自锁型管式地桩制造技术

本实用新型专利技术提供一种自锁型管式地桩，地桩内设有用于容纳立柱的中空腔体，地桩顶部开放，地桩的上部设有变形段，下部设有约束段，地桩底部封闭并设有桩头，在变形段设有至少一个开放槽。所述的地桩采用金属或纤维增强复合材料。通过采用变形段与约束段配合的结构，使安装较为简便，由于变形段的变形结构，对土体实现自锁，并能够对立柱实现锁定。纤维增强复合材料的地桩无锈蚀,工作寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及土木工程的地桩领域，特别是一种用于支承轻型支架，例如太阳能电池板支架的自锁型管式地桩。
技术介绍
早期的地桩系树木或竹子做成,一部分插入土体，一部分外露。插入部分起固定作用，外露部分用于固定其他结构。用于固定篱笆、阻挡滑坡、绑系缆绳、支撑上部结构等。近代的地桩用机器打入土壤，或者在地上挖井，灌注混凝土成桩。本项专利所涉及的地桩，是一种小型桩体，用于太阳能电站。其作用是在松软沙质土上固定太阳能电池板的支架。因为我国大部份地区的土层干燥，有些地方含沙量多，适合打桩固定。其桩体大约1米长，0.07m直径。因此有两种传统的方法成桩，其一是挖坑填充混凝土，成本大约每个桩300元，这是目前最可靠、最成熟的地桩固定技术，其特点是成本高，完全人工操作，工序复杂；其二是钢质螺旋桩，用机械将带有翼形螺旋外缘的钢桩旋入土地中。其螺旋体在开始起到钻头作用，旋入后，起到抗拔作用，与土体有较强的交联结合，其成本是100元/个。因此，钢桩较混凝土桩，从经济性、以及安装制作的简易性考虑，具有明显的替代性的优势。但是，该结构存在使用较为麻烦的问题，尤其是桩与立柱的连接方式通常采用焊接或螺纹连接，施工效率较低。而且由于西北地区土地盐碱化，南方土壤潮湿，钢桩很快锈蚀，因此亟需一种安装简易、成本依旧比混凝土桩低、并且能抵抗腐蚀的地桩技术。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种自锁型管式地桩，能够方便地固定立柱，并能快速地安装，并能够起到抗拔、固定的作用，在优选的方案中，能够有较高耐腐蚀性能。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种自锁型管式地桩，地桩内设有中空腔体，地桩顶部开放，地桩的上部设有变形段，下部设有约束段，地桩底部封闭并设有桩头，在变形段设有至少一个开放槽。所述的开放槽为穿透变形段外壁，顶端开放的槽。所述的桩头为锥形、“一”字形、“十”字形或螺旋锥形。在约束段的外壁设有螺旋片。在约束段的外壁设有沿螺旋状布置的多个防退片，防退片向地桩顶部的方向倾斜。在地桩的顶部侧壁还设有通孔。在约束段的内壁还设有楔台，楔台与立柱端头的锥形头成楔紧配合。在变形段的内壁设有多个成倒钩的锁紧片。所述的锁紧片凸起于内壁的高度，从上到下逐渐变高，以使变形段在变形后，锁紧片均与立柱的外壁接触；所述的锁紧片从上到下沿着螺旋分布。所述的地桩采用金属或纤维增强复合材料。本技术的原理为：由于开放槽结构的存在，当变形段受到外部压力，会向内变形，以夹持住立柱，并由于自身的变形，形成上部直径小，下部直径较大的结构，从而实现较高的抗拔力。本技术提供的一种自锁型管式地桩，通过采用变形段与约束段配合的结构，使安装较为简便，由于变形段的变形结构，对土体实现自锁，并能够对立柱实现锁定。本技术的抗拔力较大，经测试，对于直径70mm地桩，其抗拔力能够达到10kN，能满足太阳能电站支架的支承需求。在优选的方案中，采用纤维增强复合材料制作的地桩，例如采用玻璃纤维地桩，具有不生锈，抗腐蚀能力强，在西北盐碱地区，以及南方潮湿地区使用时，具有使用寿命长的优势。采用纤维增强复合材料的地桩，较之混凝土桩，其成本低，且安装简便，桩体可以工业化机器大批量生产；较之钢质螺旋桩，具有防腐、抗锈蚀作用。本技术的纤维增强复合材料地桩,每个成本在130~150元左右,比混凝土桩便宜.其成本虽然比钢桩高,但是考虑到无锈蚀特性,其工作寿命长,从整个服役期的经济性以及后期维护费用的角度考虑,本技术具有经济性优势。而且采用纤维增强复合材料的地桩多采用模具制作，能够根据不同的岩土地质特点采用不同的模具，从而降低加工成本。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：图1为本技术使用时的整体结构示意图。图2为本技术的立体结构示意图。