一種排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁，樁身上部外側(cè)設(shè)置有預(yù)制鋼筋混凝土套筒，預(yù)制鋼筋混凝土套筒壁上設(shè)置有混凝土溢流通道；樁身下部連接有預(yù)制樁尖，預(yù)制樁尖內(nèi)設(shè)置有破土刀刃，破土刀刃通過螺栓與樁身內(nèi)的豎向排水板連接；薄壁管樁上部的樁周設(shè)有固化土層；在薄壁管樁頂部和預(yù)制鋼筋混凝土套筒頂部與樁頂預(yù)制蓋板之間設(shè)置有預(yù)埋連接螺桿；樁頂預(yù)制蓋板內(nèi)設(shè)有與豎向排水板連通的排水通道。本實(shí)用新型既改善了上部樁身和樁周土體的力學(xué)性能，減小群樁擠土效應(yīng)，又可降低地基土中地下水位變化等原因引起固結(jié)沉降量，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。本實(shí)用新型還公開了上述薄壁管樁的施工方法。
【專利說明】
一種排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種現(xiàn)澆薄壁管粧，特別涉及一種排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧。屬于地基處理領(lǐng)域，適用于地基處理工程，尤其適用于軟土埋深淺、粧間距較小的軟土地基處理工程。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧技術(shù)吸收了預(yù)應(yīng)力混凝土管粧、振動(dòng)沉管粧和振動(dòng)沉模薄壁防滲墻等技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，通過雙層鋼沉管灌注混凝土形成大直徑薄壁管粧，具有單粧承載力高而造價(jià)相對(duì)較低的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益，目前已在江蘇、浙江等沿海地區(qū)軟土地基處理工程中得到了大量的工程應(yīng)用。
[0003]然而，在實(shí)際施工過程中，由于現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧屬于擠土類粧型，相鄰粧沉管打設(shè)及粧機(jī)移動(dòng)會(huì)對(duì)尚未初凝的混凝土粧身產(chǎn)生不利影響，即便在打粧順序，裝置貫入度等方面進(jìn)行施工方案優(yōu)化，仍然會(huì)出現(xiàn)粧頂區(qū)域粧身偏位，或斷粧、粧體混凝土離析、薄弱夾層等病害，嚴(yán)重影響現(xiàn)澆薄壁管粧的成粧質(zhì)量及承載性能;并且現(xiàn)澆薄壁管粧粧周軟土容易受上覆荷載、地下水位變化等原因引起固結(jié)沉降，從而產(chǎn)生較大負(fù)摩阻力，降低粧的承載力并增大工后沉降。
[0004]現(xiàn)已有一種薄壁管粧，包括橫截面為圓環(huán)形的混凝土粧身，設(shè)置在所述混凝土粧身內(nèi)的鋼筋籠，以及固定于所述混凝土粧身端部的端頭板和包箍，該粧型雖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，也可在一定程度上約束粧端的變形，但由于約束僅設(shè)置于粧端頭位置，難以有效解決粧體間的相互擠壓變形和破壞問題。
[0005]綜上所述，現(xiàn)澆薄壁管粧具有適用性強(qiáng)、承載能力高、抗彎性能好等優(yōu)點(diǎn)，但由于管粧直徑較大、管壁薄，易在施工時(shí)出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，導(dǎo)致粧體的承載能力難以有效發(fā)揮，嚴(yán)重影響粧體質(zhì)量和地基處理效果。