一种架空输电线路用混凝土预制管桩的制作方法

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其是涉及一种架空输电线路用混凝土预制管桩。

背景技术：

混凝土预制管桩应用于架空输电线路中，在基础作用力较大情况下，需要增加管桩长度或增大管桩直径来满足输电线路杆塔基础作用力，增加管桩长度或增大管桩直径会增加工程投资，另外在增加管桩长度或增大管桩直径时，也需要考虑增大管桩的承载力。

中国专利公开号cn204491617u公开了一种静压或锤击混凝土预制管桩底后注浆装置，预制桩尖安装在预制管桩底部，预制桩尖上设有注浆出口，注浆管设置在预制管桩内部，注浆管通过预制桩尖内部的注浆通道连通注浆出口，注浆管与注浆通道的一端口部通过连接器紧密连接在一起，预制管桩内壁与注浆管外壁之间设有定位器，将预制桩尖安装在预制管桩底部，并用软塞封堵注浆出口下口，预制桩尖内的通道上口通过连接器连接好注浆管并安装好定位器，静压或锤击完成预制管桩的安装，24小时后注水泥浆，水泥浆的水灰比为0.5-0.7，水灰比小时加减水剂，完成注浆后可拔出注浆管，重复使用。该发明专利通过注浆，来增加管桩的承载力，但是水泥注浆施工过程中会产生大量的泥浆垃圾，需要设置专门的泥浆池，对环境污染严重。

中国专利公开号cn205804329u公开了一种凸肋开口混凝土空心管桩，包括上模具和下模具，所述上模具和所述下模具外壁设有管桩外壁凸肋，所述上模具和所述下模具内壁设有管桩内壁凸肋，所述管桩外壁凸肋和管桩内壁凸肋包含有环形凸肋下部、环形凸肋中部和环形凸肋上部。本发明凸肋开口空心管桩是在传统的圆形截面空心管桩的外壁和内壁每隔一段距离均匀地交叉设置环状凸肋。由于增设了环状凸肋，增加了桩与土体接触的表面积，有效提高了桩身摩擦力和整桩的承载力。但是该发明专利采用环状凸肋来增加桩与土体接触的表面积，一方面接触面积小，另一方面不利于打桩。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种架空输电线路用混凝土预制管桩，本发明的架空输电线路用混凝土预制管桩，能降低地基沉降，提高管桩刚度，节省混凝土的使用量，降低预制管桩的造价，且混凝土的强度高，预制管桩与土体接触面积大，能增强本发明预制管桩的承载力。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种架空输电线路用混凝土预制管桩，包括空心管桩和桩头，所述空心管桩包括上管桩和下管桩，所述上管桩外径大于下管桩的外径，所述下管桩外部设置螺旋，所述下管桩上设置扩桩装置，所述扩桩装置包括设置在下管桩同一圆周对称位置的两个弧形凹槽，所述弧形凹槽底部铰接与弧形凹槽相匹配的环形钢板，所述环形钢板尾端伸出所述弧形凹槽，所述环形钢板并入弧形凹槽的方向与螺旋的旋入方向一致。

进一步的，所述上管桩和下管桩长度比为1：4-5。

进一步的，所述扩桩装置为多个。

进一步的，所述桩头为圆锥型结构。

进一步的，所述螺旋延伸至桩头上。

进一步的，所述空心管桩为钢筋混凝土管桩，所述混凝土由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥260-280份，煤灰粉50-60份，硅粉15-25份，砂720-860份，石子90-1000份，水140-180份，聚羧酸减水剂5-9份，钢纤维10-15份，玻璃纤维10-15份，聚醋酸乙烯乳液20-30份，异丁基三乙氧基硅烷2-6份，3-氨基丙基三乙氧基硅烷1-3份，松香皂0.2-0.5份，甲基纤维素钠4-8份。

进一步的，所述石子粒径为10-15mm，含泥量≤2%，所述砂为细沙。

本发明的有益效果是：

1、本发明公开一种架空输电线路用混凝土预制管桩，包括空心管桩和桩头，其中空心管桩为空心结构，管桩内填充钢筋混凝土，采用空心结构可以减少重量，降低造价；桩头为圆锥型结构，更容易旋入地面以下。

2、空心管桩包括上管桩和下管桩，其中上管桩和下管桩内径空心内径相同，且上管桩外径大于下管桩的外径，采用这种结构能降低地基沉降，提高管桩刚度，且还能节省后续混凝土的使用量，降低预制管桩的造价。

