[發明專利]塑料套管與鋼管組合現澆混凝土空心管樁及施工方法

有效

• 申請號: 201310036586.2
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103074890A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 鄭開榮;鄭乾濤;陳錫崇;王冬冬;陳朝暉;高士巍;鄭海燕;汪紹峰;王懷漢
• 申請（專利權）人: 浙江華光市政建設有限公司
• 主分類號: E02D5/38
• 分類號: E02D5/38;E02D5/60;E02D5/72;E02D5/66
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 黎雙華;徐關壽

技術領域

本發明屬于地基工程領域，特別涉及一種塑料套管與鋼管組合現澆混凝土管樁及施工方法，既可同時解決混凝土、鋼管腐蝕性問題，還可大幅提升樁體的承載能力，適用于水文地質條件差、對地基承載能力要求高的軟土地區地基處理工程。

背景技術

復合地基加固方法起源于20世紀60年代，由于能顯著改善地基的承載力，減小地基沉降，并有效抑制地基土體側向變形這一特點而成為一種比較理想的軟土地基處理方式。然而，由于復合地基多埋藏于地下，其樁體材料均會面臨地下水及地基土對混凝土的腐蝕問題，在沿海地區、鹽堿地區該現象更為明顯；同時，在干濕交替環境下，混凝土表面易遭到鹽類結晶腐蝕，尤其是硫酸鹽腐蝕，嚴重影響混凝土的耐久性。國內外已有眾多案例表明，在外界環境的影響下很多混凝土結構都先后出現病害和劣化，并出現了各種不同程度的隱患、缺陷或損傷，導致其安全性、適用性、耐久性逐步降低。

管樁是應用較為普遍的一種復合地基處理方法，包括預應力管樁和非預應力管樁，其中應用最為廣泛的是預應力混凝土管樁，它具有單樁承載力高、設計范圍廣、成樁質量可靠、節省建筑材料等優點。但由于管樁的樁身截面積較小，抵抗側向變形和外界環境侵蝕的能力較差。鋼管樁系指由無縫鋼管或經電弧電焊(含螺旋接縫管)所制成之鋼管，具有承載能力高、整體性好、施工方便等優點，但其造價較高，腐蝕性問題亦是影響樁身壽命的主要問題。

鋼管混凝土樁是在混凝土樁的外側設鋼管，通過外部鋼管約束內部混凝土，使得混凝土處于三向應力狀態，以改善樁體的強度大大提高，塑性和韌性，主要用于在軟土覆蓋層很厚的地區建造超高層建筑，以及建造跨水橋梁、碼頭等對樁身強度要求高的土木工程中。但由于鋼管混凝土樁的鋼管直接暴露于外界環境中，其腐蝕性問題一直是工程建設過程中需解決的一個難點問題。

另外，為改善混凝土的耐久性，工程界常采用抗腐蝕性好的水泥如礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥等，這些品種的水泥雖具有提高混凝土的耐久性的優點，但其價格較普通硅酸鹽水泥要高得多；混凝土外加劑是為改善和調節混凝土的性能而摻加的一種物質，適量添加外加劑對改善混凝土的性能具有一定的作用，但其價格較高，難以大面積使用。

目前已有在樁體外側設塑料套管的新型樁體結構，如塑料套管混凝土樁，由預制隔水樁尖、螺紋塑料套管、混凝土、樁帽（蓋板）等組成，在適宜的工程背景和地質條件下也取得了相對較好的工程效果，但樁體為實心樁，而且樁身直徑較小，承載能力較低，抵抗橫向變形的能力較差。

綜上所述，地基水對樁體材料的耐久性影響很大，防腐蝕混凝土的造價較高，塑料套管混凝土樁承載能力較低，抵抗橫向變形能力較差。鑒于此，為了使軟土地基處理的方式更加多元化，滿足復雜水文地質環境下軟土地基處理方式選擇的要求，更好的解決混凝土的耐久性問題，進一步改善樁體的力學性能，目前亟需發明一種防腐、耐久、承載能力高的現澆混凝土空心管樁結構及施工方法，以滿足地基加固工程，尤其是沿海地區、鹽堿地區等特殊地區、特殊環境下提高混凝土耐久性、改善地基加固效果的要求。

發明內容

本發明的目的在于通過組合使用內側鋼管與外側塑料套管，提供一種塑料套管與鋼管組合現澆混凝土空心管樁，在解決混凝土、鋼管的腐蝕性問題同時，提高了樁體的水平承載能力，改善了樁體的受力性能。

為了實現上述技術目的，本發明采用了以下技術方案：

一種塑料套管與鋼管組合現澆混凝土空心管樁，其特征在于，所述空心管樁主要由外側塑料套管、內側鋼管、預制隔水樁尖、混凝土填筑樁體、現澆樁頂封閉端組成；預制隔水樁尖設于空心管樁的底部，其頂面沿環向設置有外側沉管連接槽、塑料套管連接槽和內側鋼管連接槽，分別用于限制外側沉管、塑料套管和內側鋼管的位置。

在現澆混凝土空心管樁的外側設塑料套管保護層，可沿縱向將樁體與外界環境隔離，解決了現有鋼管混凝土樁易受腐蝕的問題，提高了鋼管和混凝土的耐久性；而內側設鋼管，有助于提高樁體的強度和抵抗橫向變形的能力，改善樁體的受力性能。預制隔水樁尖設置的三道凹槽可分別將外側沉管、塑料套管和內側鋼管的位置牢牢固定，再加上現澆樁頂封閉端的全封閉作用，可從兩端將樁體與外界環境隔離，進一步防止混凝土、鋼管受到腐蝕。

所述預制隔水樁尖設有內側鋼管連接管，內側鋼管連接管通過焊接與內側鋼管固定連接。通過內側鋼管連接管可將預制隔水樁尖與內側鋼管連接更加固定，不易松動。

為了防止水從預制隔水樁尖與樁體的連接處滲入，在塑料套管連接槽和內側鋼管連接槽內安裝有止水帶。