鑒于當(dāng)前薄壁管粧設(shè)計(jì)及施工過程中的實(shí)際質(zhì)量問題，為有效提高粧體的承載能力，目前亟待發(fā)明一種鄰粧施工擾動(dòng)小，可充分發(fā)揮不同層位土體承載能力，并可兼具排水固結(jié)法優(yōu)點(diǎn)的新型排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種粧體施工質(zhì)量可靠、鄰粧施工擠土效應(yīng)小、可同時(shí)發(fā)揮不同層位土體承載能力、兼具排水固結(jié)處理效果的排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0008]—種排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧，其特征在于所述排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧的粧身上部外側(cè)設(shè)置有預(yù)制鋼筋混凝土套筒，預(yù)制鋼筋混凝土套筒壁上設(shè)置有混凝土溢流通道;粧身下部連接有預(yù)制粧尖，預(yù)制粧尖內(nèi)設(shè)置有破土刀刃，破土刀刃通過螺栓與粧身內(nèi)的豎向排水板連接;薄壁管粧上部的粧周設(shè)有固化土層;在薄壁管粧頂部和預(yù)制鋼筋混凝土套筒頂部與粧頂預(yù)制蓋板之間設(shè)置有預(yù)埋連接螺桿;粧頂預(yù)制蓋板內(nèi)設(shè)有與豎向排水板連通的排水通道。
[0009]進(jìn)一步的，所述的預(yù)制粧尖呈環(huán)狀中空結(jié)構(gòu)，中空結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有豎直向下的破土刀刃，破土刀刃中間預(yù)留有螺栓連接孔，預(yù)制粧尖上表面設(shè)有與雙層鋼沉管對(duì)應(yīng)的限位凹槽。
[0010]所述的豎向排水板垂直于破土刀刃設(shè)置，豎向排水板底端與破土刀刃采用螺栓錨固連接。
[0011]所述的雙層鋼沉管由鋼制的內(nèi)沉管和外沉管組成，內(nèi)沉管與外沉管均嵌于預(yù)制粧尖的限位凹槽內(nèi)。
[0012]所述的預(yù)制鋼筋混凝土套筒采用透水混凝土制成，上部設(shè)置擴(kuò)大端，下部筒壁上均勻設(shè)置有圓形混凝土溢流通道，鋼筋混凝土套筒頂部及擴(kuò)大端頂面均設(shè)有預(yù)埋連接螺桿，鋼筋混凝土套筒表面外包土工濾布。
[0013]所述的固化土層由工程開挖土與水泥及固化劑拌合而成，預(yù)留粧孔孔徑為薄壁管粧設(shè)計(jì)外徑的1.3?1.5倍。
[0014]所述粧頂預(yù)制蓋板為預(yù)制鋼筋混凝土蓋板，采用透水混凝土制成，在粧頂預(yù)制蓋板上預(yù)留錨桿貫穿孔及排水通道，孔位與粧頂及鋼筋混凝土套筒頂?shù)念A(yù)埋連接螺桿相對(duì)應(yīng)。
[0015]所述的現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧頂部設(shè)有回灌砂礫段，回灌砂礫段與固化土層厚度相同，砂礫層內(nèi)設(shè)置有排水管，排水管與粧內(nèi)豎向排水板相連。
[0016]上述排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧的施工方法，包括以下步驟:
[0017]I)施工前準(zhǔn)備:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，處理施工場(chǎng)地，測(cè)定粧體位置，繪制施工輪廓線，組織施工材料、機(jī)械、人員就位；
[0018]2)攤鋪固化土:施工場(chǎng)地平整后攤鋪固化土或就地固化后壓實(shí)攤平，并根據(jù)設(shè)計(jì)粧徑，在粧位處預(yù)留打設(shè)孔；
[0019]3)鋼沉管和護(hù)筒打設(shè):采用振動(dòng)或靜壓沉管法，將與預(yù)制粧尖連接好的雙層鋼沉管連同其內(nèi)側(cè)的豎向排水板一同打設(shè)下沉；
[0020]4)安裝預(yù)制鋼筋混凝土套筒:待主體粧身施工裝置壓入土體一定長(zhǎng)度后，開挖一定范圍內(nèi)的土體，將包裹土工濾布的預(yù)制鋼筋混凝土套筒采用吊機(jī)套至外鋼沉管外，并一同打設(shè)至粧頂設(shè)計(jì)標(biāo)高；
[0021]5)澆筑粧身混凝土:根據(jù)設(shè)計(jì)要求放入鋼筋籠后，向雙層鋼沉管與底部預(yù)制粧尖圍合形成的環(huán)形空腔內(nèi)灌注混凝土 ；
[0022]6)振動(dòng)拔管:環(huán)形空腔內(nèi)的混凝土灌至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，先振動(dòng)再拔管，并分段添加混凝土，至粧頂2000mm時(shí)一次性拔管到地面；
[0023]7)粧頂填補(bǔ):待雙沉管拔出后，采用砂礫填筑管粧上部空缺部分，填筑高度與固化土層上表面齊平；
[0024]8)預(yù)埋連接螺桿和排水管:在混凝土初凝前，向薄壁管粧頂部插入與粧頂預(yù)制蓋板連接的螺桿，并在回灌砂礫段內(nèi)安裝排水管，排水管與粧內(nèi)豎向排水板連接；
