一種消除軟土地基樁基負(fù)摩阻力的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于消除軟±地基粧基摩阻力的裝置，具體的說是指一種消 除軟±地基粧基負(fù)摩阻力的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 軟±地基分布十分廣泛，工程處理費(fèi)用巨大，軟基沉降很難預(yù)測和控制，給工程建 設(shè)帶來很大的困難。常見的軟±地基沉降分建設(shè)期沉降和運(yùn)營期工后沉降，建設(shè)期沉降時(shí) 間長，施工工期長，投資增加；工后沉降多，工程運(yùn)營維護(hù)資金投入大，不利運(yùn)營安全，還帶 來經(jīng)濟(jì)效益低下、社會影響不良等諸多的嚴(yán)重后果。如軟基地段高速公路互通區(qū)、交叉道 路跨線橋等，跨線橋下粧基附近常出現(xiàn)路面凸出現(xiàn)象，既影響美觀，還造成行車不舒適、易 出現(xiàn)交通事故。出現(xiàn)該種現(xiàn)象的原因主要是由于橋梁粧基的沉降量很小，軟基沉降大而導(dǎo) 致粧基產(chǎn)生負(fù)摩阻力，W致跨線橋下粧基附近的軟±地基產(chǎn)生了向上的摩阻力而出現(xiàn)凸出 現(xiàn)象。處理該種病害，目前通常采用兩種方法處理；方法一是伊除凸出部分路面，接順連接 段路面；方法二是將全部連接段路面加鋪至凸出部分高度，耗資巨大。由于軟基在繼續(xù)沉 降，過一段時(shí)間后，粧基附近的凸出現(xiàn)象又會反復(fù)出現(xiàn)，又要采取同樣的方法再次處理。又 如碼頭軟基堆場，由于軟基沉降使粧基產(chǎn)生負(fù)摩阻力，減少了粧基的承載力，有可能發(fā)生工 程事故。因此，為了減少軟±地基粧基摩阻力，目前一般待軟基沉降一定標(biāo)準(zhǔn)后，再施工鉆 孔灌注粧，但工后沉降引起粧基的負(fù)摩阻力也不能從根本上解決，而公開的中國專利號為 200910130401. 8的"消除擠±負(fù)效應(yīng)屏障器及施工成粧工法"雖然能解決施工期內(nèi)粧基的 負(fù)摩阻力，但也不能解決運(yùn)營期工后沉降引起粧基的負(fù)摩阻力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種能有效消 除運(yùn)營期工后軟±地基沉降而引起粧基負(fù)摩阻力的裝置。
[0004] 本實(shí)用新型的技術(shù)問題通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0005] -種消除軟±地基粧基負(fù)摩阻力的裝置，包括軟±地基內(nèi)灌注成型的粧基和設(shè)置 在粧基外的減阻器，所述的減阻器包括套裝在粧基外的內(nèi)筒和活動套裝在內(nèi)筒外的外筒； 所述的內(nèi)筒底部伸出外筒底部與粧基灌注一體，在內(nèi)筒底部的外圓周面上還設(shè)有一圈由氣 囊螺栓固定的半楠圓形圓環(huán)氣囊，該氣囊上設(shè)有連通至外筒頂部的充氣管；所述的外筒頂 部設(shè)有蓋板，該蓋板上設(shè)有多個連通內(nèi)、外筒之間的注脂孔，外筒底部設(shè)有底板，該底板的 內(nèi)圓周端面緊貼在內(nèi)筒的外壁上，在底板的內(nèi)底面上設(shè)有橡膠密封環(huán)，該橡膠密封環(huán)的內(nèi) 圈向上翅起并緊密抱合在內(nèi)筒外壁上；所述的內(nèi)、外筒之間設(shè)有多個W內(nèi)筒中也為圓也作 圓周均布的中件，每個中件均包括一根中件鋼絲，該中件鋼絲的頂端設(shè)有固定連接在蓋板 上的上螺栓組，中件鋼絲的底端設(shè)有同時(shí)固定橡膠密封環(huán)和底板的下螺栓組，中件鋼絲上 設(shè)有多個沿垂直方向作等距固定的圓球。
[0006] 所述的內(nèi)筒、外筒和氣囊螺栓的強(qiáng)度計(jì)算需符合如下公式：
[0007] 公式一、
