一种可控地层变形的桩基钢护筒及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种可控地层变形的桩基钢护筒，包括钢护筒、注浆管、外侧水平压力传感器以及内侧注浆压力传感器，钢护筒包括内层钢壁、外层钢壁以及连接加强筋，注浆管设置于钢护筒的内层钢壁和外层钢壁之间，连接加强筋包括纵向加筋肋和交错贴附于内层钢壁外周面和外层钢壁内周面上的横向加筋肋，位于桩基钢护筒最下端的钢护筒为钻进段，该钻进段上方的钢护筒为连接段，钻进段的钢护筒的外周面向内凹陷形成装配凹槽，外侧水平压力传感器和内侧注浆压力传感器安装于钻进段。本发明专利技术还提供了一种可控地层变形的桩基钢护筒的施工方法。本发明专利技术的有益效果：通过动态实施同步注浆，可以实现拔管时根据不同深度的土层压力的变化而注入不同量的浆液，从而可以有效控制地层土体水平变形。平变形。平变形。

A pile foundation steel casing with controllable formation deformation and its construction method

【技术实现步骤摘要】
一种可控地层变形的桩基钢护筒及其施工方法


[0001]本专利技术涉及建筑工程
，尤其涉及一种可控地层变形的桩基钢护筒及其施工方法。

技术介绍

[0002]近年来在随着地下建/构筑物日益密集，在地下建/构筑物周边施工旋挖灌注桩的案例日益增多。旋挖灌注桩施工时，为防止塌孔，需采用钢护筒对孔桩进行保护。然而，钢护筒在本身具有一定的厚度，起吊后在桩基与土层之间存在间隙，间隙存在可引发土体位移，导致周边地铁、地下管廊等建构筑物变形。因此，亟需一种能够克服钢护筒起吊带来的桩基周边土体塌陷，从而控制地层变形的技术措施。
[0003]经对现有技术文献的检索发现，专利号为202011108302.2的中国专利公开了一种软弱地层桩基利用钢护筒注浆护壁的方法。该专利技术针对桩顶软弱土层易塌孔问题，在桩顶部埋设外壁布置注浆管的钢护筒，注浆填充后回收钢护筒，并进行桩基施工。实际上，旋挖灌注桩往往较长，需要多节钢护筒分别下放并焊接。上述专利所述钢护筒无法解决锤入过程的注浆管堵孔及多节钢护筒的连接问题。同时，软弱地层护壁形成后桩基施工中仍存在变形及塌孔风险，对邻近建筑物变形控制不利。
[0004]因此，有必要针对桩基施工专利技术一种可控地层变形的桩基钢护筒及其施工方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开了一种可控地层变形的桩基钢护筒，其可以有效解决
技术介绍
中涉及的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0007]一种可控地层变形的桩基钢护筒，包括至少两节上下连接的钢护筒和分别装配于所述钢护筒的注浆管、外侧水平压力传感器以及内侧注浆压力传感器，每节所述钢护筒包括内层钢壁、套设于所述内层钢壁并与所述内侧钢壁间隔一定距离的外层钢壁以及连接所述内层钢壁与所述外层钢壁的连接加强筋，所述注浆管分别设置于每节所述钢护筒的所述内层钢壁和所述外层钢壁之间，且相邻的所述钢护筒内的所述注浆管相连通，所述连接加强筋包括纵向加筋肋和交错贴附于内层钢壁外周面和外层钢壁内周面上的横向加筋肋，内层钢壁外周面上的横向加筋肋的左右两端分别通过所述纵向加筋肋连接相邻近的外层钢壁内周面上的横向加筋肋的端部，位于桩基钢护筒最下端的所述钢护筒为钻进段，该钻进段上方的所述钢护筒为连接段，钻进段的所述钢护筒的外周面向内凹陷形成装配凹槽，所述外侧水平压力传感器收纳于所述装配凹槽内，所述内侧注浆压力传感器安装于钻进段的所述钢护筒的内侧表面。
