專利名稱：一種軟土地區(qū)pcc樁地下儲(chǔ)藏井制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種軟土地區(qū)PCC樁地下儲(chǔ)藏井制作方法。
背景技術(shù)：
儲(chǔ)藏井是地下儲(chǔ)備的主要結(jié)構(gòu)形式，可以儲(chǔ)存石油、天然氣、食品、肥料等物資。較之地上儲(chǔ)備，地下儲(chǔ)備具有以下優(yōu)勢(shì)一是安全環(huán)保，可有效防止雷擊、恐怖襲擊和地震等， 有利于國(guó)家的戰(zhàn)略安全。同時(shí)，地下儲(chǔ)備事故發(fā)生率低，而地上儲(chǔ)備一旦發(fā)生事故，污染很大。二是節(jié)約土地。地下儲(chǔ)備的地面設(shè)施占地僅為地上庫(kù)的十分之一，大大節(jié)約了占地面積，這對(duì)于我國(guó)人多地少的國(guó)情十分有利。能源、材料等儲(chǔ)藏于地下，可應(yīng)對(duì)極端條件(戰(zhàn)爭(zhēng)、恐怖、地震等)下的能源、材料中斷等影響。加強(qiáng)能源、材料的地下儲(chǔ)備是保障國(guó)家安全的重要措施之一。在軟土地區(qū)修建儲(chǔ)藏井存在著復(fù)雜的技術(shù)難題。若將儲(chǔ)藏井建在軟土地基之上， 則需要對(duì)軟土地基進(jìn)行加固處理，使地面儲(chǔ)藏井的承載力和沉降能滿足設(shè)計(jì)要求，而地基處理的費(fèi)用是非常高的，這種做法不經(jīng)濟(jì)，且占用地面空間。若將儲(chǔ)藏井建在軟土地基的地下，修建地下儲(chǔ)藏井時(shí)，需要對(duì)地基土進(jìn)行開(kāi)挖，但是軟土具有高壓縮性、低強(qiáng)度等特點(diǎn)，開(kāi)挖時(shí)孔壁不易支護(hù)，極易形成塌孔，因此軟土地區(qū)要開(kāi)挖深井非常困難。在本發(fā)明之前，現(xiàn)澆混凝土大直徑管樁(簡(jiǎn)稱為PCC樁，專利號(hào)ZL02112538. 4和 ZL01273182. X)采用振動(dòng)方式將鋼質(zhì)內(nèi)外雙層套管空腔結(jié)構(gòu)在閉合的活瓣樁靴保護(hù)下，沉入地基設(shè)計(jì)深度，通過(guò)混凝土分流器向該結(jié)構(gòu)空腔中均勻注入混凝土，然后振動(dòng)撥出該空腔結(jié)構(gòu)，活瓣樁靴在該空腔結(jié)構(gòu)撥出時(shí)自動(dòng)分開(kāi)，混凝土注入空腔結(jié)構(gòu)撥出后形成的環(huán)形槽內(nèi)，形成現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁。PCC樁以較少的混凝土用量得到較大的承載力，因此是一種經(jīng)濟(jì)合理、性價(jià)比優(yōu)越的樁型。PCC樁的優(yōu)勢(shì)在于適合于軟土地區(qū)的地基加固處理，施工過(guò)程清晰、成樁質(zhì)量可靠。由于PCC樁直徑較大，通過(guò)開(kāi)挖樁芯土可以得到較大的內(nèi)部腔體空間，為研發(fā)儲(chǔ)藏井提供了條件。但開(kāi)挖樁芯后PCC樁樁芯底部仍然是土層，因此不具備密封性，需要進(jìn)一步改造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于基于PCC樁技術(shù)，通過(guò)對(duì)PCC樁樁體的改造，提供一種軟土地區(qū) PCC樁地下儲(chǔ)藏井制作方法。本發(fā)明一種軟土地區(qū)PCC樁地下儲(chǔ)藏井制作方法采用以下技術(shù)步驟實(shí)現(xiàn) 第一步在場(chǎng)地施工PCC樁；
第二步PCC樁體混凝土養(yǎng)護(hù)使樁體混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到下一步驟施工安全的強(qiáng)度； 第三步當(dāng)施工場(chǎng)地地下水位高程高于PCC樁樁底高程時(shí)，且靠近樁底的樁芯土滲透性較高時(shí)，在儲(chǔ)藏井施工場(chǎng)地周圍設(shè)置一圈井點(diǎn)降水；當(dāng)施工場(chǎng)地地下水位高程高于PCC樁樁底高程，且靠近樁底的樁芯土滲透性較低時(shí)， 開(kāi)挖樁芯土?xí)r不開(kāi)挖到樁底，在距離樁底廣1. 5m停止開(kāi)挖，低滲透性的樁芯土層起到密封作用，防止地下水進(jìn)入管腔；
