CN208395807U - 一种制作复合劲芯桩的施工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制作复合劲芯桩的施工装置，包括外沉管和内沉管，所述外沉管和内沉管形成双筒结构，所述外沉管的管壁为双层结构，其作用为用于支护围挡；所述外沉管的内层管壁和外层管壁之间形成空腔；所述空腔与输液管之间采用螺纹套头连接，输液管用于将菌液和加固液输送到空腔内，所述外沉管的内层管壁的管面上设置导液孔；所述内沉管为单层结构，其作用主要用于围挡，本实用新型具有隔水性能好，强度高，对环境污染小，施工时可以和其他工艺平行作业，能有效缩短施工工期的优点。

Description

一种制作复合劲芯桩的施工装置

技术领域

本实用新型涉及一种施工装置，尤其涉及一种制作复合劲芯桩的施工装置。

背景技术

桩基础既是一种历史悠久的基础型式，又是一种应用广泛、发展迅速、生命力很强的基础型式。城市建设立体化，交通高速化，以及改善综合居住环境已成为现代土木工程的特征。桩基技术广泛应用于土木工程的各个领域，大凡兴建规模大一些的建筑工程，都会用到桩基技术，或者作为支承建筑物重量的桩基础，或者作为基坑开挖支护结构。随着科学技术以及工程建设和工业技术的不断发展，桩的种类和桩基型式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法，都有了很大的演进。由于桩基具有的承载力高、稳定性好、沉降及差异沉降小、沉降稳定快、抗震性能好以及能适应各种复杂地质条件等特点所以得到广泛的应用.但是，常见的桩或是用钢量较大因而造价较高，或是混凝土用量较多，对环境造成的二次污染较为严重。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种制作复合劲芯桩的施工装置，它具有封水性、有一定的承载能力和长期稳定性、同时在工程上降低了施工成本和施工时间的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种制作复合劲芯桩的施工装置，包括外沉管和内沉管，所述外沉管和内沉管形成双筒结构，所述外沉管的管壁为双层结构，其作用为用于支护围挡；所述外沉管的内层管壁和外层管壁之间形成空腔；所述空腔与输液管之间采用螺纹套头连接，输液管用于将菌液和加固液输送到空腔内，所述外沉管的内层管壁的管面上设置导液孔；所述内沉管为单层结构，其作用主要用于围挡，内沉管通过抽水管与抽水泵机组连接。

所述导液孔的钻油直径为14~15mm，呈梅花形分布在外沉管内层管壁的管面上，所述导液孔的面积为外沉管内层管壁的管面面积的15%~20%。

所述外沉管和外沉管为钢沉管，起到很好的围护作用，提高整体强度。

所述外沉管连接电源的阴极，形成阴极保护，实现沉管防止锈蚀的效果。

本实用新型的有益效果：

本实用新型具有隔水性能好，强度高，对环境污染小，施工时可以和其他工艺平行作业，能有效缩短施工工期的优点，可用于沿海地区较为极端、恶劣的环境，也可以用于其他的环境，本实用新型不受地理环境和施工气候，施工环境的影响，需要的施工场地较小，施工过程中产生噪音小，在市中心施工时不会影响到周围居民的正常生产生活，本实用新型具有封水性，承载能力和长期稳定性能优，同时在工程上降低了施工成本和施工时间，可作为有效的支承结构，施工过程中不会对环境产生二次污染，有经济环保的优点；本实用新型中内沉管筒为单层结构，用于围挡，通过渗流和电场作用，使微生物矿化过程中加固效果的均匀性更能得到保证，因此得到的加固后的土体强度更高。

