用于冰凍成孔現(xiàn)澆混凝土樁的沉管及冰凍成孔現(xiàn)澆混凝土樁的施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及工程施工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及用于冰凍成孔現(xiàn)澆混凝土粧的沉管及冰凍成孔現(xiàn)澆混凝土粧的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粧基或復(fù)合地基中的粧體是一種古老的基礎(chǔ)形式，其主要作用在于將上部荷載傳遞至下部穩(wěn)定持力層以達(dá)到控制上部建筑物、構(gòu)筑物的沉降的目的?；捇こ淘趲浊甑膽?yīng)用過(guò)程中有了巨大的發(fā)展，按照成粧方法將其分為打入粧、就地灌注粧(沉管灌注粧、鉆孔灌注粧)、靜壓粧、螺旋粧、壓力灌漿微型粧等。沉管灌注粧是指利用錘擊法或振動(dòng)法將帶有活瓣式粧尖或預(yù)制鋼筋混凝土粧靴的鋼套管沉入土中，然后邊澆注混凝土 (或先在管內(nèi)放入鋼筋籠)邊錘擊或振動(dòng)邊拔管而成的粧。常見(jiàn)的沉管灌注粧形式各異，常見(jiàn)的有圓形(申請(qǐng)?zhí)?CN201310715847.3、專利號(hào):ZL93111926.X)、Y 型(專利號(hào):ZL02207382.5)、X 型、Y-H復(fù)合型(專利號(hào):ZL200410025713.X)、T型(專利號(hào):ZL200620140819.9)等等。然而沉管灌注粧在振動(dòng)施工過(guò)程中對(duì)周圍粧體影響大，且易出現(xiàn)斷粧、縮徑、質(zhì)量不易控制、監(jiān)測(cè)困難、質(zhì)量事故多、充盈系數(shù)過(guò)大等缺點(diǎn)。
[0003]在本申請(qǐng)之前有一種塑料套管現(xiàn)澆混凝土粧有所應(yīng)用，將沉管與單壁螺紋塑料套管同時(shí)打入地基中并將塑料套管留在地基中。該種做法有兩個(gè)好處:(I)能將塑料套管的打設(shè)與混凝土的澆筑分開(kāi)進(jìn)行，提高了施工效率；(2)塑料套管能阻止土體回?cái)D(管內(nèi)注水平衡土壓力)，保證粧身直徑的作用。但是該粧型在實(shí)際應(yīng)用中雖會(huì)使用管內(nèi)注水的方式來(lái)平衡管外的土壓力，但是常常會(huì)出現(xiàn)沉管拔出后塑料套管被破損的情況，且廉價(jià)塑料套管對(duì)土體會(huì)造成污染，常常會(huì)影響地基深處的水質(zhì)。
[0004]申請(qǐng)內(nèi)容
本申請(qǐng)的目的就是提供一種用于冰凍成孔現(xiàn)澆混凝土粧的沉管，該沉管可以克服現(xiàn)有沉管灌注粧在振動(dòng)施工過(guò)程中對(duì)周圍粧體影響大，且易出現(xiàn)斷粧、縮徑等技術(shù)問(wèn)題，且解決了塑料套管現(xiàn)澆混凝土粧存在對(duì)土體污染的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]本申請(qǐng)的另一個(gè)目的是提供一種能使用冰凍法成孔的現(xiàn)澆混凝土粧施工方法，該施工方法提高了施工效率，能夠?qū)U(kuò)孔過(guò)程與混凝土的澆筑過(guò)程分開(kāi)進(jìn)行，保證不會(huì)出現(xiàn)擠斷粧的情況。
[0006]本申請(qǐng)的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種用于冰凍成孔現(xiàn)澆混凝土粧的沉管，沉管下部設(shè)置活瓣預(yù)制粧靴，所述沉管包括外沉管與設(shè)置于外沉管內(nèi)部的內(nèi)沉管，內(nèi)沉管與外沉管之間為密閉的環(huán)形腔室，密閉處設(shè)置有閥門(mén)，內(nèi)沉管頂部敞口，內(nèi)沉管的外側(cè)壁上沿其長(zhǎng)度方向均勻設(shè)置有多個(gè)壓力閥。
[0007]所述外沉管上開(kāi)設(shè)用于安裝壓力閥的安裝孔，壓力閥包括彈簧、固定塊和開(kāi)關(guān)帽，彈簧的一端固定于內(nèi)沉管的外側(cè)壁上，彈簧的另一端與固定塊的一端連接，固定塊的另一端可活動(dòng)式連接于開(kāi)關(guān)帽上，開(kāi)關(guān)帽包括帽桿和設(shè)置于帽桿頂端的帽蓋，開(kāi)關(guān)帽的帽蓋設(shè)置于外沉管的外側(cè)壁上，帽蓋的外徑大于外沉管的安裝孔；彈簧處于受拉狀態(tài)，使得開(kāi)關(guān)帽緊貼于外沉管的外側(cè)壁上，處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0008]所述彈簧為耐寒材質(zhì)。
[0009]一種冰凍成孔現(xiàn)澆混凝土粧的施工方法，包括以下步驟:
第一步，擴(kuò)孔；將沉管打設(shè)至地基深處；
第二步，冰凍；通過(guò)閥門(mén)門(mén)向內(nèi)沉管與外沉管之間的環(huán)形腔室中注滿冰凍材料，使外沉管外側(cè)的土體冰凍；
第三步，成孔；拔出經(jīng)過(guò)第二步處理后的沉管，形成粧身孔；
第四步，對(duì)第三步中形成的粧身孔中進(jìn)行混凝土澆筑。
[0010]所述冰凍材料為液氮。
[0011]本申請(qǐng)采用上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):
本申請(qǐng)所述的用于冰凍成孔現(xiàn)澆混凝土粧的沉管不局限適用于本申請(qǐng)所述的施工方法，且還可以適用于其他不冰凍成孔的施工中，可以實(shí)現(xiàn)一管多用。
[0012]本申請(qǐng)所述的施工方法，可以在完全不影響原有地基狀態(tài)情況下，形成現(xiàn)澆混凝土粧，且具有與塑料套管混凝土粧相同的優(yōu)點(diǎn)，既可以提高施工效率，又可將擴(kuò)孔過(guò)程與混凝土澆筑的過(guò)程分開(kāi)進(jìn)行，能阻止土體回?cái)D，不會(huì)擠斷粧。
[0013]本申請(qǐng)所述的施工方法能保證粧身直徑，能有效避免粧周圍土體回?cái)D引起的粧身縮徑、斷粧的現(xiàn)象，形成的冰封孔洞具有不塌孔、不滲水的效果。
[0014]本申請(qǐng)所述的施工方法施工簡(jiǎn)單易操作，且現(xiàn)澆混凝土粧并不局限與圓形，也可為Y形、T形等異性粧。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為沉管剖視圖；
圖2為壓力閥結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為壓力閥工作示意圖；
圖4為冰凍材料灌注示意圖；
圖5為冰凍材料灌注完成后冰凍影響區(qū)；
圖中:1一一內(nèi)沉管；2—一外沉管；3—一活瓣預(yù)制粧靴；4一一壓力閥；5—一閥門(mén)；
6--彈簧；7--固定塊；8--開(kāi)關(guān)帽。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示，一種用于冰凍成孔現(xiàn)澆混凝土粧的沉管，包括外沉管2與設(shè)置于外沉管2內(nèi)部的內(nèi)沉管1，內(nèi)沉管I與外沉管2之間為密閉的間隙，密閉處設(shè)置有閥門(mén)5，內(nèi)沉管I頂部敞口，沉管下部設(shè)置活瓣預(yù)制粧靴3 ;沉管的圓周間隙內(nèi)沿內(nèi)沉管外側(cè)壁長(zhǎng)度方向均勻設(shè)置有多個(gè)壓力閥4。
[0017]內(nèi)沉管I直徑為15~30cm，壁厚為2cm左右，外沉管2的直徑比內(nèi)沉管I的直徑大8cm左右，壁厚為2cm左右。通過(guò)閥門(mén)5向外沉管2與內(nèi)部沉管I的間隙中灌注冰凍材料，此處冰凍材料優(yōu)選為液氮，沉管的間隙內(nèi)設(shè)置有壓力閥4，通過(guò)內(nèi)部壓力頂開(kāi)壓力閥4，向土體中注入液氮。
[0018]如圖2所示，所述外沉管2上開(kāi)設(shè)用于安裝壓力閥4的安裝孔，壓力閥4包括彈簧6、固定塊7和開(kāi)關(guān)帽8，彈簧6的一端固定于內(nèi)沉管I的外側(cè)壁上，彈簧6的另一端與固定塊7的一端連接，固定塊7的另一端可活動(dòng)式連接于開(kāi)關(guān)帽8上。
[0019]優(yōu)選地，開(kāi)關(guān)帽8包括帽桿和設(shè)置于帽桿頂端的帽蓋，開(kāi)關(guān)帽8的帽蓋設(shè)置于外沉管2的外側(cè)壁上，帽蓋的外徑大于外沉管2的安裝孔；開(kāi)關(guān)帽8的帽桿正好安裝于外沉管2上開(kāi)設(shè)的安裝孔中，帽桿上開(kāi)設(shè)有用于安裝固定塊7的安裝孔。
[0020]固定塊7可通過(guò)螺帽形式旋入開(kāi)關(guān)帽8的帽桿中，固定塊7與開(kāi)關(guān)帽8的嵌入深度可通過(guò)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)帽8進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得彈簧6處于受拉狀態(tài)，使得開(kāi)關(guān)帽8的帽蓋緊貼于外沉管2的外側(cè)壁上，保證開(kāi)關(guān)帽8初始處于關(guān)閉狀態(tài)。固定塊7與開(kāi)關(guān)帽8這樣連接，可根據(jù)不同外部情況(土壓力、孔隙水壓力)可通過(guò)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)帽8將固定塊7向外移動(dòng)調(diào)整彈簧剛度。