基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩及其制备方法

摘要

本发明公开了基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩，属于混凝土管桩领域，基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩，包括中空钢筋管柱，中空钢筋管柱的外侧壁上环形分布有多个横向扩张体，通过中空钢筋管柱、混凝土体以及防渗体的层层包覆浇筑，有利于提高该混凝土管桩的整体机械强度，混凝土体与防渗体共同承载负荷，设置于外部的防渗体能够起到很好的防渗、防水作用，管桩不易受到地下水以及雨水渗透破坏，且在中空钢筋管柱外侧设置多个在压力作用下向外扩张的横向扩张体，当浇筑防渗体后再浇筑混凝土体，混凝土体通过灌注孔向防渗体内部充溢，在高强浇筑压力作用下，迫使多个弹性钢条向防渗体外侧扩张，利于提高与浇筑土方层横向衔接的机械强度。

权利要求

1.基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩，包括中空钢筋管柱（1），其特征在于：所述中空钢筋管柱（1）的外侧壁上环形分布有多个横向扩张体（2），所述横向扩张体（2）的内端嵌设于中空钢筋管柱（1）内壁上并与中空钢筋管柱（1）内部相连通，所述中空钢筋管柱（1）的侧壁上开设有多个与横向扩张体（2）位置相对应的灌注孔（101），所述中空钢筋管柱（1）的内部浇筑有混凝土体（3），所述中空钢筋管柱（1）的外侧部浇筑有防渗体（4），多个所述横向扩张体（2）嵌设于防渗体（4）内部，所述横向扩张体（2）包括贯穿套设于中空钢筋管柱（1）侧壁上的灌注管（201），所述灌注管（201）的外端贯穿中空钢筋管柱（1）并固定连接有衔接囊（204），所述衔接囊（204）的侧壁上分布有多个弹性钢条（202），且多个弹性钢条（202）曲折固定连接于中空钢筋管柱（1）的外端壁上。

2.根据权利要求1所述的基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩，其特征在于：多个所述灌注孔（101）环形分布于灌注管（201）的四周，所述中空钢筋管柱（1）的外侧壁还环形开凿有多个衔接凹面层（102），多个所述衔接凹面层（102）与竖直方向设置的横向扩张体（2）间隔设置。

3.根据权利要求2所述的基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩，其特征在于：所述灌注管（201）的内部活动套设有送浆预埋杆（203），所述送浆预埋杆（203）靠近衔接囊（204）的一端为锥形插设部，所述送浆预埋杆（203）内部开设有与灌注管（201）内部相连通的送浆孔，所述衔接囊（204）远离灌注管（201）的一端开设有渗透孔（2041），且渗透孔（2041）与锥形插设部位置对应设置。

4.根据权利要求3所述的基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩，其特征在于：多个所述弹性钢条（202）远离中空钢筋管柱（1）的一端与衔接囊（204）相熔接，所述弹性钢条（202）的端壁上包覆有熔接层。

5.根据权利要求1‑4任一所述的基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩的制备方法，其特征在于：具体操作步骤如下：

S1、本领域技术人员向指定地面打入中空沉管，利用长臂螺旋钻机钻取桩孔，并在桩孔的底部向下延伸钻取沉孔；

S2、向上抽取中空沉管，在桩孔内放入中空钢筋管柱（1），沉孔与中空钢筋管柱（1）内部相连通，向中空钢筋管柱（1）内套设防溢套管（5）,防溢套管（5）与中空钢筋管柱（1）内壁相密封活动衔接，向中空钢筋管柱（1）与桩孔之间的缝隙中浇筑防渗体（4）；

S3，向上拔出防溢套管（5），向中空钢筋管柱（1）内部浇筑混凝土体（3）,混凝土体（3）充溢于沉孔以及中空钢筋管柱（1）内部，部分混凝土体（3）通过多个灌注孔（101）以及灌注管（201）导入至防渗体（4）内部；

S4、持续浇筑混凝土体（3），导入至灌注管（201）内部的混凝土体（3）压迫送浆预埋杆（203）向外侧运动并插入桩孔内壁的土方内，同时对多个弹性钢条（202）进行压迫，使得多个弹性钢条（202）在具有一定温度以及挤压力的条件下与衔接囊（204）相脱离，并相抵嵌设入土方内，获得混凝土管桩。

