孔压反力施工装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及岩土工程与地下工程领域中的孔压反力施工装置，包括施工构件(37)、密封袋(38)、操作面(36)、流体储存腔(9)与密封连接(39)五部分，该孔压反力施工装置利用流体储存腔(9)内流体压强进行止水、封堵孔隙，可方便、快速、低造价地达到止水、封堵孔隙等目的，适用于地下工程建造与加固及降水工程领域，设备小，造价低，施工质量好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及岩土工程领域中的基坑、桩基、降水、桩基测试与地下工程中的加固与隔水挡土工程领域。
技术介绍
钢管桩的拔出是岩土工程领域的基坑与桩基工程领域中的关键技术之一，钢管桩的拔出施工可实现钢管桩的回收再利用，对节约工程成本、减少建筑材料的消耗具备十分重要的工程价值。目前常用的钢管桩拔出方法主要包括静力拔桩法与振动拔桩法，该两种方法拔桩成本高且伴随拔桩带土，对周边环境有一定的影响。另外，目前的钢管桩的竖向抗拔承载力试验主要采用静载荷试验方法或平衡法进行拔桩，试验成本高。对于大型钢管桩及海洋工程中使用的钢管桩，试验成本更是十分昂贵。对于利用钢管桩护壁的工程桩施工往往在钢管桩拔出时伴随有缩径、断桩等问题，且桩土间的相互作用力较低，单桩承载力较低，未能充分挖掘地基土潜力，对于其它形式的灌注桩也存在上述问题。目前，降水管井的施工通常先钻孔，向钻孔内放置降水井管，在井管外侧回填中粗砂、碎石、粘土等管井滤料，然后通过繁琐的洗井工艺清出管井滤料中的泥浆。该施工工艺效率低、速度慢、成本高，且往往需要排放泥浆，对周边环境有一定污染。在地下工程特别是深层地下空间建造与加固领域中，由于地下水压力大，在地下空间建造及加固过程中，阻隔地下水流动，避免流砂、涌土等地质灾害的难度大，目前尚缺乏快速有效的技术措施。在降水工程领域中，目前常用的真空管井降水一般采用封堵井口或用粘土封堵管井的方法在降水井管内形成密闭空间，现有方法施工速度慢，造价高，密封性不好。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供第一种孔压反力施工方法，该孔压反力施工方法能充分调动桩内土体在拔桩过程中提供反力作用，且可解决拔桩带土问题，对周边环境影响小，所用机械小，拔桩成本低，主要适用于管桩拔出工程领域。该第一种孔压反力施工方法包括以下步骤：a)定位待拔钢管桩，并完成钢管桩上的密封桩塞的安装；b)利用钢管桩的侧壁、密封桩塞、钢管桩内或钢管桩底部的土体，在钢管桩内形成流体储存腔；c)向流体储存腔内注入气体、液体中的一种或两种组合；d)通过向流体储存腔内持续注入气体或液体，增加流体储存腔内气体或液体的压强；e)使钢管桩内土体的孔隙水压力或孔隙气压力增加；f)利用注入流体储存腔内的气体或液体，将钢管桩内土体的孔隙水压力或孔隙气压力传递至位于钢管桩上的密封桩塞或钢管桩上；g)利用作用于密封桩塞或钢管桩上的气体或液体压力作为拔桩力或作为拔桩力的一部分进行钢管桩拔出施工。在上述的孔压反力施工方法中，在上述的步骤g)中，可在钢管桩顶部安装振动锤，通过振动锤的振动减小拔桩阻力。在上述的孔压反力施工方法中，在上述的步骤g)中，可在钢管桩上施加上拔作用力协助拔桩施工。在上述的孔压反力施工方法中，在上述的步骤g)中，可在拔桩的同时，利用钢管桩外围地基土提供反力协助拔桩施工，同时减小钢管桩外侧拔桩带土。在上述的孔压反力施工方法中，在上述的步骤f)中，可将流体储存腔内的气体或液体的压强提高至可在钢管桩侧壁与土体之间形成薄层气膜或水膜，减小钢管桩的拔桩力及拔桩带土影响。本专利技术的第二个目的在于提供第二种孔压反力施工方法，该施工方法可以测量钢管桩的极限抗拔承载力，较传统的抗拔桩承载力试验方法，试验成本得到大幅度降低，主要适用于桩基测试工程领域。该第二种孔压反力施工方法包括以下步骤：a)定位待拔钢管桩，并完成钢管桩上的密封桩塞的安装；b)利用钢管桩的侧壁、密封桩塞、钢管桩内或钢管桩底部的土体，在钢管桩内形成流体储存腔；c)向流体储存腔内注入气体、液体中的一种或两种组合；d)通过向流体储存腔内持续注入气体或液体，增加流体储存腔内气体或液体的压强；e)使钢管桩内或钢管桩底部的土体的孔隙水压力或孔隙气压力增加；f)利用注入流体储存腔内的气体或液体，将钢管桩内或钢管桩底部的土体的孔隙水压力或孔隙气压力传递至位于钢管桩上的密封桩塞或钢管桩上；g)利用作用于密封桩塞或钢管桩上的气体或液体压力作为拔桩力或作为拔桩力的一部分进行拔桩，同时测量流体储存腔内的气体或液体的压强，并测量钢管桩的上拔位移量；h)重复步骤g)，直至钢管桩达到上拔破坏；i)记录整理步骤g)中记录的数据，根据压强换算拔桩力；j)根据拔桩力与钢管桩上拔位移量的关系，计算单桩抗拔极限承载力。