[0008]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種消除軟土地基樁基負(fù)摩阻力的裝置，包括軟土地基（1)內(nèi)灌注成型的樁基（2) 和設(shè)置在樁基外的減阻器（3)，其特征在于： a、 所述的減阻器（3)包括套裝在樁基（2)外的內(nèi)筒（31)和活動套裝在內(nèi)筒外的外筒 (32)； b、 所述的內(nèi)筒（31)底部伸出外筒（32)底部與樁基（2)灌注一體，在內(nèi)筒（31)底部的 外圓周面上還設(shè)有一圈由氣囊螺栓（38)固定的半橢圓形圓環(huán)氣囊（37)，該氣囊上設(shè)有連 通至外筒（32)頂部的充氣管（39); c、 所述的外筒（32)頂部設(shè)有蓋板（34)，該蓋板上設(shè)有多個連通內(nèi)、外筒之間的注脂孔 (35)，外筒（32)底部設(shè)有底板（321)，該底板的內(nèi)圓周端面緊貼在內(nèi)筒（31)的外壁上，在底 板（321)的內(nèi)底面上設(shè)有橡膠密封環(huán)（36)，該橡膠密封環(huán)的內(nèi)圈（361)向上翹起并緊密抱 合在內(nèi)筒（31)外壁上； d、 所述的內(nèi)、外筒之間設(shè)有多個以內(nèi)筒中心為圓心作圓周均布的中件（33)，每個中 件均包括一根中件鋼絲（332)，該中件鋼絲的頂端設(shè)有固定連接在蓋板（34)上的上螺栓 組（331)，中件鋼絲（332)的底端設(shè)有同時(shí)固定橡膠密封環(huán)（36)和底板（321)的下螺栓組 (336)，中件鋼絲（332)上設(shè)有多個沿垂直方向作等距固定的圓球（333)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除軟土地基樁基負(fù)摩阻力的裝置，其特征在于所述的 內(nèi)筒（31)、外筒（32)和氣囊螺栓（38)的強(qiáng)度計(jì)算需符合如下公式： 公式一、
式中： q-內(nèi)筒（31)圓環(huán)截面所受的均布向外壓強(qiáng)); h--樁基（2)施工時(shí)護(hù)筒頂面至內(nèi)筒圓環(huán)截面底面的高度（); Yc- 一混凝土容重(JW-Bp); YnJ--鉆孔泥漿容重(《V- ); N--內(nèi)筒（31)圓環(huán)截面所受的拉力（紐）； β--內(nèi)筒（31)底面圓環(huán)截面周邊任一點(diǎn)與水平軸的夾角（rarf ); (Tflt--內(nèi)筒（31)底面圓環(huán)截面所受的拉應(yīng)力（MFkI ),式中1為單位高度（w ); 0nt-內(nèi)筒（31)圓環(huán)截面壁厚(); ^ nt-內(nèi)筒（31)圓環(huán)截面計(jì)算半徑(n ); [σ\--內(nèi)筒（31)圓環(huán)截面材料容許拉應(yīng)力（Jipia)； 公式二、 式中：
P -混凝土灌注至氣囊（37)堅(jiān)直中心處氣囊所受的壓強(qiáng)（Affia ); k--樁基（2)施工時(shí)護(hù)筒頂面至氣囊（37)堅(jiān)直中心的高度（《); Tc 一混凝土容重; ?' 鉆孔泥衆(zhòng)各重(JfcW-)； Tis--固定氣囊（37)的#1個氣囊螺栓（38)所受的剪切應(yīng)力（MR2 ); T--固定氣囊（37)的《個氣囊螺栓（38)所受的剪切力（iar); η-氣囊螺栓（38)的數(shù)量； Sqn--氣囊（37)的半橢圓形圓環(huán)水平面有效投影面積（"2); Sk-單個氣囊螺栓（38)的截面積（ι?2); [r]--氣囊螺栓（38)的容許剪切應(yīng)力（MHa );
公式二、 式中： n I--氣囊的充氣壓強(qiáng)（ 為樁基施工時(shí)護(hù)
/ qn.! 筒頂面至氣囊中心的高度各土層的側(cè)壓應(yīng)力（Jffto),氣囊充氣后，氣囊的半橢圓形 圓環(huán)端部伸入軟土層（13)中5?10 〇?,氣囊的設(shè)置起到阻止混凝土上升的作用， 避免減阻器被混凝土包裹；由于鉆孔護(hù)壁泥漿的護(hù)壁作用，鉆孔灌注樁不會塌孔，即
，可見公式三右邊足夠滿足要求，只需氣囊充氣壓強(qiáng)
