全文摘要
本实用新型公开了一种穿越溶洞的变截面桩及桩基围护装置，包括一个柱形气囊和包覆于柱形气囊四周的定型材料，对柱形气囊充气时，其在截面方向能够膨胀，所述柱形气囊四周设有多个用于灌注膨胀材料的导管，所述导管通过卡环安装在柱形气囊四周。所述卡环为软质的橡胶卡环，所述柱形气囊上下端截面受限后充气膨胀时，柱形气囊为中间大两端小的橄榄型。采用本实用新型桩基围护装置进行变截面桩施工，工艺简单，具有降低成本，提高承载力，对溶洞地质环境扰动小，施工简单等优点。
主设计要求
1.一种用于变截面桩施工的桩基围护装置，其特征在于：包括一个柱形气囊和包覆于柱形气囊四周的定型材料，对柱形气囊充气时，其在截面方向能够膨胀，所述柱形气囊四周设有多个用于灌注膨胀材料的导管。
设计方案
1.一种用于变截面桩施工的桩基围护装置，其特征在于：包括一个柱形气囊和包覆于柱形气囊四周的定型材料，对柱形气囊充气时，其在截面方向能够膨胀，所述柱形气囊四周设有多个用于灌注膨胀材料的导管。
2.如权利要求1所述的桩基围护装置，其特征在于：所述柱形气囊为橡胶气囊。
3.如权利要求1所述的桩基围护装置，其特征在于：所述导管通过卡环安装在柱形气囊四周。
4.如权利要求3所述的桩基围护装置，其特征在于：所述卡环为软质的橡胶卡环。
5.如权利要求1所述的桩基围护装置，其特征在于：所述柱形气囊上下端截面受限后充气膨胀时，柱形气囊为中间大两端小的橄榄型。
6.如权利要求1至5任意一项所述的桩基围护装置，其特征在于：所述定型材料为聚氨酯发泡剂。
7.一种穿越溶洞的变截面桩，所述变截面灌注桩包括溶洞上方段、溶洞下方段和溶洞区域段，其特征在于：所述溶洞区域段的截面大于溶洞上方段和溶洞下方段，并且所述溶洞区域段为中间大上下两端小的橄榄型。
8.如权利要求7所述的变截面桩，其特征在于：所述溶洞区域段通过可膨胀的桩基围护装置施工完成。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于土木工程中桩基础施工技术领域，具体涉及一种穿越溶洞的变截面桩及桩基围护装置，解决了桩身穿透大型溶洞时混凝土不易灌注的问题。
背景技术
我国岩溶地区面积辽阔，随着城市开发和交通建设的迅猛发展，在工程建设中经常会遇到岩溶地质条件，溶洞给基础的稳定带来很大危害。岩溶地区桩基础的使用也越来越广泛，当桩基础需要穿透溶洞以达到承载能力要求时，一般采用水泥，片石等材料对溶洞内部进行填充，此种施工方法会造成施工填料的大量浪费。并且在后续还需要对填充材料进行二次成孔，增加了桩基础施工的复杂度。
实用新型内容
本实用新型为了解决穿透溶洞的桩身混凝土不易灌注的问题，解决穿透溶洞的桩基础施工困难，造价高昂的问题，解决了施工后溶洞顶板易坍塌问题提供了一种用于变截面桩施工的桩基围护装置，同时尽可能围护了溶洞原始生态地质环境。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种用于变截面桩施工的桩基围护装置，其特征在于：包括一个柱形气囊和包覆于柱形气囊四周的定型材料，对柱形气囊充气时，其在截面方向能够膨胀，所述柱形气囊四周设有多个用于灌注膨胀材料的导管。
作为改进，所述柱形气囊为橡胶气囊。
作为改进，所述导管通过卡环安装在柱形气囊四周。
作为改进，所述卡环为软质的橡胶卡环。
作为改进，所述柱形气囊上下端截面受限后充气膨胀时，柱形气囊为中间大两端小的橄榄型。
作为改进，所述定型材料为聚氨酯发泡剂。
一种穿越溶洞的变截面桩，所述变截面灌注桩包括溶洞上方段、溶洞下方段和溶洞区域段，其特征在于：所述溶洞区域段的截面大于溶洞上方段和溶洞下方段，并且所述溶洞区域段为中间大上下两端小的橄榄型。
作为改进，所述溶洞区域段通过可膨胀的桩基围护装置施工完成。
本实用新型有益效果是：
相比较于传统的施工方法，本实用新型采用一种新颖的施工技术，通过聚氨酯膨胀材料进行穿越溶洞的桩孔施工。保证在溶洞填充后不需要再次对溶洞填充材料成孔，并其在溶洞内桩身产生扩径效应有效提高桩身承载力。
附图说明
图1为利用无泥浆参与的施工工艺在岩溶地区成孔；
图2为利用吊装设备下放经过初次充气处理的柱形气囊；
图3为柱形气囊下放至桩孔内平稳后对其进行二次充气处理；
