CN201520987U

CN201520987U - 柔性囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩

Info

Publication number: CN201520987U
Application number: CN2009201098533U
Authority: CN
Inventors: 刘钟; 张义; 杨松; 黄新
Original assignee: Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group; China Jingye Engineering Corp Ltd
Current assignee: Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group; China Jingye Engineering Corp Ltd
Priority date: 2009-07-16
Filing date: 2009-07-16
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2019-07-16

Abstract

一种柔性囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩，包括筒状的柔性防腐材料制成的包覆式囊体，包覆式囊体的内、外表面分别为凹凸不平的粗糙面，包覆式囊体内的下部设有密封底托，密封底托的周边与包覆式囊体内下部的表面相连，包覆式囊体内沿轴向设有注浆管路，注浆管路上位于密封底托的下方设有低压注浆孔和高压注浆孔，高压注浆孔位于低压注浆孔的上方，位于密封底托下方的包覆式囊体的侧壁的中上部设有一个以上的高压浆液过孔。本实用新型的防腐桩，包括柔性囊式防腐装置，其目的在于为高腐蚀性地层内的桩基和复合地基工程提供一种具有长期可靠的防腐性能，承载力高，抗腐蚀性好，耐久性高，造价低的柔性囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩。

Description

柔性囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩

技术领域

本实用新型涉及岩土工程领域一种应用于各类交通工程、工业与民用建筑工程桩基础和复合地基中的抗腐蚀、抗侵蚀的柔性囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩。

背景技术

目前，在高腐蚀性地层内建构筑物的耐久性问题越来越被业主及工程建设者所重视，许多交通、电力和工业基础设施项目的实际使用年限都远低于设计服役寿命，且腐蚀性地层和地下水对建筑材料的腐蚀、侵蚀作用造成了工程项目后期维护费用高昂。大量针对卤水地层内的建、构筑物的调查和相关试验表明：氯盐含量高的卤水地层对一般建筑基础中的钢材、混凝土和粘土砖具有严重的长期腐蚀和侵蚀作用，例如在盐渍土条件下，普通混凝土3年左右就开始粉化，即使采用环氧涂层或环氧玻璃钢套等保护措施后，由于有机保护层的老化因素，内部混凝土也会发生严重的腐蚀。在盐渍土地区的一些电力和隧道工程项目中采用的油毡隔离、玻璃钢防护和花岗岩基础等措施进行被动防护，不仅造价高昂，而且防蚀效果也不理想，设计使用寿命不足20年。因此，盐渍土地区桩基工程的防腐蚀和耐久性是土木工程师必须解决的重大难题。

对于高腐蚀性卤水地层中的桩基、复合地基工程中的一些传统处理方法和现有改进的防腐技术措施，主要存在以下问题：

1.普通的钢筋混凝土桩基受卤水地层的化学腐蚀和物理侵蚀严重，虽然承载力相对较高，但正常使用寿命很短，一般10年左右就需要托换大修一次，维护费用高昂。

2.复合地基处理方法采用的竖向增强体一般都为碎石桩，但其施工过程中对饱和盐渍土地层的挤密效果不理想，盐渍土中的孔隙水排出困难；且由于盐渍土碎石桩复合地基受到整体强度的限制，加载后地基长期沉降大，桩体容易产生鼓胀破坏，承载力难以满足设计要求。

3.在跨海桥梁工程或港口工程中应用的纤维增强复合包覆层防腐技术具有较好的工程耐久性，但其主要适用于预制桩型，且造价较高，应用范围受到限制，对于场地地层具有腐蚀性的一般工业与民用建筑灌注桩桩基础而言，并不适用。

4.完全利用抗腐蚀混凝土和FRP类受力筋材构成桩身的方式，虽然能够满足桩基防腐的要求，但桩身的制作安装工艺复杂，相应的基础工程造价大大高于普通钢筋混凝土结构的造价，故这种方法无法与现行桩基施工能力和预算费用相匹配，其对应的工法也有待进一步开发。