3、下管桩外部设置螺旋，螺旋可以是混凝土肋，与预制管桩一体成型，也可以是混凝土内设置合金板，强度更高，通过旋转即可将本发明旋入地面以下。

4、下管桩上设置扩桩装置，扩桩装置可以是多个。扩桩装置包括设置在下管桩同一圆周对称位置上的弧形凹槽，而弧形凹槽底部铰接与弧形凹槽相匹配的环形钢板，其中环形钢板尾端伸出弧形凹槽，而环形钢板并入弧形凹槽的方向与螺旋旋入地面的方向一致。沿着螺旋的方向将本发明旋入地面以下，由于环形钢板并入弧形凹槽的方向与螺旋旋入地面的方向一致，因此环形钢板并入弧形凹槽中，呈收缩状态，将本发明打入地面以下后，反方向旋转几圈，由于环形钢板尾端伸出弧形凹槽外，在本发明周围土体或其他石块等作用下，环形钢板展开，增加了本发明与土体的接触面积，能大大提高本发明的承载力和抗拉拔作用。

5、由于上管桩的外径大于下管桩，因此为确保预制管桩旋入地面容易，且能节约混凝土，达到降低地基沉降的作用，上管桩和下管桩长度比设定为1：4-5。

6、本发明空心管桩为钢筋混凝土管桩，本发明为增强混凝土的强度和抗腐蚀性能，对混凝土进行了改性。混凝土在添加有煤灰粉和硅粉，硅酸盐水泥与煤灰粉和硅粉混合，能够起到增加密实度、改善界面结构以及减少用水量的效果，硅粉中的活性氧化硅、活性氧化铝等水泥水化析出的氢氧化钙和水泥中的石膏发生二次水化反应，能增加混凝土的强度，减少混凝土裂纹增产生。

7、钢纤维和玻璃纤维在混凝土中均匀分布，能够在混凝土内部形成三维交错的支撑网络，一方面能增加混凝土的强度和抗冲击性能，另一方面还能减少裂纹。

8、异丁基三乙氧基硅烷添加在混凝土中，可穿透混凝土胶结性表面，渗透到混凝土内部与暴露在酸性或碱性环境中的空气及基底中的水分子发生化学反应，形成斥水处理层，从而抑制水分进入到基底中，具能增加斥水处理层与机体的作用，增强防水防腐蚀作用，且异丁基三乙氧基硅烷和3-氨基丙基三乙氧基硅烷按重量比2：1混合时，防水防腐蚀性能最好。

聚醋酸乙烯乳液能与混凝土的水化产物在混凝土浆体内部形成空间网络结构，填充了浆体中的毛细孔和大孔，使混凝土浆体孔径变小，从而降低混凝土的体积密度，延长混凝土的凝结时间，增强混凝土的抗折强度、粘结强度和抗渗性能。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例一中弧形凹槽与环形钢板的连接结构图；

图3为本发明实施例二的结构示意图。

图中：1-空心管桩，2-桩头，3-上管桩，4-下管桩，5-螺旋，6-弧形凹槽哦啊，7-环形钢板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

一种架空输电线路用混凝土预制管桩，如图1-2所示，包括空心管桩1和桩头2，其中空心管桩1为空心结构，断面为圆形，其中管桩内填充钢筋混凝土，采用空心结构可以减少重量，降低造价；桩头2为圆锥型结构，更容易旋入地面以下。

空心管桩1包括上管桩3和下管桩4，其中上管桩3和下管桩4内径空心内径相同，且上管桩3外径大于下管桩4的外径，采用这种结构能降低地基沉降，提高管桩刚度，且还能节省后续混凝土的使用量，降低预制管桩的造价。

下管桩4外部设置螺旋5，螺旋可以是混凝土肋，与预制管桩一体成型，也可以是混凝土内设置合金板，强度更高，通过旋转即可将本发明旋入地面以下。下管桩4上设置扩桩装置，扩桩装置可以是多个，本实施例中是两个。扩桩装置包括设置在下管桩4同一圆周对称位置上的弧形凹槽6，本实施例中弧形凹槽为两个，而弧形凹槽6底部铰接与弧形凹槽6相匹配的环形钢板7，其中环形钢板7尾端伸出弧形凹槽6，而环形钢板7并入弧形凹槽6的方向与螺旋5旋入地面的方向一致。

由于上管桩3的外径大于下管桩4，因此为确保预制管桩旋入地面容易，且能节约混凝土，达到降低地基沉降的作用，本实施例中上管桩3和下管桩4长度比为1：4。

使用本发明时，沿着螺旋5的方向将本发明旋入地面以下，由于环形钢板7并入弧形凹槽6的方向与螺旋5旋入地面的方向一致，因此环形钢板7并入弧形凹槽6中，在最后阶段，反方向旋转几圈，由于环形钢板7尾端伸出弧形凹槽6外，在本发明周围土或其他石块等作用下，环形钢板7展开，增加了本发明与土体的接触面积，能大大提高本发明的承载力和抗拉拔作用。

其中空心管桩1为钢筋混凝土管桩，混凝土由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥260份，煤灰粉50份，硅粉25份，砂720份，石子900份，水140份，聚羧酸减水剂9份，钢纤维10份，玻璃纤维15份，聚醋酸乙烯乳液20份，异丁基三乙氧基硅烷2份，3-氨基丙基三乙氧基硅烷1份，松香皂0.2份和甲基纤维素钠7份。