在上述的第二种孔压反力施工方法中，在上述步骤j)中，可结合抗拔桩极限平衡方程，根据拔桩过程中的气体或液体压强计算钢管桩在拔桩过程中的径向变形，对单桩极限抗拔承载力进行修正。在上述的第二种孔压反力施工方法中，在上述步骤j)中，可依据总的拔桩力减去钢管桩内侧摩阻力计算单桩抗拔极限承载力。在上述的第二种孔压反力施工方法中，在上述步骤j)中，在计算钢管桩内侧土体摩阻力时，可忽略钢管桩内土体孔隙水压力或孔隙气压力的增加对侧摩阻力的影响。本专利技术的第三个目的在于提供第二种孔压反力施工方法所用的施工装置，该施工装置可顺利实施第二种孔压反力施工方法，且可测量单桩抗拔极限承载力，成本低，速度快，主要适用于桩基测试工程领域。该施工装置包括密封桩塞、钢管桩、钢管桩内或钢管桩底部的土体、流体储存腔、流体输送管道、流体注入器、压强测量仪、桩顶位移测量仪八部分，其中密封桩塞为与钢管桩牢固连接且可封堵钢管桩内空腔的结构，钢管桩为位于岩土体中的中空管状结构，流体储存腔为由密封桩塞、钢管桩的侧壁、钢管桩内或钢管桩底部的土体围合而成的空间，流体输送管道为将气体或液体注入流体储存腔的管状结构，流体注入器为将流体加压后通过流体输送管道注入流体储存腔的器具，桩顶位移测量仪为测量在拔桩过程中钢管桩桩顶位移变化的仪器，压强测量仪为测量流体储存腔内流体压强的仪器。本专利技术的第四个目的在于提供第三种孔压反力施工方法，该孔压反力施工方法能充分调动钢管内未凝固的混凝土、降水管井材料或钢管桩内充填料在拔桩过程中提供反力作用，可避免拔桩时未凝固的混凝土或钢管桩内充填料或降水管井材料出现缩径、断桩问题，而且可在拔桩过程中通过对未凝固的混凝土或钢管桩内充填料的挤压大幅度提高钢管桩拔出后钢管桩内混凝土桩或其他材料桩的端阻力、侧阻力及桩身材料密实度，所用机械小，成本低，施工完成后可形成钢管护壁灌注挤压桩。如钢管桩充填降水管井材料，则施工完成后可形成无需洗井的高质量钢管护壁降水管井。主要适用于桩基与降水工程领域。该第三种孔压反力施工方法包括以下步骤：a)定位待施工的桩位；b)在待施工的桩位处插入钢管桩，清出钢管桩内的土体，并向钢管桩内放置钢管桩内充填料，钢管桩内充填料为桩身材料、降水管井材料、土体中的一种或几种组合；c)完成钢管桩上的密封桩塞的安装；d)利用钢管桩的侧壁、密封桩塞、钢管桩内充填料，在钢管桩内形成流体储存腔；e)向流体储存腔内注入气体、液体中的一种或两种组合；f)通过向流体储存腔内持续注入气体或液体，增加流体储存腔内气体或液体的压强；g)利用作用于钢管桩或密封桩塞上的气体或液体压力作为拔桩力或作为拔桩力的一部分进行钢管桩拔出施工。在上述的第三种孔压反力施工方法中，在上述的步骤b)中，可在钢管桩插入施工完成后，利用钻孔的方法中的一种或几种组合将钢管桩内的土体清出。在上述的第三种孔压反力施工方法中，在上述的步骤b)中，可在钢管桩插入施工时或施工前或施工后，在钢管桩的内侧放置外径略小于钢管桩内径的取土管，在施工完成后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种孔压反力施工装置，其特征是包括施工构件(37)、密封袋(38)、操作面(36)、流体储存腔(9)与密封连接(39)五部分，其中的施工构件(37)为在岩土中施工的器具或结构中的一种或两种组合，密封袋(38)为位于施工构件(37)外围且与施工构件(37)及操作面(36)紧密连接的柔性袋状结构，操作面(36)为位于地下水位以下可挡土止水的结构面，流体储存腔(9)是由施工构件(37)与密封袋(38)围合而成的空间，密封连接(39)为将密封袋(38)与施工构件(37)、密封袋(38)与操作面(36)之间紧密连接的装置。

【技术特征摘要】
1.一种孔压反力施工装置，其特征是包括施工构件(37)、密封袋(38)、操作面(36)、流体储存腔(9)与密封连接(39)五部分，其中的施工构件(37)为在岩土中施工的器具或结构中的一种或两种组合，密封袋(38)为位于施工构件(37)外围且与施工构件(37)及操作面(36)紧密连接的柔性袋状结构，操作面(36)为位于地下水位以下可挡土止水的结构面，流体储存腔(9)是由施工构件(37)与密封袋(38)围合而成的空间，密封连接(39)为将密封袋(38)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张继红，
申请(专利权)人：张继红，
类型：新型
国别省市：上海;31