本發(fā)明涉及一種建筑基礎(chǔ)工程用樁，尤其涉及一種爆炸注漿防沉降管樁。

背景技術(shù)：
管樁是一種鋼筋混凝土預(yù)制的工程樁，主要用于樁基工程，能夠提高地基與基礎(chǔ)的承載力,預(yù)應(yīng)力混凝土管樁可分為后張法預(yù)應(yīng)力管樁和先張法預(yù)應(yīng)力管樁，因具有耐打、耐壓、穿透力強(qiáng)，單樁豎向承載力高，抗震性能好，造價(jià)便宜，施工工期短等特點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。管樁的形式主要有十字型、圓錐型和開口型，沉樁方式主要有錘擊法、靜壓法、震動(dòng)法、射水法、預(yù)鉆孔法及中掘法等，而以靜壓法用得最多。在沉樁過程中，樁端位置的處理往往要求便于切土沉樁，而待樁達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，及要求樁能保持在設(shè)計(jì)深度，此時(shí)，樁端位置的設(shè)計(jì)變?nèi)菀讓?dǎo)致樁下沉，從而影響樁對基礎(chǔ)的加固效果。一般來說，作用在樁頂?shù)呢Q向荷載由樁側(cè)阻和樁端阻共同承擔(dān)，樁側(cè)阻將樁頂荷載以剪應(yīng)力的形式傳遞至樁周土體，最終擴(kuò)散分布于樁端持力層。樁端持力層受樁端荷載和樁側(cè)荷載共同作用產(chǎn)生壓縮變形，導(dǎo)致基樁沉降?；鶚敦Q向承載力及其引起的沉降均為樁——土共同作用的結(jié)果，隨基樁幾何尺寸、幾何形式、樁側(cè)樁端土性質(zhì)、成樁工藝等諸多因素變化。因此，需要設(shè)計(jì)出一種樁既便于沉樁，又不至于在樁使用過程中發(fā)生沉降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了防止建筑基礎(chǔ)工程中的樁發(fā)生沉降影響其對基礎(chǔ)的加固效果，本發(fā)明提供一種爆炸注漿防沉降管樁。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種爆炸注漿防沉降管樁，包括管樁主體(1)、導(dǎo)向鋼筋(2)、爆炸射孔裝置(3)；所述管樁主體(1)由樁體和樁尖組成，兩者通過鋼筋混凝土整體澆筑，樁體部分為圓筒結(jié)構(gòu)，樁尖部分為空心圓錐結(jié)構(gòu)，所述的空心部分為預(yù)留有徑向?qū)蚩椎膱A柱體，即為圓柱體空心，圓柱體空心內(nèi)放置有爆炸藥柱(7)，圓柱體空心結(jié)構(gòu)形狀與爆炸藥柱(7)相符合；所述的徑向?qū)蚩诪閳A柱體，其軸向長度小于其所在圓錐體樁尖同一截面半徑的一半；徑向?qū)蚩籽刂鴪A柱體空心的徑向設(shè)置，在圓柱體空心的軸向，徑向?qū)蚩捉诲e(cuò)設(shè)置，相鄰兩個(gè)徑向?qū)蚩纵S線相互垂直；所述圓柱體空心的直徑小于圓錐體樁尖上表面圓直徑，在圓錐體樁尖上表面澆筑混凝土的平臺處設(shè)置有兩根表面光滑的光圓導(dǎo)向鋼筋(2)，在圓錐體樁尖上表面圓上兩根光圓導(dǎo)向鋼筋(2)位置連線通過圓心對稱設(shè)置，導(dǎo)向鋼筋(2)的下端澆筑在樁尖內(nèi)部，上端延伸到樁體端部；在圓錐體樁尖上表面，兩根導(dǎo)向鋼筋(2)穿過爆炸射孔裝置(3)托盤(5)上的兩個(gè)小圓孔；所述導(dǎo)向鋼筋(2)和托盤(5)上的兩個(gè)小圓孔位置的設(shè)置可保證圓錐體樁尖內(nèi)部的徑向?qū)蚩着c相同高度處圓錐形聚能穴(8)的位置相符合；所述爆炸射孔裝置(3)由托盤(5)、藥柱蓋(6)、爆炸藥柱(7)組成，所述托盤(5)為圓盤結(jié)構(gòu)，上部對稱設(shè)置有兩個(gè)小圓孔，小圓孔直徑與導(dǎo