附图说明

图1为制作基于MICP的复合劲芯桩的施工装置示意图；

图2为本实用新型的方法流程图。

其中，1.外沉管；2.内沉管；3.抽水泵机组；4.抽水管；5.输液管；6.菌液容器；7.加固液容器；8.电源阳极；9.电源阴极；10.复合劲芯桩。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种制作复合劲芯桩的施工装置，包括外沉管1和内沉管2，外沉管1和内沉管2形成双筒结构，外沉管1的管壁为双层结构，其作用为用于支护围挡；外沉管1的内层管壁和外层管壁之间形成空腔；空腔与输液管5之间采用螺纹套头连接，输液管5用于将菌液容器6内的菌液和加固液容器7内的加固液输送到空腔内，外沉管1的内层管壁的管面上设置导液孔；导液孔的钻油直径为14~15mm，呈梅花形分布在外沉管1内层管壁的管面上，所述导液孔的面积为外沉管1内层管壁的管面面积的15%~20%，内沉管2为单层结构，其作用主要用于围挡，内沉管1通过抽水管4与抽水泵机组连接。

外沉管1和外沉管2为钢沉管，起到很好的围护作用，提高整体强度，外沉管1连接电源阴极9，形成阴极保护，实现外沉管1防止锈蚀的效果，内沉管2接电源阳极8。

如图2所示，一种利用制作复合劲芯桩施工装置的施工方法，具体步骤为：

步骤一：根据设计需求，在平整后的场地上测量，放置标示线，确定劲芯桩的桩位，劲芯桩的桩位间隔放置；

步骤二：根据设计需求确定孔位，并做好标记，水平方向孔位两两之间的间距误差不应大于50mm，垂直方向孔位两两之间的间距误差不应大于100mm；孔底部偏斜尺寸不大于设计长度的3%；孔深度不小于设计长度，也不大于设计长度的1%；

步骤三：利用钻机进行钻孔，钻杆钻入地层，护壁套筒跟进，冲洗介质通过钻杆和钻头的通道进入钻孔，将钻孔废渣沿着钻杆和套筒间排出，为保证钻孔的垂直度，使用钻孔测斜仪控制钻孔方向，角度偏斜不大于3°，防止钻出的孔出现偏斜；当干钻成孔时，使用小螺旋机钻孔；

步骤四：启动振动机，把外沉管1沉入土中3.0~5.0米后，短暂停留观察沉管效果，并观察周围土体状况，若没有隆起，继续步骤五，若隆起，暂停振动机，修补后继续将外沉管1沉入土中；

步骤五：继续启动振动机，将外沉管1下沉至设定好的深度，下沉过程中每下沉2.0米，留振1分钟；

步骤六：重复步骤四至步骤五，沉入内沉管2；

步骤七：配置微生物矿化需要的产脉酶菌液以及加固液；所述产脉酶菌液由浓度OD600=1.5的巴氏芽抱杆菌及其生命活动所必需的营养盐溶液共同构成；所述加固溶液由浓度为0.5~1.2mol/L的氯化钙溶液,浓度为0.5~1.2mol/L的尿素溶液混合制成；每100g营养盐溶液中含有5.0g的大豆蛋白脉、15g的胰蛋白脉、5.0g的氯化钠以及20g的尿素，所述营养盐溶液的PH值为7.3；

步骤八：将抽水泵机组3接入内沉管2，输送产脉酶菌液的输液管5连接外沉管1内壁，打开抽水泵机组3和输液管5，利用内沉管2和外沉管1之间的水头差，在内沉管2和外沉管1之间的土体内形成稳定的渗流场，使产脉酶菌液向钻孔周围的地基扩散,并吸附于土体颗粒上；抽水泵机组为干式真空泵机组或者射流泵机组，抽水泵机组内的集水总管为直径是75~150mm的钢管，集水总管与内沉管之间采用法兰连接；

步骤九：步骤九：将外沉管1接直流电源阴极9，内沉管2接直流电源阳极8；闭合直流电源的开关,在电源阴极9的输液管5与电源阳极8的抽水管4之间形成直流电场,在直流电场作用4~8h后,切断直流电源的开关；直流电场施加时机为在产脉酶菌附着阶段,带负电荷的产脉酶菌以电泳形式向电源阳极8移动,使富集在产脉酶菌液注入处近端的产脉酶菌往产脉酶菌液注入处远端迁移,实现产脉酶菌在空间上的重分布；直流电场的强度为0.5~1.0V/cm；