5.现有采用防腐材料对桩身进行包裹、喷涂的防腐处理技术措施，都只能做到预制桩防护或局部防护，且施工工序繁琐，承载力和耐久性效果并不理想。

为了解决以上在诸如卤水地层等高腐蚀性场地条件下，地基和桩基础工程领域现存的技术难题，急需研发具有较为普遍适用性的桩基防护技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于为高腐蚀性地层内的桩基和复合地基工程提供一种具有长期可靠的防腐性能，承载力高，抗腐蚀性好，耐久性高，造价低的柔性囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩。

本实用新型的柔性囊式防腐装置，包括筒状的柔性防腐材料制成的包覆式囊体，包覆式囊体的内、外表面分别为凹凸不平的粗糙面，包覆式囊体内的下部设有密封底托，密封底托的周边与包覆式囊体内下部的表面相连，包覆式囊体内沿轴向设有注浆管路，注浆管路的下部穿过所述密封底托，注浆管路的外侧壁与密封底托之间的间隙采用密封组件密封，注浆管路上位于密封底托的下方设有低压注浆孔和高压注浆孔，高压注浆孔位于低压注浆孔的上方，位于所述密封底托下方的所述包覆式囊体的侧壁的中上部设有一个以上的高压浆液过孔。

本实用新型的柔性囊式防腐装置，其中所述包覆式囊体的内、外表面分别设有网格状的凸棱或网格状的凹槽或环状的凸棱或蜂窝状的凹孔或鱼鳞状的凸起。

本实用新型的柔性囊式防腐装置，其中所述注浆管路的下部具有直角型或圆环形或U型管段，所述低压注浆孔的孔径为5mm-50mm，低压注浆孔的外表包裹有滤网，所述高压注浆孔的孔径为5mm-36mm，所述包覆式囊体和所述密封底托采用聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)或表面涂敷有防腐涂层的土工布或聚脂类塑料材料制成，所述包覆式囊体的厚度为0.5-10mm。

本实用新型的柔性囊式防腐装置，其中所述包覆式囊体采用高密度聚乙烯(HDPE)材料制成，包覆式囊体的横截面为圆形或椭圆形或矩形或梯形或正六边形或正八边形的横截面，所述密封组件为遇水膨胀的密封胶条或石棉绳盘条或橡胶密封圈，所述密封底托包括筒状的侧壁，筒状侧壁的顶部具有顶盖，所述包覆式囊体的下部和密封底托的筒状侧壁之间采用层叠搭接热挤压焊接相连，密封底托的筒状侧壁的高度为50-500mm，密封底托的筒状侧壁与每个所述高压浆液过孔相对应的部位分别设有通孔。

本实用新型的柔性囊式防腐装置，其中所述密封底托内插装有防腐材料制成的预制墩头，预制墩头的顶部与密封底托内的顶部相贴，预制墩头的上部与密封底托的内侧壁之间具有储浆腔，储浆腔内设有所述注浆管路的分支管段，注浆管路的分支管段上均布有多个所述高压注浆孔。

本实用新型的柔性囊式防腐装置，其中所述密封底托内的中部设有隔膜，隔膜的周边与密封底托的内壁相连，隔膜的上部与密封底托的内侧壁之间具有蓄浆腔，所述注浆管路上的所述高压注浆孔位于蓄浆腔内，注浆管路上的所述低压注浆孔位于所述隔膜的下方。

使用本实用新型的柔性囊式防腐装置的防腐桩，包括所述柔性囊式防腐装置，柔性囊式防腐装置的所述包覆式囊体内位于所述密封底托的下方设有防腐桩墩，防腐桩墩的顶端与密封底托的下端面粘贴相连，包覆式囊体内位于密封底托的上方填充有膨胀混凝土，包覆式囊体的外侧壁部分或全部包覆有膨胀水泥浆固结层。

本实用新型的防腐桩，其中所述防腐桩墩采用碱激发水泥浆液或聚合物水泥砂浆或地聚合物浆液凝结构成，所述膨胀混凝土中沿包覆式囊体的轴向设有至少一个传力构件，在膨胀混凝土顶端浇注或充填碱激发水泥浆液或聚合物水泥砂浆或地聚合物浆液凝结后构成的密封防腐桩帽。