)向鋼筋(2)相符合，以此與澆筑在圓錐體樁尖上的兩根導(dǎo)向鋼筋(2)相連，中部設(shè)有一個(gè)大圓孔，大圓孔直徑與爆炸藥柱(7)直徑相符合，大圓孔直徑小于藥柱蓋(6)的外徑，在兩個(gè)小圓孔連線上對稱設(shè)置兩個(gè)圓環(huán)凸起；所述爆炸藥柱(7)為圓柱體結(jié)構(gòu)，由藥柱殼體和藥柱蓋(6)組成，兩者之間通過螺紋連接，其中，藥柱殼體為圓柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部裝有猛炸藥，側(cè)面設(shè)有圓錐形聚能穴(8)，圓錐尖部位朝向與藥柱殼體縱軸線垂直，圓錐形聚能穴(8)沿著藥柱殼體的徑向設(shè)置，在藥柱殼體的軸向，圓錐形聚能穴(8)交錯(cuò)設(shè)置，相鄰兩個(gè)圓錐形聚能穴(8)軸線相互垂直；由于圓錐形聚能穴(8)的設(shè)置，圓錐尖部位在藥柱殼體內(nèi)壁形成錐形凸起；所述圓錐形聚能穴(8)位置與圓錐體樁尖內(nèi)部徑向?qū)蚩椎奈恢孟嗯浜?，在同一高度處圓錐形聚能穴(8)底面正對著徑向?qū)蚩?，徑向?qū)蚩捉孛嬷睆酱笥趫A錐形聚能穴(8)底面圓直徑，在圓錐形聚能穴(8)外側(cè)罩有相同結(jié)構(gòu)形狀的金屬聚能罩，聚能罩為圓錐形殼體，在其內(nèi)壁設(shè)有顆粒狀凸起；所述藥柱蓋(6)為變截面結(jié)構(gòu)，上部為圓盤結(jié)構(gòu)，下部為圓筒形結(jié)構(gòu)，兩者整體澆筑，其中上部直徑大于下部直徑，上部圓盤中部設(shè)有雷管腳線(4)孔，雷管腳線(4)連接有雷管，雷管插入藥柱殼體內(nèi)部的猛炸藥中；下部圓筒形結(jié)構(gòu)外徑與藥柱殼體內(nèi)徑相符合，下部圓筒形結(jié)構(gòu)外表面設(shè)有外螺紋，以此與藥柱殼體相連接；所述爆炸射孔裝置(3)上的托盤(5)、藥柱蓋(6)、爆炸藥柱(7)均為塑料材質(zhì)。工作原理：本發(fā)明中的爆炸射孔裝置爆炸后，其上面的聚能穴產(chǎn)生的聚能金屬射流，壓力可達(dá)數(shù)百萬個(gè)大氣壓，具有極高的能量密度，直接對樁尖內(nèi)壁及樁尖周圍的巖土體產(chǎn)生巨大的沖擊力，從而消除樁尖并在樁尖周圍巖土體內(nèi)產(chǎn)生圓柱狀槽腔，然后通過管樁內(nèi)部的圓筒向樁底注漿，漿液填充爆炸后在樁底形成的槽腔、聚能射孔腔以及巖土體內(nèi)的裂隙，待漿液凝固達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后即在樁底形成大頭端，從而防止樁由于樁尖作用而產(chǎn)生樁下沉。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：(1)本發(fā)明采用爆炸射孔的形式去除了樁尖，并在樁尖周圍巖土體內(nèi)產(chǎn)生射孔腔，與采用爆炸技術(shù)相比，采用聚能射孔技術(shù)一方面可以適當(dāng)減小猛炸藥的使用量，進(jìn)而減小猛炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)對樁體強(qiáng)度影響，另一方面可以在樁尖周圍巖土體內(nèi)不同方向、不同高度處產(chǎn)生射孔腔，在注漿體的作用下形成“犬牙狀”栓塞(圖6)，從而增大樁沉降的阻力，防止樁發(fā)生沉降；(2)針對樁的使用環(huán)境及工作性質(zhì)，本發(fā)明在聚能罩方面做了改進(jìn)，在聚能罩的內(nèi)部做了顆粒狀凸起，這可以在猛炸藥爆炸引發(fā)聚能射孔時(shí)，增大金屬流的量，使得在少量猛炸藥的情況下發(fā)出較多的金屬流，從而實(shí)現(xiàn)射孔，減少猛炸藥使用量，也同時(shí)減小了炸藥爆炸產(chǎn)生的震動(dòng)，對樁上部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度影響也比較??