[0025]9)安裝粧頂預(yù)制蓋板:吊裝粧頂預(yù)制蓋板至施工位置，采用螺帽將其與預(yù)制鋼筋混凝土套筒及現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧連接固定。
[0026]本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)和有益效果:
[0027](I)本實(shí)用新型在現(xiàn)澆薄壁管粧粧頂預(yù)先設(shè)置固化土層，提高上部土體承載能力的同時(shí)，可減小施工機(jī)械對(duì)地基土的擾動(dòng)，保證成粧質(zhì)量。
[0028](2)本實(shí)用新型在上部粧身外側(cè)環(huán)向套設(shè)由透水混凝土預(yù)制而成的套筒，形成變直徑粧身，在成粧階段，可緩沖土體擾動(dòng)；同時(shí)預(yù)制混凝土套筒壁上均勻設(shè)置混凝土溢流通道，通過粧身混凝土的澆筑溢流，提高套筒與粧身的連接強(qiáng)度。
[0029](3)本實(shí)用新型涉及的現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧結(jié)構(gòu)均采用透水混凝土施工，預(yù)制粧尖內(nèi)設(shè)置有豎直向下的破土刀刃，破土刀刃中間連接與粧身等長(zhǎng)的豎向排水板，沉粧后，可減小地基土中地下水位變化等原因引起固結(jié)沉降，減小工后沉降。
[0030]總之，本實(shí)用新型的施工工藝簡(jiǎn)單，不但可以減少粧體施工對(duì)鄰粧的影響，確保施工質(zhì)量;而且可以加速上部粧周土體的排水固結(jié)，減小負(fù)摩阻力，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0031 ]圖1是本實(shí)用新型一種排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是本實(shí)用新型一種排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧施工裝置示意圖；
[0033]圖3是所述預(yù)制透水混凝土套筒示意圖。
[0034]圖4是施工流程圖。
[0035]圖中:1_相對(duì)硬土層、2-軟土層、3-固化土層、4-預(yù)制透水混凝土蓋板、5-預(yù)埋螺桿、6-排水管、7-螺帽、8-回灌砂礫段、9-混凝土溢流體、10-預(yù)制鋼筋混凝土套筒、11-土工濾布、12-現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧、13-豎向排水板、14-破土刀刃、15-螺栓、16-預(yù)制粧尖、17-混凝土溢流通道、18-內(nèi)沉管、19-外沉管。
具體實(shí)施例
[0036]本實(shí)施方式中鋼板切割、焊接施工技術(shù)要求，鋼筋籠綁扎施工技術(shù)要求，預(yù)制粧尖設(shè)計(jì)及施工技術(shù)要求，振動(dòng)沉管施工技術(shù)要求，粧身混凝土配合比設(shè)計(jì)及澆筑技術(shù)要求等不再累述，重點(diǎn)闡述本實(shí)用新型涉及結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式。
[0037]圖1是本實(shí)用新型一種排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實(shí)用新型一種排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧施工裝置示意圖，圖3是所述預(yù)制透水混凝土套筒示意圖。圖4是施工流程圖。
[0038]參照?qǐng)D1?3所示的排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧，采用雙層鋼沉管現(xiàn)澆成粧，粧身上部外側(cè)設(shè)置有預(yù)制鋼筋混凝土套筒10，預(yù)制鋼筋混凝土套筒10壁上均勻設(shè)置有混凝土溢流通道17，混凝土在混凝土溢流通道17中凝結(jié)形成混凝土溢流體9;粧身下部連接有預(yù)制粧尖16，預(yù)制粧尖16內(nèi)設(shè)置有破土刀刃14，破土刀刃14中間通過螺栓15與粧身內(nèi)的豎向排水板13連接;現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧12上部的粧周土體固化處理成固化土層3;在現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧12頂部和預(yù)制鋼筋混凝土套筒10頂部與粧頂預(yù)制蓋板4之間設(shè)置有預(yù)埋連接螺桿5;粧頂預(yù)制蓋板4內(nèi)設(shè)有與豎向排水板13連通的排水通道。
