性中砂或粗砂失去意义；加大桩基长度会大大增加施工难度及工程造价；直接涂抹油性材料对切向冻胀力的削弱有限，且冻融循环过后效果可能丧失。
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适应地下水位的桩基隔离防冻措施，可以实现管桩外套PE管的这段管桩周身涂一层油性材料，减弱管桩与油性填充材料的联结力，管桩的上部固定有圆盘，通过螺纹孔固定上部光伏支架，管桩和PE管的底部和顶部用橡皮圈密封，使得水分不易进入管桩和PE管之间，管桩和PE管之间的间隙灌注油性填充材料，进一步提高密封性，PE管需埋到冻深线以下，管桩要埋深要长于PE管，保证桩基的稳定，利用在管桩外套PE管可降低或消除切向冻胀力对桩基础的影响，增强桩基结构整体的强度，提高桩基的抗拔稳定性，能适应反复冻融，有效减少切向冻胀力与负摩阻力对桩基承载力的影响，稳定性高，能够有效预防冻胀、冻拔，效果持久，降低施工难度和劳动强度，节省成本，解决光伏电站在高纬度复杂环境下的工程建设问题，打破光伏产业在冻土区发展的制约。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施，包括以下步骤：
S1、首先取用管桩，接着启动钻机进行打孔，使钻孔深度达到管桩埋置深度，在钻孔内设置护壁；
S2、然后在管桩外套PE管这段管桩周身涂一层油性材料，随后将管桩压放入孔内；
S3、将PE管套入管桩外侧，并将下端橡皮圈压入管桩与PE管间隙下端；
S4、将间隙中的水抽出，待桩身干燥后在管桩与PE管间隙灌注油性填充材料，最后取出护壁。
一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施，包括管桩，所述管桩上端固定连接有圆盘，所述圆盘上端开凿有多个螺纹孔，所述管桩外端套设有PE管，所述PE管与管桩之间固定连接有两个相对称的橡皮圈，所述管桩与PE管之间填充有油性填充材料，所述油性填充材料位于两个橡皮圈之间，所述管桩与PE管之间填充有多个吸水球，所述管桩内壁固定连接有两个相对称的固定板，所述管桩内壁固定连接有多个均匀分布的支撑机构，所述支撑机构位于两个固定板之间，所述支撑机构内填充有PP材料，可以实现管桩外套PE管的这段管桩周身涂一层油性材料，减弱管桩与油性填充材料的联结力，管桩的上部固定有圆盘，通过螺纹孔固定上部光伏支架，管桩和PE管的底部和顶部用橡皮圈密封，使得水分不易进入管桩和PE管之间，管桩和PE管之间的间隙灌注油性填充材料，进一步提高密封性，PE管需埋到冻深线以下，管桩要埋深要长于PE管，保证桩基的稳定，利用在管桩外套PE管可降低或消除切向冻胀力对桩基础的影响，增强桩基结构整体的强度，提高桩基的抗拔稳定性，能适应反复冻融，有效减少切向冻胀力与负摩阻力对桩基承载力的影响，稳定性高，能够有效预防冻胀、冻拔，效果持久，降低施工难度和劳动强度，节省成本，解决光伏电站在高纬度复杂环境下的工程建设问题，打破光伏产业在冻土区发展的制约。
进一步的，所述PE管外端固定连接有两个相对称的卡块，所述PE管外端套设有套管，所述套管靠近PE管的一端开凿有滑槽，所述滑槽内壁开凿有卡槽，所述卡槽与卡块相匹配，可以在PE管套在圆盘外时，将套管通过卡块与滑槽的滑动，使得套管套在PE管的外部，而卡块卡入卡槽后可使得套管固定在PE管的外部不易发生脱落，而在圆盘与PE管在完成安装后，可将套管取出，随后使得PE管外出现间隙，以此可通过用中砂或粗砂填充夯实，进而加强桩基的稳定性。
进一步的，所述PE管下端转动连接有两个相对称的活动板，所述活动板与管桩相接触，在橡皮圈安装在管桩与PE管之间后，会使其之间的密封性得到加强，而为了使得管桩在下降时橡皮圈不易受到影响，可通过活动板对橡皮圈进行防护，进而使得管桩在下降时可优先对活动板进行冲击，进而提高橡皮圈的耐用性。
