CN114658023B - 高速公路大直径超长群桩及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高速公路大直径超长群桩及其施工方法。本发明以带筛孔的桩筒外侧筒壁和遇水膨胀止水带作为堵漏止水材料的外侧封闭结构，在施工时，在缓凝结剂的缓冲作用下，不易损坏；在遇水时，遇水膨胀止水带膨胀而将隔膜压裂，使得堵漏止水材料可以泄露到外界，实现施工后的二次堵水，增强防渗漏性能。
Description
技术领域
本发明是关于高速公路大直径超长群桩施工技术的研究，具体而言，是一种高速公路大直径超长群桩及其施工方法。
背景技术
灌注桩由最早的100多年前的1893年，因为工业的发展以及人口的增长，高层建筑不断增加，但是因为好多城市的地基条件比较差，不能直接承受由高层建筑所传来的压力，地表以下存在着厚度很大的软土或中等强度的黏土层，建造高层建筑如仍沿用当时通用的摩擦桩，必然产生很大的沉降。于是工程师们借鉴了掘井技术发明了在人工挖孔中浇筑钢筋混凝土而成桩。于是在随后的50年之后，即20世纪40年代初随着大功率钻孔机具的研制成功首先在美国问世，二战后，世界各地特别是欧美发达国家经济复苏与发展，时至今日，随着科学技术的日新月异发展，钻孔灌注桩在高层、超高层的建筑物和重型构筑物中被广泛应用。当然，在我国，钻孔灌注桩设计及施工水平也得到了十足的发展。
为提高灌注桩的稳定性，现有技术中有一解决方案，即采用散体桩劈裂过程中，依靠散体材料压碎含止水粉末的防渗球，实现二次止水。但因该防渗球是在未完全固结的混凝土中破碎的，所以止水材料会与混凝土中水分反应，导致混凝土固结程度不足和防渗桩套丧失大部分成型后再次止水的能力，因此该灌注桩没有应对成型后渗水的机制，仍然存在易沉降的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种防渗水的高速公路大直径超长群桩及其施工方法。具体而言：
高速公路大直径超长群桩的施工方法，包括：
S100，在排水降水处理后的地基上钻出桩孔；
S200，向桩孔中下入刚性桩筒，其中刚性桩筒的侧壁上设有阵列分布且部分或全部从刚性桩筒外露出的防渗胶囊，防渗胶囊包括：
外壳，所述外壳朝向桩孔孔壁的一侧设有阵列分布的透水孔；
隔膜，所述隔膜为石蜡材质，隔膜隔断安装在外壳内而将外壳内空间分为内腔和外腔，所述透水孔全部位于外腔的腔壁上；
遇水膨胀止水带，所述遇水膨胀止水带为片状并封堵固定在外腔设有透水孔的一侧腔壁上；
缓凝结剂，所述缓凝结剂充满所述内腔；
堵漏止水材料，所述堵漏止水材料充满遇水膨胀止水带和隔膜之间的外腔空间；
S300，在刚性桩筒内装入网筒，网筒的网眼比防渗胶囊的内侧面小；
S400，将散体材料打入网筒的筒腔内，散体材料在筒腔内体积占比为60%-80%；
S500，用旋挖钻机在散体材料中采用变旋进、边喷气喷浆的方式，浇注仿生自愈合水泥砂浆，以使得散体材料劈开防渗胶囊的内腔和刚性桩筒的筒壁；
S600，在旋挖钻机提钻过程中，向仿生自愈合水泥砂浆中心浇注成型刚性芯桩。
进一步地，散体材料是括碎石、卵石、砂、钢渣、矿渣中的至少一种。
高速公路大直径超长群桩，包括：
刚性桩筒，所述刚性桩筒上设有阵列分布且部分或全部从刚性桩筒外露出的防渗胶囊，防渗胶囊包括：
外壳，所述外壳朝向桩孔孔壁的一侧设有阵列分布的透水孔；
隔膜，所述隔膜为石蜡材质，隔膜隔断安装在外壳内而将外壳内空间分为内腔和外腔，所述透水孔全部位于外腔的腔壁上；
遇水膨胀止水带，所述遇水膨胀止水带为片状并封堵固定在外腔设有透水孔的一侧腔壁上；
缓凝结剂，所述缓凝结剂充满所述内腔；
堵漏止水材料，所述堵漏止水材料充满遇水膨胀止水带和隔膜之间的外腔空间；以及
网筒，所述网筒贴附在刚性桩筒内壁上，网筒的网眼比防渗胶囊的内侧面小；
散体材料，所述散体材料抵顶在网筒和刚性桩筒上，并且散体材料将防渗胶囊的内腔和刚性桩筒的筒壁劈裂；
自愈合水泥砂浆，所述自愈合水泥砂浆掺杂在散体材料内；
刚性芯桩，所述刚性芯桩现浇成型的同轴固定在刚性桩筒中，所述散体材料和自愈合水泥砂浆抵顶在刚性芯桩和刚性桩筒之间。
