一種排水式現澆混凝土薄壁管樁的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種排水式現澆混凝土薄壁管樁，樁身上部外側設置有預制鋼筋混凝土套筒，預制鋼筋混凝土套筒壁上設置有混凝土溢流通道；樁身下部連接有預制樁尖，預制樁尖內設置有破土刀刃，破土刀刃通過螺栓與樁身內的豎向排水板連接；薄壁管樁上部的樁周設有固化土層；在薄壁管樁頂部和預制鋼筋混凝土套筒頂部與樁頂預制蓋板之間設置有預埋連接螺桿；樁頂預制蓋板內設有與豎向排水板連通的排水通道。本實用新型既改善了上部樁身和樁周土體的力學性能，減小群樁擠土效應，又可降低地基土中地下水位變化等原因引起固結沉降量，具有較好的技術經濟效益。本實用新型還公開了上述薄壁管樁的施工方法。
【專利說明】
一種排水式現澆混凝土薄壁管樁
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種現澆薄壁管粧，特別涉及一種排水式現澆混凝土薄壁管粧。屬于地基處理領域，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】
[0002]現澆混凝土薄壁管粧技術吸收了預應力混凝土管粧、振動沉管粧和振動沉模薄壁防滲墻等技術的優點，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相對較低的經濟技術效益，目前已在江蘇、浙江等沿海地區軟土地基處理工程中得到了大量的工程應用。
[0003]然而，在實際施工過程中，由于現澆混凝土薄壁管粧屬于擠土類粧型，相鄰粧沉管打設及粧機移動會對尚未初凝的混凝土粧身產生不利影響，即便在打粧順序，裝置貫入度等方面進行施工方案優化，仍然會出現粧頂區域粧身偏位，或斷粧、粧體混凝土離析、薄弱夾層等病害，嚴重影響現澆薄壁管粧的成粧質量及承載性能;并且現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沉降，從而產生較大負摩阻力，降低粧的承載力并增大工后沉降。
[0004]現已有一種薄壁管粧，包括橫截面為圓環形的混凝土粧身，設置在所述混凝土粧身內的鋼筋籠，以及固定于所述混凝土粧身端部的端頭板和包箍，該粧型雖結構簡單，也可在一定程度上約束粧端的變形，但由于約束僅設置于粧端頭位置，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，現澆薄壁管粧具有適用性強、承載能力高、抗彎性能好等優點，但由于管粧直徑較大、管壁薄，易在施工時出現一些質量問題，導致粧體的承載能力難以有效發揮，嚴重影響粧體質量和地基處理效果。鑒于當前薄壁管粧設計及施工過程中的實際質量問題，為有效提高粧體的承載能力，目前亟待發明一種鄰粧施工擾動小，可充分發揮不同層位土體承載能力，并可兼具排水固結法優點的新型排水式現澆混凝土薄壁管粧。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種粧體施工質量可靠、鄰粧施工擠土效應小、可同時發揮不同層位土體承載能力、兼具排水固結處理效果的排水式現澆混凝土薄壁管粧。
[0007]為實現上述技術目的，本實用新型采用了以下技術方案:
[0008]—種排水式現澆混凝土薄壁管粧，其特征在于所述排水式現澆混凝土薄壁管粧的粧身上部外側設置有預制鋼筋混凝土套筒，預制鋼筋混凝土套筒壁上設置有混凝土溢流通道;粧身下部連接有預制粧尖，預制粧尖內設置有破土刀刃，破土刀刃通過螺栓與粧身內的豎向排水板連接;薄壁管粧上部的粧周設有固化土層;在薄壁管粧頂部和預制鋼筋混凝土套筒頂部與粧頂預制蓋板之間設置有預埋連接螺桿;粧頂預制蓋板內設有與豎向排水板連通的排水通道。