进一步的，所述圆盘外端固定连接有两个相对称的密封垫，且位于下侧的所述密封垫与管桩固定连接，在圆盘安装在管桩上后，会将光纤支架固定通过圆盘固定在管桩上，而为了使得降水不易通过光纤支架与圆盘之间的缝隙进入管桩内，可通过密封垫来提高密封性，使得水不易通过缝隙进入。
进一步的，所述管桩和PE管之间的间隙约1cm-2cm，且间隙内安装有吸水纸，通过1cm-2cm将油性填充材料填充入内，进而可有效的预防水的进入，同时在填入前可通过内置的吸水纸对水液进行吸收，以便油性填充材料的填入。
进一步的，所述吸水球内填充有多个橡胶海绵，所述橡胶海绵内填充有油性填充材料，所述橡胶海绵位于油性填充材料内，在PE管套设在管桩外后，可能会使得管桩与PE管内壁上附着有水液，以此通过吸水球的填充将内壁的水液进行吸附，进而加快整体的施工效率，而在吸水球吸收水液后会因采用了遇水溶解的化纤材料而发生溶解，使得吸水球内的油性材料流入管桩与PE管之间，同时可通过橡胶海绵对管桩外部进行保温。
进一步的，所述套管外端固定连接有外螺纹，所述外螺纹位于套管的外侧，且所述外螺纹采用钢制材料制成，在套管安装在PE管外部后，为了使得管桩在下降时更加的快捷，可通过外螺纹来对套管外部的地面进行破碎，进而提高管桩在安装时的效率。
进一步的，所述套管下端固定连接有多个锥形头，所述锥形头位于活动板的外侧，在套管套在PE管外后，可通过锥形头对套管在下降时的底部进行预先破碎，进而使得套管不易因管桩的下降而发生脱落。
进一步的，所述套管上端固定连接有两个相对称的拉块，所述拉块外端开凿有通孔，在管桩安装完以后，需要将套管取出，然后将中砂或粗砂填充进套管取出后的间隙中，而为了使得套管在取出时更加的便捷，可通过将绳索穿过拉块进行固定，随后在需要取出时可直接通过拖拽将其取出。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案可以实现管桩外套PE管的这段管桩周身涂一层油性材料，减弱管桩与油性填充材料的联结力，管桩的上部固定有圆盘，通过螺纹孔固定上部光伏支架，管桩和PE管的底部和顶部用橡皮圈密封，使得水分不易进入管桩和PE管之间，管桩和PE管之间的间隙灌注油性填充材料，进一步提高密封性，PE管需埋到冻深线以下，管桩要埋深要长于PE管，保证桩基的稳定，利用在管桩外套PE管可降低或消除切向冻胀力对桩基础的影响，增强桩基结构整体的强度，提高桩基的抗拔稳定性，能适应反复冻融，有效减少切向冻胀力与负摩阻力对桩基承载力的影响，稳定性高，能够有效预防冻胀、冻拔，效果持久，降低施工难度和劳动强度，节省成本，解决光伏电站在高纬度复杂环境下的工程建设问题，打破光伏产业在冻土区发展的制约。
（2）PE管外端固定连接有两个相对称的卡块，PE管外端套设有套管，套管靠近PE管的一端开凿有滑槽，滑槽内壁开凿有卡槽，卡槽与卡块相匹配，可以在PE管套在圆盘外时，将套管通过卡块与滑槽的滑动，使得套管套在PE管的外部，而卡块卡入卡槽后可使得套管固定在PE管的外部不易发生脱落，而在圆盘与PE管在完成安装后，可将套管取出，随后使得PE管外出现间隙，以此可通过用中砂或粗砂填充夯实，进而加强桩基的稳定性。
（3）PE管下端转动连接有两个相对称的活动板，活动板与管桩相接触，在橡皮圈安装在管桩与PE管之间后，会使其之间的密封性得到加强，而为了使得管桩在下降时橡皮圈不易受到影响，可通过活动板对橡皮圈进行防护，进而使得管桩在下降时可优先对活动板进行冲击，进而提高橡皮圈的耐用性。
（4）圆盘外端固定连接有两个相对称的密封垫，且位于下侧的密封垫与管桩固定连接，在圆盘安装在管桩上后，会将光纤支架固定通过圆盘固定在管桩上，而为了使得降水不易通过光纤支架与圆盘之间的缝隙进入管桩内，可通过密封垫来提高密封性，使得水不易通过缝隙进入。
