一种自排水式抗渗型混凝土预制桩的制作方法

本发明涉及混凝土预制桩技术领域，更具体地说，涉及一种自排水式抗渗型混凝土预制桩。

背景技术：

混凝土桩是用混凝土(包括普通钢筋混凝土、预应力混凝土)制成的桩，预垒水泥土桩简称预制桩，适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土和人工填土等地基处理。作为地基加匿的预制桩可采用边长150-300mm的预制混凝土桩、直径300mm的预应力混凝土管桩、断面尺寸100-300mm的钢管桩和型钢等。

混凝土是孔径各异(10-500μm)的多孔体，当其周围介质有压力差时(或是浓度差、温度差、电位差)，就会有服从流体力学的介质迁移，即渗透。混凝土的抗渗性是混凝土的基本性能，也是混凝土耐久性的重要特点。混凝土的抗渗性不仅表征混凝土耐水流穿过的能力，也影响到混凝土抗碳化、抗氯离子渗透等性能。

现有技术中往往采用配制膨胀混凝土的方式改进原料，对管桩内空腔浇灌的混凝土能起到补偿收缩的作用，能起到抗裂、防水等性能，改善混凝土的孔结构和孔级配，提高混凝土的抗渗能力，但是仅仅依靠混凝土预制桩自身的抗渗性能，效果一般差强人意，且膨胀混凝土的质量难以把控，容易出现膨胀开裂的现象，反而会导致混凝土强度降低，抗渗性能也会因此下降。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种自排水式抗渗型混凝土预制桩，可以实现通过在混凝土预制桩内预埋预埋缺球的方式，基于引水纤维杆的导水特点，延伸至混凝土预制桩内加强桩身强度的同时，集中混凝土预制桩内的渗透水，并输送至预埋缺球处，触发多点输水棒的排水动作，首先建立与表面单向排水包的输水连接，随后在变换的磁力作用下通过自主挤压作用，在解吸出单向排水包上水的同时，同步输送引导来的渗透水，从而实现将混凝土预制桩内的渗透水排至外界，并且恢复初始状态断开输水连接，避免外界水从预埋缺球处进入混凝土预制桩的内部，显著提高混凝土预制桩的抗渗性。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种自排水式抗渗型混凝土预制桩，包括预制桩本体，所述预制桩本体外表面镶嵌连接有多个均匀分布的预埋缺球，所述预埋缺球开口处连接有单向排水包，所述单向排水包上镶嵌连接有多根均匀分布的多磁点排水丝，且多磁点排水丝延伸至预埋缺球外侧，所述预埋缺球内端连接有集水包，所述集水包上镶嵌连接有多根呈放射状分布的引水纤维杆，且引水纤维杆贯穿预埋缺球并延伸至预制桩本体内，所述集水包靠近单向排水包一端镶嵌连接有多根均匀分布的多点输水棒，所述多点输水棒与集水包之间连接有多根水伸支杆，所述单向排水包靠近集水包一端连接有多个与多点输水棒相匹配的对接桥管，且多点输水棒插设于对接桥管内。

进一步的，所述多磁点排水丝包括排水横丝，所述排水横丝外侧分布有多个磁吸微球，所述磁吸微球与排水横丝之间连接有定位丝，排水横丝用来直接将单向排水包释放出来的水分导出到外界，提高单向排水包的排水率，磁吸微球用来提供不同的磁吸力来对多点输水棒进行吸附，从而迫使多点输水棒在单向排水包内形成不同程度的抖动挤压，实现单向排水包的持续吸水和释放。

进一步的，所述磁吸微球沿排水横丝周向分布，且尺寸各不相同，可以保证多点输水棒在单向排水包内沿排水横丝周向形成挤压作用，单向排水包释放出来的水分正好沿着排水横丝排出至外界，而磁吸微球的尺寸不同也会导致其磁性不同，随着多点输水棒的不断深入，其在不同区域受到磁吸微球的磁吸作用存在差异，进而在单向排水包内形成不同程度的抖动挤压。

进一步的，所述多点输水棒包括输水管、助动嵌丝和挤压外套，所述助动嵌丝镶嵌于输水管内部，所述导水线覆盖于输水管外表面，输水管可以从集水包上传导水分至单向排水包中，助动嵌丝起到对输水管的定形作用，同时可以利用弹力迫使其在单向排水包内具有更好的抖动挤压效果，挤压外套不仅可以对输水管进行保护，避免在对接桥管内迁移时出现损伤，同时可以配合单向排水包内的多磁点排水丝形成连续的抖动挤压效果。

