CN110397025A - 一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩，属于混泥土预制方桩制造领域，一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩，包括多个平行的主钢筋和混凝土，混凝土下端固定连接有桩底四角锥，多个主钢筋上均固定连接有与其垂直的紧固钢筋，本发明通过对桩底处的钢筋结构的改进，增大了桩底的整体强度，当混凝土表面受到高盐碱环境的侵蚀时，桩底的承重强度仍能够得到有效保持，提高了混凝土预制方桩在高盐碱环境下的使用寿命，同时在其表面增设隔离层，能够有效降低混凝土桩底发生水泥泛碱的现象，在一定程度上提高了混凝土预制方桩的耐腐蚀性，提高了混凝土预制方桩在高盐碱环境下的使用寿命。

Description

一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩

技术领域

本发明涉及混泥土预制方桩制造领域，更具体地说，涉及一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩。

背景技术

盐碱地是盐类集积的一个种类，是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长，各种盐碱土都是在一定的自然条件下形成的，其形成的实质主要是各种易溶性盐类在地面作水平方向与垂直方向的重新分配，从而使盐分在集盐地区的土壤表层逐渐积聚起来。影响盐碱土形成的主要因素有：

1、气候条件：在我国东北、西北、华北的干旱、半干旱地区，降水量小，蒸发量大，溶解在水中的盐分容易在土壤表层积聚；2、地理条件；3、土壤质地和地下水；4、河流和海水的影响；5、耕作管理的不当。

在上述的易形成盐碱土的干旱、半干旱地区，降水量小蒸发量大，也更容易导致水泥泛碱，水泥泛碱是建筑物表面的一种常见的病害，根据其不同成因和表现方式，有泛霜、泛白、析白、起霜、墙身和装饰面侵蚀等多种叫法，是水泥、混凝土等建筑材料的内可溶性盐碱随温度、湿度等外部环境的变化，在吸收水分、水分迁移、水分蒸发过程中随着物理、化学变化的发生而使原建筑材料破坏的一种病害现象。

且高盐碱地中含有的碳酸盐、磷酸盐等同样会对混凝土产生一定的侵蚀，因此高盐碱地中使用的混凝土的使用寿命，相较于一般土质有所缩减。

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基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩，它通过对桩底处的钢筋结构的改进，增大了桩底的整体强度，当混凝土表面受到高盐碱环境的侵蚀时，桩底的承重强度仍能够得到有效保持，同时在其表面增设隔离层，能够有效降低混凝土桩底发生水泥泛碱的现象，在一定程度上提高了混凝土预制方桩的耐腐蚀性，提高了混凝土预制方桩在高盐碱环境下的使用寿命。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩，包括多个平行的所述主钢筋和混凝土，所述混凝土下端固定连接有桩底四角锥，多个所述主钢筋上均固定连接有与其垂直的紧固钢筋，多个所述主钢筋通过紧固钢筋相互连接固定，所述主钢筋外端固定连接有多条次钢筋，多条所述次钢筋上固定连接有与其垂直的限位钢筋，多条所述次钢筋通过限位钢筋相互连接固定，所述混凝土包裹在主钢筋、紧固钢筋、次钢筋和限位钢筋的外端，本发明通过对桩底处的钢筋结构的改进，增大了桩底的整体强度，当混凝土表面受到高盐碱环境的侵蚀时，桩底的承重强度仍能够得到有效保持，提高了混凝土预制方桩在高盐碱环境下的使用寿命。

进一步的，所述基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩的制作方法为：

步骤一、首先桩与桩间用塑料薄膜或隔离剂隔开，邻桩与上层桩的砼待邻桩与下层桩的砼达到设计强度的30％后方可进行，重叠层数不超过四层、层与层间之间涂刷隔离剂。

步骤二、将桩顶和桩底中主钢筋和紧固钢筋、次钢筋和限位钢筋之间的位置调整准确后，再采用电焊分别将其位置固定。

步骤三、预制桩通过上述步骤操作，对桩顶和桩底分别进行整体分段预制，并在打桩过程中逐段接长，整体分段即预制桩的桩顶和桩底分别进行整体支模，纵向主筋先通长铺设，再在分段处切断。

