本发明专利技术公开了一种基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩及其施工方法，包括预制钢筋混凝土管，其中心为主排水通道；预制钢筋混凝土管的外壁上设有轴向贯通桩身的凹槽，凹槽内部嵌有活动式防堵塞装置且设有若干横孔；预制钢筋混凝土管内壁及横孔内壁上均铺设毛细透排水带，活动式防堵塞装置内设有开孔和夹层，夹层空隙中则设有细密钢丝滤网和活动金属隔断。本发明专利技术在保证PTC管桩承载能力及排水能力的同时，利用活动式防堵塞装置解决了其排水孔易淤堵的问题，并且在解除隔断时没有地基扰动和操作困难等问题。利用CPDB技术增大了PTC管桩的总排水量和排水效率，尤其是通过其虹吸效应提高了在无抽水泵等外力作用时管桩内部积水的竖向排水效率。
【技术实现步骤摘要】
基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩及其施工方法
本专利技术涉及土木工程
，尤其涉及一种基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩及其施工方法，适用于对软弱地基进行加固的情况。
技术介绍
在地基处理中常采用复合地基形式对软弱地基进行加固处理，其中桩基础能向深部土层传递荷载，得到广泛应用。普通预制混凝土桩的桩身材料自重大，且透水性差，桩体自身易发生较大沉降，且地基固结缓慢，不利于地基土的承载力充分发挥；而开孔排水管桩在施工及后续使用过程中，桩周围土体易挤入排水孔中造成堵塞，导致桩身排水能力显著下降，同时，开孔排水管桩在无较大外力(如抽水泵)作用时存在内部排水效率不足的问题，大量孔隙水积蓄在桩身内，影响土体固结能力和桩身承载能力，严重时会引起建筑物的沉降、变形或倾斜。毛细透排水带(CapillaryPerviousDrainBelt，简称CPDB)是指在软质薄塑胶片上开设密集导水槽孔，其软质薄塑胶片厚约2mm，在宽度方向每隔1.5mm开设直径约1mm的导水槽孔，再沿每个导水槽孔的下方，纵向剖开约0.3mm宽度的毛细槽沟，从而在断面上形成内大外小、形状如“Ω”的吸排水通道。铺设时毛细槽沟这面朝下，在毛细水压力的作用下，土中水经毛细槽沟进入导水槽孔中；另一方面，毛细槽沟的宽度比导水槽孔的直径小，且毛细槽沟向下，水流中的土颗粒因重力作用自然沉淀，不会随水流进入导水槽孔内，也不会紧贴在毛细槽沟附近产生淤积。毛细透排水带作为新型排水材料，有效结合了毛细力、虹吸力、表面张力和重力的效力，克服了传统排水材料易堵塞的缺点，解决了渗渠因滤层阻塞集水困难的问题，其特点包括但不限于：①不堵塞；②具排水排(潮)气功能；③抗土压力强；④主动式排水；⑤高渗透性；⑥具自清功能；⑦施工简单；⑧具挠曲柔性；⑨低成本。相比传统排水技术，毛细透排水带可谓是名副其实的“水流高速公路”，具有重要工程价值，但相关技术目前在桩基础及其复合地基处理方面尚未得到较好应用。通过公开专利检索，发现以下对比文件：CN112252305A公开了一种防淤堵排水预制桩及其施工方法，包括桩身、桩尖、套管及桩帽，桩身外部滑动并同轴套装套管，桩身的外壁上制出有多道周向均布且轴向贯通桩身的凹槽；凹槽的内壁上铺设有排水带，凹槽的内壁上制出有多个塞孔；塞孔内均固定插接有水溶性栓塞，水溶性栓塞的中部穿透排水带。该防淤堵排水预制桩结合桩基的承载能力和排水能力，把排水带铺设在桩身凹槽内并固定，而提供一种新型的减压排水预制桩及其施工工艺。经分析，该专利应用于软弱地基加固的情况存在两点缺陷：1、套管与桩身一同打入土体后，桩周土受到挤压，桩身侧摩阻力骤增，此时再将套管拔出必然十分困难，甚至可能导致地基损坏或桩体不稳定等严重后果，即使强行拔出也会削弱桩体与桩周土之间的握裹作用，给实际施工带来操作上的不便和使用中的不确定性；2、排水效率不足，排水带仅分布于桩身外壁上的凹槽中，首先其接触面积限制了其总排水量，其次传统塑料排水带存在排水效率问题，无法及时向上排出积水，常需要抽水泵辅助排水，增加了施工的操作量和额外耗费，也不利于复合地基的快速固结。