當(dāng)施工場(chǎng)地地下水位高程低于PCC樁樁底高程時(shí)，直接開(kāi)挖樁芯土到樁底標(biāo)高以下 30 50cm ；
第四步開(kāi)挖樁芯土
第五步當(dāng)樁芯土開(kāi)挖到樁底時(shí)，鑿除部分樁底混凝土，使樁端露出2(T30cm的鋼筋頭，作為連接鋼筋；當(dāng)樁芯土未開(kāi)挖到樁底時(shí)，用沖擊電鉆等工具將儲(chǔ)藏井底部樁壁打穿形成孔洞，露出PCC樁樁體的鋼筋；
第六步下放底板鋼筋，并與樁端連接鋼筋連接，或與樁壁孔洞里的PCC樁樁體鋼筋籠連接；
第七步澆筑混凝土底板進(jìn)行封底，進(jìn)行底板混凝土養(yǎng)護(hù)，待達(dá)到安全強(qiáng)度方可停止降
水；
第八步制作樁頭蓋板蓋板可根據(jù)工程需要采用外露式，直接露出地表；或采用埋入式，埋入地下一定深度，蓋板安裝后用土層回填，形成地下儲(chǔ)藏井。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果在于
(1)PCC樁技術(shù)成熟，將PCC樁進(jìn)行改造后形成儲(chǔ)藏井，不存在施工技術(shù)上的困難，且 PCC樁成樁速度快，可進(jìn)行大面積的施工，同時(shí)建造一批軟土地區(qū)儲(chǔ)藏井；
(2)PCC樁施工時(shí)存在部分?jǐn)D土效應(yīng)，能使樁周土擠密，增大樁側(cè)摩阻力，因此PCC樁具有很大的承載力，儲(chǔ)藏井儲(chǔ)物后不會(huì)因?yàn)橹亓康脑黾右鹁w沉降；
(3)PCC樁樁芯土開(kāi)挖時(shí)可采用高壓水沖，使樁芯土形成泥漿后再用泥漿泵抽出，避免了人工開(kāi)挖的危險(xiǎn)，并且施工效率高；
(4)先施工好的PCC樁穿透軟弱土層，在樁芯土取出后起到支護(hù)作用，有效防止了塌孔。不再需要預(yù)制護(hù)筒，PCC樁施工速度快，節(jié)省了時(shí)間；
(5)PCC樁樁身直徑大，承載能力高，成孔檢查時(shí)可以直接通過(guò)吊繩將工人下放到孔底， 在孔底檢查成孔質(zhì)量，樁底清孔除渣徹底、干凈，易保證砼澆筑質(zhì)量。(6)混凝土凝固后，樁體周圍受到均勻土壓力的作用，樁體混凝土均處于受壓狀態(tài)，而混凝土抗壓強(qiáng)度是非常高的，因此施工期和使用期安全性均非常高，不會(huì)因?yàn)樗自斐善茐暮蛽p失。本發(fā)明技術(shù)成熟、安全、經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量檢查簡(jiǎn)便、施工效率高，所形成的地下儲(chǔ)藏井承載力高、密封性好、容積大，有效解決了軟土地區(qū)地下儲(chǔ)藏井的建造問(wèn)題，工程實(shí)用性強(qiáng)。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以具體實(shí)施方式
為限，而是由權(quán)利要求加以限定。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖2本發(fā)明底板鋼筋連接示意圖； 圖3本發(fā)明蓋板露出地面示意圖； 圖4本發(fā)明保留部分樁芯土示意圖。
圖中1為PCC樁，2為鋼筋籠，3為底板，4為持力層，5為軟土層，6為蓋板，7為底板鋼筋，8為扎絲，9為連接鋼筋，10為覆土，11為底層樁芯土。
