一種架空輸電線路用混凝土預製管樁的製作方法

2023-05-03 19:05:41 1

本發明涉及建築施工技術領域，尤其是涉及一種架空輸電線路用混凝土預製管樁。

背景技術：

混凝土預製管樁應用於架空輸電線路中，在基礎作用力較大情況下，需要增加管樁長度或增大管樁直徑來滿足輸電線路杆塔基礎作用力，增加管樁長度或增大管樁直徑會增加工程投資，另外在增加管樁長度或增大管樁直徑時，也需要考慮增大管樁的承載力。

中國專利公開號cn204491617u公開了一種靜壓或錘擊混凝土預製管樁底後注漿裝置，預製樁尖安裝在預製管樁底部，預製樁尖上設有注漿出口，注漿管設置在預製管樁內部，注漿管通過預製樁尖內部的注漿通道連通注漿出口，注漿管與注漿通道的一埠部通過連接器緊密連接在一起，預製管樁內壁與注漿管外壁之間設有定位器，將預製樁尖安裝在預製管樁底部，並用軟塞封堵注漿出口下口，預製樁尖內的通道上口通過連接器連接好注漿管並安裝好定位器，靜壓或錘擊完成預製管樁的安裝，24小時後注水泥漿，水泥漿的水灰比為0.5-0.7，水灰比小時加減水劑，完成注漿後可拔出注漿管，重複使用。該發明專利通過注漿，來增加管樁的承載力，但是水泥注漿施工過程中會產生大量的泥漿垃圾，需要設置專門的泥漿池，對環境汙染嚴重。

中國專利公開號cn205804329u公開了一種凸肋開口混凝土空心管樁，包括上模具和下模具，所述上模具和所述下模具外壁設有管樁外壁凸肋，所述上模具和所述下模具內壁設有管樁內壁凸肋，所述管樁外壁凸肋和管樁內壁凸肋包含有環形凸肋下部、環形凸肋中部和環形凸肋上部。本發明凸肋開口空心管樁是在傳統的圓形截面空心管樁的外壁和內壁每隔一段距離均勻地交叉設置環狀凸肋。由於增設了環狀凸肋，增加了樁與土體接觸的表面積，有效提高了樁身摩擦力和整樁的承載力。但是該發明專利採用環狀凸肋來增加樁與土體接觸的表面積，一方面接觸面積小，另一方面不利於打樁。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種架空輸電線路用混凝土預製管樁，本發明的架空輸電線路用混凝土預製管樁，能降低地基沉降，提高管樁剛度，節省混凝土的使用量，降低預製管樁的造價，且混凝土的強度高，預製管樁與土體接觸面積大，能增強本發明預製管樁的承載力。

為達到上述目的，本發明採用以下技術方案：

一種架空輸電線路用混凝土預製管樁，包括空心管樁和樁頭，所述空心管樁包括上管樁和下管樁，所述上管樁外徑大於下管樁的外徑，所述下管樁外部設置螺旋，所述下管樁上設置擴樁裝置，所述擴樁裝置包括設置在下管樁同一圓周對稱位置的兩個弧形凹槽，所述弧形凹槽底部鉸接與弧形凹槽相匹配的環形鋼板，所述環形鋼板尾端伸出所述弧形凹槽，所述環形鋼板併入弧形凹槽的方向與螺旋的旋入方向一致。

進一步的，所述上管樁和下管樁長度比為1：4-5。

進一步的，所述擴樁裝置為多個。

進一步的，所述樁頭為圓錐型結構。

進一步的，所述螺旋延伸至樁頭上。

進一步的，所述空心管樁為鋼筋混凝土管樁，所述混凝土由以下重量份數的原料製成：矽酸鹽水泥260-280份，煤灰粉50-60份，矽粉15-25份，砂720-860份，石子90-1000份，水140-180份，聚羧酸減水劑5-9份，鋼纖維10-15份，玻璃纖維10-15份，聚醋酸乙烯乳液20-30份，異丁基三乙氧基矽烷2-6份，3-氨基丙基三乙氧基矽烷1-3份，松香皂0.2-0.5份，甲基纖維素鈉4-8份。

