一种新型节能抗浮桩制造技术

本实用新型专利技术提供一种新型节能抗浮桩，包括一个水泥土桩体，桩体内埋设有抗拔筋体与桩尖、锚锭板和防护管，并连接在一起，抗拔筋体与结构底板相连，将抗浮桩提供的抗浮力传递到结构底板上，实现地下建筑物的抗浮。通过大直径的旋喷搅拌桩体与地基土之间较大的摩阻力，可以取得较高的抗浮力。采用防护套管保护抗拔筋体，大大提高了抗拔筋体的耐久性，抗拔筋体由高强的材料制成，可节省用钢量。此外，把抗浮筋材和多具锚锭板连接在一起，在幅提高了抗浮筋材与旋喷搅拌桩体之间的粘结力，从而有效在解决了目前抗浮桩所存在的一些问题，有效地缩短了施工工期，降低了工程成本。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种新型节能抗浮桩
本技术涉及土木工程
，特别涉及地基基础及地下构筑物抗浮桩，高耸建筑的抗浮桩。
技术介绍
随着城市建设、交通工程的高速发展，地下空间的开发与利用发展已成趋势。随之而来，由地下水产生的浮力对地下结构的影响尤为突出，当地下结构埋深越大，则由地下水产生的浮力则越高。地下水压力对地下结构的作用主要表现在地下室底板隆起，地下室漏水直到底板破坏；地下建筑物整体的不均勻浮起，会引起梁柱结点处开裂、底板开裂以及建筑物的倾斜等。为了满足这种基础受力平衡的需要，目前一般采用抗浮桩技术或增加建筑物配重等形式来解决，其中的抗浮桩在地下建筑工程中的使用较普遍，抗浮桩作为桩基础中的一种，目前越来越被工程界重视。通过抗浮桩产生的抗浮力来抵消地下水对地下结构产生的上浮力。抗浮桩经过几十年的发展，涌现出了多种抗浮桩体结构形式，从等截面钻孔灌注桩到预应力抗浮桩和变径抗浮桩等等。对抗浮桩的要求主要集中在以下二点(1)如何提高抗浮桩的抗浮力和降低工程造价？(2)抗浮桩体的耐久性问题如何解决？传统的钢筋混凝土桩(包括钻孔灌注桩和预制桩(方桩和管桩))，均为承压桩型， 抗压强度高，能起到很好的抗压效果，但把钢筋混凝土桩作为抗浮桩使用时，则暴露了钢筋混凝土桩的诸多不足之处。首先，混凝土的抗拉强度比其抗压强度要低得多，抗拉强度仅为抗压强度的1/18到1/9。桩身混凝土在拉伸作用下会产生裂缝，随着裂缝的逐步扩大，混凝土退出工作，全部拉力主要由钢筋承受。由于抗浮桩处于地下，混凝土的开裂必然会引起钢筋受水和化学有害物质的侵蚀，从而影响了抗浮桩的耐久性；如果要控制裂缝的宽度，则需大幅提高其配筋率，必然导致工程造价的大幅提高；其二，抗浮桩的抗浮力是通过桩体与桩侧土体的摩擦力提供的，钢筋混凝土桩虽然桩身具有较高强度，但桩侧摩阻力并不因桩身强度的提高而提高，尤其在软土地区，钢筋混凝土桩的桩侧摩阻力由于存在护壁泥浆则更低。也就是说，钢筋混凝土桩身强度不能充分发挥，造成了材料强度浪费，使工程造价提高。对于预应力管桩和方桩，虽然工程造价较低，但由于预应力筋的耐久性问题及施工过程中会产生混凝土裂缝而逐渐退出了抗浮桩的应用领域。对于土体锚杆或锚索，具有工程造价低的优点，但由于灌浆体的裂缝对抗拔筋体的耐久性防护不可靠，还有施工工艺的不完善，导致在抗浮桩领域中难以推广。基于目前常用抗浮桩所存在的问题，工程界急需要研发一种新型的抗浮桩，即能提供足够的抗浮力，又能解决桩体耐久性和使用寿命问题。要解决抗拔筋体(钢筋或钢绞线)的耐久性问题，必须要调查清楚他们在工作环境中的锈蚀情况。为此，我们检索了日本钢管桩协会出版的《鋼管杭- O設計i施工》一书，从该书中列出了大量对钢管桩在土中的锈蚀情况调查结果，下面引用的数据来自于日本建设省土木研究所的调查研究结果调查对象是幸谷桥的钢管桩，具体情况如下钢管桩外径486mm、壁厚16mm、9mm。1958年10 11月施工，经过17年后拔出，进行锈蚀调查，调查结果如表1所示。 从表中可见(1)大气中涂膜损坏部分锈蚀显著；表层土中部分锈蚀；细砂层中除全面锈蚀外有局部锈蚀，到淤泥夹砂层中局部锈蚀更多；从粘土夹淤泥层以下几乎没有锈蚀；(2)在土中锈蚀速度总平均为0. 007mm/年；(3)锈蚀速度表层部位明显大于深层部位；同在表层，淤泥夹砂大于细砂；(4)锈蚀速度最大部位平均不过0. 024mm/年，2mm的壁厚可耐锈蚀80年。日本土质工学会对钢材在土层中的锈蚀情况也进行了调查，对各种土质条件下的钢桩进行锈蚀试验，从1962年到1966年，在日本10个地方设置了 1 根钢桩，桩的断面为 L型，桩长约15m。然后分别在打设后的第二年、第五年、第十年各拔出42根，进行锈蚀状况观察和板厚减少量的测定，其调查结果如表2所示。从表2的调查结果可以作出如下判断(1)除接近地表部分外，经过10年的桩表面几乎保持原状；(2)各地10年总平均腐蚀速度(两面)为0.0106mm/年，单面为0.0053mm/年，最大值为0. 