本发明专利技术公开了一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置及灌注桩施工方法，本装置使用双层护筒作为主体结构，护筒由四块等大小的弧形钢板组成，相邻弧形钢板间用弹簧进行连接，两护筒间形成隔空层，根据实际工程选择填入不同的物质，灌注桩桩端浇筑分内外两圈进行，和高压注浆，二次注浆工艺配合使用，从而限制灌注桩桩头的持续膨胀，防止自身由于持续膨胀而开裂，保证桩头的承载力，本发明专利技术安放简单，限制作用明显，承载力高，可根据不同的地基情况添加相应改进措施进行使用，以及本发明专利技术不只是限制桩头的膨胀，可以设置在灌注桩地表以下的任何部位，可广泛用于珊瑚砂地基或有颗粒破碎性质的地基中。
【技术实现步骤摘要】
一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置及施工方法
本专利技术涉及建筑、土木施工领域，特别是一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置及施工方法。
技术介绍
珊瑚砂为珊瑚或贝壳碎片，具持续释放碳酸钙的特性，颗粒大小不等，规格多种多样。珊瑚砂最大的特点是微孔丰富，强度较低，容易破碎，结构破坏后不易恢复。在钙质砂地基中成桩，由于钙质砂在很小的应力下就会发生颗粒破碎，因此不论是打入桩还是灌注桩，由于对钙质砂地基土的扰动，桩周钙质砂受到挤压，颗粒破碎，产生很大空隙，成桩后桩侧阻力和桩端阻力都会弱化，使桩基承载力降低，因此，在珊瑚砂地基中形成承载力较高的灌注桩已经成为一个亟待解决的课题。灌注桩具有承载力高、沉降量小且较均匀及腐蚀性能好的特点，可以应用于各种工程地质条件和各种类型的工程。在灌注桩中加入膨胀剂使其桩端膨胀，从而提高灌注桩的承载力，由于珊瑚砂的易破碎性质，加入膨胀剂后的灌注桩向外持续膨胀，导致桩头疏松，从而破裂，承载力降低。所以，限制桩端的持续膨胀成为一个急需解决的课题。现阶段针对限制桩端持续膨胀的方法有碳纤维布进行包裹头部以及在钢管桩中添加膨胀混凝土，但这些方法均存在无法很好限制灌注桩桩头持续膨胀以及针对特殊地形不能很好适应的缺陷，从而无法起到很好的限裂防裂作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置及施工方法，本装置安放简单，配置灵活，受力性能好，对环境影响小，中部隔空层根据不同的地基填充不同的物质，具有一定的针对性；该装置不仅仅可以限制桩头的扩张，也可以限制地表以下灌注桩的任何膨胀部位；不仅仅适用于珊瑚砂地基，也适用于有颗粒破碎性质的地基。浇筑时，通过预设的压应力片的反馈情况来判断桩端是否需要二次注浆，如若需要，配合高压注浆以及二次注浆工艺，修补第一次注浆膨胀产生的裂缝，从而保证灌注桩的承载力。为了实现上述的技术特征，本专利技术的目的是这样实现的：一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置，它包括外护筒和内护筒，所述外护筒由多块外弧形钢板制成，相邻的外弧形钢板之间通过拉伸装置相连，并整体连接成环形结构；所述外护筒和内护筒之间通过伸缩装置相连，并使得内护筒位于外护筒的中间位置；在外护筒和内护筒之间形成隔空层。所述内护筒采用多块内弧形钢板制成，相邻的内弧形钢板之间通过拉伸装置相连，并整体连接成环形结构。所述外护筒和内护筒的每块弧形钢板的两侧边缘由上到下依次焊接有多个均布的挂环。所述拉伸装置采用拉簧，所述拉簧两端分别钩挂在相邻的弧形钢板上的挂环之间。所述外护筒的每块外弧形钢板的外侧壁上对称固定有第一阻断装置，相邻的两个外弧形钢板的第一阻断装置之间贯穿安装有第一保护装置；所述内护筒的每块内弧形钢板的外侧壁上对称固定有第二阻断装置，相邻的两个内弧形钢板的第二阻断装置之间贯穿安装有第二保护装置。