具體實(shí)施例方式如圖廣圖4所示，一種軟土地區(qū)PCC樁地下儲(chǔ)藏井制作方法，具體步驟是 (I)PCC樁樁機(jī)就位，將活瓣樁尖對(duì)準(zhǔn)樁位。(2)靜壓輔助振動(dòng)沉管。一開(kāi)始可借助機(jī)械自重將樁模壓入地基一定深度，當(dāng)樁模受到阻力較大，沉入困難時(shí)，開(kāi)啟振動(dòng)頭，采用振動(dòng)沉管的方式將樁模打入地基設(shè)計(jì)深度。(3)移開(kāi)振動(dòng)頭，下放鋼筋籠后再將振動(dòng)頭連接在樁模頂部。(4)灌注混凝土，振動(dòng)拔管成樁。為保證樁頂及其下部混凝土強(qiáng)度，在軟弱土層內(nèi)的拔管速度宜為(0. 6 0. 8)m/min ；在松散或稍密砂土層內(nèi)宜為(1. 0 1. 2)m/min ；在軟硬交替處，拔管速度不宜大于1. Om/min，并在該位置停拔留振10s。(5)混凝土養(yǎng)護(hù)。必須使樁體混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到一定強(qiáng)度才能進(jìn)入下一步驟以保證施工安全。(6)施工場(chǎng)地降水。當(dāng)施工場(chǎng)地地下水位高程高于PCC樁樁底高程時(shí)，在儲(chǔ)藏井施工場(chǎng)地周圍設(shè)置一圈井點(diǎn)降水，否則，直接進(jìn)入步驟(7)。(7)開(kāi)挖樁芯土?？刹捎萌斯し绞介_(kāi)挖，也可采用高壓水沖洗樁芯土形成泥漿后， 用泥漿泵抽除樁芯土。樁芯土開(kāi)挖深度應(yīng)在樁底標(biāo)高以下3(T50cm。(8)鑿除部分樁底混凝土，使樁端露出2(T30cm的鋼筋頭，作為連接鋼筋。(9)下放底板鋼筋，并與樁端連接鋼筋連接。( 10)澆筑混凝土底板進(jìn)行封底，進(jìn)行底板混凝土養(yǎng)護(hù)，待達(dá)到一定強(qiáng)度方可停止降水。(11)制作樁頭蓋板。蓋板可根據(jù)工程需要采用外露式，直接露出地表；或采用埋入式，埋入地下一定深度。(12)若采用埋入式蓋板，蓋板安裝后用土層回填，形成地下儲(chǔ)藏井。所述PCC樁的沉樁深度l(T30m，內(nèi)直徑1. 5^4m,形成的儲(chǔ)藏井容積可達(dá)2(T370m3。所述PCC樁穿過(guò)軟弱土層，以較好的土層作為持力層。所述步驟(2)中，當(dāng)樁模遇到硬夾層時(shí)，可通過(guò)沉模造漿器對(duì)樁避進(jìn)行潤(rùn)滑。所述步驟(2)采用的振動(dòng)頭可為高頻液壓振動(dòng)錘。所述步驟(11)的蓋板可根據(jù)工程需要采用活動(dòng)式，也可與樁頭固定在一起?？蔀殇撡|(zhì)蓋板，也可為鋼筋混凝土蓋板。所述儲(chǔ)藏井頂面蓋板標(biāo)高可低于地面，蓋板上用土覆蓋，便于保溫。蓋板可根據(jù)需要設(shè)置一孔洞，通過(guò)管道將儲(chǔ)藏井連通到井外，以便輸送管道里面的儲(chǔ)藏物，如石油等。所述步驟(6) (9)也可以采用以下技術(shù)步驟
(6)當(dāng)施工場(chǎng)地地下水位高程高于PCC樁樁底高程時(shí)，且靠近樁底的樁芯土滲透性較高時(shí)，在儲(chǔ)藏井施工場(chǎng)地周圍設(shè)置一圈井點(diǎn)降水。當(dāng)施工場(chǎng)地地下水位高程高于PCC樁樁底高程，且靠近樁底的樁芯土滲透性較低時(shí)，開(kāi)挖樁芯土?xí)r不開(kāi)挖到樁底，在距離樁底廣1. 5m停止開(kāi)挖，低滲透性的樁芯土層起到密封作用，防止地下水進(jìn)入管腔。
當(dāng)施工場(chǎng)地地下水位高程低于PCC樁樁底高程時(shí)，直接開(kāi)挖樁芯土到樁底標(biāo)高以下 30 50cm。(7)開(kāi)挖樁芯土?？刹捎萌斯し绞介_(kāi)挖，也可采用高壓水沖洗樁芯土形成泥漿后， 用泥漿泵抽除樁芯土。(8)當(dāng)樁芯土開(kāi)挖到樁底時(shí)，鑿除部分樁底混凝土，使樁端露出2(T30cm的鋼筋頭，作為連接鋼筋。當(dāng)樁芯土未開(kāi)挖到樁底時(shí)，用沖擊電鉆等工具將儲(chǔ)藏井底部樁壁打穿形成孔洞，露出PCC樁樁體的鋼筋。(9)下放底板鋼筋，并與樁端連接鋼筋連接，或與樁壁孔洞里的PCC樁樁體鋼筋連接?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，先平整場(chǎng)地，若軟土層5直接裸露于地表，則需對(duì)軟土層5表面進(jìn)行處理，可在上面鋪設(shè)3(T50cm的墊層，以方便施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)。