本实用新型的防腐桩，其中每个所述传力构件的中部分别套装有多个隔离支架，每个传力构件底端的钢筋头上分别套装有一个防护座。

与现有技术相比，本实用新型的柔性囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩，具有以下各项优点：

1、本实用新型的柔性囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩，能够将桩身承载体完全密封包裹于能够有效抵抗地层中卤水的化学腐蚀和氯盐的物理结晶侵蚀作用的柔性囊式防腐装置内，有效的将地层中的卤水环境与桩材隔绝，大幅提高了桩身主要承载结构的服役寿命，降低腐蚀性地层内建、构筑物基础高昂的维护费用。

2、本实用新型采用并改进了现有建筑材料和石化工业中成熟的材料和防腐技术，降低了灌注材料消耗和施工时间，同时也能够降低腐蚀性地层内一般建筑基础防腐的施工成本。

3、本实用新型基于目前在工程建设中应用最为普遍和成熟的钢筋混凝土灌注桩施工工艺，设计出一种利用封闭包覆技术对灌注桩桩身进行全密封包裹的包覆式囊体装置，从而将桩身材料与场地地层中腐蚀性物质完全隔离，达到延长桩身核心承载结构耐久性的目的，施工技术便于推广应用。

4、由于防腐桩采用了严密的防腐措施，所以本实用新型的防腐桩具有稳定的长期防腐性能，能够应用于近海浅滩地层、盐渍土区域、垃圾卫生填埋场等高腐蚀环境中，并保持可靠的效果。

5、采用本实用新型的柔性囊式防腐装置及使用该装置的防腐桩，可以以较低的成本有效的提高防腐桩承载力，减少防腐桩总数量，降低工程造价，加快施工速度，从而提高了工程的长期安全可靠性。

下面结合附图及实施例详述本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型的柔性囊式防腐装置的一种实施方式的结构示意图的主视剖面图；

图2为图1的A-A截面的俯视剖面图；

图3为图1的密封底托部位的局部放大图；

图4为本实用新型的柔性囊式防腐装置的另一种实施方式的结构示意图的主视剖面图；

图5为图4的B-B截面的俯视剖面图；

图6为使用本实用新型的一种柔性囊式防腐装置的防腐桩的结构示意图的主视剖面图；

图7为使用本实用新型的另一种柔性囊式防腐装置的防腐桩的结构示意图的主视剖面图；

图8为对中支架的结构示意图的主视图；

图9为防护座的结构示意图的主视图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型的柔性囊式防腐装置，包括筒状的柔性防腐材料制成的包覆式囊体1，包覆式囊体1的横截面为圆形或椭圆形或矩形或梯形或正六边形或正八边形的横截面，包覆式囊体1的内、外表面分别为凹凸不平的粗糙面，包覆式囊体1内的下部设有密封底托2，密封底托2的周边与包覆式囊体1内下部的表面相连，包覆式囊体1内沿轴向设有注浆管路4，注浆管路4的下部穿过密封底托2，注浆管路4的下部具有直角型或圆环形或U型管段，注浆管路4的外侧壁与密封底托2之间的间隙采用密封组件5密封，密封组件5为遇水膨胀的密封胶条或石棉绳盘条或橡胶密封圈，注浆管路4上位于密封底托2的下方设有低压注浆孔6和高压注浆孔7，低压注浆孔6的孔径为5-50mm，低压注浆孔6的外表包裹有滤网16，高压注浆孔7的孔径为5-36mm，高压注浆孔7位于低压注浆孔6的上方，位于密封底托2下方的包覆式囊体1的侧壁的中上部设有5个高压浆液过孔3。

上述包覆式囊体1的内、外表面分别设有网格状的凸棱或网格状的凹槽或环状的凸棱或蜂窝状的凹孔或鱼鳞状的凸起。

上述包覆式囊体1和密封底托2采用聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)或表面涂敷有防腐涂层的土工布或聚脂类塑料材料制成，包覆式囊体1的厚度为0.5-10mm。

