一種混凝土管樁的製作方法

2023-09-18 11:17:05 4

專利名稱：一種混凝土管樁的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及土木建築領域，尤其指一種混凝土管樁。
背景技術：
飽和軟土廣泛分布於我國沿海各地，以及內陸江河湖沼地區，它具有含水量高、孔隙比高、壓縮性高，滲透性低、抗剪強度低，流變性強、觸變性強的"三高兩低二強"的特點；軟土地基上部常為厚十餘米至幾十米的飽和軟土，下部為非飽和軟土，樁基通常用後者作為持力層。在軟土地基施工預應力混凝土管樁，都會由於樁對土層的擠壓，以及飽和軟土中孔隙水壓力的升高，因而產生強烈的擠土效應，造成土體破壞，土體產生水平位移與豎向隆起，使得已施工的管樁被擠偏、折斷、上浮，其承載力達不到設計要求或被破壞，甚至造成場地周邊房屋、管線、道路等建(構)築物的損壞而引起民事糾紛。為防止擠土效應的破壞作用，以往普遍採用預鑽孔沉樁、設置塑料排水板或袋裝砂井、設隔離板樁牆或地下連續牆、設防擠溝及應力釋放孔、控制沉樁速率和日成樁量等方法(見《建築樁基技術規範》 JGJ94-2008)，這些方法所用施工設備多、工序多、工期較長、成本較高、效率較低。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種管樁施工時能釋放擠土應力和超靜孔隙水壓力，以及錘擊法產生的高壓空氣，減輕對已施工管樁與場地周邊環境的破壞；同時能使軟土中孔隙水滲入到管樁內腔並通過水泵順利排出，加速土體排水固結，提高土體強度的一種混凝土管樁。本實用新型所要解決的上述技術問題所採用的技術方案為本混凝土管樁，包括有管樁體，其特徵在於所述管樁體的外周面上分布有與管樁體的內腔相連通的通孔，在所述管樁體一端設置有能將管樁體內腔中的水封閉住的結構。作為改進，所述能將管樁體內腔中的水封閉住的結構為活動門。這種設計的優點是管樁體在錘擊法沉樁的過程中，管樁在衝擊力的作用下瞬間下沉時所產生的強大氣壓衝擊力能自動打開活動門，使氣流經管樁體的內腔中排出，從而消除了強大氣壓對管樁體的損壞。再改進，所述活動門包括有活動蓋板和形狀與管樁體一端形狀相適配的環形定位板，所述環形定位板焊接於管樁體的一端上，所述活動蓋板可活動與環形定位板相連接，並以向內腔方向開啟的結構安裝於管樁體的內腔中。再改進，所述活動蓋板向內腔方向開啟的具體結構為所述活動蓋板通過鉸鏈與環形定位板上的環形凸環相連接，所述活動蓋板能將環形定位板內腔封閉住的結構蓋置於環形凸環上，當環形定位板焊接於管樁體一端時，該環形凸環伸入管樁體的內腔中，並通過環形定位板與活動蓋板相組合將管樁體一端的內腔封閉住。再改進，所述鉸鏈的轉軸上還可設置有扭簧，當管樁體橫向放置時能同樣將內腔一端封閉住。
3[0009]再改進，所述通孔的孔徑Dl與管樁體的內腔的內徑D2比值為D1 D2 = 1 10 7 100。再改進，所述通孔中還可設置有通水量不小於80cm7s的用於地下水過濾的過濾芯塞，該過濾芯塞通過粘合劑粘接固定於通孔的內腔中，其80cm7s中的s表示秒。再改進，所述過濾芯塞由亂絲狀的聚丙烯絲及單位面積質量為150 200g/m2的聚乙烯土工膜濾布組成，所述聚丙烯絲被濾布包裹於其中。再改進，所述通孔以分排分布於管樁體的外周面上，每排中相鄰兩個通孔之間的距離為0. 4 0. 6mO再改進，所述管樁體的外周上分布有四排通孔，每排通孔位於管樁體一端投影圓周上的四等分位置上。再改進，所述通孔其每相鄰兩排上的相鄰通孔不在等高位置上。這種結構的優點是，避免出現直落縫而降低管樁體的強度。