[发明专利]PVC管与厚壁钢管复合空心再生混凝土桩

说明书

技术领域

本发明属于建筑基础工程中的桩基工程领域，尤其涉及一种PVC管与厚壁钢管复合空心再生混凝土桩。

背景技术

对于服役于海洋、港口、盐碱地区、地下水或者土壤中侵蚀性介质浓度较高的内陆地区的钢筋混凝土桩而言，桩体将长期遭受腐蚀性物质的侵蚀，如氯离子渗透、硫酸盐腐蚀、冻融循环等，桩基耐久性问题非常突出。加之桩体深埋于地下，难以进行可视性检查。桩体在侵蚀性介质的作用下，钢筋锈蚀，混凝土成分变化、体积膨胀，最终开裂剥落，桩体丧失承载力。因此，桩的腐蚀性问题一直是工程建设中急需解决的一个难题。

外置钢管混凝土桩虽刚度大、承载力高、抗弯抗剪能力强，但在缺少相应防腐措施的情况下，钢管极易锈蚀，导致桩体承载力下降，使用寿命缩减。目前，已有人提出在桩体外包塑料管套的新型桩，在一定的工程背景和地质环境下取得了较好的工程效果，但作为普通的塑料套管混凝土桩，其承载能力有限，抵抗横向变形的能力较差，在软土地区、桥梁码头、海洋工程等需要高承载力、超长桩的工程还难以适用。而预应力钢筋混凝土管桩虽桩身质量可靠、承载力高、不易断桩，但是造价昂贵，且不能在施工现场制作。

在沿海及内地湖泊软土地区的工程建设中，经常由于土质孔隙比大、含水量高、压缩性高、土层分布复杂等原因，出现地基承载力失效或者地基沉降大等问题。采用传统的地基处理方法虽然能在一定程度上加固地基，但都具有一定的局限性，例如预压法处理时间长，强夯法对周围影响大。

随着世界经济的迅猛发展，钢筋混凝土结构进入了高速发展的时期，新建建筑物的施工和旧建筑物的拆除都会产生大量的废弃混凝土。利用废弃混凝土配制而成的再生骨料混凝土可减少对天然骨料的开采，达到节约天然砂石资源，保护环境的目的。由于老砂浆的存在，再生粗骨料的性能和天然粗骨料相比有很大差异，这导致再生混凝土在物理、力学和耐久性能等不如普通混凝土，要想将再生骨料应用到桩基础中，必须采用新的施工工艺来提高桩体的承载力和耐久性。

综上所述，地基环境对桩体材料的耐久性影响较大，防腐蚀混凝土、预应力钢筋混凝土管桩造价较高，普通塑料套管混凝土桩承载力较低，抗变形能力较差。因此，为满足复杂工程地质环境下桩基础承载力和耐久性的要求，充分利用建筑工程产生的废弃混凝土，急需发明一种抗腐蚀、承载力高的再生混凝土复合桩。

目前，国家倡导“以塑代钢”政策，鼓励使用并积极推广塑料制品等新型化学建材。聚氯乙烯(PVC)材料因其优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性、阻燃性、几何稳定性、质轻、强度高且易于加工的优点，被广泛应用于建筑、工业、农业、电子、医疗、汽车等领域。尽管如此，按照当前预制混凝土桩的施工工艺，制作过程需要支模、拆模等多种工序，耗费大量的钢模或者木模，增加了工作量和施工成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种桩基耐久性好、桩体承载力和抗变形能力强的PVC管与厚壁钢管复合空心再生混凝土桩。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：PVC管与厚壁钢管复合空心再生混凝土桩，主要由PVC管、圆形钢筋笼骨架、厚壁钢管和再生混凝土制成；圆形钢筋笼骨架和厚壁钢管置于PVC管内，三者同心布置；PVC管和厚壁钢管之间浇筑再生混凝土。

PVC管的长度大于桩体设计深度30cm～35cm，PVC管壁厚为2mm～5mm。

圆形钢筋笼骨架由纵向钢筋和螺旋箍筋焊接而成，纵向钢筋沿PVC管圆周均匀布置。

厚壁钢管的外径为PVC管外径的1/3～1/2，厚壁钢管的壁厚/管径范围为0.05～0.1。

厚壁钢管外壁每隔等间距加焊一圈横向加劲肋。

厚壁钢管外壁每隔一个PVC管外径(2D₂)的间距加焊一圈横向加劲肋，每圈横向加劲肋包括4根加劲肋板；肋板厚度4mm～6mm，高度15mm～25mm，长度为PVC管内径减厚壁钢管外径再扣除焊缝宽度。

再生混凝土由新砂浆和再生粗骨料组成，再生粗骨料粒径范围为5mm～25mm，强度等级为C40～C50。

该再生混凝土桩的桩底设环氧树脂防护的预制桩尖，桩顶设防腐蚀混凝土浇筑的桩帽。