；(3)本發(fā)明中，在聚能罩的內(nèi)部做顆粒狀凸起而非直接加厚聚能罩，經(jīng)多次試驗(yàn)驗(yàn)證，這樣做使得圓錐形聚能罩殼體薄厚不均勻，進(jìn)而在猛炸藥的作用下能易于使聚能罩融化產(chǎn)生金屬流；(4)在管樁底部注漿后，注漿體流動(dòng)到管樁底部的空隙中，進(jìn)一步加固了樁底巖土體，這相當(dāng)于認(rèn)為創(chuàng)造了一個(gè)堅(jiān)固的樁底持力層，這可以減少因?qū)ふ覉?jiān)固持力層而增加樁長造成的資源浪費(fèi)；(5)在猛炸藥的作用下，樁尖處混凝土包裹的鋼筋被剝出，在爆轟波作用下發(fā)生彎曲變形，這些變形的鋼筋被注漿體包裹后，進(jìn)一步提高了管樁底部的強(qiáng)度，也易于使樁體與注漿體結(jié)合；(6)本發(fā)明樁尖內(nèi)部的徑向?qū)蚩诪閳A柱體結(jié)構(gòu)，與爆炸藥柱上的聚能穴相對應(yīng)，在爆炸射孔裝置爆炸時(shí)，徑向?qū)蚩讓都馄茐牧鸭y具有導(dǎo)向作用，使裂紋沿水平方向傳播，從而減少炸藥對樁體的損壞；(7)本發(fā)明中的注漿量可根據(jù)具體工程應(yīng)用來確定，如需要很強(qiáng)的管樁，可以注漿到管樁上部端口，如需要強(qiáng)度較低的管樁，僅僅需要注漿到樁深1/3處即可。附圖說明圖1是本發(fā)明的爆炸注漿防沉降管樁豎向剖面圖；圖2是本發(fā)明的爆炸射孔裝置立面圖；圖3是本發(fā)明的爆炸射孔裝置俯視圖；圖4是本發(fā)明的藥柱蓋示意圖；圖5是本發(fā)明的聚能罩示意圖；圖6是本發(fā)明的爆炸注漿防沉降管樁工作效果圖；圖1中：管樁主體—1，導(dǎo)向鋼筋—2，爆炸射孔裝置—3，雷管腳線—4，爆炸藥柱—7；圖2中：托盤—5，藥柱蓋—6，聚能穴—8；圖6中：巖土體—9，注漿體—10，鋼筋—11，繩—12。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：一種爆炸注漿防沉降管樁，包括管樁主體1、導(dǎo)向鋼筋2、爆炸射孔裝置3；所述管樁主體1由樁體和樁尖組成，兩者通過鋼筋混凝土整體澆筑，樁體部分為圓筒結(jié)構(gòu)，樁尖部分為空心圓錐結(jié)構(gòu)，所述的空心部分為預(yù)留有徑向?qū)蚩椎膱A柱體，即為圓柱體空心，圓柱體空心內(nèi)放置有爆炸藥柱7，圓柱體空心結(jié)構(gòu)形狀與爆炸藥柱7相符合；所述的徑向?qū)蚩诪閳A柱體，其軸向長度小于其所在圓錐體樁尖同一截面半徑的一半；徑向?qū)蚩籽刂鴪A柱體空心的徑向設(shè)置，在圓柱體空心的軸向，徑向?qū)蚩捉诲e(cuò)設(shè)置，相鄰兩個(gè)徑向?qū)蚩纵S線相互垂直；所述圓柱體空心的直徑小于圓錐體樁尖上表面圓直徑，在圓錐體樁尖上表面澆筑混凝土的平臺處設(shè)置有兩根表面光滑的光圓導(dǎo)向鋼筋2，在圓錐體樁尖上表面圓上兩根光圓導(dǎo)向鋼筋2位置連線通過圓心對稱設(shè)置，導(dǎo)向鋼筋2的下端澆筑在樁尖內(nèi)部，上端延伸到樁體端部；在圓錐體樁尖上表面，兩根導(dǎo)向鋼筋2穿過爆炸射孔裝置3托盤5上的兩個(gè)小圓孔；所述導(dǎo)向鋼筋2和托盤5上的兩個(gè)小圓孔位置的設(shè)置可保證圓錐體樁尖內(nèi)部的徑向?qū)蚩着c相同高度處圓錐形聚能穴8的位置相符合；所述爆炸射孔裝置3由托盤5、藥柱蓋6、爆炸藥柱7組成，所述托盤5為圓盤結(jié)構(gòu)，上部對稱設(shè)置有兩個(gè)小圓孔，小圓孔直徑與導(dǎo)向鋼筋2相符合，以此與澆筑在