專利名稱：一種混凝土管樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及土木建筑領(lǐng)域，尤其指一種混凝土管樁。
背景技術(shù)：
飽和軟土廣泛分布于我國沿海各地，以及內(nèi)陸江河湖沼地區(qū)，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余米至幾十米的飽和軟土，下部為非飽和軟土，樁基通常用后者作為持力層。在軟土地基施工預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，都會由于樁對土層的擠壓，以及飽和軟土中孔隙水壓力的升高，因而產(chǎn)生強烈的擠土效應(yīng)，造成土體破壞，土體產(chǎn)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(dá)不到設(shè)計要求或被破壞，甚至造成場地周邊房屋、管線、道路等建(構(gòu))筑物的損壞而引起民事糾紛。為防止擠土效應(yīng)的破壞作用，以往普遍采用預(yù)鉆孔沉樁、設(shè)置塑料排水板或袋裝砂井、設(shè)隔離板樁墻或地下連續(xù)墻、設(shè)防擠溝及應(yīng)力釋放孔、控制沉樁速率和日成樁量等方法(見《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》 JGJ94-2008)，這些方法所用施工設(shè)備多、工序多、工期較長、成本較高、效率較低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種管樁施工時能釋放擠土應(yīng)力和超靜孔隙水壓力，以及錘擊法產(chǎn)生的高壓空氣，減輕對已施工管樁與場地周邊環(huán)境的破壞；同時能使軟土中孔隙水滲入到管樁內(nèi)腔并通過水泵順利排出，加速土體排水固結(jié)，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(shù)問題所采用的技術(shù)方案為本混凝土管樁，包括有管樁體，其特征在于所述管樁體的外周面上分布有與管樁體的內(nèi)腔相連通的通孔，在所述管樁體一端設(shè)置有能將管樁體內(nèi)腔中的水封閉住的結(jié)構(gòu)。作為改進，所述能將管樁體內(nèi)腔中的水封閉住的結(jié)構(gòu)為活動門。這種設(shè)計的優(yōu)點是管樁體在錘擊法沉樁的過程中，管樁在沖擊力的作用下瞬間下沉?xí)r所產(chǎn)生的強大氣壓沖擊力能自動打開活動門，使氣流經(jīng)管樁體的內(nèi)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(huán)形定位板，所述環(huán)形定位板焊接于管樁體的一端上，所述活動蓋板可活動與環(huán)形定位板相連接，并以向內(nèi)腔方向開啟的結(jié)構(gòu)安裝于管樁體的內(nèi)腔中。再改進，所述活動蓋板向內(nèi)腔方向開啟的具體結(jié)構(gòu)為所述活動蓋板通過鉸鏈與環(huán)形定位板上的環(huán)形凸環(huán)相連接，所述活動蓋板能將環(huán)形定位板內(nèi)腔封閉住的結(jié)構(gòu)蓋置于環(huán)形凸環(huán)上，當(dāng)環(huán)形定位板焊接于管樁體一端時，該環(huán)形凸環(huán)伸入管樁體的內(nèi)腔中，并通過環(huán)形定位板與活動蓋板相組合將管樁體一端的內(nèi)腔封閉住。再改進，所述鉸鏈的轉(zhuǎn)軸上還可設(shè)置有扭簧，當(dāng)管樁體橫向放置時能同樣將內(nèi)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(nèi)腔的內(nèi)徑D2比值為D1 D2 = 1 10 7 100。再改進，所述通孔中還可設(shè)置有通水量不小于80cm7s的用于地下水過濾的過濾芯塞，該過濾芯塞通過粘合劑粘接固定于通孔的內(nèi)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(zhì)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于其中。再改進，所述通孔以分排分布于管樁體的外周面上，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，每排通孔位于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?fù)撞辉诘雀呶恢蒙?。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，避免出現(xiàn)直落縫而降低管樁體的強度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用管樁體的外周面上分布有與管樁體的內(nèi)腔相連通的濾水通孔，所述管樁體一端設(shè)置有能將管樁體內(nèi)腔中的水封閉住的活動門。這種設(shè)計的優(yōu)點在于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(nèi)腔中，由于管樁體內(nèi)腔的一端是關(guān)閉的，所以滲入到管樁體內(nèi)腔中的水會積蓄于內(nèi)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(yīng)力，加速軟土的排水固結(jié)，提高土體的強度，無需采用其他防擠土方法；還有，在錘擊法沉樁時管樁中產(chǎn)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(huán)境的破壞。再有，本管樁體結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，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(jié)構(gòu)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(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細(xì)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，其特征在于所述管樁體1的外周面上分布有與管樁體的內(nèi)腔11相連通的通孔10，在所述管樁體1 一端設(shè)置有能將管樁體1內(nèi)腔中的水封閉住的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)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(huán)形定位板3。