CN115075282A - 一种适用于phc管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置及制作方法 - Google Patents

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Northeast Petroleum University
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Abstract

一种适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置及制作方法，属于建筑设备领域，包括保温层、保护层和PHC管桩，PHC管桩外壁设有保护层，保护层外壁设有保温层，保温层外壁设有保护层。本适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置及制作方法，能够实现适应冻土区地质特征，有效预防桩基础冻胀、冻拔，提高桩基础的稳定性；有效处理深度，不受地质限制，可随工程实际冻土层深度调节。

Description

一种适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置及制作方法
技术领域：
本发明属于建筑设备领域，具体涉及一种适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置及制作方法。
背景技术：
冻土是一种特殊的低温地质体，一般是指温度等于或低于0℃且含有冰的土体和岩石。冻土在我国分布非常广阔，多年冻土和季节冻土的总分布面积几乎占整个国土面积的三分之二。冻土对温度有着极强的敏感性，极易受到外界环境的影响。由于冻土与外界环境之间的密切关系，冻土工程在施工和运营阶段存在敏感性、不稳定性和复杂性，因此在冻土区进行建筑等基础建筑施工，必须考虑冻土冻胀和溶沉带来的影响。
冻土区桩基础在施工阶段，由于静压施工的影响，桩周冻土温度会因为吸热而上升，对冻土造成扰动，影响桩基础早期稳定性；此外，由于太阳辐射和气候变暖等因素的影响，冻土区桩基础在长期服役过程中会影响桩周冻土温度场，产生冻胀、融沉现象，影响PHC管桩的长期热稳定性。因此，对冻土区桩基础温控措施的开展具有重要的指导意义和参考意义。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置及制作方法，能够实现适应冻土区地质特征，有效预防桩基础冻胀、冻拔，提高桩基础的稳定性；有效处理深度，不受地质限制，可随工程实际冻土层深度调节。
基于上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置，包括保温层、保护层和PHC管桩，PHC管桩外壁设有保护层，保护层外壁设有保温层，保温层外壁设有保护层。
所述的保护层包括橡胶套管和钢套管。
所述的PHC管桩外壁依次套有橡胶套管、保温层、橡胶套管和钢套管。
所述的PHC管桩外壁依次套有钢套管、橡胶套管、保温层、橡胶套管和钢套管。
所述的保温层为发泡水泥保温层，厚度为100mm。
所述的橡胶套管和钢套管的厚度分别为10mm和2.5mm。
工厂制作方法的步骤如下：
a)标记桩在冻土层范围内的长度(即保温层的高度)H1；
b)在该范围内套入10mm厚的橡胶套管作为内橡胶套管；
c)设置直径为520mm，厚度为10mm的外侧橡胶套管，由于橡胶套管的形变能力较大，为保证保温层发泡水泥的壁厚均匀及发泡质量，在外侧橡胶套管处增设钢套管模板，厚度为2.5mm；
d)固定好橡胶套管及模板后，进行发泡，待成型后拆除钢套管模板。
现场制作方法的步骤如下：
a)标记桩在冻土层范围内的长度(即保温层的高度)H1；
b)设置内层钢套管模板，直径为315mm厚度为2.5mm；
c)在内层钢套管模板外套入10mm厚的内层橡胶套管；
d)设置直径为530mm，厚度为10mm的外侧橡胶套管，由于橡胶套管的形变能力较大，为保证保温层发泡水泥的壁厚均匀及发泡质量，在外侧橡胶套管处增设钢套管模板，厚度为2.5mm；
e)固定好橡胶套管及钢套管模板后，进行发泡，待成型后拆除钢套管模板。
采用上述技术方案后，本发明具有以下优点：
1)能够实现适应冻土区地质特征，有效预防桩基础冻胀、冻拔，提高桩基础的稳定性；
2)有效处理深度，不受地质限制，可随工程实际冻土层深度调节。
附图说明：
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明现场制作1-1剖视图；
图3位本发明工厂制作1-1剖视图。
具体实施方式：
参照各图，一种适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置，包括保温层1、保护层和PHC管桩4，PHC管桩外壁设有保护层，保护层外壁设有保温层1，保温层1外壁设有保护层。所述的保护层包括橡胶套管2和钢套管3。所述的PHC管桩4外壁依次套有橡胶套管2、保温层1、橡胶套管2和钢套管3。所述的PHC管桩4外壁依次套有钢套管3、橡胶套管2、保温层1、橡胶套管2和钢套管3。所述的保温层1为发泡水泥保温层，厚度为100mm，需在现场施工，且需在固定保护层后进行发泡浇筑。所述的橡胶套管2和钢套管3的厚度分别为10mm和2.5mm。
适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔技术的保温层、保护层分为现场制作法及工厂制作法，保护层中的橡胶套管(2)和钢套管(3)的固定位置根据制作方法而定。
适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置的工厂制作方法，其特征在于：方法步骤如下：
a)标记桩在冻土层范围内的长度(即保温层的高度)H1；
b)在该范围内套入10mm厚的橡胶套管2作为内橡胶套管；
c)设置直径为520mm，厚度为10mm的外侧橡胶套管2，由于橡胶套管2的形变能力较大，为保证保温层1发泡水泥的壁厚均匀及发泡质量，在外侧橡胶套管2处增设钢套管3模板，厚度为2.5mm；
d)固定好橡胶套管2及模板后，进行发泡，待成型后拆除钢套管3模板。
适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置的现场制作方法，其特征在于：方法步骤如下：
a)标记桩在冻土层范围内的长度(即保温层的高度)H1；
b)设置内层钢套管3模板，直径为315mm厚度为2.5mm；
c)在内层钢套管3模板外套入10mm厚的内层橡胶套管2；
d)设置直径为530mm，厚度为10mm的外侧橡胶套管2，由于橡胶套管2的形变能力较大，为保证保温层1发泡水泥的壁厚均匀及发泡质量，在外侧橡胶套管2处增设钢套管3模板，厚度为2.5mm；
e)固定好橡胶套管2及钢套管3模板后，进行发泡，待成型后拆除钢套管3模板。
引孔施工。如果是直径300mm的PHC管桩，引孔直径520mm左右(如果直径400mm的PHC管桩，引孔直径620mm左右)，深度为当地标准冻深。
沉桩就位。沉桩施工前，在桩周冻土层对应范围内，先涂刷凡士林等润滑剂，减少发泡水泥保温套管和桩之间摩擦，方便施工。
发泡水泥保温套管就位。下沉发泡水泥保温套管至桩周冻深范围内。
PHC管桩4露出地面的高度为H2。冻土深度为H1。
本发明的技术用于解决冻土地区桩基础可能发生严重冻拔，造成基础上升、倾斜，甚至整体失效。所述技术发明通过在PHC管桩桩周加设一层发泡水泥保温层，对管桩起到保温作用，同时将冻土与管桩隔离。所述技术发明中的发泡水泥保温层内外侧均设具有一定形变能力和韧性的橡胶套管保护层，当土体冻胀时，由于发泡水泥保温层的存在，隔离冻土冻胀力对PHC管桩的影响，从而起到保护PHC管桩的作用，同时该技术发明可以通过内外橡胶保护层的形变能力消除或减小冻土产生的切向应力，不会导致发泡水泥保温层被拔出。所述技术发明将发泡水泥与PHC管桩结合，利用发泡水泥的保温性能，解决冻土地区桩基础冻拔破坏的问题，普遍适用于冻土地区PHC桩基础冻拔问题，为解决季节性冻土地区光伏桩基础因冻拔作用而导致的不均匀沉降问题提供新的抗冻拔措施。
综上所述，本适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置及制作方法，能够实现适应冻土区地质特征，有效预防桩基础冻胀、冻拔，提高桩基础的稳定性；有效处理深度，不受地质限制，可随工程实际冻土层深度调节。