所述第一阻断装置和第二阻断装置都采用两端内折的钢筋材料制成，其内折的两端焊接固定在弧形钢板的外壁上；所述第一保护装置和第二保护装置都分别对应采用与外弧形钢板和内弧形钢板的弧形相匹配的弧形钢片，所述弧形钢片两端向上弯曲。所述伸缩装置的两端焊接分别固定在外护筒和内护筒的内侧壁上，所述伸缩装置采用空心铁管材料制成，在隔空层内部剩余空间添加珊瑚砂或者陶粒。所述护筒装置的底端为膨胀段，所述膨胀段的中心位置设置有隔筒，在灌注桩浇筑时膨胀段分内外两圈浇筑，套筒内圈为普通混凝土，外圈为膨胀混凝土；所述膨胀段的上部为灌注桩剩余部分，所述灌注桩剩余部分全部浇筑普通混凝土；所述膨胀混凝土内部添加螺旋状长条聚丙烯纤维。所述内护筒内部放置有柔性高强材料。所述限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置的施工方法，包括以下步骤：S1：通过伸缩装置固定好内护筒的位置，然后往隔空层中添加陶粒；接着沿内护筒一圈铺放一块碳纤维布，碳纤维布总长度高于该装置顶部边缘处，碳纤维布围绕内护筒底部设置一圈均匀褶皱；S2：钻孔，钻孔至设计深度，提出钻孔，伸入导管，在桩孔周围一圈喷水泥浆；S3：放置双层护筒装置在桩孔底部，下放钢筋笼，在钢筋笼间下放套筒；S4：进行桩端混凝土浇筑，浇筑分内外两圈，先浇筑桩端外圈，所需混凝土为膨胀混凝土，浇筑完毕，外圈混凝土开始膨胀，向四周挤压内护筒，内护筒通过陶粒传力到外护筒，向外扩张，外护筒、内护筒的拉伸装置产生拉力，陶粒受到挤压，密实度变大，一同产生限制灌注桩持续膨胀的阻力，保证灌注桩的承载力，桩头持续膨胀，导致桩头疏松，承载力降低；S5：待桩头结束膨胀成型，提出套筒，进行应力测试，桩头膨胀段中部预设一个压应力片，根据压应力片的反馈情况，选择是否进行二次注浆，如果压应力持续增力，没有出现消减情况，表明混凝土没有开裂，如果出现陡降，表明混凝土已经开裂，必须进行二次压力注浆，通过二次注浆弥补之前外圈第一次注浆膨胀产生的裂缝，其中内圈膨胀段采用高压注浆的方法，注浆管设置在桩端外围，便于浇筑外围的裂缝，且注浆管是刚性的，待到二次注浆完，强力抽走注浆管，然后灌注桩剩余部分继续浇筑普通混凝土，直至达到设计标高。本专利技术有如下有益效果：1、此装置可以设置在桩体的任意位置，不仅仅限于桩端的膨胀，根据实际工程需要进行设置。2、外护筒与内护筒通过伸缩装置连接，伸缩装置为拉伸的空心铁管，既能固定内护筒的位置，又能保持护筒的扩张。3、伸缩装置为空心铁管，中间可以穿过一根有弹性的钢绳，拉住对位的弧形钢板，面对软弱的地基，该装置能形成定膨胀，防止桩头持续膨胀，破坏装置。4、保护装置边缘处向上弯曲，防止保护装置从外护筒上脱落；保护装置边缘处向上弯曲，防止保护装置从内护筒上脱落。5、隔空层里可以填入不同种类的陶粒，浇筑之前，通过钻孔来测定土地实际密实度，如果当前土体不允许有太大变形，在隔空层里加入高强陶粒，限制灌注桩的持续膨胀；如果当前土体允许较大变形，那么可以在隔空层里加入低强陶粒，减小限制灌注桩的抗力。6、隔空层填入珊瑚砂，就地取材，方便快捷，节约成本。7、桩体可以做成一个空心桩，中间采用钢筒进行支撑，有效节约成本且施工方便。8、在浇筑开始前，把桩孔周围喷洒一圈水泥浆，起到预加固效果，保证周边地基的承载力。9、膨胀混凝土内加入螺旋长条状聚丙烯纤维，聚丙烯纤维被称为混凝土的次要加强筋，抗拉强度高，价格低廉，性能优异，轻质，螺旋长条状有利于纤维在混凝土中固定位置，不会全部沉到膨胀混凝土底部。10、拉伸装置采用的5bYJQU拉簧拉力大，容易悬挂，保证内护筒与外护筒向四周等距离扩大，限制桩头的持续膨胀。11、内护筒里的碳纤维布在底部设置一圈均匀褶皱，一定范围内限制桩头的持续膨胀，保证桩头的承载力，根据工程的实际可以分三种情况使用该装置，第一种是不需要该装置，直接用碳纤维布包裹；第二种是需要该装置架撑着碳纤维布，待第一次膨胀完成，快变形结束后把装置提上去抽走，循环使用；第三种是不需要回收装置，直接放在桩端部位。