[0008]作为本专利技术的一种优选改进，所述钢护筒的顶部设有多个注浆口，所述钢护筒内设置多根垂直设置的所述注浆管，每根所述注浆管与一个所述注浆口连接。
[0009]作为本专利技术的一种优选改进，钢护筒之间通过锁扣固定连接。
[0010]作为本专利技术的一种优选改进，每个所述钢护筒内设置八根所述注浆管，且八根所述注浆管沿所述内层钢壁的圆周方向间隔45
°
均匀布置。
[0011]作为本专利技术的一种优选改进，所述连接加强筋还包括隔板，所述隔板将所述横向加筋肋和所述纵向加筋肋分割成位于所述隔板上方的无孔加筋肋和位于所述隔板下方的带孔加筋肋，所述带孔加筋肋中的纵向加筋肋沿竖直方向上贯穿设有多个流通孔洞。
[0012]作为本专利技术的一种优选改进，所述内层钢壁上的所述横向加筋肋沿所述内层钢壁的圆周方向每间隔5
°
设置，所述外层钢壁上的所述横向加筋肋沿所述外层钢壁的圆周方向每间隔5
°
设置。
[0013]作为本专利技术的一种优选改进，所述装配凹槽沿所述内层钢壁的圆周方向均匀设置三个，每个所述装配凹槽内均设置一个所述外侧水平压力传感器；所述内侧注浆压力传感器数量为三个，三个所述内侧注浆压力传感器分别对应设置于三个所述装配凹槽的下方。
[0014]作为本专利技术的一种优选改进，所述钢护筒的底端铰接有用于防止泥土进入所述钢护筒内的铰接盖板。
[0015]本专利技术还提供了一种基于所述的可控地层变形的桩基钢护筒的施工方法，该施工方法包括如下步骤：
[0016]步骤一、埋设桩基钢护筒的钻进段，检查压力传感器工作状态；
[0017]步骤二、依次连接下放桩基钢护筒的连接段，具体包括如下步骤：
[0018]钻进段缓慢入土，待钻进段入土完成后，测量验证入土垂直度与位置精度，若精度不足，则需调整；若满足精度要求，则利用导向槽固定钻进段；
[0019]依次埋设连接段，旋转连接段内的注浆管使其与下方相连的钢护筒内的注浆管连接；通过锁扣连接相连接的钢护筒，确保连接段与钻进段、连接段与连接段之间连接紧固；每节连接段均需测量垂直度，保证不偏位；
[0020]各连接段相连过程中，依次连接外侧水平压力传感器的数据传输导线，连接过程中，导线不同时拆除连接，确保至少有一组信号保持传输；
[0021]通过外侧水平压力传感器实时记录土层沿不同深度的初始侧向土压力P0，压力传输由三组数据组成，当三组数据之间最大误差不超过30％时取平均值；当三组数据之间最大误差超过30％时，以误差更小的两组数据为准，结果取平均值；
[0022]步骤三、桩基施工；
[0023]步骤四、钢护筒拔管并根据实时监测压力动态实施同步注浆，具体包括如下步骤：
[0024]在保障通过注浆口进行不间断注浆的同时，以不低于0.1m/s不高于0.3m/s的速度分节拔出钢护筒并依次拆除钢护筒内的注浆管；依次调整压力传感器传输导线长度，最后松开锁扣，移除该节钢护筒，其中，调整压力传感器传输导线长度时，导线不同时拆除连接，确保至少有一组信号保持传输；
[0025]通过设置在钻进段外层钢壁的外侧水平压力传感器实时记录土层沿不同深度的侧向土压力P1，同时依靠设置在钻进段内部的内侧注浆压力传感器实时记录同步注浆压力P2；据所测得的不同压力值，动态调整钢护筒上方注浆口浆液的注浆压力，拔管过程中，同步注浆压力P2应始终满足下述条件：
[0026]1.05P1≤P2≤1.2P0[0027]每个注浆口沿不同深度注浆压力可初步按下述公式设置，再根据P2控制效果进行
调整：
[0028][0029]其中，K0为地层侧压力系数，取0.3～0.5；γ
i
为第i层土重度，H
i