進一步的，所述石子粒徑為10-15mm，含泥量≤2%，所述砂為細沙。

本發明的有益效果是：

1、本發明公開一種架空輸電線路用混凝土預製管樁，包括空心管樁和樁頭，其中空心管樁為空心結構，管樁內填充鋼筋混凝土，採用空心結構可以減少重量，降低造價；樁頭為圓錐型結構，更容易旋入地面以下。

2、空心管樁包括上管樁和下管樁，其中上管樁和下管樁內徑空心內徑相同，且上管樁外徑大於下管樁的外徑，採用這種結構能降低地基沉降，提高管樁剛度，且還能節省後續混凝土的使用量，降低預製管樁的造價。

3、下管樁外部設置螺旋，螺旋可以是混凝土肋，與預製管樁一體成型，也可以是混凝土內設置合金板，強度更高，通過旋轉即可將本發明旋入地面以下。

4、下管樁上設置擴樁裝置，擴樁裝置可以是多個。擴樁裝置包括設置在下管樁同一圓周對稱位置上的弧形凹槽，而弧形凹槽底部鉸接與弧形凹槽相匹配的環形鋼板，其中環形鋼板尾端伸出弧形凹槽，而環形鋼板併入弧形凹槽的方向與螺旋旋入地面的方向一致。沿著螺旋的方向將本發明旋入地面以下，由於環形鋼板併入弧形凹槽的方向與螺旋旋入地面的方向一致，因此環形鋼板併入弧形凹槽中，呈收縮狀態，將本發明打入地面以下後，反方向旋轉幾圈，由於環形鋼板尾端伸出弧形凹槽外，在本發明周圍土體或其他石塊等作用下，環形鋼板展開，增加了本發明與土體的接觸面積，能大大提高本發明的承載力和抗拉拔作用。

5、由於上管樁的外徑大於下管樁，因此為確保預製管樁旋入地面容易，且能節約混凝土，達到降低地基沉降的作用，上管樁和下管樁長度比設定為1：4-5。

6、本發明空心管樁為鋼筋混凝土管樁，本發明為增強混凝土的強度和抗腐蝕性能，對混凝土進行了改性。混凝土在添加有煤灰粉和矽粉，矽酸鹽水泥與煤灰粉和矽粉混合，能夠起到增加密實度、改善界面結構以及減少用水量的效果，矽粉中的活性氧化矽、活性氧化鋁等水泥水化析出的氫氧化鈣和水泥中的石膏發生二次水化反應，能增加混凝土的強度，減少混凝土裂紋增產生。

7、鋼纖維和玻璃纖維在混凝土中均勻分布，能夠在混凝土內部形成三維交錯的支撐網絡，一方面能增加混凝土的強度和抗衝擊性能，另一方面還能減少裂紋。

8、異丁基三乙氧基矽烷添加在混凝土中，可穿透混凝土膠結性表面，滲透到混凝土內部與暴露在酸性或鹼性環境中的空氣及基底中的水分子發生化學反應，形成斥水處理層，從而抑制水分進入到基底中，具能增加斥水處理層與機體的作用，增強防水防腐蝕作用，且異丁基三乙氧基矽烷和3-氨基丙基三乙氧基矽烷按重量比2：1混合時，防水防腐蝕性能最好。

聚醋酸乙烯乳液能與混凝土的水化產物在混凝土漿體內部形成空間網絡結構，填充了漿體中的毛細孔和大孔，使混凝土漿體孔徑變小，從而降低混凝土的體積密度，延長混凝土的凝結時間，增強混凝土的抗折強度、粘結強度和抗滲性能。