[0039]固化土層3的厚度為500mm，采用清理施工場(chǎng)地產(chǎn)生的棄土與水泥拌合而成；固化土層3的7d抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于0.8MPa，水泥摻入質(zhì)量比為5%，采用32.5#普通硅酸鹽水泥;粧位1.5倍粧徑范圍內(nèi)不填筑固化土。
[0040]預(yù)制粧尖16采用強(qiáng)度等級(jí)為C35的透水混凝土預(yù)制，外形為中空環(huán)形，剖面為等腰直角三角形，其外直徑為800mm，內(nèi)徑為300mm，高為250mm;在上表面上設(shè)置兩道與外沉管19和內(nèi)沉管18相對(duì)應(yīng)的凹槽，凹槽深度為40mm，中空處沿直徑安裝50mm高的鋼制破土刀刃14，刃口豎直向下，破土刀刃14中間預(yù)留有直徑8mm的螺桿孔。
[0041]雙層鋼沉管由鋼制的外沉管19和內(nèi)沉管18組成，內(nèi)、外沉管均采用Q345無縫鋼管，厚度為20mm;其中外沉管19的外徑為680mm，內(nèi)沉管18的外徑為400mm。雙層鋼沉管安裝前，先采用螺栓15將豎向排水板13與預(yù)制粧尖16內(nèi)的破土刀刃14連接錨固，其中豎向排水板13采用傳統(tǒng)塑料排水板，寬為100_，長(zhǎng)度以可伸入回灌砂礫段8為宜。
[0042]豎向排水板13安裝完成后再依次將內(nèi)沉管18和外沉管19與預(yù)制粧尖16連接，檢查合格后開始靜壓沉粧。待主體粧身施工裝置壓入土體5000mm后，沿外沉管19壁開挖300mm范圍內(nèi)的土體，將包裹土工濾布11的預(yù)制鋼筋混凝土套筒10采用吊機(jī)套至外沉管19外，并一同打設(shè)至粧頂設(shè)計(jì)標(biāo)高；其中預(yù)制鋼筋混凝土套筒10采用強(qiáng)度等級(jí)為C35的透水混凝土制作，內(nèi)徑與外沉管19外徑相同，壁厚為120mm，擴(kuò)大端直徑為1000mm，高120_，預(yù)制鋼筋混凝土套筒10壁上均勻設(shè)置混凝土溢流通道17，混凝土溢流通道17外壁口徑為50mm，內(nèi)壁口徑為80mm，呈“凸”字結(jié)構(gòu)，且預(yù)制鋼筋混凝土套筒10頂部及擴(kuò)大端頂面環(huán)向均勻預(yù)埋直徑為6mm的連接螺桿5。
[0043]粧頂混凝土初凝前，在粧頂上表面沿環(huán)向均勻插入螺桿5。待粧身質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，施工回灌砂礫段8，再安裝粧頂預(yù)制蓋板4，粧頂預(yù)制蓋板4的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，直徑1200_，高200mm，通過螺帽7將其與預(yù)埋螺桿連接固定;在粧頂預(yù)制蓋板4中心位置安裝排水管6;排水管6采用直徑為30_的PVC管，插入回灌砂礫段8，直至下端與豎向排水板13頂部接觸為止。
[0044]如圖4所示的施工流程圖，排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧的主要施工步驟如下:
[0045]I)施工前準(zhǔn)備:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，處理施工場(chǎng)地，測(cè)定粧體位置，繪制施工輪廓線，組織施工材料、機(jī)械、人員就位；
[0046]2)攤鋪固化土:施工場(chǎng)地平整后攤鋪固化土或就地固化后壓實(shí)攤平，并在粧位處預(yù)留直徑800mm的打設(shè)孔；
[0047]3)鋼沉管和護(hù)筒打設(shè):采用振動(dòng)或靜壓沉管法，將與預(yù)制粧尖16連接好的雙層鋼沉管連同其內(nèi)側(cè)的豎向排水板13—同打設(shè)下沉；
[0048]4)安裝預(yù)制鋼筋混凝土套筒:待主體粧身施工裝置壓入土體5000mm后，開挖300mm范圍內(nèi)的土體，將包裹土工濾布11的預(yù)制鋼筋混凝土套筒10采用吊機(jī)套至外沉管19外，并一同打設(shè)至粧頂設(shè)計(jì)標(biāo)高；