12、灌注桩外圈高压本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置，其特征在于：它包括外护筒（1）和内护筒（2），所述外护筒（1）由多块外弧形钢板制成，相邻的外弧形钢板之间通过拉伸装置（21）相连，并整体连接成环形结构；所述外护筒（1）和内护筒（2）之间通过伸缩装置（31）相连，并使得内护筒（2）位于外护筒（1）的中间位置；在外护筒（1）和内护筒（2）之间形成隔空层（3）。/n
【技术特征摘要】
1.一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置，其特征在于：它包括外护筒（1）和内护筒（2），所述外护筒（1）由多块外弧形钢板制成，相邻的外弧形钢板之间通过拉伸装置（21）相连，并整体连接成环形结构；所述外护筒（1）和内护筒（2）之间通过伸缩装置（31）相连，并使得内护筒（2）位于外护筒（1）的中间位置；在外护筒（1）和内护筒（2）之间形成隔空层（3）。
2.根据权利要求1所述一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置，其特征在于：所述内护筒（2）采用多块内弧形钢板制成，相邻的内弧形钢板之间通过拉伸装置（21）相连，并整体连接成环形结构。
3.根据权利要求1所述一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置，其特征在于：所述外护筒（1）和内护筒（2）的每块弧形钢板的两侧边缘由上到下依次焊接有多个均布的挂环（24）。
4.根据权利要求1所述一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置，其特征在于：所述拉伸装置（21）采用拉簧，所述拉簧两端分别钩挂在相邻的弧形钢板上的挂环（24）之间。
5.根据权利要求1所述一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置，其特征在于：所述外护筒（1）的每块外弧形钢板的外侧壁上对称固定有第一阻断装置（12），相邻的两个外弧形钢板的第一阻断装置（12）之间贯穿安装有第一保护装置（13）；
所述内护筒（2）的每块内弧形钢板的外侧壁上对称固定有第二阻断装置（22），相邻的两个内弧形钢板的第二阻断装置（22）之间贯穿安装有第二保护装置（23）。
6.根据权利要求5所述一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置，其特征在于：所述第一阻断装置（12）和第二阻断装置（22）都采用两端内折的钢筋材料制成，其内折的两端焊接固定在弧形钢板的外壁上；
所述第一保护装置（13）和第二保护装置（23）都分别对应采用与外弧形钢板和内弧形钢板的弧形相匹配的弧形钢片，所述弧形钢片两端向上弯曲。
7.根据权利要求1所述一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置，其特征在于：所述伸缩装置（31）的两端焊接分别固定在外护筒（1）和内护筒（2）的内侧壁上，所述伸缩装置（31）采用空心铁管材料制成，在隔空层（3）内部剩余空间添加珊瑚砂或...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，陶鑫波，王芳，张瀚，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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