6.根据权利要求5所述的基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩的制备方法，其特征在于：所述S1中的桩孔为圆柱形结构，所述沉孔为圆锥形结构，所述沉孔上端的内直径略小于桩孔的内直径大小。

7.根据权利要求6所述的基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩的制备方法，其特征在于：所述桩孔以及沉孔的内壁上开设有凹槽衔接面，所述凹槽衔接面上包覆一层抗裂耐碱玻纤网格布。

8.根据权利要求5所述的基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩的制备方法，其特征在于：所述S3中的防溢套管（5）的内壁上包覆一层防粘层，所述防溢套管（5）的长度远大于中空钢筋管柱（1）的长度。

说明书

基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及混凝土管桩领域，更具体地说，涉及基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩。

背景技术

[0002] 现代建筑行业，地基和桩是建筑最为重要的部分之一，混凝土管桩是用混凝土(包括普通钢筋混凝土、预应力混凝土）制成的桩，具有节约木材和钢材、经久耐用、造价低廉等
优点，已广泛使用于水工建筑、工业建筑、民用建筑和桥梁的基础工程，还常用于边坡及基
坑支护的抗滑或隔水。在建筑物打地基、建混凝土桩时，一般先打好桩孔，然后将预制好的
钢筋笼或钢筋管放入桩孔内，并浇灌混凝土，待其凝实后形成混凝土管桩。

[0003] 现有的普通混凝土管桩的防渗水性能较差，在使用一定时间后，其端壁上会因外界自然因素而产生缝隙，地下水以及雨水往往会沿着缝隙渗透至混凝土管桩的内部，混凝
土管桩受到浸泡后严重影响其机械强度，从而达不到很好的承载效果，此外，管桩与浇筑土
体之间的横向连接稳固性不够，从而在长期使用后，其对浇筑土方的承载力度降低。

[0004] 为此，我们提出基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩来有效解决现有技术中所存在的一些问题。

发明内容

[0005] 1．要解决的技术问题

[0006] 针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩，通过中空钢筋管柱、混凝土体以及防渗体的层层包覆浇筑，有利于提高该混凝
土管桩的整体机械强度，混凝土体与防渗体共同承载负荷，而设置于外部的防渗体能够起
到很好的防渗、防水作用，管桩不易受到地下水以及雨水渗透破坏，且在中空钢筋管柱外侧
设置多个在压力作用下向外扩张的横向扩张体，当浇筑防渗体后再浇筑混凝土体，混凝土
体通过灌注孔向防渗体内部充溢，在高强浇筑压力作用下，迫使多个弹性钢条向防渗体外
侧扩张，有利于提高与浇筑土方层横向衔接的机械强度。

[0007] 2．技术方案

[0008] 为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

[0009] 基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩，包括中空钢筋管柱，所述中空钢筋管柱的外侧壁上环形分布有多个横向扩张体，所述横向扩张体的内端嵌设于中空钢筋管柱内壁
上并与中空钢筋管柱内部相连通，所述中空钢筋管柱的侧壁上开设有多个与横向扩张体位
置相对应的灌注孔，所述中空钢筋管柱的内部浇筑有混凝土体，所述中空钢筋管柱的外侧
部浇筑有防渗体，多个所述横向扩张体嵌设于防渗体内部，所述横向扩张体包括贯穿套设
于中空钢筋管柱侧壁上的灌注管，所述灌注管的外端贯穿中空钢筋管柱并固定连接有衔接
囊，所述衔接囊的侧壁上分布有多个弹性钢条，且多个弹性钢条曲折固定连接于中空钢筋
管柱的外端壁上。

[0010] 进一步的，多个所述灌注孔环形分布于灌注管的四周，所述中空钢筋管柱的外侧壁还环形开凿有多个衔接凹面层，多个所述衔接凹面层与竖直方向设置的横向扩张体间隔
设置，开设的多个灌注孔有利于在浇筑混凝土体时，混凝土体能够通过灌注孔导入至中空
钢筋管柱的外部与防渗体相融合，有效提高两者之间的整体衔接度。

[0011] 进一步的，所述灌注管的内部活动套设有送浆预埋杆，所述送浆预埋杆靠近衔接囊的一端为锥形插设部，所述送浆预埋杆内部开设有与灌注管内部相连通的送浆孔，所述
衔接囊远离灌注管的一端开设有渗透孔，且渗透孔与锥形插设部位置对应设置，从灌注管
向外导出的混凝土层在压力作用下压迫送浆预埋杆向外运动，达到一定程度后能够迫使送
浆预埋杆前端的锥形插设部贯穿衔接囊嵌设于土方内，同时，在具有一定温度以及压力的
混凝土体的运动下，多个弹性钢条与衔接囊相脱离并在弹力作用下相抵嵌设于土方内，有
效增强了防渗体与土方的横向衔接的机械强度。