[0049]5)澆筑粧身混凝土:根據(jù)設(shè)計(jì)要求放入鋼筋籠后，向雙層鋼沉管與底部預(yù)制粧尖圍合形成的環(huán)形空腔內(nèi)灌注混凝土 ；
[0050]6)振動(dòng)拔管:環(huán)形空腔內(nèi)的混凝土灌至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，先振動(dòng)再拔管，并分段添加混凝土，至粧頂2000mm左右時(shí)一次性拔管到地面；
[0051 ] 7)粧頂填補(bǔ):待雙沉管拔出后，人工采用砂礫填筑管粧上部空缺部分，填筑高度與固化土層3上表面齊平；
[0052]8)預(yù)埋連接螺桿和排水管:在混凝土初凝前，向薄壁管粧頂部插入與粧頂預(yù)制蓋板4連接的螺桿5，并在回灌砂礫段內(nèi)安裝排水管6，排水管6與粧內(nèi)豎向排水板13連接；
[0053]9)安裝粧頂預(yù)制蓋板:吊裝粧頂預(yù)制蓋板4至施工位置，并及時(shí)采用螺帽7將其與預(yù)制鋼筋混凝土套筒10及現(xiàn)澆鋼筋混凝土管粧連接固定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧，其特征在于所述排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧的粧身上部外側(cè)設(shè)置有預(yù)制鋼筋混凝土套筒，預(yù)制鋼筋混凝土套筒壁上設(shè)置有混凝土溢流通道;粧身下部連接有預(yù)制粧尖，預(yù)制粧尖內(nèi)設(shè)置有破土刀刃，破土刀刃通過螺栓與粧身內(nèi)的豎向排水板連接;薄壁管粧上部的粧周設(shè)有固化土層;在薄壁管粧頂部和預(yù)制鋼筋混凝土套筒頂部與粧頂預(yù)制蓋板之間設(shè)置有預(yù)埋連接螺桿;粧頂預(yù)制蓋板內(nèi)設(shè)有與豎向排水板連通的排水通道。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧，其特征在于所述的預(yù)制粧尖呈環(huán)狀中空結(jié)構(gòu)，中空結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有豎直向下的破土刀刃，破土刀刃中間預(yù)留有螺栓連接孔，預(yù)制粧尖上表面設(shè)有與雙層鋼沉管對(duì)應(yīng)的限位凹槽。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧，其特征在于所述的豎向排水板垂直于破土刀刃設(shè)置，豎向排水板底端與破土刀刃采用螺栓錨固連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧，其特征在于所述的雙層鋼沉管由鋼制的內(nèi)沉管和外沉管組成，內(nèi)沉管與外沉管均嵌于預(yù)制粧尖的限位凹槽內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧，其特征在于所述的預(yù)制鋼筋混凝土套筒采用透水混凝土制成，上部設(shè)置擴(kuò)大端，下部筒壁上均勻設(shè)置有圓形混凝土溢流通道，鋼筋混凝土套筒頂部及擴(kuò)大端頂面均設(shè)有預(yù)埋連接螺桿，鋼筋混凝土套筒表面外包土工濾布。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧，其特征在于所述粧頂預(yù)制蓋板為預(yù)制鋼筋混凝土蓋板，采用透水混凝土制成，在粧頂預(yù)制蓋板上預(yù)留錨桿貫穿孔及排水通道，孔位與粧頂及鋼筋混凝土套筒頂?shù)念A(yù)埋連接螺桿相對(duì)應(yīng)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種排水式現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧，其特征在于所述的現(xiàn)澆混凝土薄壁管粧頂部設(shè)有回灌砂礫段，回灌砂礫段與固化土層厚度相同，砂礫層內(nèi)設(shè)置有排水管，排水管與粧內(nèi)豎向排水板相連。
【文檔編號(hào)】E02D5/50GK205475206SQ201620085566
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月28日
【發(fā)明人】王新泉
【申請(qǐng)人】杭州江潤(rùn)科技有限公司