附圖說明

圖1為本發明實施例一的結構示意圖；

圖2為本發明實施例一中弧形凹槽與環形鋼板的連接結構圖；

圖3為本發明實施例二的結構示意圖。

圖中：1-空心管樁，2-樁頭，3-上管樁，4-下管樁，5-螺旋，6-弧形凹槽哦啊，7-環形鋼板。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。

實施例1

一種架空輸電線路用混凝土預製管樁，如圖1-2所示，包括空心管樁1和樁頭2，其中空心管樁1為空心結構，斷面為圓形，其中管樁內填充鋼筋混凝土，採用空心結構可以減少重量，降低造價；樁頭2為圓錐型結構，更容易旋入地面以下。

空心管樁1包括上管樁3和下管樁4，其中上管樁3和下管樁4內徑空心內徑相同，且上管樁3外徑大於下管樁4的外徑，採用這種結構能降低地基沉降，提高管樁剛度，且還能節省後續混凝土的使用量，降低預製管樁的造價。

下管樁4外部設置螺旋5，螺旋可以是混凝土肋，與預製管樁一體成型，也可以是混凝土內設置合金板，強度更高，通過旋轉即可將本發明旋入地面以下。下管樁4上設置擴樁裝置，擴樁裝置可以是多個，本實施例中是兩個。擴樁裝置包括設置在下管樁4同一圓周對稱位置上的弧形凹槽6，本實施例中弧形凹槽為兩個，而弧形凹槽6底部鉸接與弧形凹槽6相匹配的環形鋼板7，其中環形鋼板7尾端伸出弧形凹槽6，而環形鋼板7併入弧形凹槽6的方向與螺旋5旋入地面的方向一致。

由於上管樁3的外徑大於下管樁4，因此為確保預製管樁旋入地面容易，且能節約混凝土，達到降低地基沉降的作用，本實施例中上管樁3和下管樁4長度比為1：4。

使用本發明時，沿著螺旋5的方向將本發明旋入地面以下，由於環形鋼板7併入弧形凹槽6的方向與螺旋5旋入地面的方向一致，因此環形鋼板7併入弧形凹槽6中，在最後階段，反方向旋轉幾圈，由於環形鋼板7尾端伸出弧形凹槽6外，在本發明周圍土或其他石塊等作用下，環形鋼板7展開，增加了本發明與土體的接觸面積，能大大提高本發明的承載力和抗拉拔作用。

其中空心管樁1為鋼筋混凝土管樁，混凝土由以下重量份數的原料製成：矽酸鹽水泥260份，煤灰粉50份，矽粉25份，砂720份，石子900份，水140份，聚羧酸減水劑9份，鋼纖維10份，玻璃纖維15份，聚醋酸乙烯乳液20份，異丁基三乙氧基矽烷2份，3-氨基丙基三乙氧基矽烷1份，松香皂0.2份和甲基纖維素鈉7份。

其中石子粒徑為10-15mm，含泥量≤2%。

實施例2

實施例2與實施例1的結構基本相同，不同之處在於：如圖3所示，螺旋5延伸至樁頭2上，入樁更容易，且本實施例中上管樁3和下管樁4長度比為1：5。

其中混凝土由以下重量份數的原料製成：矽酸鹽水泥265份，煤灰粉52份，矽粉24份，砂740份，石子920份，水145份，聚羧酸減水劑8份，鋼纖維11份，玻璃纖維14份，聚醋酸乙烯乳液22份，異丁基三乙氧基矽烷3份，3-氨基丙基三乙氧基矽烷2份，松香皂0.3份和甲基纖維素鈉8份。

其中石子粒徑為10-15mm，含泥量≤2%。

實施例3

實施例3預製管樁的結構與實施例1相同，不同之處在於：混凝土由以下重量份數的原料製成：矽酸鹽水泥270份，煤灰粉54份，矽粉22份，砂750份，石子940份，水150份，聚羧酸減水劑7份，鋼纖維12份，玻璃纖維13份，聚醋酸乙烯乳液24份，異丁基三乙氧基矽烷3份，3-氨基丙基三乙氧基矽烷3份，松香皂0.4份和甲基纖維素鈉6份。