其中石子粒径为10-15mm，含泥量≤2%。

实施例2

实施例2与实施例1的结构基本相同，不同之处在于：如图3所示，螺旋5延伸至桩头2上，入桩更容易，且本实施例中上管桩3和下管桩4长度比为1：5。

其中混凝土由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥265份，煤灰粉52份，硅粉24份，砂740份，石子920份，水145份，聚羧酸减水剂8份，钢纤维11份，玻璃纤维14份，聚醋酸乙烯乳液22份，异丁基三乙氧基硅烷3份，3-氨基丙基三乙氧基硅烷2份，松香皂0.3份和甲基纤维素钠8份。

其中石子粒径为10-15mm，含泥量≤2%。

实施例3

实施例3预制管桩的结构与实施例1相同，不同之处在于：混凝土由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥270份，煤灰粉54份，硅粉22份，砂750份，石子940份，水150份，聚羧酸减水剂7份，钢纤维12份，玻璃纤维13份，聚醋酸乙烯乳液24份，异丁基三乙氧基硅烷3份，3-氨基丙基三乙氧基硅烷3份，松香皂0.4份和甲基纤维素钠6份。

其中石子粒径为10-15mm，含泥量≤2%。

实施例4

实施例4预制管桩的结构与实施例1相同，不同之处在于：混凝土由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥275份，煤灰粉55份，硅粉20份，砂760份，石子950份，水160份，聚羧酸减水剂6份，钢纤维13份，玻璃纤维12份，聚醋酸乙烯乳液25份，异丁基三乙氧基硅烷4份，3-氨基丙基三乙氧基硅烷2份，松香皂0.2份和甲基纤维素钠5份。

其中石子粒径为10-15mm，含泥量≤2%。

实施例5

实施例5预制管桩的结构与实施例1相同，不同之处在于：混凝土由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥280份，煤灰粉56份，硅粉18份，砂780份，石子980份，水165份，聚羧酸减水剂5份，钢纤维14份，玻璃纤维11份，聚醋酸乙烯乳液28份，异丁基三乙氧基硅烷5份，3-氨基丙基三乙氧基硅烷3份，松香皂0.3份和甲基纤维素钠4份。

其中石子粒径为10-15mm，含泥量≤2%。

实施例6

实施例6预制管桩的结构与实施例1相同，不同之处在于：混凝土由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥260份，煤灰粉58份，硅粉16份，砂800份，石子1000份，水170份，聚羧酸减水剂9份，钢纤维15份，玻璃纤维10份，聚醋酸乙烯乳液30份，异丁基三乙氧基硅烷6份，3-氨基丙基三乙氧基硅烷2份，松香皂0.4份和甲基纤维素钠8份。

其中石子粒径为10-15mm，含泥量≤2%。

实施例7

实施例7预制管桩的结构与实施例1相同，不同之处在于：混凝土由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥270份，煤灰粉60份，硅粉15份，砂850份，石子900份，水180份，聚羧酸减水剂8份，钢纤维10份，玻璃纤维15份，聚醋酸乙烯乳液25份，异丁基三乙氧基硅烷4份，3-氨基丙基三乙氧基硅烷3份，松香皂0.5份和甲基纤维素钠7份。

其中石子粒径为10-15mm，含泥量≤2%。

实施例8

实施例8预制管桩的结构与实施例1相同，不同之处在于：混凝土由以下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥280份，煤灰粉60份，硅粉15份，砂860份，石子1000份，水175份，聚羧酸减水剂7份，钢纤维11份，玻璃纤维14份，聚醋酸乙烯乳液28份，异丁基三乙氧基硅烷5份，3-氨基丙基三乙氧基硅烷3份，松香皂0.3份和甲基纤维素钠6份。

其中石子粒径为10-15mm，含泥量≤2%。

性能测试

将实施例1-8制备的成型的10cm×10cm×10cm混凝土试件，分成8组，每个实施例对应一组，每组两个试件，这些试件在标准条件下养护28天后，取出洗净在干燥箱中75±5℃条件下烘16小时，然后将每组的一个试件放入2%氯化钠溶液中，另一个试件放入水中，浸泡6个月；六个月后，取出试件洗净，烘16小时，分别测定强度，腐蚀系数为试件在2%氯化钠溶液强度与水中的强度之比。按照《普通混凝土力学性能试验方法》gbj81-85测定实施例1-8制备的混凝土的抗压强度和抗折强度。测试结果见表1。

表1混凝土的性能测试

由表1可见，本发明实施例1-8制备的混凝土的抗压强度为86.1-100.2mpa，抗折强度为13.9-19.2mpa，腐蚀系数为0.88-0.94，强度高，耐腐蚀性能优异。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。