进一步地，刚性桩筒的外筒壁上凸设有格栅状的扶正突起，所述防渗胶囊位于扶正突起的每个格栅几何中心。
进一步地，刚性桩筒的内壁上开设有内小外大的安装窗口，所述防渗胶囊嵌装在安装窗口内，并在刚性桩筒的外筒壁上固定有卡扣在防渗胶囊外周上的卡箍。
进一步地，防渗胶囊为圆柱状，并竖向设置。
进一步地，隔膜为向刚性芯桩中心拱起的瓦形，遇水膨胀止水带为两端与隔膜相接且吻合贴附在刚性芯桩靠外侧的内壁上的C形。
进一步地，遇水膨胀止水带的中部比两端厚。
进一步地，散体材料是括碎石、卵石、砂、钢渣、矿渣中的至少一种。
本发明的有益效果：
本发明以带筛孔的桩筒外侧筒壁和遇水膨胀止水带作为堵漏止水材料的外侧封闭结构，在施工时，在缓凝结剂的缓冲作用下，不易损坏；在遇水时，遇水膨胀止水带膨胀而将隔膜压裂，使得堵漏止水材料可以泄露到外界，实现施工后的二次堵水，增强防渗漏性能。
附图说明
图1是本发明高速公路大直径超长群桩的示意图；
图2是图1中刚性桩筒一种实施例的示意图；
图3是图2中防渗胶囊的示意图；
图4是图1中刚性桩筒另一种实施例的示意图。
具体实施方式
实施例1：
参见图1至图3所示，该高速公路大直径超长群桩的施工方法，包括：
S100，在排水降水处理后的地基上钻出桩孔。
在待施工劲性复合桩的桩位外周软土层中，设置多个管井和塑料排水板进行抽排水作业，使地下水位降低，土体含水量降低、密度提高，上部软土硬化密实。钻孔作业所采用的机械设备为长螺旋钻机，采用先钻中心孔，后扩孔的方式，将桩孔加工成设定孔径，而一般优选120cm-300cm。
S200，向桩孔中下入刚性桩筒100。
刚性桩筒100为不锈钢材质，厚度为3-5cm。刚性桩筒100的外筒壁上凸设有格栅状的扶正突起101，每个格栅的几何中心开设有竖直设置且的内小外大的安装窗口，安装窗口内粘接嵌装有柱状的防渗胶囊200，防渗胶囊200有从安装窗口的内端小口露出的内侧和从安装窗口的外端大口露出的外侧，外侧的体积比内侧大。防渗胶囊200包括柱状的外壳201、瓦形的隔膜202、C形的遇水膨胀止水带205和缓凝结剂204、堵漏止水材料203。其中，外壳201朝向桩孔孔壁的一侧设有阵列分布的透水孔；隔膜202向刚性桩筒100中心突起且为石蜡材质，隔膜202隔断安装在外壳201内而将外壳201内空间分为内腔和外腔，透水孔全部位于外腔的腔壁上；遇水膨胀止水带205为片状并封堵固定在外腔设有透水孔的一侧腔壁上，遇水膨胀止水带205两端与隔膜202相接且吻合贴附在刚性芯桩靠外侧，并且遇水膨胀止水带205的中部比两端厚。；缓凝结剂204充满所述内腔；堵漏止水材料203充满遇水膨胀止水带205和隔膜202之间的外腔空间。缓凝结剂204和堵漏止水材料203均为粉末材质。
S300，在刚性桩筒100内装入网筒300。
其中，网筒300的网眼比防渗胶囊200的内侧面小，即防渗胶囊200被挡止设置在网眼的外侧。
S400，将散体材料400打入网筒300的筒腔内。
其中，散体材料400在筒腔内体积占比为60%-80%，即散体材料400不会充满网筒300内空间，从而避免散体材料400在仿生自愈合水泥砂浆浇注过程中外溢浪费。
其中，散体材料400是括碎石、卵石、砂、钢渣、矿渣中的至少一种。优选地，散体材料400的长端也比网筒300的网眼小，以使散体材料400被卡在网筒300的网眼上，以控制劈裂过程中散体材料400对刚性桩筒100的劈裂强度。
S500，用旋挖钻机在散体材料400中采用变旋进、边喷气喷浆的方式，浇注仿生自愈合水泥砂浆500，以使得散体材料400劈开防渗胶囊200的内腔和刚性桩筒100的筒壁。
在此过程中，外围散体材料400在旋挖钻机和内侧散体材料400的挤压作用下，将把尖端挤压在刚性桩筒100和防渗胶囊200上，而防渗胶囊200在受外力后，可从刚性桩筒100上脱离，以在被劈裂的同时，不会损坏隔膜202。
S600，在旋挖钻机提钻过程中，向仿生自愈合水泥砂浆500中心浇注成型刚性芯桩600。
其中，刚性芯桩600为混凝土芯桩或钢筋混凝土芯桩。