步骤四、利用砼应机拌机捣，由桩顶向桩尖连续浇筑捣实后，再对浇筑完成后预制桩进行养护，时间不少于7天。

步骤五、在桩顶和桩底的分段处，将表面的混凝土浮灰清除，并在两者之间的分段缝隙处填充勾缝剂。

通过上述操作步骤，本发明可以在建筑工地现场对预制混凝土方桩进行制作，同时相较于现有技术中，对预制混凝土方桩的制作步骤，本发明在最后将分段处填充勾缝剂，勾缝剂具有防裂、抗水及良好的耐久性，同时可有效阻止水泥砂浆中游离钙的析出，在混凝土预制方桩中，最容易产生裂缝的分段处增涂有勾缝剂，可以有效减小混凝土发生泛碱的现象，提高混凝土在高盐碱的环境中的使用寿命。

进一步的，所述步骤二中的相邻两根主钢筋的接头截面距离应大于20倍的主钢筋的直径且小于500mm，在混凝土预制方桩保证其强度一定的情况下，使主钢筋的用料更少。

进一步的，所述步骤三中的模具表面铺设有塑料薄膜，所述塑料薄膜的面积大于模具表面的面积，所述塑料薄膜通过螺钉固定在模具的表面，在塑料薄膜的作用下，一方面能够有效防止混凝土与模具之间的粘连，便于工作人员对制作完成后的混凝土预制件的操作，另一方面减少混凝土在模具表面的残留，保证混凝土预制件的完整性，同时便于工作人员对模具的再次利用。

进一步的，所述混凝土外端固定连接有10-15mm的隔离层，对隔离层的厚度进行一定的限定，使本发明在防腐的同时，又能够相较于现有技术中的混凝土预制件体积变化较小，不影响本发明的正常使用。

进一步的，所述隔离层的配料为：水50-200份，矿渣水泥100-180份，河流中游天然砂30-40份，纤维混合料5-15份，石料20-40份，河沙相较于海砂其盐碱含量较低，在高盐碱含量的环境下，能够有效降低隔离层发生水泥泛碱的现象，在一定程度上提高了隔离层的耐腐蚀性，增加了隔离层的使用寿命。

进一步的，所述纤维混合料由聚丙烯纤维组成，所述聚丙烯纤维长度为3-18mm，混凝土纤维通过减少混凝土的原生裂缝的发生和数量来改善混凝土的性能，且与混凝土骨料、外加剂、掺和料、水泥等不会有任何冲突和化学反应，能够与混凝土相适应。

进一步的，多个所述次钢筋呈阵列状环绕分布在主钢筋上，所述次钢筋的数量为20-30之间，通过次钢筋的均匀排布，能够使其外端受到的应力呈均匀分布，当混凝土浇筑在次钢筋的外端时，相应的增加了埋在高盐碱环境中的混凝土的强度。

进一步的，所述隔离层的横截面为圆形，所述隔离层竖直面上的形状与次钢筋的形状相互匹配，本发明相较于现有的方形桩底，本发明通过增设隔离层能够相应增大与高盐碱土地之间的接触面积，当本发明与现有的方形预制方桩沉降到地面以下的相同深度时，本发明能够与地面固定的更加稳固。

进一步的，所述主钢筋采用预应力钢筋，所述次钢筋、紧固钢筋和限位钢筋可以根据施工需要对其种类进行选择，当需要的预制混凝土的强度较高时，次钢筋、紧固钢筋和限位钢筋也可以采用预应力钢筋，当需要的预制混凝土的强度较低时，次钢筋、紧固钢筋和限位钢筋可以采用普通钢筋。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过对桩底处的钢筋结构的改进，增大了桩底的整体强度，当混凝土表面受到高盐碱环境的侵蚀时，桩底的承重强度仍能够得到有效保持，同时在其表面增设隔离层，能够有效降低混凝土桩底发生水泥泛碱的现象，在一定程度上提高了混凝土预制方桩的耐腐蚀性，提高了混凝土预制方桩在高盐碱环境下的使用寿命。