0297mm/年；(3)腐蚀速度随年数增加而减少；(4)推荐设计用腐蚀速度为0. 02mm/年。表1不同位置的钢管桩锈蚀结果4深度(m)土质表面原始壁厚 (mm)锈蚀速度(mm/yr)最大值平均值-0.3-0.0大气涂15.810.1040.0240.0-0.2土涂15.810.0320.0030.2-0.9细砂裸15.810.0390.0091.7-2.5淤泥夹细砂裸15.810.0620.0245.2-6.1粘土夹淤泥裸15.420.0080.00210.2-11.1同上裸9.020.0070.00217.2-18.1同上裸9.210.0210.00424.2-25.1同上裸8.740.0080.00118.2-29.1同上裸8.740.0310.00235.2-36.1细砂裸9.570.0110.003表2不同地区不同地层中钢管桩锈蚀结果桩所在地土质调查目的根数平均锈蚀速度 (mm/yr 两面)东京电力冲积淤泥普通钢锈蚀90.0045川崎制铁填海地普通钢合金钢锈蚀 电防腐120.0114广岛大学砂.淤泥普通钢锈蚀100.0116新曰铁关东砂粘普通钢锈蚀90.0112关西电力海边填十普通钢耐候性钢焊接部位蚀150.0083 在日本建筑、土木、港湾、治山、治水等领域的各种法令、指示、标准中，对锈蚀量的限制和防腐方法都有具体的规定，对建筑而言，简要地说(1)进行锈蚀试验的，采用年锈蚀速度乘以80年或耐用年数；(2)不试验的，直接采用2mm的锈蚀量储备即可满足耐久性要求。基于以上的调查研究结果，对于抗浮桩的抗拔筋体的防护套管如果考虑3mm的锈蚀储备量，即可满足使用100年以上的耐久性要求。一种新型的抗浮桩将从提高桩体的抗浮力、加筋体的耐久性，节约工程材料和降低工程造价等方面出发，通过旋喷搅拌成水泥土桩体，这种大直径的水泥土桩体增大与地基土的接触面，提高了桩侧摩阻力，同时桩体内布置有抗拔筋体，并与锚锭板和桩尖相连， 使抗拔筋体与水泥土桩体之间的粘结力大幅提高。利用一定壁厚的钢管对抗拔筋体进行防护，不依赖水泥土桩对加筋体的保护，能可靠地满足抗浮桩中筋体的耐久性要求。对抗拔筋体选用抗拉强度高的材料如钢绞线、三级以上的钢筋等，可以节省用钢量。此外该桩体的受力中心点通过桩尖和锚锭板转移到桩体的下部，将抗浮桩桩体的受力由受拉状态转为受压状态，提高了水泥土桩体的强度。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，克服现有抗浮桩存在的技术问题和结构缺陷，提供一种高抗浮力的抗浮桩结构，其锚固件(由桩尖、加筋体、锚锭板等组成)与桩体粘结面积较大，能有效提高桩体的抗浮力、旋喷搅拌水泥土桩体具有较大的直径，与土体的接触面较大，可以获得较高的摩阻力；钢制防护套管将抗拔筋体套在3mm厚的钢管内，提供防护作用，保证加筋体在100年内不会产生锈蚀，提高了其耐久性。所技术抗浮桩体施工工艺成熟、简单、抗浮桩体不受裂缝影响，能大幅降低工程造价。为了解决目前抗浮桩所存在的问题，本技术的技术方案是这样的一种新型节能抗浮桩，包括一个桩体，桩体内有抗拔筋体，其特征是，抗拔筋体套有防腐蚀金属管。进一步，抗拔筋体上连接有至少一个增加摩阻力的部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型节能抗浮桩，包括一个桩体，桩体内有抗拔筋体，其特征是，抗拔筋体套有防腐蚀金属管。2.根据权利要求1所述的一种新型节能抗浮桩，其特征是，抗拔筋体上连接有至少一个增加摩阻力的部件。3.根据权利要求2所述的一种新型节能抗浮桩，其特征是，增加摩阻力的部件为锚锭板。4.根据权利要求2所述的一种新型节能抗浮桩，其特征是，增加摩阻力的部件为桩尖， 桩尖连接到抗拔筋体的前端。5.根据权利要求2所述的一种新型节能抗浮桩，其特征是，抗拔筋体上连接有至少一个的锚锭板，同时抗拔筋体前端连接桩尖。6.根据权利要求5所述的一种新型节能抗浮桩，其特征是，所述的抗拔筋体、桩尖、锚锭板及防腐蚀金属管与桩体材料粘结在一起。7.根据权利要求1所述的一种新型节能抗浮桩，其特征是，防腐蚀金属管为具有抗腐蚀性能的金属管，钢管壁厚大于等于0. 5mm。8.根据权利要求3或5或6所述的一种新型的抗浮桩，其特征是，所述的锚锭板呈圆盘形，直径为50 500mm，厚度5 100mm。9.根据权利要求3或5或6所述的一种新型的抗浮桩，其特征是，所述的锚锭板呈多边形,边长50 500mm,厚度5 IOOmm010.根据权利要求3或5或6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘全林，宋伟民，
申请(专利权)人：上海强劲地基工程股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：