进一步的，所述挤压外套上开设有多个自闭合孔，所述自闭合孔内活动镶嵌有磁压输水球，所述磁压输水球与输水管之间连接有导水线，且导水线延伸至输水管内侧，磁压输水球可以响应磁吸微球的磁吸作用，拉扯挤压外套主动靠近并挤压单向排水包释放出其吸收的水分，导水线直接将输水管上的水分输送至单向排水包上刚释放水分的区域，及时的进行补充，提高排水的转移速度。

进一步的，所述磁压输水球包括输水外衣和镶嵌于输水外衣内侧的磁性内芯，且输水外衣与导水线连接，所述输水外衣远离导水线的一端连接有多个扩压凸点，且扩压凸点与输水外衣一体成型，输水外衣起到接替导水线传导水分的作用，磁性内芯用来与磁吸微球之间建立磁吸配合，扩压凸点用来提升对单向排水包的挤压效果，在一次挤压中迫使单向排水包释放出更多的水分，从而提高单向排水包的排水效率。

进一步的，所述挤压外套采用弹性材料制成，所述自闭合孔从外至内直径逐渐增大，且最小直径小于磁压输水球的外径，在磁压输水球受到磁吸微球磁吸作用靠近时，在迁移至开口处会形成封堵作用，避免单向排水包释放出的水分反向传导回去，造成排水低效或者失败，而在磁压输水球到达两个磁吸微球之间的区域时，在挤压外套的弹力作用下进行复位，此时自闭合孔重新开放，导水线可以通过磁压输水球将水分输送至刚受压释放出水的单向排水包中进行补充。

进一步的，所述输水外衣、扩压凸点、导水线和输水管均采用高导湿性的纤维材料制成。

进一步的，所述单向排水包和集水包均采用弹性吸水材料制成，所述水伸支杆采用遇水膨胀材料制成，单向排水包和集水包均可以吸收大量的水分，集水包从预制桩本体内吸收渗透水，单向排水包用来排出集水包吸收的渗透水，水伸支杆吸水膨胀后迫使多点输水棒在对接桥管内迁移进入到单向排水包内，建立排水所需的输水连接。

进一步的，所述单向排水包靠近集水包一端覆盖有防水膜衣，所述对接桥管表面涂覆有纳米疏水涂层，防水膜衣起到内侧隔水的作用，避免在单向排水包释放水分时，部分水分从内侧流入预埋缺球内难以及时排出，对接桥管的疏水特点可以减少外界水从单向排水包中向内侧的渗透。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现通过在混凝土预制桩内预埋预埋缺球的方式，基于引水纤维杆的导水特点，延伸至混凝土预制桩内加强桩身强度的同时，集中混凝土预制桩内的渗透水，并输送至预埋缺球处，触发多点输水棒的排水动作，首先建立与表面单向排水包的输水连接，随后在变换的磁力作用下通过自主挤压作用，在解吸出单向排水包上水的同时，同步输送引导来的渗透水，从而实现将混凝土预制桩内的渗透水排至外界，并且恢复初始状态断开输水连接，避免外界水从预埋缺球处进入混凝土预制桩的内部，显著提高混凝土预制桩的抗渗性。

(2)多磁点排水丝包括排水横丝，排水横丝外侧分布有多个磁吸微球，磁吸微球与排水横丝之间连接有定位丝，排水横丝用来直接将单向排水包释放出来的水分导出到外界，提高单向排水包的排水率，磁吸微球用来提供不同的磁吸力来对多点输水棒进行吸附，从而迫使多点输水棒在单向排水包内形成不同程度的抖动挤压，实现单向排水包的持续吸水和释放。

(3)磁吸微球沿排水横丝周向分布，且尺寸各不相同，可以保证多点输水棒在单向排水包内沿排水横丝周向形成挤压作用，单向排水包释放出来的水分正好沿着排水横丝排出至外界，而磁吸微球的尺寸不同也会导致其磁性不同，随着多点输水棒的不断深入，其在不同区域受到磁吸微球的磁吸作用存在差异，进而在单向排水包内形成不同程度的抖动挤压。

(4)多点输水棒包括输水管、助动嵌丝和挤压外套，助动嵌丝镶嵌于输水管内部，导水线覆盖于输水管外表面，输水管可以从集水包上传导水分至单向排水包中，助动嵌丝起到对输水管的定形作用，同时可以利用弹力迫使其在单向排水包内具有更好的抖动挤压效果，挤压外套不仅可以对输水管进行保护，避免在对接桥管内迁移时出现损伤，同时可以配合单向排水包内的多磁点排水丝形成连续的抖动挤压效果。