[0012] 进一步的，多个所述弹性钢条远离中空钢筋管柱的一端与衔接囊相熔接，所述弹性钢条的端壁上包覆有熔接层，设置熔接层，能够确保在浇筑混凝土体后，达到一定温度的
情况下溶接层溶接能够使得弹性钢条与衔接囊相脱离，有利于弹性钢条的向外扩张。

[0013] 基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩的制备方法，具体操作步骤如下：

[0014] S1、本领域技术人员向指定地面打入中空沉管，利用长臂螺旋钻机钻取桩孔，并在桩孔的底部向下延伸钻取沉孔；

[0015] S2、向上抽取中空沉管，在桩孔内放入中空钢筋管柱，沉孔与中空钢筋管柱内部相连通，向中空钢筋管柱内套设防溢套管,防溢套管与中空钢筋管柱内壁相密封活动衔接，向
中空钢筋管柱与桩孔之间的缝隙中浇筑防渗体；

[0016] S3，向上拔出防溢套管，向中空钢筋管柱内部浇筑混凝土体,混凝土体充溢于沉孔以及中空钢筋管柱内部，部分混凝土体通过多个灌注孔以及灌注管导入至防渗体内部；

[0017] S4、持续浇筑混凝土体，导入至灌注管内部的混凝土体压迫送浆预埋杆向外侧运动并插入桩孔内壁的土方内，同时对多个弹性钢条进行压迫，使得多个弹性钢条在具有一
定温度以及挤压力的条件下与衔接囊相脱离，并相抵嵌设入土方内，获得混凝土管桩。

[0018] 进一步的，所述S1中的桩孔为圆柱形结构，所述沉孔为圆锥形结构，所述沉孔上端的内直径略小于桩孔的内直径大小，在桩孔底部凿取沉孔，有利于在浇筑混凝土体后，混凝
土体能够延伸至桩孔的底部，进一步提高该混凝土管桩的桩基承载力度。

[0019] 进一步的，所述桩孔以及沉孔的内壁上开设有凹槽衔接面，所述凹槽衔接面上包覆一层抗裂耐碱玻纤网格布，进一步有效提高混凝土体以及防渗体分别与沉孔以及桩孔之
间衔接的机械强度，起到很好的抗裂作用。

[0020] 进一步的，所述S3中的防溢套管的内壁上包覆一层防粘层，所述防溢套管的长度远大于中空钢筋管柱的长度，在浇筑混凝土体之前在中空钢筋管柱内部套设防溢套管，有
利于在防渗体浇筑的过程中，防渗体不会通过灌注孔导入至中空钢筋管柱内部。

[0021] 3．有益效果

[0022] 相比于现有技术，本发明的优点在于：

[0023] （1）本方案通过中空钢筋管柱、混凝土体以及防渗体的层层包覆浇筑，有利于提高该混凝土管桩的整体机械强度，混凝土体与防渗体共同承载负荷，而设置于外部的防渗体
能够起到很好的防渗、防水作用，管桩不易受到地下水以及雨水渗透破坏，且在中空钢筋管
柱外侧设置多个在压力作用下向外扩张的横向扩张体，当浇筑防渗体后再浇筑混凝土体，
混凝土体通过灌注孔向防渗体内部充溢，在高强浇筑压力作用下，迫使多个弹性钢条向防
渗体外侧扩张，有利于提高与浇筑土方层横向衔接的机械强度。

[0024] （2）多个灌注孔环形分布于灌注管的四周，中空钢筋管柱的外侧壁还环形开凿有多个衔接凹面层，多个衔接凹面层与竖直方向设置的横向扩张体间隔设置，开设的多个灌
注孔有利于在浇筑混凝土体时，混凝土体能够通过灌注孔导入至中空钢筋管柱的外部与防
渗体相融合，有效提高两者之间的整体衔接度。

