具有爆擴(kuò)裝置的外擴(kuò)式大直徑圓筒吸入樁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建設(shè)工程領(lǐng)域，具體為一種應(yīng)用于地基作業(yè)的大直徑圓筒吸入粧，通過在圓筒粧中安裝或聯(lián)接爆擴(kuò)裝置且通過爆擴(kuò)形成一個或多個外擴(kuò)式燈籠狀的局部擴(kuò)充部分來有效地提高粧的抗壓、抗拔和抗側(cè)向綜合承載能力。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在傳統(tǒng)模式中粧主要靠粧側(cè)阻力和粧端阻力發(fā)揮作用；當(dāng)出現(xiàn)建筑物荷載特別大，特別在海洋工程等類似工程中，對抗拔能力要求就非常高時，僅僅通過改變粧尺寸的方法也達(dá)不到高承載力和高抗拔力需求。因此需要重新設(shè)計一種新的鋼管粧來解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的是對鋼管粧的承載力或者抗拔能力要求很高時，普通大尺寸鋼管吸入粧僅通過改變尺寸已難以達(dá)到高承載力和高抗拔力需求，提供一種新型的帶有爆擴(kuò)裝置的外擴(kuò)式大直徑圓筒吸入粧。
[0004]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種具有爆擴(kuò)裝置的外擴(kuò)式大直徑圓筒吸入粧，包括主圓筒，所述主圓筒的頂面蓋有頂板；所述主圓筒的內(nèi)壁環(huán)繞一圈固定連接炸藥盒，所述炸藥盒與主圓筒內(nèi)壁構(gòu)成封閉的爆擴(kuò)倉；所述炸藥盒的盒體由疊層結(jié)構(gòu)和鋼板構(gòu)成，炸藥盒內(nèi)放置炸藥；所述主圓筒的壁厚小于炸藥盒的盒體鋼板厚度；所述炸藥盒的盒體上安裝起爆裝置，所述起爆裝置包括起爆鋼管，所述起爆鋼管貫穿炸藥盒的盒體，所述起爆鋼管內(nèi)設(shè)置引爆線，所述引爆線的內(nèi)端連接炸藥、其外端連接起爆器。
[0005]當(dāng)炸藥爆擴(kuò)時，它能夠產(chǎn)生很大的壓力。通過控制所選炸藥的類型、重量和形狀，可以保持炸藥盒的完整性(爆而不破和控制擴(kuò)充形狀)。炸藥盒盒體與主圓筒內(nèi)壁焊接固定連接，由于炸藥盒盒體由疊層結(jié)構(gòu)和鋼板構(gòu)成，其外壁的厚度明顯比主圓筒的內(nèi)壁厚很多，所以爆擴(kuò)波會更容易地驅(qū)動主圓筒的管壁向外擴(kuò)展變形，形成外擴(kuò)式形狀。又因?yàn)檎ㄋ幒袃?nèi)壁是由層疊結(jié)構(gòu)加鋼板組成，所以其完整性在管壁擴(kuò)展停止可得以保持。如圖3所示，通過爆擴(kuò)使得主圓筒形成一個或多個燈籠狀的局部擴(kuò)充部分來有效地提高粧的抗壓、抗拔和抗側(cè)向綜合承載能力。
[0006]為了能承受巨大的爆擴(kuò)壓力，主圓筒需要采用有較高粧屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、特別是高延性的材料，通?？梢圆捎媒Y(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、銅或銅合金、鋁或鋁合金。不僅要求主圓筒管的尺寸和管壁應(yīng)大于臨界厚度，而且疊層結(jié)構(gòu)也必須具有大大降低激波的強(qiáng)度的能力。當(dāng)一個沖擊波經(jīng)過相連材料有明顯不同的聲阻抗或由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料組成的疊層結(jié)構(gòu)時，它將很快分散。分散、消弱沖擊波的能力主要取決于兩層材料之間聲阻抗的相異性。沖擊波在通過疊層結(jié)構(gòu)過程中將得到迅速衰減。當(dāng)通過疊合結(jié)構(gòu)時前面沖擊波的壓力將大大減少。