图4为利用柱形气囊周边导管将聚氨酯膨发泡剂注入溶洞内部，使之膨胀填充满桩孔周边溶洞区域；
图5为待聚氨酯膨发泡剂具有一定强度后将柱形气囊放气回收；
图6为下放钢筋笼，导管，并利用导管进行清孔；
图7为灌注混凝土示意图；
图8为桩身成型图。
图9为柱状柱形气囊扩展过程俯视图。
图10为柱状柱形气囊扩展过程正视图。
图11为桩基础穿透两个溶洞时的桩基础完工图。
图12为桩基围护装置示意图。
1-柱形气囊，2-溶洞，3-溶洞上部覆盖层，4-溶洞底部岩层，5-钢护筒，6-桩孔，7-吊装设备，8-膨胀材料，9-灌注桩，10-导管，11-卡环。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的方式和实施步骤进一步的说明。
如图9、10、12所示，一种用于变截面桩施工的桩基围护装置，包括一个柱形气囊1和包覆于柱形气囊四周的定型材料，对柱形气囊充气时，其在截面方向能够膨胀，所述柱形气囊四周设有多个用于灌注膨胀材料的导管，所述导管通过卡环安装在柱形气囊四周。所述柱形气囊为橡胶气囊。本实施例中，所述卡环11为具有一定弹性的橡胶卡环。
作为一种更优实施例，如图10所示，所述柱形气囊上下端截面受限后充气膨胀时，柱形气囊为中间大两端小的橄榄型。
一种穿越溶洞的变截面桩，所述变截面灌注桩包括溶洞上方段、溶洞下方段和溶洞区域段，其特征在于：所述溶洞区域段的截面大于溶洞上方段和溶洞下方段，并且所述溶洞区域段为中间大上下两端小的橄榄型。
如图1至图10所示，一种穿越溶洞段的基桩施工方法，包括以下步骤：
步骤1、勘探地质情况，确认桩孔6位置；
步骤2、如图1所示，平整施工场地，采用无泥浆参与的桩孔施工工艺进行穿越溶洞2的桩孔施工（本实施例中桩孔6采用全套管全回转钻机施工工艺施工），直到桩孔6深度达到溶洞2底部的桩身设计深度；
步骤3、如图2所示，桩孔6施工结束后，选择一个柱形的柱形气囊1进行初步充气膨胀，膨胀至柱形气囊1柱身直径小于桩孔6直径即可；
步骤4、如图3所示，利用吊装设备7下放经过初步充气处理后的柱形气囊1至溶洞区域的桩孔6底部，对柱形气囊1进行再次充气，使柱形气囊1顶部和底部分别卡在溶洞2顶部和底部的桩孔6内，与桩壁紧密结合，继续充气使位于溶洞2内部区域的柱形气囊1继续膨胀，使柱形气囊1中部直径大于桩孔6直径，所述柱形气囊1高度=溶洞底部岩层桩孔深度+溶洞2高度+0.5～1.0m；
步骤5、如图4所示，利用预设在柱形气囊1周边的导管10向溶洞2内部输送膨胀材料8，利用膨胀材料对8柱形气囊1周边的溶洞空间进行填充；
步骤6、如图5所示，待膨胀材料8将柱形气囊1周边溶洞2填充完成，固化后，对柱形气囊1进行放气回收，回收柱形气囊1后，利用导管对桩孔6进行清孔处理；
步骤7、如图6和图7所示，利用吊装设备7在桩孔6内下放钢筋笼，然后浇注混凝土，完成变截面灌注桩9施工，如图8所示。
本实施例中，所述膨胀材料8为聚氨酯发泡剂，所述柱形气囊1为圆柱形的橡胶柱形气囊，柱形气囊1充气变形过程如图9和图10所示。
当灌注桩9需要穿越多个溶洞2时，按照步骤2至步骤6从上至下依次对穿越多个溶洞2的桩孔6施工，之后按照步骤7浇注混凝土完成变截面灌注桩9施工，如图11所示，为穿越两个溶洞2的灌注桩9示意图。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920038911.1
申请日:2019-01-10
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:83(武汉)
授权编号:CN209686385U
授权时间:20191126
主分类号:E02D5/34
专利分类号:E02D5/34;E02D5/38;E02D5/48;E02D5/66
范畴分类:36C;36E;
申请人:湖北工业大学
第一申请人:湖北工业大学
申请人地址:430068 湖北省武汉市武昌区南湖李家墩1村1号
发明人:刘永莉;王克兵;郭斌;肖衡林;马强;李丽华;陈智;杨智勇;黄彩萍;万娟
第一发明人:刘永莉
当前权利人:湖北工业大学
代理人:杨宏伟
代理机构:42222
代理机构编号:武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计