[0009]進一步的，所述的預制粧尖呈環狀中空結構，中空結構內設置有豎直向下的破土刀刃，破土刀刃中間預留有螺栓連接孔，預制粧尖上表面設有與雙層鋼沉管對應的限位凹槽。
[0010]所述的豎向排水板垂直于破土刀刃設置，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沉管和外沉管組成，內沉管與外沉管均嵌于預制粧尖的限位凹槽內。
[0012]所述的預制鋼筋混凝土套筒采用透水混凝土制成，上部設置擴大端，下部筒壁上均勻設置有圓形混凝土溢流通道，鋼筋混凝土套筒頂部及擴大端頂面均設有預埋連接螺桿，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，預留粧孔孔徑為薄壁管粧設計外徑的1.3?1.5倍。
[0014]所述粧頂預制蓋板為預制鋼筋混凝土蓋板，采用透水混凝土制成，在粧頂預制蓋板上預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的預埋連接螺桿相對應。
[0015]所述的現澆混凝土薄壁管粧頂部設有回灌砂礫段，回灌砂礫段與固化土層厚度相同，砂礫層內設置有排水管，排水管與粧內豎向排水板相連。
[0016]上述排水式現澆混凝土薄壁管粧的施工方法，包括以下步驟:
[0017]I)施工前準備:根據設計圖紙，處理施工場地，測定粧體位置，繪制施工輪廓線，組織施工材料、機械、人員就位；
[0018]2)攤鋪固化土:施工場地平整后攤鋪固化土或就地固化后壓實攤平，并根據設計粧徑，在粧位處預留打設孔；
[0019]3)鋼沉管和護筒打設:采用振動或靜壓沉管法，將與預制粧尖連接好的雙層鋼沉管連同其內側的豎向排水板一同打設下沉；
[0020]4)安裝預制鋼筋混凝土套筒:待主體粧身施工裝置壓入土體一定長度后，開挖一定范圍內的土體，將包裹土工濾布的預制鋼筋混凝土套筒采用吊機套至外鋼沉管外，并一同打設至粧頂設計標高；
[0021]5)澆筑粧身混凝土:根據設計要求放入鋼筋籠后，向雙層鋼沉管與底部預制粧尖圍合形成的環形空腔內灌注混凝土 ；
[0022]6)振動拔管:環形空腔內的混凝土灌至設計標高后，先振動再拔管，并分段添加混凝土，至粧頂2000mm時一次性拔管到地面；
[0023]7)粧頂填補: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制蓋板連接的螺桿，并在回灌砂礫段內安裝排水管，排水管與粧內豎向排水板連接；
[0025]9)安裝粧頂預制蓋板:吊裝粧頂預制蓋板至施工位置，采用螺帽將其與預制鋼筋混凝土套筒及現澆混凝土薄壁管粧連接固定。
[0026]本實用新型具有以下特點和有益效果:
[0027](I)本實用新型在現澆薄壁管粧粧頂預先設置固化土層，提高上部土體承載能力的同時，可減小施工機械對地基土的擾動，保證成粧質量。
[0028](2)本實用新型在上部粧身外側環向套設由透水混凝土預制而成的套筒，形成變直徑粧身，在成粧階段，可緩沖土體擾動；同時預制混凝土套筒壁上均勻設置混凝土溢流通道，通過粧身混凝土的澆筑溢流，提高套筒與粧身的連接強度。
[0029](3)本實用新型涉及的現澆混凝土薄壁管粧結構均采用透水混凝土施工，預制粧尖內設置有豎直向下的破土刀刃，破土刀刃中間連接與粧身等長的豎向排水板，沉粧后，可減小地基土中地下水位變化等原因引起固結沉降，減小工后沉降。
[0030]總之，本實用新型的施工工藝簡單，不但可以減少粧體施工對鄰粧的影響，確保施工質量;而且可以加速上部粧周土體的排水固結，減小負摩阻力，具有較好的技術經濟效益。
【附圖說明】
[0031 ]圖1是本實用新型一種排水式現澆混凝土薄壁管粧結構示意圖；