包覆式囊体1也可以采用高密度聚乙烯(HDPE)材料制成，密封底托2包括筒状的侧壁，筒状侧壁的顶部具有顶盖，包覆式囊体1的下部和密封底托2的筒状侧壁之间采用层叠搭接热挤压焊接相连，密封底托2的筒状侧壁的高度为50-500mm，密封底托2的筒状侧壁与每个高压浆液过孔3相对应的部位分别设有通孔。密封底托2内的中部设有隔膜12，隔膜12的周边与密封底托2的内壁相连，隔膜12的上部与密封底托2的内侧壁之间具有蓄浆腔11，注浆管路4上的所述高压注浆孔7位于蓄浆腔11内，注浆管路4上的低压注浆孔6位于隔膜12的下方。

图4和图5所示的本实用新型的柔性囊式防腐装置，包括筒状的柔性防腐材料制成的包覆式囊体1a，包覆式囊体1a的横截面为圆形或椭圆形或矩形或梯形或正六边形或正八边形的横截面，包覆式囊体1a的内、外表面分别为凹凸不平的粗糙面，包覆式囊体1a内的下部设有密封底托2a，密封底托2a的周边与包覆式囊体1a内下部的表面相连，包覆式囊体1a内沿轴向设有注浆管路4a，注浆管路4a的下部穿过密封底托2a，注浆管路4a的下部具有分支管段，注浆管路4a的外侧壁与密封底托2a之间的间隙采用密封组件密封，注浆管路4a上位于密封底托2a的下方设有低压注浆孔6a和高压注浆孔7a，低压注浆孔6a的孔径为5-50mm，高压注浆孔7a的孔径为5-36mm，高压注浆孔7a位于低压注浆孔6a的上方，位于密封底托2a下方的包覆式囊体1a的侧壁的中上部设有5个高压浆液过孔3a。其与图1、图2和图3所示的柔性囊式防腐装置的不同之处在于：在密封底托2a内插装有防腐材料制成的预制墩头14a，但密封底托2内没有隔膜，预制墩头14a的顶部与密封底托2a内的顶部相贴，预制墩头14a的上部与密封底托2a的内侧壁之间具有储浆腔13a，储浆腔13a内设有注浆管路4a的分支管段，注浆管路4a的分支管段上均布有多个所述高压注浆孔7a。除了上述不同之处，其它特征与图1、图2和图3所示，本实用新型的柔性囊式防腐装置相同。

如图6所示，使用柔性囊式防腐装置的防腐桩，包括图1、图2和图3所示的柔性囊式防腐装置，柔性囊式防腐装置的密封底托2内位于隔膜12的下方设有防腐桩墩8，防腐桩墩8的顶端与密封底托2的下端面粘贴相连，防腐桩墩8的周边侧壁与位于密封底托2下方的包覆式囊体1的内侧壁粘贴相连，包覆式囊体1内位于密封底托2的上方以及蓄浆腔11内填充有膨胀混凝土9，膨胀混凝土9中沿包覆式囊体1的轴向设有多个传力构件18，每个传力构件18的中部分别套装有多个隔离支架15，隔离支架15的结构如图8所示，每个传力构件18底端的钢筋头上分别套装有一个防护座17，防护座17的结构如图9所示。在包覆式囊体1的外侧壁部分或全部包覆有膨胀水泥浆固结层10。

如图7所示，使用柔性囊式防腐装置的防腐桩，包括图4和图5所示的柔性囊式防腐装置，柔性囊式防腐装置的包覆式囊体1a内位于密封底托2a的下方设有防腐桩墩8a，防腐桩墩8a的顶端与密封底托2的下端面粘贴相连，包覆式囊体1a内位于密封底托2a的上方以及储浆腔13a内填充有膨胀混凝土9a，膨胀混凝土9a中沿包覆式囊体1的轴向设有多个传力构件18a，每个传力构件18a的中部分别套装有多个隔离支架15a，每个传力构件18a底端的钢筋头上分别套装有一个防护座17a。在包覆式囊体1a的外侧壁部分或全部包覆有膨胀水泥浆固结层10a。