(2)通过上述操作步骤，本发明可以在建筑工地现场对预制混凝土方桩进行制作，同时相较于现有技术中，对预制混凝土方桩的制作步骤，本发明在最后将分段处填充勾缝剂，勾缝剂具有防裂、抗水及良好的耐久性，同时可有效阻止水泥砂浆中游离钙的析出，在混凝土预制方桩中，最容易产生裂缝的分段处增涂有勾缝剂，可以有效减小混凝土发生泛碱的现象，提高混凝土在高盐碱的环境中的使用寿命。

(3)步骤二中的相邻两根主钢筋的接头截面距离应大于20倍的主钢筋的直径且小于500mm，在混凝土预制方桩保证其强度一定的情况下，使主钢筋的用料更少。

(4)步骤三中的模具表面铺设有塑料薄膜，塑料薄膜的面积大于模具表面的面积，塑料薄膜通过螺钉固定在模具的表面，在塑料薄膜的作用下，一方面能够有效防止混凝土与模具之间的粘连，便于工作人员对制作完成后的混凝土预制件的操作，另一方面减少混凝土在模具表面的残留，保证混凝土预制件的完整性，同时便于工作人员对模具的再次利用。

(5)混凝土外端固定连接有10-15mm的隔离层，对隔离层的厚度进行一定的限定，使本发明在防腐的同时，又能够相较于现有技术中的混凝土预制件体积变化较小，不影响本发明的正常使用。

(6)隔离层的配料为：水50-200份，矿渣水泥100-180份，河流中游天然砂30-40份，纤维混合料5-15份，石料20-40份，河沙相较于海砂其盐碱含量较低，在高盐碱含量的环境下，能够有效降低隔离层发生水泥泛碱的现象，在一定程度上提高了隔离层的耐腐蚀性，增加了隔离层的使用寿命。

(7)纤维混合料由聚丙烯纤维组成，聚丙烯纤维长度为3-18mm，混凝土纤维通过减少混凝土的原生裂缝的发生和数量来改善混凝土的性能，且与混凝土骨料、外加剂、掺和料、水泥等不会有任何冲突和化学反应，能够与混凝土相适应。

(8)多个次钢筋呈阵列状环绕分布在主钢筋上，次钢筋的数量为20-30之间，通过次钢筋的均匀排布，能够使其外端受到的应力呈均匀分布，当混凝土浇筑在次钢筋的外端时，相应的增加了埋在高盐碱环境中的混凝土的强度。

(9)隔离层的横截面为圆形，隔离层竖直面上的形状与次钢筋的形状相互匹配，本发明相较于现有的方形桩底，本发明通过增设隔离层能够相应增大与高盐碱土地之间的接触面积，当本发明与现有的方形预制方桩沉降到地面以下的相同深度时，本发明能够与地面固定的更加稳固。

(10)主钢筋采用预应力钢筋，次钢筋、紧固钢筋和限位钢筋可以根据施工需要对其种类进行选择，当需要的预制混凝土的强度较高时，次钢筋、紧固钢筋和限位钢筋也可以采用预应力钢筋，当需要的预制混凝土的强度较低时，次钢筋、紧固钢筋和限位钢筋可以采用普通钢筋。

附图说明

图1为本发明的外部结构示意图；

图2为本发明的桩底正视剖面结构示意图；

图3为本发明的桩底的俯视剖面结构示意图；

图4为现有技术中桩底的正视剖面结构示意图；

图5为现有技术中桩底的俯视剖面结构示意图。

图中标号说明：

1主钢筋、2混凝土、3桩底四角锥、4次钢筋、5隔离层、6紧固钢筋、7限位钢筋。

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：

一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩，包括多个平行的主钢筋1和混凝土2，所述混凝土2包裹在主钢筋1的外端，混凝土2与主钢筋1之间的固定方式属于本领域技术人员的公知技术在此不再赘述，混凝土2下端固定连接有桩底四角锥3，便于施工人员将混凝土预制桩打入地面，使其与地面相固定，多个主钢筋1上均固定连接有与其垂直的紧固钢筋6，多个主钢筋1通过紧固钢筋6相互连接固定，主钢筋1外端固定连接有多条次钢筋4，多条次钢筋4上固定连接有与其垂直的限位钢筋7，多条次钢筋4通过限位钢筋7相互连接固定，混凝土2包裹在主钢筋1、紧固钢筋6、次钢筋4和限位钢筋7的外端。