環(huán)形定位板3焊接于管樁體1的一端上， 而活動蓋板2可活動與環(huán)形定位板3相連接，并以向內(nèi)腔11方向開啟的結(jié)構(gòu)安裝于管樁體的內(nèi)腔11中。所述活動蓋板2向內(nèi)腔11方向開啟的具體結(jié)構(gòu)為活動蓋板2通過鉸鏈21 與環(huán)形定位板3上的環(huán)形凸環(huán)31相連接，并能將環(huán)形定位板內(nèi)腔32封閉住的結(jié)構(gòu)蓋置于環(huán)形凸環(huán)31上，當(dāng)環(huán)形定位板3焊接于管樁體1 一端時，該環(huán)形凸環(huán)31伸入管樁體的內(nèi)腔11中，并通過環(huán)形定位板3與活動蓋板2相組合將管樁體1 一端的內(nèi)腔11封閉住。當(dāng)管樁體1橫向放置時，可在鉸鏈21的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有扭簧，以保證活動門將管樁體1 一端的內(nèi)腔11封住。通孔10的孔徑Dl與管樁體的內(nèi)腔11的內(nèi)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(shè)置有通水量不小于80cm3/s的用于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于通孔的內(nèi)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(zhì)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包裹于其中。管樁體1上的通孔10以分排分布于管樁體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位于管樁體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?fù)?0不在等高位置上。如圖6所示，本實用新型中環(huán)形凸環(huán)31與環(huán)形定位板3為一體制作而成，其與結(jié)構(gòu)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制作過程如下(1)制作花管型濾水管(即指管樁體1的制作，以下同)；(2)制作釋壓隔水活門；(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(yù)應(yīng)力混凝土管樁沉樁施工；(5)花管型預(yù)應(yīng)力混凝土管樁內(nèi)泥水抽排；結(jié)合附圖和實施例具體步驟描述如下(1)制作花管型濾水管在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(指管樁體1，以下同)制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)制成的濾水管焊接于鋼籠的主筋5上，每圓周4個黑鐵管 12、等距對稱分布，垂直焊牢于主筋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(yù)應(yīng)力管樁(指管樁體1，以下同)壁厚一致，其直徑與壁厚隨預(yù)應(yīng)力管樁樁徑的不同而規(guī)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，防止管樁制作過程中喂料時混凝土落入其中，將黑
鐵管堵塞。(2)制作釋壓隔水活門(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(huán)形定位板3，下同)上，焊接厚度為2mm的環(huán)形鋼板(指環(huán)形定位板3上的環(huán)形凸環(huán)31，下同)，環(huán)形鋼板外徑比鋼筋籠外徑小20mm，內(nèi)半徑小于管樁體內(nèi)腔的半徑(也可比管樁壁厚大30mm)，環(huán)形鋼板中部設(shè)有翻板式活門(指活動蓋板2，下同)，活門直徑較環(huán)形鋼板內(nèi)徑大60mm，用鉸鏈21連接在環(huán)形鋼板上，活門只能朝管樁內(nèi)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(chǎn)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(nèi)的地下水流至樁底，使管樁端土因浸水軟化而降低承載力。釋壓隔水活門制作完成后，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(yù)應(yīng)力管樁經(jīng)成籠、喂料、張拉、離心成型、常壓蒸養(yǎng)、拆模、高壓蒸養(yǎng)后，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(nèi)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(zhì)量150 200g/m2的聚乙烯膜將亂絲狀聚丙烯絲團包裹于其中，縱向通水量大于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(nèi)壁粘結(jié)牢固，防止管樁沉樁時被擠落于管樁內(nèi)部，失去濾水管的作用。(4)花管型預(yù)應(yīng)力混凝土管樁沉樁施工在軟土地基采用錘擊法或靜壓法施工預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力混凝土管樁，上部飽和軟土中采用花管型預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，其長度與飽和軟土厚度一致，接樁時應(yīng)使帶釋壓隔水活門的一端位于該節(jié)樁的下部。釋壓隔水活門讓錘擊法施工時產(chǎn)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(yù)應(yīng)力混凝土管樁內(nèi)泥水抽排花管型預(yù)應(yīng)力混凝土管樁沉樁結(jié)束后，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(yīng)產(chǎn)生的擠土應(yīng)力及超靜孔隙水壓力得以釋放。