在出现渗水时，渗水从透水孔进入遇水膨胀止水带205，遇水膨胀止水带205膨胀而通过堵漏止水材料203挤压隔膜202，并随着渗水的增加，在压裂隔膜202后，使得堵漏止水材料203从外腔流出，对周边渗漏的水流进行止水；其次，在地温升高后，堵漏止水材料203也会流出，进行堵水止水。
实施例2:
如图4所示，本实施例与实施例1的区别在于，防渗胶囊200不再粘接，而是被卡箍700卡扣固定在刚性桩筒100上，该卡扣位于防渗胶囊200的中部，有且仅有一个。以在旋挖钻机劈裂过程中，保证上下两端可以避让。
以上仅就本发明应用较佳的实例做出了说明，但不能理解为是对权利要求的限制，本发明的结构可以有其他变化，不局限于上述结构。总之，凡在本发明的独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在发明的保护范围内。
Claims (9)
1.高速公路大直径超长群桩的施工方法，包括：
S100，在排水降水处理后的地基上钻出桩孔；
S200，向桩孔中下入刚性桩筒，其中刚性桩筒的侧壁上设有阵列分布且部分或全部从刚性桩筒外露出的防渗胶囊，防渗胶囊包括：
外壳，所述外壳朝向桩孔孔壁的一侧设有阵列分布的透水孔；
隔膜，所述隔膜为石蜡材质，隔膜隔断安装在外壳内而将外壳内空间分为内腔和外腔，所述透水孔全部位于外腔的腔壁上；
遇水膨胀止水带，所述遇水膨胀止水带为片状并封堵固定在外腔设有透水孔的一侧腔壁上；
缓凝结剂，所述缓凝结剂充满所述内腔；
堵漏止水材料，所述堵漏止水材料充满遇水膨胀止水带和隔膜之间的外腔空间；
S300，在刚性桩筒内装入网筒，网筒的网眼比防渗胶囊的内侧面小；
S400，将散体材料打入网筒的筒腔内，散体材料在筒腔内体积占比为60%-80%；
S500，用旋挖钻机在散体材料中采用变旋进、边喷气喷浆的方式，浇注仿生自愈合水泥砂浆，以使得散体材料劈开防渗胶囊的内腔和刚性桩筒的筒壁；
S600，在旋挖钻机提钻过程中，向仿生自愈合水泥砂浆中心浇注成型刚性芯桩。
2.根据权利要求1所述的施工方法，其中，散体材料是括碎石、卵石、砂、钢渣、矿渣中的至少一种。
3.采用如权利要求1所述的施工方法建成的高速公路大直径超长群桩，包括：
刚性桩筒，所述刚性桩筒上设有阵列分布且部分或全部从刚性桩筒外露出的防渗胶囊，防渗胶囊包括：
外壳，所述外壳朝向桩孔孔壁的一侧设有阵列分布的透水孔；
隔膜，所述隔膜为石蜡材质，隔膜隔断安装在外壳内而将外壳内空间分为内腔和外腔，所述透水孔全部位于外腔的腔壁上；
遇水膨胀止水带，所述遇水膨胀止水带为片状并封堵固定在外腔设有透水孔的一侧腔壁上；
缓凝结剂，所述缓凝结剂充满所述内腔；
堵漏止水材料，所述堵漏止水材料充满遇水膨胀止水带和隔膜之间的外腔空间；以及
网筒，所述网筒贴附在刚性桩筒内壁上，网筒的网眼比防渗胶囊的内侧面小；
散体材料，所述散体材料抵顶在网筒和刚性桩筒上，并且散体材料将防渗胶囊的内腔和刚性桩筒的筒壁劈裂；
自愈合水泥砂浆，所述自愈合水泥砂浆掺杂在散体材料内；
刚性芯桩，所述刚性芯桩现浇成型，同轴固定在刚性桩筒中，所述散体材料和自愈合水泥砂浆抵顶在刚性芯桩和刚性桩筒之间。
4.根据权利要求3所述的高速公路大直径超长群桩，其中，刚性桩筒的外筒壁上凸设有格栅状的扶正突起，所述防渗胶囊位于扶正突起的每个格栅几何中心。
5.根据权利要求4所述的高速公路大直径超长群桩，其中，刚性桩筒的内壁上开设有内小外大的安装窗口，所述防渗胶囊嵌装在安装窗口内，并在刚性桩筒的外筒壁上固定有卡扣在防渗胶囊外周上的卡箍。
6.根据权利要求5所述的高速公路大直径超长群桩，其中，防渗胶囊为圆柱状，并竖向设置。
7.根据权利要求3-6中任意一项所述的高速公路大直径超长群桩，其中，隔膜为向刚性芯桩中心拱起的瓦形，遇水膨胀止水带为两端与隔膜相接且吻合贴附在刚性芯桩靠外侧的内壁上的C形。
8.根据权利要求7所述的高速公路大直径超长群桩，其中，遇水膨胀止水带的中部比两端厚。
9.根据权利要求3-6中任意一项所述的高速公路大直径超长群桩，其中，散体材料是括碎石、卵石、砂、钢渣、矿渣中的至少一种。
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