预制方桩的制备方法包括以下步骤：

步骤一、首先桩与桩间用塑料薄膜或隔离剂隔开，邻桩与上层桩的砼待邻桩与下层桩的砼达到设计强度的30％后方可进行，重叠层数不超过四层、层与层间之间涂刷隔离剂。

步骤二、将桩顶和桩底中主钢筋1和紧固钢筋6、次钢筋4和限位钢筋7之间的位置调整准确后，再采用电焊分别将其位置固定，当钢筋直径大于20mm时，宜采用机械接头连接，能够使钢筋的连接更加稳固。

步骤三、预制桩通过上述步骤操作，对桩顶和桩底分别进行整体分段预制，并在打桩过程中逐段接长，整体分段即预制桩的桩顶和桩底分别进行整体支模，纵向主筋先通长铺设，再在分段处切断。

步骤四、利用砼应机拌机捣，由桩顶向桩尖连续浇筑捣实后，再对浇筑完成后预制桩进行养护，时间不少于7天。

步骤五、在桩顶和桩底的分段处，将表面的混凝土浮灰清除，并在两者之间的分段缝隙处填充勾缝剂。

通过上述操作步骤，本发明可以在建筑工地现场对预制混凝土方桩进行制作，同时相较于现有技术中预制混凝土方桩的制作步骤，本发明在最后将分段处填充勾缝剂，勾缝剂具有防裂、抗水及良好的耐久性，同时可有效阻止水泥砂浆中游离钙的析出，在混凝土预制方桩中，最容易产生裂缝的分段处增涂有勾缝剂，可以有效减小混凝土发生泛碱的现象，提高混凝土在高盐碱的环境中的使用寿命。

步骤二中的相邻两根主钢筋1的接头截面距离应大于20倍的主钢筋1的直径且小于500mm，在混凝土预制方桩保证其强度一定的情况下，使主钢筋1的用料更少；步骤三中的模具表面铺设有塑料薄膜，塑料薄膜的面积大于模具表面的面积，塑料薄膜通过螺钉固定在模具的表面，在塑料薄膜的作用下，一方面能够有效防止混凝土与模具之间的粘连，便于工作人员对制作完成后的混凝土预制件的操作，另一方面减少混凝土在模具表面的残留，保证混凝土预制件的完整性，同时便于工作人员对模具的再次利用。

隔离层5的配料为：水200份，矿渣水泥180份，河流中游天然砂40份，纤维混合料15份，石料40份，河沙相较于海砂其盐碱含量较低，在高盐碱含量的环境下，能够有效降低隔离层5发生水泥泛碱的现象，在一定程度上提高了隔离层5的耐腐蚀性，增加了隔离层5的使用寿命；纤维混合料由聚丙烯纤维组成，聚丙烯纤维长度为10mm，混凝土纤维通过减少混凝土的原生裂缝的发生和数量来改善混凝土的性能，且与混凝土骨料、外加剂、掺和料、水泥等不会有任何冲突和化学反应，能够与混凝土相适应。

多个次钢筋4呈阵列状环绕分布在主钢筋1上，次钢筋4的数量为20，通过次钢筋4的均匀排布，能够混凝土预制方桩受到外界环境的应力呈均匀分布，当混凝土浇筑在次钢筋4的外端时，相应的增加了埋在高盐碱环境中的混凝土的强度，混凝土2外端固定连接有10mm的隔离层5对隔离层5的厚度进行一定的限定，使本发明在防腐的同时，又能够相较于现有技术中的混凝土预制件体积变化较小，不影响本发明的正常使用；隔离层5的横截面为圆形，隔离层5竖直面上的形状与次钢筋4的形状相互匹配，本发明相较于现有的方形桩底，本发明通过增设隔离层5能够相应增大与高盐碱土地之间的接触面积，当本发明与现有的方形预制方桩沉降到地面以下的相同深度时，本发明能够与地面固定的更加稳固；主钢筋1采用预应力钢筋，次钢筋4、紧固钢筋6和限位钢筋7可以根据施工需要对其种类进行选择，当需要的预制混凝土的强度较高时，次钢筋4、紧固钢筋6和限位钢筋7也可以采用预应力钢筋，当需要的预制混凝土的强度较低时，次钢筋4、紧固钢筋6和限位钢筋7可以采用普通钢筋。