[0032]圖2是本實用新型一種排水式現澆混凝土薄壁管粧施工裝置示意圖；
[0033]圖3是所述預制透水混凝土套筒示意圖。
[0034]圖4是施工流程圖。
[0035]圖中:1_相對硬土層、2-軟土層、3-固化土層、4-預制透水混凝土蓋板、5-預埋螺桿、6-排水管、7-螺帽、8-回灌砂礫段、9-混凝土溢流體、10-預制鋼筋混凝土套筒、11-土工濾布、12-現澆混凝土薄壁管粧、13-豎向排水板、14-破土刀刃、15-螺栓、16-預制粧尖、17-混凝土溢流通道、18-內沉管、19-外沉管。
具體實施例
[0036]本實施方式中鋼板切割、焊接施工技術要求，鋼筋籠綁扎施工技術要求，預制粧尖設計及施工技術要求，振動沉管施工技術要求，粧身混凝土配合比設計及澆筑技術要求等不再累述，重點闡述本實用新型涉及結構的實施方式。
[0037]圖1是本實用新型一種排水式現澆混凝土薄壁管粧結構示意圖，圖2是本實用新型一種排水式現澆混凝土薄壁管粧施工裝置示意圖，圖3是所述預制透水混凝土套筒示意圖。圖4是施工流程圖。
[0038]參照圖1?3所示的排水式現澆混凝土薄壁管粧，采用雙層鋼沉管現澆成粧，粧身上部外側設置有預制鋼筋混凝土套筒10，預制鋼筋混凝土套筒10壁上均勻設置有混凝土溢流通道17，混凝土在混凝土溢流通道17中凝結形成混凝土溢流體9;粧身下部連接有預制粧尖16，預制粧尖16內設置有破土刀刃14，破土刀刃14中間通過螺栓15與粧身內的豎向排水板13連接;現澆混凝土薄壁管粧12上部的粧周土體固化處理成固化土層3;在現澆混凝土薄壁管粧12頂部和預制鋼筋混凝土套筒10頂部與粧頂預制蓋板4之間設置有預埋連接螺桿5;粧頂預制蓋板4內設有與豎向排水板13連通的排水通道。
[0039]固化土層3的厚度為500mm，采用清理施工場地產生的棄土與水泥拌合而成；固化土層3的7d抗壓強度應大于0.8MPa，水泥摻入質量比為5%，采用32.5#普通硅酸鹽水泥;粧位1.5倍粧徑范圍內不填筑固化土。
[0040]預制粧尖16采用強度等級為C35的透水混凝土預制，外形為中空環形，剖面為等腰直角三角形，其外直徑為800mm，內徑為300mm，高為250mm;在上表面上設置兩道與外沉管19和內沉管18相對應的凹槽，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和內沉管18組成，內、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與預制粧尖16內的破土刀刃14連接錨固，其中豎向排水板13采用傳統塑料排水板，寬為100_，長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沉管18和外沉管19與預制粧尖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范圍內的土體，將包裹土工濾布11的預制鋼筋混凝土套筒10采用吊機套至外沉管19外，并一同打設至粧頂設計標高；其中預制鋼筋混凝土套筒10采用強度等級為C35的透水混凝土制作，內徑與外沉管19外徑相同，壁厚為120mm，擴大端直徑為1000mm，高120_，預制鋼筋混凝土套筒10壁上均勻設置混凝土溢流通道17，混凝土溢流通道17外壁口徑為50mm，內壁口徑為80mm，呈“凸”字結構，且預制鋼筋混凝土套筒10頂部及擴大端頂面環向均勻預埋直徑為6mm的連接螺桿5。
[0043]粧頂混凝土初凝前，在粧頂上表面沿環向均勻插入螺桿5。待粧身質量檢驗合格后，施工回灌砂礫段8，再安裝粧頂預制蓋板4，粧頂預制蓋板4的混凝土強度等級為C30，直徑1200_，高200mm，通過螺帽7將其與預埋螺桿連接固定;在粧頂預制蓋板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，排水式現澆混凝土薄壁管粧的主要施工步驟如下:
[0045]I)施工前準備:根據設計圖紙，處理施工場地，測定粧體位置，繪制施工輪廓線，組織施工材料、機械、人員就位；
[0046]2)攤鋪固化土:施工場地平整后攤鋪固化土或就地固化后壓實攤平，并在粧位處預留直徑800mm的打設孔；
[0047]3)鋼沉管和護筒打設:采用振動或靜壓沉管法，將與預制粧尖16連接好的雙層鋼沉管連同其內側的豎向排水板13—同打設下沉；
[0048]4)安裝預制鋼筋混凝土套筒:待主體粧身施工裝置壓入土體5000mm后，開挖300mm范圍內的土體，將包裹土工濾布11的預制鋼筋混凝土套筒10采用吊機套至外沉管19外，并一同打設至粧頂設計標高；
[0049]5)澆筑粧身混凝土:根據設計要求放入鋼筋籠后，向雙層鋼沉管與底部預制粧尖圍合形成的環形空腔內灌注混凝土 ；
[0050]6)振動拔管:環形空腔內的混凝土灌至設計標高后，先振動再拔管，并分段添加混凝土，至粧頂2000mm左右時一次性拔管到地面；
[0051 ] 7)粧頂填補: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制蓋板4連接的螺桿5，并在回灌砂礫段內安裝排水管6，排水管6與粧內豎向排水板13連接；
[0053]9)安裝粧頂預制蓋板:吊裝粧頂預制蓋板4至施工位置，并及時采用螺帽7將其與預制鋼筋混凝土套筒10及現澆鋼筋混凝土管粧連接固定。
【主權項】
1.一種排水式現澆混凝土薄壁管粧，其特征在于所述排水式現澆混凝土薄壁管粧的粧身上部外側設置有預制鋼筋混凝土套筒，預制鋼筋混凝土套筒壁上設置有混凝土溢流通道;粧身下部連接有預制粧尖，預制粧尖內設置有破土刀刃，破土刀刃通過螺栓與粧身內的豎向排水板連接;薄壁管粧上部的粧周設有固化土層;在薄壁管粧頂部和預制鋼筋混凝土套筒頂部與粧頂預制蓋板之間設置有預埋連接螺桿;粧頂預制蓋板內設有與豎向排水板連通的排水通道。2.根據權利要求1所述的一種排水式現澆混凝土薄壁管粧，其特征在于所述的預制粧尖呈環狀中空結構，中空結構內設置有豎直向下的破土刀刃，破土刀刃中間預留有螺栓連接孔，預制粧尖上表面設有與雙層鋼沉管對應的限位凹槽。3.根據權利要求1所述的一種排水式現澆混凝土薄壁管粧，其特征在于所述的豎向排水板垂直于破土刀刃設置，豎向排水板底端與破土刀刃采用螺栓錨固連接。4.根據權利要求2所述的一種排水式現澆混凝土薄壁管粧，其特征在于所述的雙層鋼沉管由鋼制的內沉管和外沉管組成，內沉管與外沉管均嵌于預制粧尖的限位凹槽內。5.根據權利要求1所述的一種排水式現澆混凝土薄壁管粧，其特征在于所述的預制鋼筋混凝土套筒采用透水混凝土制成，上部設置擴大端，下部筒壁上均勻設置有圓形混凝土溢流通道，鋼筋混凝土套筒頂部及擴大端頂面均設有預埋連接螺桿，鋼筋混凝土套筒表面外包土工濾布。6.根據權利要求1所述的一種排水式現澆混凝土薄壁管粧，其特征在于所述粧頂預制蓋板為預制鋼筋混凝土蓋板，采用透水混凝土制成，在粧頂預制蓋板上預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的預埋連接螺桿相對應。7.根據權利要求1所述的一種排水式現澆混凝土薄壁管粧，其特征在于所述的現澆混凝土薄壁管粧頂部設有回灌砂礫段，回灌砂礫段與固化土層厚度相同，砂礫層內設置有排水管，排水管與粧內豎向排水板相連。
【文檔編號】E02D5/50GK205475206SQ201620085566
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月28日
【發明人】王新泉
【申請人】杭州江潤科技有限公司