與現有技術相比，本實用新型採用管樁體的外周面上分布有與管樁體的內腔相連通的濾水通孔，所述管樁體一端設置有能將管樁體內腔中的水封閉住的活動門。這種設計的優點在於管樁中的濾水通孔能使軟土中的地下水滲入到管樁體的內腔中，由於管樁體內腔的一端是關閉的，所以滲入到管樁體內腔中的水會積蓄於內腔中，待積水到一定程度時，只要用水泵將其抽出即可，從而可以有效地釋放超靜孔隙水壓力與擠土應力，加速軟土的排水固結，提高土體的強度，無需採用其他防擠土方法；還有，在錘擊法沉樁時管樁中產生的高壓氣體能通過活動門而排出；所有這些，避免了對已施工管樁及場地周邊環境的破壞。再有，本管樁體結構簡單，製作方便，成本低，能縮短施工工期，有效地提高施工效率。

圖1為本實用新型實施例的結構示意圖(局部剖視)；圖2是圖1中沿A向活動門投影圖；圖3是圖2中沿B-B線的剖視圖；圖4是通孔的剖面放大圖；圖5是圖4中I部的放大圖；圖6是圖2中沿B-B線的另一種實施例的剖視具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。如圖1至圖5所示，本實施例的混凝土管樁，包括有管樁體1，其特徵在於所述管樁體1的外周面上分布有與管樁體的內腔11相連通的通孔10，在所述管樁體1 一端設置有能將管樁體1內腔中的水封閉住的結構，該結構為活動門。該活動門包括有活動蓋板2和形狀與管樁體1 一端形狀相適配的環形定位板3。環形定位板3焊接於管樁體1的一端上， 而活動蓋板2可活動與環形定位板3相連接，並以向內腔11方向開啟的結構安裝於管樁體的內腔11中。所述活動蓋板2向內腔11方向開啟的具體結構為活動蓋板2通過鉸鏈21 與環形定位板3上的環形凸環31相連接，並能將環形定位板內腔32封閉住的結構蓋置於環形凸環31上，當環形定位板3焊接於管樁體1 一端時，該環形凸環31伸入管樁體的內腔11中，並通過環形定位板3與活動蓋板2相組合將管樁體1 一端的內腔11封閉住。當管樁體1橫向放置時，可在鉸鏈21的轉軸上設置有扭簧，以保證活動門將管樁體1 一端的內腔11封住。通孔10的孔徑Dl與管樁體的內腔11的內徑D2比值為D1 D2 = 1 10 7 100。為了防止管樁體1在施工時軟土擠入通孔10而阻塞通孔10，在通孔10中還設置有通水量不小於80cm3/s的用於地下水過濾的過濾芯塞4，該過濾芯塞4通過粘合劑粘接固定於通孔的內腔中。所述過濾芯塞4由亂絲狀的聚丙烯絲41及單位面積質量為150 200g/m2的聚乙烯土工膜濾布42組成，聚丙烯絲41被濾布42包裹於其中。管樁體1上的通孔10以分排分布於管樁體1的外周面上，本實施例中的管樁體1的外周上分布有四排通孔10，每排通孔10位於管樁體1 一端投影圓周上的四等分位置上，每排中相鄰兩個通孔10 之間的距離H為0. 4 0. 6m,每相鄰兩排上的相鄰通孔10不在等高位置上。如圖6所示，本實用新型中環形凸環31與環形定位板3為一體製作而成，其與結構與上述相同。以下對本實用新型作進一步說明；本實用新型中管樁體的製作過程如下(1)製作花管型濾水管(即指管樁體1的製作，以下同)；(2)製作釋壓隔水活門；(即指活動門的安裝過程，以下同)(3)安置土工合成材料濾水管芯塞；(4)花管型預應力混凝土管樁沉樁施工；(5)花管型預應力混凝土管樁內泥水抽排；結合附圖和實施例具體步驟描述如下(1)製作花管型濾水管在預應力混凝土管樁(指管樁體1，以下同)製作過程中的鋼筋籠成籠工序，將黑鐵管12 (指形成通孔10的管體)製成的濾水管焊接於鋼籠的主筋5上，每圓周4個黑鐵管 12、等距對稱分布，垂直焊牢於主筋5之上，不與箍筋6接觸；濾水管(指形成通孔的黑鐵管 12)縱向間距0.4 0. 