其中石子粒徑為10-15mm，含泥量≤2%。

實施例4

實施例4預製管樁的結構與實施例1相同，不同之處在於：混凝土由以下重量份數的原料製成：矽酸鹽水泥275份，煤灰粉55份，矽粉20份，砂760份，石子950份，水160份，聚羧酸減水劑6份，鋼纖維13份，玻璃纖維12份，聚醋酸乙烯乳液25份，異丁基三乙氧基矽烷4份，3-氨基丙基三乙氧基矽烷2份，松香皂0.2份和甲基纖維素鈉5份。

其中石子粒徑為10-15mm，含泥量≤2%。

實施例5

實施例5預製管樁的結構與實施例1相同，不同之處在於：混凝土由以下重量份數的原料製成：矽酸鹽水泥280份，煤灰粉56份，矽粉18份，砂780份，石子980份，水165份，聚羧酸減水劑5份，鋼纖維14份，玻璃纖維11份，聚醋酸乙烯乳液28份，異丁基三乙氧基矽烷5份，3-氨基丙基三乙氧基矽烷3份，松香皂0.3份和甲基纖維素鈉4份。

其中石子粒徑為10-15mm，含泥量≤2%。

實施例6

實施例6預製管樁的結構與實施例1相同，不同之處在於：混凝土由以下重量份數的原料製成：矽酸鹽水泥260份，煤灰粉58份，矽粉16份，砂800份，石子1000份，水170份，聚羧酸減水劑9份，鋼纖維15份，玻璃纖維10份，聚醋酸乙烯乳液30份，異丁基三乙氧基矽烷6份，3-氨基丙基三乙氧基矽烷2份，松香皂0.4份和甲基纖維素鈉8份。

其中石子粒徑為10-15mm，含泥量≤2%。

實施例7

實施例7預製管樁的結構與實施例1相同，不同之處在於：混凝土由以下重量份數的原料製成：矽酸鹽水泥270份，煤灰粉60份，矽粉15份，砂850份，石子900份，水180份，聚羧酸減水劑8份，鋼纖維10份，玻璃纖維15份，聚醋酸乙烯乳液25份，異丁基三乙氧基矽烷4份，3-氨基丙基三乙氧基矽烷3份，松香皂0.5份和甲基纖維素鈉7份。

其中石子粒徑為10-15mm，含泥量≤2%。

實施例8

實施例8預製管樁的結構與實施例1相同，不同之處在於：混凝土由以下重量份數的原料製成：矽酸鹽水泥280份，煤灰粉60份，矽粉15份，砂860份，石子1000份，水175份，聚羧酸減水劑7份，鋼纖維11份，玻璃纖維14份，聚醋酸乙烯乳液28份，異丁基三乙氧基矽烷5份，3-氨基丙基三乙氧基矽烷3份，松香皂0.3份和甲基纖維素鈉6份。

其中石子粒徑為10-15mm，含泥量≤2%。

性能測試

將實施例1-8製備的成型的10cm×10cm×10cm混凝土試件，分成8組，每個實施例對應一組，每組兩個試件，這些試件在標準條件下養護28天後，取出洗淨在乾燥箱中75±5℃條件下烘16小時，然後將每組的一個試件放入2%氯化鈉溶液中，另一個試件放入水中，浸泡6個月；六個月後，取出試件洗淨，烘16小時，分別測定強度，腐蝕係數為試件在2%氯化鈉溶液強度與水中的強度之比。按照《普通混凝土力學性能試驗方法》gbj81-85測定實施例1-8製備的混凝土的抗壓強度和抗折強度。測試結果見表1。

表1混凝土的性能測試

由表1可見，本發明實施例1-8製備的混凝土的抗壓強度為86.1-100.2mpa，抗折強度為13.9-19.2mpa，腐蝕係數為0.88-0.94，強度高，耐腐蝕性能優異。

最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本發明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案的精神和範圍，均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。