为第i层土重度，α
p
为注浆压力经验系数，软土宜取1.1～1.2，密实粘性土、砂土、风化岩宜取1.3～1.8；
[0030]每个注浆口注浆量如下：
[0031][0032]其中，R为钢护筒外径，r为钢护筒内径，n为注浆孔数量，α
s
为注浆量经验系数，其范围为1.2～1.8，对于卵、砾石、中粗砂取较高值。
[0033]作为本专利技术的一种优选改进，在步骤四中，注浆用的浆液采用双液浆，浆液配合比为：A液：B液＝1:1，其中，A液配合比为：水泥：粉煤灰：膨润土＝1:0.66:0.55；B液为波美度为35
°
～40
°
的中性水玻璃，双液浆粘度大于35"。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可控地层变形的桩基钢护筒，其特征在于，包括至少两节上下连接的钢护筒和分别装配于所述钢护筒的注浆管、外侧水平压力传感器以及内侧注浆压力传感器，每节所述钢护筒包括内层钢壁、套设于所述内层钢壁并与所述内侧钢壁间隔一定距离的外层钢壁以及连接所述内层钢壁与所述外层钢壁的连接加强筋，所述注浆管分别设置于每节所述钢护筒的所述内层钢壁和所述外层钢壁之间，且相邻的所述钢护筒内的所述注浆管相连通，所述连接加强筋包括纵向加筋肋和交错贴附于内层钢壁外周面和外层钢壁内周面上的横向加筋肋，内层钢壁外周面上的横向加筋肋的左右两端分别通过所述纵向加筋肋连接相邻近的外层钢壁内周面上的横向加筋肋的端部，位于桩基钢护筒最下端的所述钢护筒为钻进段，该钻进段上方的所述钢护筒为连接段，钻进段的所述钢护筒的外周面向内凹陷形成装配凹槽，所述外侧水平压力传感器收纳于所述装配凹槽内，所述内侧注浆压力传感器安装于钻进段的所述钢护筒的内侧表面。2.根据权利要求1所述的一种可控地层变形的桩基钢护筒，其特征在于：所述钢护筒的顶部设有多个注浆口，所述钢护筒内设置多根垂直设置的所述注浆管，每根所述注浆管与一个所述注浆口连接。3.根据权利要求1所述的一种可控地层变形的桩基钢护筒，其特征在于：钢护筒之间通过锁扣固定连接。4.根据权利要求1所述的一种可控地层变形的桩基钢护筒，其特征在于：每个所述钢护筒内设置八根所述注浆管，且八根所述注浆管沿所述内层钢壁的圆周方向间隔45
°
均匀布置。5.根据权利要求1所述的一种可控地层变形的桩基钢护筒，其特征在于：所述连接加强筋还包括隔板，所述隔板将所述横向加筋肋和所述纵向加筋肋分割成位于所述隔板上方的无孔加筋肋和位于所述隔板下方的带孔加筋肋，所述带孔加筋肋中的纵向加筋肋沿竖直方向上贯穿设有多个流通孔洞。6.根据权利要求1所述的一种可控地层变形的桩基钢护筒，其特征在于：所述内层钢壁上的所述横向加筋肋沿所述内层钢壁的圆周方向每间隔5
°
设置，所述外层钢壁上的所述横向加筋肋沿所述外层钢壁的圆周方向每间隔5
°
设置。7.根据权利要求6所述的一种可控地层变形的桩基钢护筒，其特征在于：所述装配凹槽沿所述内层钢壁的圆周方向均匀设置三个，每个所述装配凹槽内均设置一个所述外侧水平压力传感器；所述内侧注浆压力传感器数量为三个，三个所述内侧注浆压力传感器分别对应设置于三个所述装配凹槽的下方。8.根据权利要求1所述的一种可控地层变形的桩基钢护筒，其特征在于：所述钢护筒的底端铰接有用于防止泥土进入所述钢护筒内的铰接盖板。9.一种基于权利要求1
‑
9任意一项所述的可控地层变形的桩基钢护筒的施工方法，其特征在于，该施工方法包...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福斌，许岩，李鹏，阮世强，刘源，陈仁朋，
申请(专利权)人：深圳市交通公用设施建设中心，
类型：发明
国别省市：