圓錐體樁尖上的兩根導(dǎo)向鋼筋2相連，中部設(shè)有一個(gè)大圓孔，大圓孔直徑與爆炸藥柱7直徑相符合，大圓孔直徑小于藥柱蓋6的外徑，在兩個(gè)小圓孔連線上對稱設(shè)置兩個(gè)圓環(huán)凸起；所述爆炸藥柱7為圓柱體結(jié)構(gòu)，由藥柱殼體和藥柱蓋6組成，兩者之間通過螺紋連接，其中，藥柱殼體為圓柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部裝有猛炸藥，側(cè)面設(shè)有圓錐形聚能穴8，圓錐尖部位朝向與藥柱殼體縱軸線垂直，圓錐形聚能穴8沿著藥柱殼體的徑向設(shè)置，在藥柱殼體的軸向，圓錐形聚能穴8交錯(cuò)設(shè)置，相鄰兩個(gè)圓錐形聚能穴8軸線相互垂直；由于圓錐形聚能穴8的設(shè)置，圓錐尖部位在藥柱殼體內(nèi)壁形成錐形凸起；所述圓錐形聚能穴8位置與圓錐體樁尖內(nèi)部徑向?qū)蚩椎奈恢孟嗯浜?，在同一高度處圓錐形聚能穴8底面正對著徑向?qū)蚩祝瑥较驅(qū)蚩捉孛嬷睆酱笥趫A錐形聚能穴8底面圓直徑，在圓錐形聚能穴8外側(cè)罩有相同結(jié)構(gòu)形狀的金屬聚能罩，聚能罩為圓錐形殼體，在其內(nèi)壁設(shè)有顆粒狀凸起；所述藥柱蓋6為變截面結(jié)構(gòu)，上部為圓盤結(jié)構(gòu)，下部為圓筒形結(jié)構(gòu)，兩者整體澆筑，其中上部直徑大于下部直徑，上部圓盤中部設(shè)有雷管腳線4孔，雷管腳線4連接有雷管，雷管插入藥柱殼體內(nèi)部的猛炸藥中；下部圓筒形結(jié)構(gòu)外徑與藥柱殼體內(nèi)徑相符合，下部圓筒形結(jié)構(gòu)外表面設(shè)有外螺紋，以此與藥柱殼體相連接；所述爆炸射孔裝置3上的托盤5、藥柱蓋6、爆炸藥柱7均為塑料材質(zhì)。結(jié)合附圖對本發(fā)明的工作過程進(jìn)行說明：(1)如圖1所示，在預(yù)制場將管樁主體1預(yù)制好，此時(shí)先不把爆炸射孔裝置3放入管樁內(nèi)部，采用預(yù)鉆孔沉樁法或錘擊沉樁法等將本發(fā)明中的管樁至于設(shè)計(jì)深度；(2)將雷管插入爆炸藥柱7內(nèi)部的猛炸藥中，雷管腳線4穿過藥柱蓋6上的雷管腳線4孔，并擰緊藥柱蓋6封閉，爆炸藥柱7，將裝有雷管的爆炸藥柱7穿過托盤5，以此完成爆炸射孔裝置3的組裝；(3)在托盤5上的圓環(huán)凸起上系兩根繩12，繩12長大于管樁長度，將樁體內(nèi)部預(yù)留的兩根導(dǎo)向鋼筋2對準(zhǔn)爆炸射孔裝置3托盤5上的兩個(gè)小圓孔，通過兩根繩緩慢將爆炸射孔裝置3放置于樁底；(4)做好安全準(zhǔn)后，通過雷管引爆爆炸射孔裝置3，當(dāng)爆炸產(chǎn)生的有毒氣體消散至安全許可濃度以下時(shí)，通過吸土設(shè)備清理樁底，然后采用注漿機(jī)器向管樁底部注漿，待注漿體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，本發(fā)明管樁即可投入使用(圖6)。上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，結(jié)合附圖詳細(xì)的說明了本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思和實(shí)施要點(diǎn)，并非對本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行限定，凡依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)和原理下作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。