步骤十：切断直流电源，静置24h后，将输送加固液的输液管5接入外沉管1内壁，同时打开抽水泵机组3和输液管5，利用内沉管2和外沉管1之间的水头差，在内沉管2和外沉管1之间的土体内形成稳定的渗流场，使加固液向钻孔周围的地基扩散，并与吸附在土体颗粒之上的产脉酶菌产生矿化反应，生成具有胶结作用的碳酸钙晶体；

步骤十一：将外沉管1接电源阴极9，内沉管2接电源阳极8；闭合直流电源的开关，在电源阴极9的输液管5与电源阳极8的抽水管4之间形成直流电场，在直流电场作用4~8h后，切断直流电源的开关；直流电场施加时机是在加固液反应阶段，带负电荷的加固液以电泳形式向电源阳极8移动，从而使富集在加固液注入处近端的加固液往加固液注入处远端迁移，实现加固液在空间上的重分布；

步骤十二：重复步骤十至步骤十一直至土体加固到设计强度；

步骤十三：在内沉管2内进行混凝土浆液搅拌劲芯制作；

首先根据设计挖基坑，然后输送泵将配置好没有经过离析的混凝土浆液连续灌输，同时搅拌机进行搅拌，搅拌次数以一次喷浆、一次搅拌或二次喷浆三次搅拌；当混凝土浆液达到出浆口时，应桩底座处喷混凝土浆液30S，使浆液完全达到桩端，当喷浆口达到桩顶标高时，搅拌机停止提升，再次搅拌数秒，以保证劲芯桩的桩头均匀密实；

在内沉管2内进行混凝土浆液搅拌劲芯制作时，混凝土浆液高于基础地面0.5米；因故障停止输送混凝土浆液时，将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m处，等恢复供浆时，再提升，若停机时间超过3h，应该清洗管道，防止混凝土浆液硬化堵塞管道，混凝土浆液灌输后养护14天；

劲芯桩加固深度不大于20m，使用干法施工时，劲芯桩加固深度不大于15m，内沉管2直径不小于500mm，外沉管1半径不小于1000mm；

步骤十四：形成微生物的复合劲芯桩10后，在劲芯桩与桩间土共同构成的地基顶部铺设柔性透水砂垫层，在柔性透水砂垫层顶部施加预压荷载，使桩间土中的孔隙水沿着砂桩和柔性透水砂垫层形成的排水通道排出，桩间土产生固结，提高桩间土的承载能力，微生物复合劲芯桩、排水固结后的软土和上覆的柔性透水砂垫层就共同形成了承载力较高的复合劲芯桩10。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种制作复合劲芯桩的施工装置，其特征在于，包括外沉管和内沉管，所述外沉管和内沉管形成双筒结构，所述外沉管的管壁为双层结构，其作用为用于支护围挡；所述外沉管的内层管壁和外层管壁之间形成空腔；所述空腔与输液管之间采用螺纹套头连接，输液管用于将菌液和加固液输送到空腔内，所述外沉管的内层管壁的管面上设置导液孔；所述内沉管为单层结构，其作用主要用于围挡，内沉管通过抽水管与抽水泵机组连接。

2.如权利要求1所述的一种制作复合劲芯桩的施工装置，其特征在于，所述导液孔的钻油直径为14~15mm，呈梅花形分布在外沉管内层管壁的管面上，所述导液孔的面积为外沉管内层管壁的管面面积的15%~20%。

3.如权利要求1所述的一种制作复合劲芯桩的施工装置，其特征在于，所述外沉管和外沉管为钢沉管，起到很好的围护作用，提高整体强度。

4.如权利要求1所述的一种制作复合劲芯桩的施工装置，其特征在于，所述外沉管连接电源的阴极，形成阴极保护，实现沉管防止锈蚀的效果。