Claims (8)

1.一种适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置，其特征在于：包括保温层(1)、保护层和PHC管桩(4)，PHC管桩(4)外壁设有保护层，保护层外壁设有保温层(1)，保温层(1)外壁设有保护层。
2.根据权利要求1所述的一种适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置，其特征在于：所述的保护层包括橡胶套管(2)和钢套管(3)。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置，其特征在于：所述的PHC管桩(4)外壁依次套有橡胶套管(2)、保温层(1)、橡胶套管(2)和钢套管(3)。
4.根据权利要求1或2所述的一种适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置，其特征在于：所述的PHC管桩(4)外壁依次套有钢套管(3)、橡胶套管(2)、保温层(1)、橡胶套管(2)和钢套管(3)。
5.根据权利要求1所述的一种适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置，其特征在于：所述的保温层(1)为发泡水泥保温层，厚度为100mm。
6.根据权利要求2所述的一种适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置，其特征在于：所述的橡胶套管(2)和钢套管(3)的厚度分别为10mm和2.5mm。
7.一种根据权利要求1所述的适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置的现场制作方法，其特征在于：方法步骤如下：
a)标记桩在冻土层范围内的长度(即保温层的高度)H1；
b)在该范围内套入10mm厚的橡胶套管(2)作为内橡胶套管；
c)设置直径为520mm，厚度为10mm的外侧橡胶套管(2)，由于橡胶套管(2)的形变能力较大，为保证保温层(1)发泡水泥的壁厚均匀及发泡质量，在外侧橡胶套管(2)处增设钢套管(3)模板，厚度为2.5mm；
d)固定好橡胶套管(2)及模板后，进行发泡，待成型后拆除钢套管(3)模板。
8.一种根据权利要求1所述的适用于PHC管桩的发泡水泥保温抗冻拔装置的工厂制作方法，其特征在于：方法步骤如下：
a)标记桩在冻土层范围内的长度(即保温层的高度)H1；
b)设置内层钢套管(3)模板，直径为315mm厚度为2.5mm；
c)在内层钢套管(3)模板外套入10mm厚的内层橡胶套管(2)；
d)设置直径为530mm，厚度为10mm的外侧橡胶套管(2)，由于橡胶套管(2)的形变能力较大，为保证保温层(1)发泡水泥的壁厚均匀及发泡质量，在外侧橡胶套管(2)处增设钢套管(3)模板，厚度为2.5mm；
e)固定好橡胶套管(2)及钢套管(3)模板后，进行发泡，待成型后拆除钢套管(3)模板。
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