將PCC樁樁機(jī)移到樁位，開(kāi)啟卷?yè)P(yáng)機(jī)，使機(jī)架上抬，PCC樁樁模在機(jī)架自重的作用下壓入地基一定深度。若在自重作用下壓入的深度仍小于設(shè)計(jì)深度，則開(kāi)啟振動(dòng)錘，使樁模同時(shí)在自重和振動(dòng)力的作用下下沉，直到達(dá)到設(shè)計(jì)深度停止。若沉管過(guò)程中遇到硬土夾層，可采用沉模造漿器造漿潤(rùn)滑樁管，減小側(cè)壁阻力，使樁模順利穿透硬夾層。一般PCC樁樁模需打穿軟土層5，達(dá)到性質(zhì)較好的持力層4。待樁模沉入到設(shè)計(jì)深度，移開(kāi)振動(dòng)頭，通過(guò)內(nèi)外套管之間的環(huán)形腔體下放鋼筋籠2，鋼筋籠2下端直接下放到樁底，然后再將振動(dòng)頭連接在樁模頂部。灌注混凝土，振動(dòng)拔管形成 PCC樁1。為了保證成樁質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土坍落度宜為8cm 12cm，如采用商品混凝土， 非泵送時(shí)塌落度宜為8cm 12cm，泵送時(shí)坍落度宜為16cm 20cm。進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。必須使樁體混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到一定強(qiáng)度才能進(jìn)入下一步驟以保證施工安全。一般樁長(zhǎng)小于IOm 時(shí)可養(yǎng)護(hù)兩周后開(kāi)挖樁芯，樁長(zhǎng)大于IOm時(shí)養(yǎng)護(hù)四周后開(kāi)挖樁芯。開(kāi)挖樁芯土前進(jìn)行施工場(chǎng)地降水，以防止地下水滲入樁芯。當(dāng)?shù)讓訕缎就?11本身滲透性較低，可以起到防水的效果時(shí)，可保留廣1.5m樁芯土不開(kāi)挖，不需進(jìn)行降水。當(dāng)施工場(chǎng)地地下水位高程低于PCC樁樁底高程時(shí)，可不降水直接開(kāi)挖樁芯土。樁芯土可采用人工方式開(kāi)挖，也可采用高壓水沖洗樁芯土形成泥漿后，用泥漿泵抽除樁芯土。全部開(kāi)挖樁芯土?xí)r，樁芯土開(kāi)挖深度應(yīng)達(dá)到樁底標(biāo)高以下3(T50cm，主要是為了保證底板3有一定的厚度。全部開(kāi)挖樁芯土?xí)r，鑿除部分樁底混凝土，使樁端露出2(T30cm的鋼筋頭，作為連接鋼筋9。部分開(kāi)挖樁芯土?xí)r，用沖擊電鉆等工具在樁壁打孔，露出PCC樁1內(nèi)部的鋼筋籠2。下放底板鋼筋7，并與樁端連接鋼筋 9連接(如圖2所示)，比較理想的連接方法就是將鋼筋籠2端部的連接鋼筋9向樁芯內(nèi)部彎曲近水平，然后用扎絲8將鋼筋籠2和底板鋼筋7通過(guò)連接鋼筋9綁扎在一起，這樣做的目的是有利于底板受力，或者與樁壁外露的鋼筋籠2連接(如圖4所示)。然后澆筑混凝土底板3進(jìn)行封底。底板3澆筑和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，若采用了井點(diǎn)降水，則要繼續(xù)降水直到養(yǎng)護(hù)結(jié)束，以防止底板3混凝土達(dá)到強(qiáng)度前地下水作用在底板3底部造成其開(kāi)裂。最后制作樁頭蓋板，若蓋板為埋入式，則在蓋板頂面填筑覆土 10，形成地下儲(chǔ)藏井。本發(fā)明形成的地下儲(chǔ)藏井深度l(T30m，內(nèi)直徑1. 5、m，形成的儲(chǔ)藏井容積最大可達(dá)370m3。
權(quán)利要求