6m，梅花狀排列，黑鐵管12長度70 130mm，與預應力管樁(指管樁體1，以下同)壁厚一致，其直徑與壁厚隨預應力管樁樁徑的不同而規定如下表。管樁樁徑mm1000800700600550500400300[0036]黑鐵管外徑mm7060555045403530[0037]黑鐵管壁厚mm3. 02. 52. 52. 02. 02. 02. 02. 0黑鐵管兩端用PVC管蓋蓋牢，防止管樁製作過程中餵料時混凝土落入其中，將黑
鐵管堵塞。(2)製作釋壓隔水活門(其中的隔水活門指活動門，下同)在管樁(指管樁體1，下同)一端的端頭板(指環形定位板3，下同)上，焊接厚度為2mm的環形鋼板(指環形定位板3上的環形凸環31，下同)，環形鋼板外徑比鋼筋籠外徑小20mm，內半徑小於管樁體內腔的半徑(也可比管樁壁厚大30mm)，環形鋼板中部設有翻板式活門(指活動蓋板2，下同)，活門直徑較環形鋼板內徑大60mm，用鉸鏈21連接在環形鋼板上，活門只能朝管樁內部開啟，其目的是在施工時起釋壓及隔水作用，讓錘擊法施工時產生的強大氣壓通過單向活門得以釋放，避免所謂"氣錘"對管樁體的破壞；同時又可防止由濾水管滲入管樁內的地下水流至樁底，使管樁端土因浸水軟化而降低承載力。釋壓隔水活門製作完成後，將端頭板、樁套箍焊接在鋼筋籠上。(3)安置土工合成材料濾水管芯塞(指過濾芯塞4，下同)在預應力管樁經成籠、餵料、張拉、離心成型、常壓蒸養、拆模、高壓蒸養後，用機械或人工除去黑鐵管兩端的PVC管蓋，填入與黑鐵管長度及內徑一致的園形的濾水管芯塞， 芯塞由亂絲狀聚丙烯絲團、聚乙烯土工膜合成材料組成，單位面積質量150 200g/m2的聚乙烯膜將亂絲狀聚丙烯絲團包裹於其中，縱向通水量大於80cm3/s，芯塞與黑鐵管組成花管型濾水管。芯塞用粘合劑與黑鐵管內壁粘結牢固，防止管樁沉樁時被擠落於管樁內部，失去濾水管的作用。(4)花管型預應力混凝土管樁沉樁施工在軟土地基採用錘擊法或靜壓法施工預應力混凝土管樁時，地基土下部的非飽和土中仍使用普通的預應力混凝土管樁，上部飽和軟土中採用花管型預應力混凝土管樁，其長度與飽和軟土厚度一致，接樁時應使帶釋壓隔水活門的一端位於該節樁的下部。釋壓隔水活門讓錘擊法施工時產生的壓力較高的空氣得以釋放，避免損壞樁身，同時可防止由濾水管滲入的地下水流至樁底，軟化樁端土而影響樁的承載力。(5)花管型預應力混凝土管樁內泥水抽排花管型預應力混凝土管樁沉樁結束後，管樁周圍飽和軟土中孔隙水，通過花管型濾水管滲流入管樁中，因擠土效應產生的擠土應力及超靜孔隙水壓力得以釋放。管樁內地下水被釋壓隔水活門阻擋而匯聚於管樁下部，視地下水水量的多少，在管樁中下入水泵及時抽排至場地外。下面兩個應用實施例用於說明本實用新型。第一個某軟土地基場地，地基土上部為厚20m的飽和淤泥及淤泥質土，下部為粉質粘土、粘土，夾薄層粉土，樁基持力層為硬塑的粉質粘土，設計樁長40m，樁徑600mm，採用靜壓法施工。長40m的樁由三節樁組成(15m+10m+15m)，下部兩節樁採用普通預應力混凝土管樁(PC600-100)，上部一節樁(15m)採用本實用新型花管型預應力混凝土管樁，花管型濾水管外徑為50mm，沉樁24h後用深井泵抽排管樁中集聚的地下水，場地周邊未設置應力釋放孔和塑料排水板等防擠土措施。第二個某軟土地基，地基土上部為飽和軟土，厚IOm ；下部為粉質粘土及含粘性土礫砂， 樁基持力層選用含粘性土礫砂，設計樁長3細，樁徑500mm，採用錘擊法施工，貫入度50 80mm/10擊。長；Mm的樁由三節樁組成(12m+12m+10m)，下部兩節樁採用高強度普通預應力混凝土管樁(PHC500-100)，上部一節樁採用本實用新型花管型預應力混凝土管樁，花管型濾水管外徑為40mm，場地周邊未設應力釋放孔及塑料排水板，沉樁24h後用深井泵抽排管內地下水。