(5)挤压外套上开设有多个自闭合孔，自闭合孔内活动镶嵌有磁压输水球，磁压输水球与输水管之间连接有导水线，且导水线延伸至输水管内侧，磁压输水球可以响应磁吸微球的磁吸作用，拉扯挤压外套主动靠近并挤压单向排水包释放出其吸收的水分，导水线直接将输水管上的水分输送至单向排水包上刚释放水分的区域，及时的进行补充，提高排水的转移速度。

(6)磁压输水球包括输水外衣和镶嵌于输水外衣内侧的磁性内芯，且输水外衣与导水线连接，输水外衣远离导水线的一端连接有多个扩压凸点，且扩压凸点与输水外衣一体成型，输水外衣起到接替导水线传导水分的作用，磁性内芯用来与磁吸微球之间建立磁吸配合，扩压凸点用来提升对单向排水包的挤压效果，在一次挤压中迫使单向排水包释放出更多的水分，从而提高单向排水包的排水效率。

(7)挤压外套采用弹性材料制成，自闭合孔从外至内直径逐渐增大，且最小直径小于磁压输水球的外径，在磁压输水球受到磁吸微球磁吸作用靠近时，在迁移至开口处会形成封堵作用，避免单向排水包释放出的水分反向传导回去，造成排水低效或者失败，而在磁压输水球到达两个磁吸微球之间的区域时，在挤压外套的弹力作用下进行复位，此时自闭合孔重新开放，导水线可以通过磁压输水球将水分输送至刚受压释放出水的单向排水包中进行补充。

(8)单向排水包和集水包均采用弹性吸水材料制成，水伸支杆采用遇水膨胀材料制成，单向排水包和集水包均可以吸收大量的水分，集水包从预制桩本体内吸收渗透水，单向排水包用来排出集水包吸收的渗透水，水伸支杆吸水膨胀后迫使多点输水棒在对接桥管内迁移进入到单向排水包内，建立排水所需的输水连接。

(9)单向排水包靠近集水包一端覆盖有防水膜衣，对接桥管表面涂覆有纳米疏水涂层，防水膜衣起到内侧隔水的作用，避免在单向排水包释放水分时，部分水分从内侧流入预埋缺球内难以及时排出，对接桥管的疏水特点可以减少外界水从单向排水包中向内侧的渗透。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中a处的结构示意图；

图3为本发明单向排水包的结构示意图；

图4为本发明多点输水棒的结构示意图；

图5为本发明磁压输水球的结构示意图；

图6为本发明自闭合孔内的结构示意图。

图中标号说明：

1预制桩本体、2预埋缺球、3引水纤维杆、4单向排水包、5多磁点排水丝、51排水横丝、52定位丝、53磁吸微球、6防水膜衣、7对接桥管、8多点输水棒、81输水管、82助动嵌丝、83导水线、84磁压输水球、841输水外衣、842磁性内芯、843扩压凸点、85挤压外套、86自闭合孔、9水伸支杆、10集水包。

具体实施方式

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。

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。

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。

实施例1：

请参阅图1-2，一种自排水式抗渗型混凝土预制桩，包括预制桩本体1，预制桩本体1外表面镶嵌连接有多个均匀分布的预埋缺球2，预埋缺球2开口处连接有单向排水包4，单向排水包4上镶嵌连接有多根均匀分布的多磁点排水丝5，且多磁点排水丝5延伸至预埋缺球2外侧，预埋缺球2内端连接有集水包10，集水包10上镶嵌连接有多根呈放射状分布的引水纤维杆3，且引水纤维杆3贯穿预埋缺球2并延伸至预制桩本体1内，集水包10靠近单向排水包4一端镶嵌连接有多根均匀分布的多点输水棒8，多点输水棒8与集水包10之间连接有多根水伸支杆9，单向排水包4靠近集水包10一端连接有多个与多点输水棒8相匹配的对接桥管7，且多点输水棒8插设于对接桥管7内。

单向排水包4和集水包10均采用弹性吸水材料制成，水伸支杆9采用遇水膨胀材料制成，单向排水包4和集水包10均可以吸收大量的水分，集水包10从预制桩本体1内吸收渗透水，单向排水包4用来排出集水包10吸收的渗透水，水伸支杆9吸水膨胀后迫使多点输水棒8在对接桥管7内迁移进入到单向排水包4内，建立排水所需的输水连接。