1.一種軟土地區(qū)PCC樁地下儲(chǔ)藏井制作方法，包括以下技術(shù)步驟第一步在場(chǎng)地施工PCC樁；第二步PCC樁體混凝土養(yǎng)護(hù)使樁體混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到下一步驟施工安全的強(qiáng)度；第三步當(dāng)施工場(chǎng)地地下水位高程高于PCC樁樁底高程時(shí)，且靠近樁底的樁芯土滲透性較高時(shí)，在儲(chǔ)藏井施工場(chǎng)地周圍設(shè)置一圈井點(diǎn)降水；當(dāng)施工場(chǎng)地地下水位高程高于PCC樁樁底高程，且靠近樁底的樁芯土滲透性較低時(shí)， 開(kāi)挖樁芯土?xí)r不開(kāi)挖到樁底，在距離樁底廣1. 5m停止開(kāi)挖，低滲透性的樁芯土層起到密封作用，防止地下水進(jìn)入管腔；當(dāng)施工場(chǎng)地地下水位高程低于PCC樁樁底高程時(shí)，直接開(kāi)挖樁芯土到樁底標(biāo)高以下 30 50cm ；第四步開(kāi)挖樁芯土第五步當(dāng)樁芯土開(kāi)挖到樁底時(shí)，鑿除部分樁底混凝土，使樁端露出2(T30cm的鋼筋頭，作為連接鋼筋；當(dāng)樁芯土未開(kāi)挖到樁底時(shí)，用沖擊電鉆等工具將儲(chǔ)藏井底部樁壁打穿形成孔洞，露出PCC樁樁體的鋼筋；第六步下放底板鋼筋，并與樁端連接鋼筋連接，或與樁壁孔洞里的PCC樁樁體鋼筋籠連接；第七步澆筑混凝土底板進(jìn)行封底，進(jìn)行底板混凝土養(yǎng)護(hù)，待達(dá)到安全強(qiáng)度方可停止降水；第八步制作樁頭蓋板蓋板可根據(jù)工程需要采用外露式，直接露出地表；或采用埋入式，埋入地下一定深度，蓋板安裝后用土層回填，形成地下儲(chǔ)藏井。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟土地區(qū)PCC樁地下儲(chǔ)藏井制作方法，其特征在于PCC 樁的沉樁深度l(T30m，內(nèi)直徑1. 5、m，形成的儲(chǔ)藏井容積為20 370m3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟土地區(qū)PCC樁地下儲(chǔ)藏井制作方法，其特征在于蓋板與樁頭固定連接或活動(dòng)連接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟土地區(qū)PCC樁地下儲(chǔ)藏井制作方法，其特征在于蓋板鋼質(zhì)蓋板或鋼筋混凝土蓋板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟土地區(qū)PCC樁地下儲(chǔ)藏井制作方法，其特征在于儲(chǔ)藏井頂面蓋板標(biāo)高低于地面，蓋板上用土覆蓋，便于保溫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟土地區(qū)PCC樁地下儲(chǔ)藏井制作方法，其特征在于蓋板設(shè)置一孔洞，通過(guò)管道將儲(chǔ)藏井連通到井外。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種軟土地區(qū)PCC樁地下儲(chǔ)藏井制作方法，包括以下技術(shù)步驟施工PCC樁；混凝土養(yǎng)護(hù)；施工場(chǎng)地降水；開(kāi)挖樁芯土；鑿除部分樁底混凝土，使樁端露出20~30cm的鋼筋頭作為連接鋼筋，或打穿樁壁，外露鋼筋籠；下放底板鋼筋，并與樁端連接鋼筋連接，或與樁壁鋼筋籠連接；澆筑混凝土底板進(jìn)行封底；制作樁頭蓋板；在蓋板上覆土，形成地下儲(chǔ)藏井。所形成的儲(chǔ)藏井深度10~30m，內(nèi)直徑1.5~4m，容積最大可達(dá)370m3。儲(chǔ)藏井蓋板可采用活動(dòng)式，也可與樁頭固定在一起，可根據(jù)需要設(shè)置輸送管道。本發(fā)明技術(shù)成熟、安全經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量檢查簡(jiǎn)便、施工效率高，有效解決了軟土地區(qū)地下儲(chǔ)藏井的建造問(wèn)題，工程實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)E02D27/34GK102296632SQ20111016521
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者丁選明, 凌九忠, 劉漢龍, 孔綱強(qiáng) 申請(qǐng)人:河海大學(xué)