本發明涉及建筑領域,具體為一種提高固化土復合管樁端阻力的裝置及其施工方法。
背景技術:
1、由于在我國存在著廣袤的沿海、沿江地帶以及古代湖泊盆地,這些地區通常分布著深厚的軟土層,如淤泥、淤泥質粘土和松散的填土。這些自然沉積物具有高含水量、大孔隙比、低強度和高壓縮性等特點。對于穿越這些深厚軟土層、支承于相對堅硬持力層(如密實砂層、碎石層或風化巖層)上的摩擦端承樁或端承樁,樁側摩阻力貢獻有限,結構的穩定與安全極大地依賴于樁端所能提供的支撐力。尤其是在超高層建筑、大跨橋梁、重型工業廠房及海上風電基礎等承受巨大豎向荷載的工程中,樁端阻力扮演著中流砥柱的角色,其大小直接決定了基礎的安全儲備。因而、采取適當的措施提高管樁的端阻力進而保持地基的穩定性和牢固性具有重要的經濟效益和社會效益。近年來,傳統的預應力混凝土管樁或鋼管樁雖在行業內廣泛應用但在在發揮端阻力時存在一些固有的問題:如持力層深度與施工難度,為了尋找更好的持力層而將樁打得更深,可能會遇到更堅硬的層位,導致沉樁困難,甚至損壞樁身,尺寸效應與造價矛盾:單純通過增大樁徑來提高端承力,會導致工程成本呈幾何級數增長,不經濟。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足,本發明的目的在提供一種提高固化土復合管樁端阻力的裝置及其施工方法,用于解決背景技術中提到的問題,其能夠有效解決現有鋼管樁及其施工方法存在的樁端端阻力力不足的問題而使得地基的承載能力失效的問題。
2、為解決上述技術問題,本發明提供如下技術方案。
3、本發明提供一種提高固化土復合管樁端阻力的裝置,包括具有環狀的圓筒,在圓筒的內壁緊貼安裝有圓環,在圓環上還能夠放置有端板裝置。
4、具體地,所述的圓環由多個等尺寸的扇形塊拼接而成,優選為2-4個,通過設置多塊扇形塊,能夠有效降低單個部件的尺寸和重量,方便工人進行搬運和拼接,并相較于單塊的圓環,能夠不需要利用吊車進行搬運,降低放入圓筒內的難度和搬運設備要求。
5、進一步地,所述的扇形塊的橫截面為門形或口形,在埋入地下時,能夠有效應對外界擠壓,用于起到加強筋的作用。
6、具體地,所述的端板裝置由上至下依次由等長度的尾端為銳角的扇形的端板層一、端板層二和端板層三組成;所述的端板層一、端板層二和端板層三的尾端通過轉軸活動連接在一起;端板層一、端板層二和端板層三在完全展開狀態下能夠拼接成一個完整的圓形。
7、進一步地,所述的端板層一和端板層三等尺寸,端板層一和端板層二的數量均為兩塊,這樣提高部件的通用性,降低生產成本。
8、所述的端板層二數量為兩塊,端板層二具有兩塊對稱的開合板,開合板的尾端安裝有扭力彈簧,開合板的一側設置有限位插孔,兩塊開合板在未拔出限位桿時處于收納狀態,拔掉限位桿,開合板打開。
9、進一步地,所述的端板層一和端板層三的外側設置有限位擋塊,用于在端板層二打開狀態時,針對端板層二進行展開角度的限位。
10、進一步地,所述的端板層一、端板層二和端板層三上還均設置有對應的鋼筋插孔,用于施工時插入鋼筋。
11、所述鋼筋插孔的數量為至少兩個。
12、進一步地,端板層一、端板層二和端板層三上鋼筋插孔對應插入的鋼筋上端焊接有橫梁,使用時能夠一次性的插入多個鋼筋插孔內。
13、具體地,所述的端板裝置為單塊的圓板,或由兩塊半圓通過鉸鏈拼接而成的圓板;在圓板上開設置有至少一個投料孔。
14、所述的圓筒上側邊緣開設有多個貫通的鉆孔,用于根據施工需要插入鋼筋。
15、一種提高固化土復合管樁端阻力的裝置的施工方法為:
16、將本發明組裝好,在圓筒的下端通過鉆孔或直接焊接有鋼筋,在圓筒上方連接有管樁,在預定區域,先在地面上通過螺旋鉆機攪拌成孔,并注入固化劑漿液,使地面以下的原位土體與其混合形成流態固化土,流態固化土的外圍為自然土,然后再將焊接有提高固化土復合管樁端阻力的裝置的預制管樁放入孔中,依靠其自重完成沉樁,當提高固化土復合管樁端阻力的裝置下沉至持力層時,利用管樁的自重反力,使插銷被拔出,端板層二的開合板開始轉動,并在扭力彈簧的回彈力的帶動下逐步展開,最終能回彈并完整地固定在內部從而形成閉合的完整的圓形的端板裝置,使管樁樁端的開口部分閉合,增大其表面積。
17、該發明的有益效果是:完整的閉合的端板連接構件可以使管樁端部開口的部分變為閉合的,通過增大管樁端部的表面積,以及端板下表面與固化土直接接觸,能夠顯著增強管樁的端阻力,提高管樁的承載能力。同時,端板提供了一個平整、堅固的底面,能使管樁能穩定地立在持力層,更好地避免發生沉降并且管樁能夠將荷載更均勻地傳遞給下方的持力層,充分發揮端承力。
1.一種提高固化土復合管樁端阻力的裝置,其特征在于,包括具有環狀的圓筒,在圓筒的內壁緊貼安裝有圓環,在圓環上還能夠放置有端板裝置。
2.根據權利要求1所述的提高固化土復合管樁端阻力的裝置,其特征在于,所述的圓環由多個等尺寸的扇形塊拼接而成,數量為2-4個。
3.根據權利要求2所述的提高固化土復合管樁端阻力的裝置,其特征在于,所述的扇形塊的橫截面為門形或口形。
4.根據權利要求1所述的提高固化土復合管樁端阻力的裝置,其特征在于,所述的端板裝置由上至下依次由等長度的尾端為銳角的扇形的端板層一、端板層二和端板層三組成;所述的端板層一、端板層二和端板層三的尾端通過轉軸活動連接在一起;端板層一、端板層二和端板層三在完全展開狀態下能夠拼接成一個完整的圓形。
5.根據權利要求4所述的提高固化土復合管樁端阻力的裝置,其特征在于,所述的端板層一和端板層三等尺寸。
6.根據權利要求4所述的提高固化土復合管樁端阻力的裝置,其特征在于,所述的端板層二數量為兩塊,端板層二具有兩塊對稱的開合板,開合板的尾端安裝有扭力彈簧,開合板的一側設置有限位插孔,兩塊開合板在未拔出限位桿時處于收納狀態,拔掉限位桿,開合板打開。
7.根據權利要求4所述的提高固化土復合管樁端阻力的裝置,其特征在于,所述的端板層一和端板層三的外側設置有限位擋塊,用于在端板層二打開狀態時,針對端板層二進行展開角度的限位。
8.根據權利要求4所述的提高固化土復合管樁端阻力的裝置,其特征在于,所述的端板層一、端板層二和端板層三上還均設置有對應的鋼筋插孔,用于施工時插入鋼筋。
9.根據權利要求8所述的提高固化土復合管樁端阻力的裝置,其特征在于,端板層一、端板層二和端板層三上鋼筋插孔對應插入的鋼筋上端焊接有橫梁,使用時能夠一次性的插入多個鋼筋插孔內,在橫梁內還能夠設置通孔,插入限位桿。
10.根據權利要求1所述的提高固化土復合管樁端阻力的裝置,其特征在于,所述的端板裝置為單塊的圓板,或由兩塊半圓通過鉸鏈拼接而成的圓板;在圓板上開設置有至少一個投料孔。
11.根據權利要求1所述的提高固化土復合管樁端阻力的裝置,其特征在于,所述的圓筒上側邊緣開設有多個貫通的鉆孔,用于根據施工需要插入鋼筋。
12.一種提高固化土復合管樁端阻力的裝置的施工方法,其特征為:將本發明組裝好,在圓筒的下端通過鉆孔或直接焊接有鋼筋,在圓筒上方連接有管樁,在預定區域,先在地面上通過螺旋鉆機攪拌成孔,并注入固化劑漿液,使地面以下的原位土體與其混合形成流態固化土,流態固化土的外圍為自然土,然后再將焊接有提高固化土復合管樁端阻力的裝置的預制管樁放入孔中,依靠其自重完成沉樁,當提高固化土復合管樁端阻力的裝置下沉至持力層時,利用管樁的自重反力,使插銷被拔出,端板層二的開合板開始轉動,并在扭力彈簧的回彈力的帶動下逐步展開,最終能回彈并完整地固定在內部從而形成閉合的完整的圓形的端板裝置,使管樁樁端的開口部分閉合,增大其表面積。