[0025] （3）灌注管的内部活动套设有送浆预埋杆，送浆预埋杆靠近衔接囊的一端为锥形插设部，送浆预埋杆内部开设有与灌注管内部相连通的送浆孔，衔接囊远离灌注管的一端
开设有渗透孔，且渗透孔与锥形插设部位置对应设置，从灌注管向外导出的混凝土层在压
力作用下压迫送浆预埋杆向外运动，达到一定程度后能够迫使送浆预埋杆前端的锥形插设
部贯穿衔接囊嵌设于土方内，同时，在具有一定温度以及压力的混凝土体的运动下，多个弹
性钢条与衔接囊相脱离并在弹力作用下相抵嵌设于土方内，有效增强了防渗体与土方的横
向衔接的机械强度。

[0026] （4）多个弹性钢条远离中空钢筋管柱的一端与衔接囊相熔接，弹性钢条的端壁上包覆有熔接层，设置熔接层，能够确保在浇筑混凝土体后，达到一定温度的情况下溶接层溶
接能够使得弹性钢条与衔接囊相脱离，有利于弹性钢条的向外扩张。

[0027] （5）S1中的桩孔为圆柱形结构，沉孔为圆锥形结构，沉孔上端的内直径略小于桩孔的内直径大小，在桩孔底部凿取沉孔，有利于在浇筑混凝土体后，混凝土体能够延伸至桩孔
的底部，进一步提高该混凝土管桩的桩基承载力度。

[0028] （6）桩孔以及沉孔的内壁上开设有凹槽衔接面，凹槽衔接面上包覆一层抗裂耐碱玻纤网格布，进一步有效提高混凝土体以及防渗体分别与沉孔以及桩孔之间衔接的机械强
度，起到很好的抗裂作用。

[0029] （7）S3中的防溢套管的内壁上包覆一层防粘层，防溢套管的长度远大于中空钢筋管柱的长度，在浇筑混凝土体之前在中空钢筋管柱内部套设防溢套管，有利于在防渗体浇
筑的过程中，防渗体不会通过灌注孔导入至中空钢筋管柱内部。

附图说明

[0030] 图1为本发明的立体图；

[0031] 图2为本发明的浇筑前的俯视图；

[0032] 图3为本发明的中空钢筋管柱与横向扩张体结合处的部分剖视图；

[0033] 图4为本发明的浇筑后的俯视图；

[0034] 图5为本发明的中空钢筋管柱与横向扩张体结合处的正面示意图；

[0035] 图6为本发明的横向扩张体的内部剖视图；

[0036] 图7为本发明的横向扩张体的爆炸图；

[0037] 图8为本发明的施工示意图。

[0038] 图中标号说明：

[0039] 1中空钢筋管柱、101灌注孔、102衔接凹面层、2横向扩张体、201灌注管、202弹性钢条、203送浆预埋杆、204衔接囊、2041渗透孔、3混凝土体、4防渗体、5防溢套管。

具体实施方式

[0040] 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。

[0041] 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。

[0042] 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。

[0043] 实施例1：

[0044] 请参阅图1‑4，基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩，包括中空钢筋管柱1，中空钢筋管柱1的外侧壁上环形分布有多个横向扩张体2，横向扩张体2的内端嵌设于中空钢筋
管柱1内壁上并与中空钢筋管柱1内部相连通，中空钢筋管柱1的侧壁上开设有多个与横向
扩张体2位置相对应的灌注孔101，中空钢筋管柱1的内部浇筑有混凝土体3，中空钢筋管柱1
的外侧部浇筑有防渗体4，多个横向扩张体2嵌设于防渗体4内部，多个灌注孔101环形分布
于灌注管201的四周，灌注孔101的设置用于在浇筑混凝土体3时，混凝土体3能够通过灌注
孔101导入至防渗体4内并与防渗体4相混合衔接，中空钢筋管柱1的外侧壁还环形开凿有多
个衔接凹面层102，多个衔接凹面层102与竖直方向设置的横向扩张体2间隔设置，开设的多
个灌注孔101有利于在浇筑混凝土体3时，混凝土体3能够通过灌注孔101导入至中空钢筋管
柱1的外部与防渗体4相融合，衔接凹面层102有效扩大衔接面积，有效提高两者之间的整体
衔接度。