權利要求1.一種混凝土管樁，包括有管樁體(1)，其特徵在於所述管樁體(1)的外周面上分布有與管樁體的內腔(11)相連通的通孔(10)，在所述管樁體⑴一端設置有能將管樁體⑴ 內腔中的水封閉住的結構。
2.根據權利要求1所述的混凝土管樁，其特徵在於所述能將管樁體(1)內腔中的水封閉住的結構為活動門。
3.根據權利要求2所述的混凝土管樁，其特徵在於所述活動門包括有活動蓋板(2) 和形狀與管樁體(1) 一端形狀相適配的環形定位板(3)，所述環形定位板C3)焊接於管樁體(1)的一端上，所述活動蓋板( 可活動與環形定位板C3)相連接，並以向內腔(11)方向開啟的結構安裝於管樁體的內腔(11)中。
4.根據權利要求3所述的混凝土管樁，其特徵在於所述活動蓋板(2)向內腔(11)方向開啟的具體結構為所述活動蓋板(2)通過鉸鏈與環形定位板(3)上的環形凸環 (31)相連接，所述活動蓋板O)能將環形定位板內腔(32)封閉住的結構蓋置於環形凸環 (31)上，當環形定位板C3)焊接於管樁體(1) 一端時，該環形凸環(31)伸入管樁體的內腔 (11)中，並通過環形定位板C3)與活動蓋板( 相組合將管樁體(1) 一端的內腔(11)封閉住。
5.根據權利要求1至4中任一所述的混凝土管樁，其特徵在於所述通孔(10)的孔徑 Dl與管樁體的內腔(11)的內徑D2比值為D1 D2 = 1 10 7 100。
6.根據權利要求1至4中任一所述的混凝土管樁，其特徵在於所述通孔(10)中設置有通水量不小於80cm7s的用於地下水過濾的過濾芯塞0)，該過濾芯塞(4)通過粘合劑粘接固定於通孔(10)的內腔中。
7.根據權利要求6所述的混凝土管樁，其特徵在於所述過濾芯塞由亂絲狀的聚丙烯絲Gl)及單位面積質量為150 200g/m2的聚乙烯土工膜濾布0 組成，所述聚丙烯絲Gl)被濾布G2)包裹於其中。
8.根據權利要求1至4中任一所述的混凝土管樁，其特徵在於所述通孔(10)以分排分布於管樁體(1)的外周面上，每排中相鄰兩個通孔(10)之間的距離(H)為0.4 0.6m。
9.根據權利要求8所述的混凝土管樁，其特徵在於所述管樁體(1)的外周上分布有四排通孔(10)，每排通孔(10)位於管樁體(1) 一端投影圓周上的四等分位置上。
10.根據權利要求9所述的混凝土管樁，其特徵在於所述通孔(10)其每相鄰兩排上的相鄰通孔(10)不在等高位置上。
專利摘要一種混凝土管樁，包括有管樁體(1)，其特徵在於所述管樁體(1)的外周面上分布有與管樁體的內腔(11)相連通的通孔(10)，在管樁體(1)的一端設置有既能隔水又能在強大的氣壓衝擊下能自動開啟的活動門。本實用新型的優點在於管樁中的通孔能使軟土中的地下水滲入到管樁體的內腔中，由於管樁體內腔的一端是關閉的，所以滲入到管樁體內腔中的水會積蓄於內腔中，待積水到一定程度時，只要用水泵將其抽出即可，從而有效地釋放擠土應力與超靜孔隙水壓力，加速軟土排水固結，提高土體強度；還有，在錘擊法沉樁產生的高壓氣體能通過活動門進入管樁體的內腔而排出，這一切避免了對已施工管樁及場地周邊環境的破壞。
文檔編號E02D3/10GK202023185SQ20112008854
公開日2011年11月2日 申請日期2011年3月23日 優先權日2011年3月23日
發明者塗蔭玖 申請人:塗蔭玖