[0007]在炸藥的作用下，主圓筒將迅速向外擴(kuò)張。外圍的高壓力使管外的土壓縮，大大提高了土的密實(shí)度和強(qiáng)度。反過來，管外表受到的土壓力也將大大的提高。在高應(yīng)變率(>103/s)的情況下，承壓管體材料的屈服應(yīng)力將會得到增加。當(dāng)沖擊波從主圓筒傳播到土壤，沖擊波將反射、入射到土壤中。根據(jù)激波理論物理，反射波是一種罕見的波，而入射波是一種壓縮波，能使土壤密度增加，從而強(qiáng)度增大。
[0008]本發(fā)明的有益效果如下:
在傳統(tǒng)模式中，粧承受到摩擦力的作用，摩擦力為P*m，其中P是土壤側(cè)向壓力和m是摩擦系數(shù)。然而，采用上述模式中，粧所承受的不僅有摩擦力，也有遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于摩擦力的正壓力。其實(shí)在本發(fā)明中，就算摩擦力也是大于傳統(tǒng)模式的，因?yàn)閭?cè)向壓力P在爆擴(kuò)后比傳統(tǒng)模式中大，因此，圓筒能承受更重的荷載。顯然，在本吸入粧中圓筒結(jié)構(gòu)也可以承受更強(qiáng)的橫向載荷和力矩。所以本發(fā)明有顯著的優(yōu)勢。在相同的承載力下，可以使用更小尺寸的鋼粧，而達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效果，可降低工程造價，具有實(shí)用的推廣價值。
【附圖說明】
[0009]圖1表示爆擴(kuò)前吸入粧的整體剖面示意圖。
[0010]圖2表示圖1中位于吸入粧內(nèi)上部炸藥盒部分的放大示意圖。
[0011]圖3表示爆擴(kuò)后吸入粧的整體剖面示意圖。
[0012]圖中，1-主圓筒，2-頂板，3-炸藥盒，4-疊層結(jié)構(gòu)，5-鋼板，6_炸藥，7_起爆器，
8-起爆鋼管，9-引爆線，10-加強(qiáng)環(huán)，11-引爆鋼管，12-支撐架。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0014]—種具有爆擴(kuò)裝置的外擴(kuò)式大直徑圓筒吸入粧，如圖1所示，包括主圓筒1，所述主圓筒I的頂面蓋有頂板2。所述主圓筒I的內(nèi)壁環(huán)繞一圈固定連接炸藥盒3，所述炸藥盒3與主圓筒I內(nèi)壁構(gòu)成封閉的爆擴(kuò)倉。爆擴(kuò)倉的作用是約束爆擴(kuò)，通過改變形狀、長度、直徑，可以控制爆破后形成的形狀，以便它能承受最大力量。通常，爆破后，外直徑將擴(kuò)大為原始的兩倍多。
[0015]如圖1所示，所述炸藥盒3的盒體由疊層結(jié)構(gòu)4和鋼板5構(gòu)成，炸藥盒3內(nèi)放置炸藥6。這里有兩個炸藥盒安裝在主圓筒I內(nèi)，其中一個是頂部炸藥盒，另一種是底部炸藥盒。位于上部炸藥盒3安裝有起爆裝置，起爆裝置由起爆器7、引爆線9和起爆鋼管8組成。起爆鋼管8貫穿炸藥盒3的盒體，起爆鋼管8內(nèi)設(shè)置引爆線9，引爆線9的內(nèi)端連接炸藥6、其外端連接起爆器7。其中起爆器必須與引爆線緊密地接觸以便能夠順利地引爆。在爆擴(kuò)后，沖擊波朝向位于主圓筒上部的炸藥盒傳播。當(dāng)沖擊波到達(dá)上部炸藥盒的底部時，引爆線被引爆，引爆線安裝在起爆鋼管中，這樣就可以穩(wěn)定的傳播，然后引爆上部炸藥盒中的炸藥。其中，炸藥也可以由固體推進(jìn)劑代替。上部炸藥盒和下部炸藥盒之間設(shè)置有引爆鋼管11，所述引爆鋼管11的兩端分別貫穿炸藥盒3，所述引爆鋼管11內(nèi)安裝引爆線9，所述引爆線9的兩端分別連接炸藥6。上部炸藥盒內(nèi)的炸藥被引爆后，沖擊波