上述问题严重限制了该排水桩在软弱地基(尤其是含水量较多的软土地基)中的应用，对此，申请人基于CPDB技术及活动式防堵塞装置改良并研发了一种新型PTC排水管桩，其结构及功能原理均不同于上述专利的公开内容，故不影响本申请的新颖性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，即排水管桩外置套筒防堵塞装置不利于施工和地基稳定的缺陷，以及传统排水技术竖向排水效率不足的问题，提供一种基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩及其施工方法。该PTC管桩既具备普通排水管桩的强度与刚度，又具有易于操作和实现的新型防堵塞装置，同时还有效利用CPDB技术增强了排水桩的竖向排水能力和持续排水能力，相比于传统排水技术可以更高效地加速软弱地基固结，并且节省不必要的额外花费，经济实用。为了解决上述技术问题，本专利技术采取以下技术方案：一种基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩，包括预制钢筋混凝土管1，所述预制钢筋混凝土管1内部沿轴向设有主排水通道2，预制钢筋混凝土管1外周成形有若干沿轴向设置且贯通预制钢筋混凝土管1的凹槽4，凹槽4底部通过若干横孔3与主排水通道2连通；横孔3的内壁以及主排水通道2内壁上均铺设有毛细透排水带4，所述凹槽4内部嵌有活动式防堵塞装置；所述活动式防堵塞装置包括固定在凹槽4内的内金属夹层5和外金属夹层6，内金属夹层5和外金属夹层6上均成形有与横孔3对应的通孔；内金属夹层5和外金属夹层6之间成形有夹层，夹层内固定有过滤网并且滑动插入有隔断。进一步的改进，所述隔断为活动金属隔断7，活动金属隔断7的一端带有卡扣，且表面涂有润滑剂。进一步的改进，所述润滑剂包括凡士林。进一步的改进，所述通孔的孔径大于横孔3的孔径且小于夹层的宽度。进一步的改进，所述主排水通道2内壁上的毛细透排水带4避开横孔3所在位置；主排水通道2内壁上的毛细透排水带4延伸到预制钢筋混凝土管1顶部并向外折弯并以俯角倾斜延伸至外界排水管中，外界排水管所处的位置低于预制钢筋混凝土管1的顶部。进一步的改进，所述俯角≤15°进一步的改进，所述预制钢筋混凝土管1顶部一体成形有混凝土桩帽8；所述混凝土桩帽8的底部成形有与预制钢筋混凝土管1顶部的毛细透排水带4对应的引导槽9。进一步的改进，所述引导槽9的宽度等于预制钢筋混凝土管1顶部的毛细透排水带4的宽度；所述内金属夹层5包括中部的与凹槽4过盈配合的U形部51，U形部51两侧延伸成形有侧翼52；所述外金属夹层6为T形，外金属夹层6与侧翼52焊接固定。一种基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩的施工方法，包括以下步骤：步骤一、使用模具预制钢筋混凝土管1，所述预制钢筋混凝土管1内部沿轴向设有主排水通道2，预制钢筋混凝土管1外周成形有若干沿轴向设置且贯通预制钢筋混凝土管1的凹槽4，凹槽4底部通过若干横孔3与主排水通道2连通在凹槽4底部内嵌固定内金属夹层5；步骤二、将毛细透排水带分布沿竖向铺设在主排水通道2，沿横向铺设在横孔3的内壁；步骤三、将一层钢丝过滤网黏附在内金属夹层5表面，然后安装外金属夹层6并将外金属夹层6的侧翼与内金属夹层5焊接固定；内金属夹层5和外金属夹层6之间成形夹层；步骤四、将涂抹凡士林的活动金属隔断7插入夹层；步骤五、预制钢筋混凝土管1埋入土体；步骤六、将活动金属隔断7从夹层中抽出，管桩开始排水；步骤七、将毛细透排水带在预制钢筋混凝土管1顶部处弯折处理，向外延伸连接排水管；步骤八、在预制钢筋混凝土管1制作混凝土桩帽8，进行封桩处理，混凝土桩帽8预留引导槽9；步骤九、使用碎石铺设垫层。