[发明专利]一种自锁型管式地桩及埋设方法

说明书

技术领域

本发明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及埋设方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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。

一种采用上述的自锁型管式地桩的埋设方法，包括以下步骤：

一、把地桩打入土体中，地桩上部变形段在土壤侧压力下向内收缩，形成上小下大自锁结构；

二、在地桩内插入立柱，地桩上部腔体向内收缩将立柱锁紧；

或者在地桩的顶端连接抱箍，通过抱箍与上部构件物连接；

或者地桩通过捆绑直接与上部构件物连接；

通过以上方式实现地桩的埋设。

本发明的原理为：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。

本发明提供的一种一种自锁型管式地桩及埋设方法，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。本发明的抗拔力较大，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。本发明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,本发明具有经济性优势。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发明作进一步说明：

图1为本发明使用时的整体结构示意图。

图2为本发明的立体结构示意图。

图3为本发明在土体内时的立体结构示意图。