图3为本技术在土体内时的立体结构示意图。图4为本技术优选结构的剖视示意图。图5为本技术优选结构锁定立柱时的剖视示意图。图6为本技术另一优选结构的示意图。图7为本技术另一优选结构的示意图。图8为本技术桩头优选结构的仰视示意图。图9为本技术桩头优选结构的仰视示意图。图10为本技术桩头优选结构的仰视示意图。图中：地桩1，变形片101，开放槽102，桩头103，楔台104，锁紧片105，通孔106，螺旋片107，防退片108，立柱2，锥形头201，支架3，太阳能电池板4，土体5，变形段B，约束段C。具体实施方式如图2、3中，一种自锁型管式地桩，地桩1内设有中空腔体，在部分时候，这个中空腔体内设有立柱2；或者地桩1的顶端，直接与抱箍连接，抱箍直接与上层的支架3连接。地桩1顶部开放，地桩1的上部设有变形段B，下部设有约束段C，地桩1底部封闭并设有桩头103，在变形段B设有至少一个开放槽102。优选的，本例中的开放槽102为沿着轴向槽。当受到外部压力，开放槽102的宽度变小，从而使变形段B的直径缩小，形成自锁结构。施工时用人力或机械，采用冲击力或静压力，把地桩1打入土体5中，其上部变形段B在土壤侧压力下向内收缩，形成上小下大自锁结构。立柱2插入地桩1内，并由地桩1锁定，对于土体侧压力较小的情况，或者配合设置在变形段B之外的套环、套管的锁定结构，或者直接以捆绑方式与立柱2连接。将立柱2与支架3固定连接，然后将太阳能电池板4安装在支架3上，如图1中所示。优选的方案中，所述的地桩1采用金属或纤维增强复合材料。纤维增强复合材料为纤维和树脂胶液固化而成的材料，例如玻璃纤维材料。树脂胶液指已经添加固化剂旳树脂。胶液中也可含有诱发剂、促进剂、或增韧剂。胶液与纤维按重量计算的比例如下：胶液15%至40%；纤维60%至85%。如图2中，所述的开放槽102为穿透变形段B外壁，顶端开放的槽。优选的设置3-4个。优选的方案如图2、8~10中，所述的桩头103为锥形、“一”字形、“十”字形或螺旋锥形。由此结构，便于钻进，例如锥形或螺旋锥形的桩头103，螺旋锥形的桩头103还具有提高抗拔力的效果。或者便于抵受一个或两个方向的受力。例如“一”字形、“十”字形的桩头103。优选的方案如图6中，在约束段C的外壁设有螺旋片107，由此结构，对于砂质土体或工机械设备较少的施工场合，便于钻进，并能够提高抗拔力。优选的方案如图7中，在约束段C的外壁设有沿螺旋状布置的多个防退片108，防退片108向地桩1顶部的方向倾斜。由此结构，进一步提高地桩1的抗拔力。优选的方案如图6、7中，在地桩1的顶部侧壁还设有通孔106。由此结构，便于采用工具，例如以钢筋穿入，来转动地桩1。优选的方案如图4、5中，在约束段C的内壁还设有楔台104，楔台104与立柱2端头的锥形头201成楔紧配合。由此结构，便于固定立柱2的底端，避免立柱2在地桩1内摆动，以免影响支架3的牢固程度。或者桩头103的内部为一个较小的锥度的盲孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自锁型管式地桩，其特征是：地桩（1）内设有中空腔体，地桩（1）顶部开放，地桩（1）的上部设有变形段（B），下部设有约束段（C），地桩（1）底部封闭并设有桩头（103），在变形段（B）设有至少一个开放槽（102）。

【技术特征摘要】
1.一种自锁型管式地桩，其特征是：地桩（1）内设有中空腔体，地桩（1）顶部开放，地桩（1）的上部设有变形段（B），下部设有约束段（C），地桩（1）底部封闭并设有桩头（103），在变形段（B）设有至少一个开放槽（102）。
2.根据权利要求1所述的一种自锁型管式地桩，其特征是：所述的开放槽（102）为穿透变形段（B）外壁，顶端开放的槽。
3.根据权利要求1所述的一种自锁型管式地桩，其特征是：所述的桩头（103）为锥形、“一”字形、“十”字形或螺旋锥形。
4.根据权利要求1所述的一种自锁型管式地桩，其特征是：在约束段（C）的外壁设有螺旋片（107）。
5.根据权利要求1所述的一种自锁型管式地桩，其特征是：在约束段（C）的外壁设有沿螺旋状布置的多个防退片（108），防退片（108）向地桩（1）顶部的方向倾斜。

【专利技术属性】
技术研发人员：王金林，刘谦，徐戈，郑文衡，王兆华，胡亚春，黄兢，彭睿，何培，
申请(专利权)人：中基天谷宜昌复合材料有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42