管樁內(nèi)地下水被釋壓隔水活門阻擋而匯聚于管樁下部，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(yīng)用實施例用于說明本實用新型。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(zhì)土，下部為粉質(zhì)粘土、粘土，夾薄層粉土，樁基持力層為硬塑的粉質(zhì)粘土，設(shè)計樁長40m，樁徑600mm，采用靜壓法施工。長40m的樁由三節(jié)樁組成(15m+10m+15m)，下部兩節(jié)樁采用普通預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PC600-100)，上部一節(jié)樁(15m)采用本實用新型花管型預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，花管型濾水管外徑為50mm，沉樁24h后用深井泵抽排管樁中集聚的地下水，場地周邊未設(shè)置應(yīng)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(zhì)粘土及含粘性土礫砂， 樁基持力層選用含粘性土礫砂，設(shè)計樁長3細(xì)，樁徑500mm，采用錘擊法施工，貫入度50 80mm/10擊。長；Mm的樁由三節(jié)樁組成(12m+12m+10m)，下部兩節(jié)樁采用高強度普通預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PHC500-100)，上部一節(jié)樁采用本實用新型花管型預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，花管型濾水管外徑為40mm，場地周邊未設(shè)應(yīng)力釋放孔及塑料排水板，沉樁24h后用深井泵抽排管內(nèi)地下水。
權(quán)利要求1.一種混凝土管樁，包括有管樁體(1)，其特征在于所述管樁體(1)的外周面上分布有與管樁體的內(nèi)腔(11)相連通的通孔(10)，在所述管樁體⑴一端設(shè)置有能將管樁體⑴ 內(nèi)腔中的水封閉住的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土管樁，其特征在于所述能將管樁體(1)內(nèi)腔中的水封閉住的結(jié)構(gòu)為活動門。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土管樁，其特征在于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(huán)形定位板(3)，所述環(huán)形定位板C3)焊接于管樁體(1)的一端上，所述活動蓋板( 可活動與環(huán)形定位板C3)相連接，并以向內(nèi)腔(11)方向開啟的結(jié)構(gòu)安裝于管樁體的內(nèi)腔(11)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土管樁，其特征在于所述活動蓋板(2)向內(nèi)腔(11)方向開啟的具體結(jié)構(gòu)為所述活動蓋板(2)通過鉸鏈與環(huán)形定位板(3)上的環(huán)形凸環(huán) (31)相連接，所述活動蓋板O)能將環(huán)形定位板內(nèi)腔(32)封閉住的結(jié)構(gòu)蓋置于環(huán)形凸環(huán) (31)上，當(dāng)環(huán)形定位板C3)焊接于管樁體(1) 一端時，該環(huán)形凸環(huán)(31)伸入管樁體的內(nèi)腔 (11)中，并通過環(huán)形定位板C3)與活動蓋板( 相組合將管樁體(1) 一端的內(nèi)腔(11)封閉住。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一所述的混凝土管樁，其特征在于所述通孔(10)的孔徑 Dl與管樁體的內(nèi)腔(11)的內(nèi)徑D2比值為D1 D2 = 1 10 7 100。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一所述的混凝土管樁，其特征在于所述通孔(10)中設(shè)置有通水量不小于80cm7s的用于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于通孔(10)的內(nèi)腔中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混凝土管樁，其特征在于所述過濾芯塞由亂絲狀的聚丙烯絲Gl)及單位面積質(zhì)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)包裹于其中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一所述的混凝土管樁，其特征在于所述通孔(10)以分排分布于管樁體(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(jù)權(quán)利要求8所述的混凝土管樁，其特征在于所述管樁體(1)的外周上分布有四排通孔(10)，每排通孔(10)位于管樁體(1) 一端投影圓周上的四等分位置上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的混凝土管樁，其特征在于所述通孔(10)其每相鄰兩排上的相鄰?fù)?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)，其特征在于所述管樁體(1)的外周面上分布有與管樁體的內(nèi)腔(11)相連通的通孔(10)，在管樁體(1)的一端設(shè)置有既能隔水又能在強大的氣壓沖擊下能自動開啟的活動門。本實用新型的優(yōu)點在于管樁中的通孔能使軟土中的地下水滲入到管樁體的內(nèi)腔中，由于管樁體內(nèi)腔的一端是關(guān)閉的，所以滲入到管樁體內(nèi)腔中的水會積蓄于內(nèi)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(yīng)力與超靜孔隙水壓力，加速軟土排水固結(jié)，提高土體強度；還有，在錘擊法沉樁產(chǎn)生的高壓氣體能通過活動門進入管樁體的內(nèi)腔而排出，這一切避免了對已施工管樁及場地周邊環(huán)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(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者涂蔭玖 申請人:涂蔭玖