单向排水包4靠近集水包10一端覆盖有防水膜衣6，对接桥管7表面涂覆有纳米疏水涂层，防水膜衣6起到内侧隔水的作用，避免在单向排水包4释放水分时，部分水分从内侧流入预埋缺球2内难以及时排出，对接桥管7的疏水特点可以减少外界水从单向排水包4中向内侧的渗透。

请参阅图3，多磁点排水丝5包括排水横丝51，排水横丝51外侧分布有多个磁吸微球53，磁吸微球53与排水横丝51之间连接有定位丝52，排水横丝51用来直接将单向排水包4释放出来的水分导出到外界，提高单向排水包4的排水率，磁吸微球53用来提供不同的磁吸力来对多点输水棒8进行吸附，从而迫使多点输水棒8在单向排水包4内形成不同程度的抖动挤压，实现单向排水包4的持续吸水和释放。

磁吸微球53沿排水横丝51周向分布，且尺寸各不相同，可以保证多点输水棒8在单向排水包4内沿排水横丝51周向形成挤压作用，单向排水包4释放出来的水分正好沿着排水横丝51排出至外界，而磁吸微球53的尺寸不同也会导致其磁性不同，随着多点输水棒8的不断深入，其在不同区域受到磁吸微球53的磁吸作用存在差异，进而在单向排水包4内形成不同程度的抖动挤压。

请参阅图4，多点输水棒8包括输水管81、助动嵌丝82和挤压外套85，助动嵌丝82镶嵌于输水管81内部，导水线83覆盖于输水管81外表面，输水管81可以从集水包10上传导水分至单向排水包4中，助动嵌丝82起到对输水管81的定形作用，同时可以利用弹力迫使其在单向排水包4内具有更好的抖动挤压效果，挤压外套85不仅可以对输水管81进行保护，避免在对接桥管7内迁移时出现损伤，同时可以配合单向排水包4内的多磁点排水丝5形成连续的抖动挤压效果。

请参阅图6，挤压外套85上开设有多个自闭合孔86，自闭合孔86内活动镶嵌有磁压输水球84，磁压输水球84与输水管81之间连接有导水线83，且导水线83延伸至输水管81内侧，磁压输水球84可以响应磁吸微球53的磁吸作用，拉扯挤压外套85主动靠近并挤压单向排水包4释放出其吸收的水分，导水线83直接将输水管81上的水分输送至单向排水包4上刚释放水分的区域，及时的进行补充，提高排水的转移速度。

挤压外套85采用弹性材料制成，自闭合孔86从外至内直径逐渐增大，且最小直径小于磁压输水球84的外径，在磁压输水球84受到磁吸微球53磁吸作用靠近时，在56迁移至开口处会形成封堵作用，避免单向排水包4释放出的水分反向传导回去，造成排水低效或者失败，而在磁压输水球84到达两个磁吸微球53之间的区域时，在挤压外套85的弹力作用下进行复位，此时自闭合孔86重新开放，导水线83可以通过磁压输水球84将水分输送至刚受压释放出水的单向排水包4中进行补充。

请参阅图5，磁压输水球84包括输水外衣841和镶嵌于输水外衣841内侧的磁性内芯842，且输水外衣841与导水线83连接，输水外衣841远离导水线83的一端连接有多个扩压凸点843，且扩压凸点843与输水外衣841一体成型，输水外衣841起到接替导水线83传导水分的作用，磁性内芯842用来与磁吸微球53之间建立磁吸配合，扩压凸点843用来提升对单向排水包4的挤压效果，在一次挤压中迫使单向排水包4释放出更多的水分，从而提高单向排水包4的排水效率。

输水外衣841、扩压凸点843、导水线83和输水管81均采用高导湿性的纤维材料制成。

本发明可以实现通过在混凝土预制桩内预埋预埋缺球2的方式，基于引水纤维杆3的导水特点，延伸至混凝土预制桩内加强桩身强度的同时，集中混凝土预制桩内的渗透水，并输送至预埋缺球2处，触发多点输水棒8的排水动作，首先建立与表面单向排水包4的输水连接，随后在变换的磁力作用下通过自主挤压作用，在解吸出单向排水包4上水的同时，同步输送引导来的渗透水，从而实现将混凝土预制桩内的渗透水排至外界，并且恢复初始状态断开输水连接，避免外界水从预埋缺球2处进入混凝土预制桩的内部，显著提高混凝土预制桩的抗渗性。

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。