（5）管桩和PE管之间的间隙约1cm-2cm，且间隙内安装有吸水纸，通过1cm-2cm将油性填充材料填充入内，进而可有效的预防水的进入，同时在填入前可通过内置的吸水纸对水液进行吸收，以便油性填充材料的填入。
（6）吸水球内填充有多个橡胶海绵，橡胶海绵内填充有油性填充材料，橡胶海绵位于油性填充材料内，在PE管套设在管桩外后，可能会使得管桩与PE管内壁上附着有水液，以此通过吸水球的填充将内壁的水液进行吸附，进而加快整体的施工效率，而在吸水球吸收水液后会因采用了遇水溶解的化纤材料而发生溶解，使得吸水球内的油性材料流入管桩与PE管之间，同时可通过橡胶海绵对管桩外部进行保温。
（7）套管外端固定连接有外螺纹，外螺纹位于PE管的外侧，且外螺纹采用钢制材料制成，在套管安装在PE管外部后，为了使得管桩在下降时更加的快捷，可通过外螺纹来对套管外部的地面进行破碎，进而提高管桩在安装时的效率。
（8）套管下端固定连接有多个锥形头，锥形头位于活动板的外侧，在套管套在PE管外后，可通过锥形头对套管在下降时的底部进行预先破碎，进而使得套管不易因管桩的下降而发生脱落。
（9）套管上端固定连接有两个相对称的拉块，拉块外端开凿有通孔，在管桩安装完以后，需要将套管取出，然后将中砂或粗砂填充进套管取出后的间隙中，而为了使得套管在取出时更加的便捷，可通过将绳索穿过拉块进行固定，随后在需要取出时可直接通过拖拽将其取出。
附图说明
图1为本发明的管桩立体示意图；
图2为本发明的管桩安装剖视示意图；
图3为本发明的管桩剖面结构示意图；
图4为图3中的A处放大示意图；
图5为本发明的管桩剖面局部结构示意图；
图6为本发明的套管结构示意图；
图7为本发明的吸水球结构示意图；
图8为本发明的圆盘结构示意图。
图中标号说明：
1管桩、2圆盘、201密封垫、3螺纹孔、4PE管、401活动板、5橡皮圈、6油性填充材料、7吸水球、701橡胶海绵、8固定板、9支撑机构、10PP材料、11卡块、12套管、1201外螺纹、1202锥形头、1203拉块、13滑槽、14卡槽。
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：
一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施，包括管桩1，包括以下步骤：
S1、首先取用管桩1，接着启动钻机进行打孔，使钻孔深度达到管桩1埋置深度，在钻孔内设置护壁，孔的直径要略大于PE管外径5cm~10cm，由于高水位地区土质较软，需要设置护壁；
S2、然后在管桩1外套PE管4这段管桩1周身涂一层油性材料，随后将管桩1压放入孔内，在护壁与管桩1之间间隙填砂夯实深度至PE管4埋置深度，PE管4埋置深度略低于冻深；
S3、将PE管4套入管桩1外侧，并将下端橡皮圈5压入管桩1与PE管4间隙下端，使水分不易再进入间隙；
S4、将间隙中的水抽出，待桩身干燥后在管桩1与PE管4间隙灌注油性填充材料6，最后取出护壁，PE管4外如有间隙可用中砂或粗砂填充夯实。
请参阅图1-8，一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施，包括管桩1，管桩1上端固定连接有圆盘2，圆盘2上端开凿有多个螺纹孔3，管桩1外端套设有PE管4，PE管4与管桩1之间固定连接有两个相对称的橡皮圈5，管桩1与PE管4之间填充有油性填充材料6，油性填充材料6位于两个橡皮圈5之间，管桩1与PE管4之间填充有多个吸水球7，管桩1内壁固定连接有两个相对称的固定板8，管桩1内壁固定连接有多个均匀分布的支撑机构9，支