进一步的改进，所述步骤五中，预制钢筋混凝土管1埋入土体时，保持预制钢筋混凝土管1的桩身垂直偏差度不大于1％，如有偏斜或倾斜应立即纠正；在软土中埋桩时，桩距大于3～3.5倍预制钢筋本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩，其特征在于，包括预制钢筋混凝土管(1)，所述预制钢筋混凝土管(1)内部沿轴向设有主排水通道(2)，预制钢筋混凝土管(1)外周成形有若干沿轴向设置且贯通预制钢筋混凝土管(1)的凹槽(4)，凹槽(4)底部通过若干横孔(3)与主排水通道(2)连通；横孔(3)的内壁以及主排水通道(2)内壁上均铺设有毛细透排水带(4)，所述凹槽(4)内部嵌有活动式防堵塞装置；所述活动式防堵塞装置包括固定在凹槽(4)内的内金属夹层(5)和外金属夹层(6)，内金属夹层(5)和外金属夹层(6)上均成形有与横孔(3)对应的通孔；内金属夹层(5)和外金属夹层(6)之间成形有夹层，夹层内固定有过滤网并且滑动插入有隔断。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩，其特征在于，包括预制钢筋混凝土管(1)，所述预制钢筋混凝土管(1)内部沿轴向设有主排水通道(2)，预制钢筋混凝土管(1)外周成形有若干沿轴向设置且贯通预制钢筋混凝土管(1)的凹槽(4)，凹槽(4)底部通过若干横孔(3)与主排水通道(2)连通；横孔(3)的内壁以及主排水通道(2)内壁上均铺设有毛细透排水带(4)，所述凹槽(4)内部嵌有活动式防堵塞装置；所述活动式防堵塞装置包括固定在凹槽(4)内的内金属夹层(5)和外金属夹层(6)，内金属夹层(5)和外金属夹层(6)上均成形有与横孔(3)对应的通孔；内金属夹层(5)和外金属夹层(6)之间成形有夹层，夹层内固定有过滤网并且滑动插入有隔断。
2.如权利要求1所述的基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩，其特征在于，所述隔断为活动金属隔断(7)，活动金属隔断(7)的一端带有卡扣，且表面涂有润滑剂。
3.如权利要求2所述的基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩，其特征在于，所述润滑剂包括凡士林。
4.如权利要求1所述的基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩，其特征在于，所述通孔的孔径大于横孔(3)的孔径且小于夹层的宽度。
5.如权利要求1所述的基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩，其特征在于，所述主排水通道(2)内壁上的毛细透排水带(4)避开横孔(3)所在位置；主排水通道(2)内壁上的毛细透排水带(4)延伸到预制钢筋混凝土管(1)顶部并向外折弯并以俯角倾斜延伸至外界排水管中，外界排水管所处的位置低于预制钢筋混凝土管(1)的顶部。
6.如权利要求5所述的基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩，其特征在于，所述俯角≤15°
7.如权利要求5所述的基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩，其特征在于，所述预制钢筋混凝土管(1)顶部一体成形有混凝土桩帽(8)；所述混凝土桩帽(8)的底部成形有与预制钢筋混凝土管(1)顶部的毛细透排水带(4)对应的引导槽(9)。
8.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玲，彭搏程，赵衡，徐泽宇，岳梢，周杰，周帅，王颖，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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