本发明通过对桩底处的钢筋结构的改进，增大了桩底的整体强度，当混凝土表面受到高盐碱环境的侵蚀时，桩底的承重强度仍能够得到有效保持，同时在其表面增设隔离层5，能够有效降低混凝土桩底发生水泥泛碱的现象，在一定程度上提高了混凝土预制方桩的耐腐蚀性，提高了混凝土预制方桩在高盐碱环境下的使用寿命。

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)

1.一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩，包括多个平行的所述主钢筋(1)和混凝土(2)，其特征在于：多个所述主钢筋(1)上均固定连接有与其垂直的紧固钢筋(6)，多个所述主钢筋(1)通过紧固钢筋(6)相互连接固定，所述主钢筋(1)外端固定连接有多条次钢筋(4)，多条所述次钢筋(4)上固定连接有与其垂直的限位钢筋(7)，多条所述次钢筋(4)通过限位钢筋(7)相互连接固定，所述混凝土(2)包裹在主钢筋(1)、紧固钢筋(6)、次钢筋(4)和限位钢筋(7)的外端。

2.根据权利要求1所述的一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩，其特征在于：所述预制方桩的制备方法包括以下步骤：

步骤一、首先桩与桩间用塑料薄膜或隔离剂隔开，邻桩与上层桩的砼待邻桩与下层桩的砼达到设计强度的30％后方可进行，重叠层数不超过四层、层与层间之间涂刷隔离剂。

步骤二、将桩顶和桩底中主钢筋(1)和紧固钢筋(6)、次钢筋(4)和限位钢筋(7)之间的位置调整准确后，再采用电焊分别将其位置固定。

步骤三、预制桩通过上述步骤操作，对桩顶和桩底分别进行整体分段预制，并在打桩过程中逐段接长，整体分段即预制桩的桩顶和桩底分别进行整体支模，纵向主筋先通长铺设，再在分段处切断。

步骤四、利用砼应机拌机捣，由桩顶向桩尖连续浇筑捣实后，再对浇筑完成后预制桩进行养护，时间不少于7天。

步骤五、在桩顶和桩底的分段处，将表面的混凝土浮灰清除，并在两者之间的分段缝隙处填充勾缝剂。

3.根据权利要求2所述的一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩，其特征在于：所述步骤二中的相邻两根主钢筋(1)的接头截面距离应大于20倍的主钢筋(1)的直径且小于500mm。

4.根据权利要求2所述的一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩，其特征在于：所述步骤三中的模具表面铺设有塑料薄膜，所述塑料薄膜的面积大于模具表面的面积，所述塑料薄膜通过螺钉固定在模具的表面。

5.根据权利要求1所述的一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩，其特征在于：所述混凝土(2)外端固定连接有10-15mm的隔离层(5)。

6.根据权利要求5所述的一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩，其特征在于：所述隔离层(5)的配料为：水50-200份，矿渣水泥100-180份，河流中游天然砂30-40份，纤维混合料5-15份，石料20-40份。

7.根据权利要求6所述的一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩，其特征在于：所述纤维混合料由聚丙烯纤维组成，所述聚丙烯纤维长度为3-18mm。

8.根据权利要求1所述的一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩，其特征在于：多个所述次钢筋(4)呈阵列状环绕分布在主钢筋(1)上，所述次钢筋(4)的数量为20-30之间。

9.根据权利要求5所述的一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩，其特征在于：所述隔离层(5)的横截面为圆形，所述隔离层(5)竖直面上的形状与次钢筋(4)的形状相互匹配。

10.根据权利要求1所述的一种基于高盐碱环境的抗腐型混泥土预制方桩，其特征在于：所述主钢筋(1)采用预应力钢筋。