[0045] 请参阅图3‑7，横向扩张体2包括贯穿套设于中空钢筋管柱1侧壁上的灌注管201，灌注管201的外端贯穿中空钢筋管柱1并固定连接有衔接囊204，衔接囊204的侧壁上分布有
多个弹性钢条202，且多个弹性钢条202曲折固定连接于中空钢筋管柱1的外端壁上，多个弹
性钢条202远离中空钢筋管柱1的一端与衔接囊204相熔接，弹性钢条202的端壁上包覆有熔
接层，弹性钢条202在初始状态下呈弯曲状态，设置熔接层，能够确保在浇筑混凝土体3后，
达到一定温度的情况下溶接层熔解，能够使得弹性钢条202与衔接囊204相脱离，有利于弹
性钢条202向外扩张并相抵嵌设于浇筑土方内壁上。

[0046] 灌注管201的内部活动套设有送浆预埋杆203，送浆预埋杆203靠近衔接囊204的一端为锥形插设部，送浆预埋杆203内部开设有与灌注管201内部相连通的送浆孔，衔接囊204
远离灌注管201的一端开设有渗透孔2041，且渗透孔2041与锥形插设部位置对应设置，从灌
注管201向外导出的混凝土体3在压力作用下压迫送浆预埋杆203向外运动，达到一定程度
后，能够迫使送浆预埋杆203前端的锥形插设部贯穿衔接囊204嵌设于浇筑土方内，同时，在
具有一定温度以及压力的混凝土体3的运动下，多个弹性钢条202与衔接囊204相脱离并在
弹力作用下相抵嵌设于土方内，有效增强了防渗体4与土方的横向衔接的机械强度。

[0047] 请参阅图4和图8，基于抗渗透技术的新型建筑混凝土管桩的制备方法，具体操作步骤如下：

[0048] S1、本领域技术人员向指定地面打入中空沉管，利用长臂螺旋钻机钻取桩孔，并在桩孔的底部向下延伸钻取沉孔；

[0049] S2、向上抽取中空沉管，在桩孔内放入中空钢筋管柱1，沉孔与中空钢筋管柱1内部相连通，向中空钢筋管柱1内套设防溢套管5,防溢套管5与中空钢筋管柱1内壁相密封活动
衔接，向中空钢筋管柱1与桩孔之间的缝隙中浇筑防渗体4，防渗体4可采用现有防渗填料进
行浇筑填充；

[0050] S3，向上拔出防溢套管5，向中空钢筋管柱1内部浇筑混凝土体3,混凝土体3充溢于沉孔以及中空钢筋管柱1内部，部分混凝土体3通过多个灌注孔101以及灌注管201导入至防
渗体4内部；

[0051] S4、持续浇筑混凝土体3，导入至灌注管201内部的混凝土体3压迫送浆预埋杆203向外侧运动并插入桩孔内壁的土方内，同时对多个弹性钢条202进行压迫，使得多个弹性钢
条202在具有一定温度以及挤压力的条件下与衔接囊204相脱离，并相抵嵌设入土方内，获
得混凝土管桩。

[0052] 其中，S1中的桩孔为圆柱形结构，沉孔为圆锥形结构，沉孔上端的内直径略小于桩孔的内直径大小，在桩孔底部凿取沉孔，有利于在浇筑混凝土体3后，混凝土体3能够延伸至
桩孔的底部，进一步提高该混凝土管桩的桩基承载力度，桩孔以及沉孔的内壁上开设有凹
槽衔接面，凹槽衔接面上包覆一层抗裂耐碱玻纤网格布，进一步有效提高混凝土体3以及防
渗体4分别与沉孔以及桩孔之间衔接的机械强度，起到很好的抗裂作用。

[0053] S3中的防溢套管5的内壁上包覆一层防粘层，防溢套管5的长度远大于中空钢筋管柱1的长度，在浇筑混凝土体3之前在中空钢筋管柱1内部套设防溢套管5，有利于在防渗体4
浇筑的过程中，防渗体4不会通过灌注孔101导入至中空钢筋管柱1内部。

[0054] 本发明通过中空钢筋管柱1、混凝土体3以及防渗体4的层层包覆浇筑，有利于提高该混凝土管桩的整体机械强度，混凝土体3与防渗体4共同承载负荷，而设置于外部的防渗
体4能够起到很好的防渗、防水作用，管桩不易受到地下水以及雨水渗透破坏，且在中空钢
筋管柱1外侧设置多个在压力作用下向外扩张的横向扩张体2，当浇筑防渗体4后再浇筑混
凝土体3，混凝土体3通过灌注孔101向防渗体4内部充溢，在高强浇筑压力作用下，迫使多个
弹性钢条202向防渗体4外侧扩张，有利于提高与浇筑土方层横向衔接的机械强度。

[0055] 本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

[0056] 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。