撑机构9位于两个固定板8之间，支撑机构9内填充有PP材料10，可以实现管桩1外套PE管4的这段管桩周身涂一层油性材料，减弱管桩1与油性填充材料6的联结力，管桩1的上部固定有圆盘2，通过螺纹孔3固定上部光伏支架，管桩1和PE管4的底部和顶部用橡皮圈5密封，使得水分不易进入管桩1和PE管4之间，管桩1和PE管4之间的间隙灌注油性填充材料6，进一步提高密封性，PE管4需埋到冻深线以下，管桩1要埋深要长于PE管4，保证桩基的稳定，利用在管桩1外套PE管4可降低或消除切向冻胀力对桩基础的影响，增强桩基结构整体的强度，提高桩基的抗拔稳定性，能适应反复冻融，有效减少切向冻胀力与负摩阻力对桩基承载力的影响，稳定性高，能够有效预防冻胀、冻拔，效果持久，降低施工难度和劳动强度，节省成本，解决光伏电站在高纬度复杂环境下的工程建设问题，打破光伏产业在冻土区发展的制约。
请参阅图3-6，PE管4外端固定连接有两个相对称的卡块11，PE管4外端套设有套管12，套管12靠近PE管4的一端开凿有滑槽13，滑槽13内壁开凿有卡槽14，卡槽14与卡块11相匹配，可以在PE管4套在圆盘2外时，将套管12通过卡块11与滑槽13的滑动，使得套管12套在PE管4的外部，而卡块11卡入卡槽14后可使得套管12固定在PE管4的外部不易发生脱落，而在圆盘2与PE管4在完成安装后，可将套管12取出，随后使得PE管4外出现间隙，以此可通过用中砂或粗砂填充夯实，进而加强桩基的稳定性。
请参阅图1-4和图7-8，PE管4下端转动连接有两个相对称的活动板401，活动板401与管桩1相接触，在橡皮圈5安装在管桩1与PE管4之间后，会使其之间的密封性得到加强，而为了使得管桩1在下降时橡皮圈5不易受到影响，可通过活动板401对橡皮圈5进行防护，进而使得管桩1在下降时可优先对活动板401进行冲击，进而提高橡皮圈5的耐用性，圆盘2外端固定连接有两个相对称的密封垫201，且位于下侧的密封垫201与管桩1固定连接，在圆盘2安装在管桩1上后，会将光纤支架固定通过圆盘2固定在管桩1上，而为了使得降水不易通过光纤支架与圆盘2之间的缝隙进入管桩1内，可通过密封垫201来提高密封性，使得水不易通过缝隙进入，管桩1和PE管4之间的间隙约1cm-2cm，且间隙内安装有吸水纸，通过1cm-2cm将油性填充材料6填充入内，进而可有效的预防水的进入，同时在填入前可通过内置的吸水纸对水液进行吸收，以便油性填充材料的填入，吸水球7内填充有多个橡胶海绵701，橡胶海绵701内填充有油性填充材料6，橡胶海绵701位于油性填充材料6内，在PE管4套设在管桩1外后，可能会使得管桩1与PE管4内壁上附着有水液，以此通过吸水球7的填充将内壁的水液进行吸附，进而加快整体的施工效率，而在吸水球7吸收水液后会因采用了遇水溶解的化纤材料而发生溶解，使得吸水球7内的油性材料流入管桩1与PE管4之间，同时可通过橡胶海绵701对管桩1外部进行保温。
请参阅图5-6，套管12外端固定连接有外螺纹1201，外螺纹1201位于套管12的外侧，且外螺纹1201采用钢制材料制成，在套管12安装在PE管4外部后，为了使得管桩1在下降时更加的快捷，可通过外螺纹1201来对套管12外部的地面进行破碎，进而提高管桩1在安装时的效率，套管12下端固定连接有多个锥形头1202，锥形头1202位于活动板401的外侧，在套管12套在PE管4外后，可通过锥形头1202对套管12在下降时的底部进行预先破碎，进而使得套管12不易因管桩1的下降而发生脱落，套管12上端固定连接有两个相对称的拉块1203，拉块1203外端开凿有通孔，在管桩1安装完以后，需要将套管12取出，然后将中砂或粗砂填充进套管12取出后的间隙中，而为了使得套管12在取出时更加的便捷，可通过将绳索穿过拉块1203进行固定，随后在需要取出时可直接通过拖拽将其取出。