上述各个实施例中的防腐桩墩8、8a采用碱激发水泥浆液或聚合物水泥砂浆或地聚合物浆液凝结构成，上述各个实施例中的膨胀混凝土9顶端浇注或充填碱激发水泥浆液或聚合物水泥砂浆或地聚合物浆液凝结后构成的密封防腐桩帽20。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.柔性囊式防腐装置，其特征是：包括筒状的柔性防腐材料制成的包覆式囊体，包覆式囊体的内、外表面分别为凹凸不平的粗糙面，包覆式囊体内的下部设有密封底托，密封底托的周边与包覆式囊体内下部的表面相连，包覆式囊体内沿轴向设有注浆管路，注浆管路的下部穿过所述密封底托，注浆管路的外侧壁与密封底托之间的间隙采用密封组件密封，注浆管路上位于密封底托的下方设有低压注浆孔和高压注浆孔，高压注浆孔位于低压注浆孔的上方，位于所述密封底托下方的所述包覆式囊体的侧壁的中上部设有一个以上的高压浆液过孔。

2.如权利要求1所述的柔性囊式防腐装置，其特征是：所述包覆式囊体的内、外表面分别设有网格状的凸棱或网格状的凹槽或环状的凸棱或蜂窝状的凹孔或鱼鳞状的凸起。

3.如权利要求2所述的柔性囊式防腐装置，其特征是：所述注浆管路的下部具有直角型或圆环形或U型管段，所述低压注浆孔的孔径为5-50mm，低压注浆孔的外表包裹有滤网，所述高压注浆孔的孔径为5-36mm，所述包覆式囊体和所述密封底托采用聚乙烯或聚氯乙烯或表面涂敷有防腐涂层的土工布或聚脂类塑料材料制成，所述包覆式囊体的厚度为0.5-10mm。

4.如权利要求3所述的柔性囊式防腐装置，其特征是：所述包覆式囊体采用高密度聚乙烯材料制成，包覆式囊体的横截面为圆形或椭圆形或矩形或梯形或正六边形或正八边形的横截面，所述密封组件为遇水膨胀的密封胶条或石棉绳盘条或橡胶密封圈，所述密封底托包括筒状的侧壁，筒状侧壁的顶部具有顶盖，所述包覆式囊体的下部和密封底托的筒状侧壁之间采用层叠搭接热挤压焊接相连，密封底托的筒状侧壁的高度为50-500mm，密封底托的筒状侧壁与每个所述高压浆液过孔相对应的部位分别设有通孔。

5.如权利要求4所述的柔性囊式防腐装置，其特征是：所述密封底托内插装有防腐材料制成的预制墩头，预制墩头的顶部与密封底托内的顶部相贴，预制墩头的上部与密封底托的内侧壁之间具有储浆腔，储浆腔内设有所述注浆管路的分支管段，注浆管路的分支管段上均布有多个所述高压注浆孔。

6.如权利要求4所述的柔性囊式防腐装置，其特征是：所述密封底托内的中部设有隔膜，隔膜的周边与密封底托的内壁相连，隔膜的上部与密封底托的内侧壁之间具有蓄浆腔，所述注浆管路上的所述高压注浆孔位于蓄浆腔内，注浆管路上的所述低压注浆孔位于所述隔膜的下方。

7.使用权利要求1至6中任何一项所述的柔性囊式防腐装置的防腐桩，其特征是：包括所述柔性囊式防腐装置，柔性囊式防腐装置的所述包覆式囊体内位于所述密封底托的下方设有防腐桩墩，防腐桩墩的顶端与密封底托的下端面粘贴相连，包覆式囊体内位于密封底托的上方填充有膨胀混凝土，包覆式囊体的外侧壁部分或全部包覆有膨胀水泥浆固结层。

8.如权利要求7所述的柔性囊式防腐装置的防腐桩，其特征是：所述防腐桩墩采用碱激发水泥浆液或聚合物水泥砂浆或地聚合物浆液凝结构成，所述膨胀混凝土中沿包覆式囊体的轴向设有至少一个传力构件，在膨胀混凝土顶端浇注或充填碱激发水泥浆液或聚合物水泥砂浆或地聚合物浆液凝结后构成的密封防腐桩帽。

9.如权利要求8所述的柔性囊式防腐装置的防腐桩，其特征是：每个所述传力构件的中部分别套装有多个隔离支架，每个传力构件底端的钢筋头上分别套装有一个防护座。