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 (7)

1.一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施，包括管桩(1)，其特征在于：包括以下步骤：
S1、首先取用管桩(1)，接着启动钻机进行打孔，使钻孔深度达到管桩(1)埋置深度，在钻孔内设置护壁；
S2、然后在管桩(1)外套PE管(4)这段管桩(1)周身涂一层油性材料，随后将管桩(1)压放入孔内；
S3、将PE管(4)套入管桩(1)外侧，并将下端橡皮圈(5)压入管桩(1)与PE管(4)间隙下端；
S4、将间隙中的水抽出，待桩身干燥后在管桩(1)与PE管(4)间隙灌注油性填充材料(6)，最后取出护壁；
所述管桩(1)上端固定连接有圆盘(2)，所述圆盘(2)上端开凿有多个螺纹孔(3)，所述管桩(1)外端套设有PE管(4)，所述PE管(4)与管桩(1)之间固定连接有两个相对称的橡皮圈(5)，所述管桩(1)与PE管(4)之间填充有油性填充材料(6)，所述油性填充材料(6)位于两个橡皮圈(5)之间，所述管桩(1)与PE管(4)之间填充有多个吸水球(7)，所述管桩(1)内壁固定连接有两个相对称的固定板(8)，所述管桩(1)内壁固定连接有多个均匀分布的支撑机构(9)，所述支撑机构(9)位于两个固定板(8)之间，所述支撑机构(9)内填充有PP材料(10)；
所述PE管(4)外端固定连接有两个相对称的卡块(11)，所述PE管(4)外端套设有套管(12)，所述套管(12)靠近PE管(4)的一端开凿有滑槽(13)，所述滑槽(13)内壁开凿有卡槽(14)，所述卡槽(14)与卡块(11)相匹配；
所述PE管(4)下端转动连接有两个相对称的活动板(401)，所述活动板(401)与管桩(1)相接触。
2.根据权利要求1所述的一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施，其特征在于：所述圆盘(2)外端固定连接有两个相对称的密封垫(201)，且位于下侧的所述密封垫(201)与管桩(1)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施，其特征在于：所述管桩(1)和PE管(4)之间的间隙为1cm-2cm，且间隙内安装有吸水纸。
4.根据权利要求1所述的一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施，其特征在于：所述吸水球(7)内填充有多个橡胶海绵(701)，所述橡胶海绵(701)内填充有油性填充材料(6)，所述橡胶海绵(701)位于油性填充材料(6)内。
5.根据权利要求1所述的一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施，其特征在于：所述套管(12)外端固定连接有外螺纹(1201)，所述外螺纹(1201)位于套管（12)的外侧，且所述外螺纹(1201)采用钢制材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施，其特征在于：所述套管(12)下端固定连接有多个锥形头(1202)，所述锥形头(1202)位于活动板(401)的外侧。
7.根据权利要求1所述的一种适应地下水位的桩基隔离防冻措施，其特征在于：所述套管(12)上端固定连接有两个相对称的拉块(1203)，所述拉块(1203)外端开凿有通孔。
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