足公式三左邊即可； h--樁基（2)施工時(shí)護(hù)筒頂面至氣囊堅(jiān)直中心的高度(); H1--樁基施工時(shí)地面至氣囊堅(jiān)直中心的高度(); I -樁基（2)施工時(shí)地面至氣囊（37)堅(jiān)直中心的高度各土層的加權(quán)平均側(cè)壓力系 數(shù)(無量綱）； Jt--樁基（2)施工時(shí)地面至氣囊（37)堅(jiān)直中心的高度各土層的加權(quán)平均容重 Ynj -鉆孔泥漿容重()。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除軟土地基樁基負(fù)摩阻力的裝置，其特征在于所述的 內(nèi)筒（31)內(nèi)設(shè)有3~4個吊鉤（40)，每個吊鉤均為鋼質(zhì)吊鉤，每個吊鉤的底部均設(shè)有與內(nèi)筒 (31)底部鉤連的"U"型鉤，每個吊鉤（40)的頂部均設(shè)有鋼絲繩。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除軟土地基樁基負(fù)摩阻力的裝置，其特征在于所述的 外筒（32)為高強(qiáng)度玻璃鋼材料制成的圓筒，其垂直橫截面呈"[]"型，該外筒底部設(shè)有一 段變直徑的錐形段，該錐形段的高度為20~30 〇?，所述的注脂孔（35)在外筒（32)頂部的 蓋板（34)上設(shè)有3~5個，每個注脂孔（35)均相鄰設(shè)置在外筒（32)內(nèi)直徑的內(nèi)側(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除軟土地基樁基負(fù)摩阻力的裝置，其特征在于所述的 內(nèi)筒（31)為高強(qiáng)度玻璃鋼材料制成的圓筒，該內(nèi)筒（31)的內(nèi)直徑比樁基（2 )直徑大1~2 〇? ，內(nèi)筒（31)外直徑與外筒（32)內(nèi)直徑之間預(yù)留2~3 σ?的中件安裝空間（334)，所述的氣囊 (37)在內(nèi)筒（31)底部外圓周面上的安裝位置距內(nèi)筒底端為50~60 〇?的高度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種消除軟土地基樁基負(fù)摩阻力的裝置，其特征在于所述的 每個中件（33)的中件鋼絲（332)直徑為〇. 4~1 中件鋼絲上相鄰兩個圓球（333)間距為 5〇~1〇〇 ο? ,圓球?yàn)椴Ａт搱A球，該圓球直徑為1.9~2. 9 并比中件安裝空間（334)的距 離小0. 1~0. 2〇?,在圓球（333)的上部和下部分別設(shè)有鋼絲結(jié)（335)，該鋼絲結(jié)固定連接在 中件鋼絲（332)上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除軟土地基樁基負(fù)摩阻力的裝置，其特征在于所述的 橡膠密封環(huán)（36 )厚度為1~2 m ,其向上翹起并緊密抱合在內(nèi)筒（31)外壁的內(nèi)圈（361)伸 出內(nèi)底面的寬度為1~2 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除軟土地基樁基負(fù)摩阻力的裝置，其特征在于所述的 氣囊（37)為橡膠氣囊，該氣囊為空心半橢圓形圓環(huán)，垂直最大厚度為10~20 〇?，充氣壓力 為0. 2~0. 3Mpa，氣囊（37)的半橢圓形圓環(huán)外端部伸入軟土層（13)內(nèi)5~10 cm ,,
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除軟土地基樁基負(fù)摩阻力的裝置，其特征在于所述的 軟土地基（1)包括上層的軟土層（13)和下層的持力層（14)，該軟土層（13)采用塑料排水 板、粉噴樁、水泥攪拌樁等其中一種或多種組合方法進(jìn)行處理，在軟土層（13)上填筑公路路 基（12)并進(jìn)行等載或超載預(yù)壓，在公路路基上鋪筑路面（11);所述的樁基（2)為鉆孔灌注 樁，先在軟土地基（1)內(nèi)鉆出樁基孔并放置樁基鋼筋籠，再灌注水泥混凝土形成樁基。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種消除軟土地基樁基負(fù)摩阻力的裝置，可廣泛應(yīng)用于軟基地段高速公路互通區(qū)、交叉道路跨線橋等樁基施工，其包括軟土地基內(nèi)灌注成型的樁基和設(shè)置在樁基外的減阻器，該減阻器是由內(nèi)筒、外筒、中件、蓋板、橡膠密封環(huán)、潤滑脂、氣囊、充氣管和吊鉤等構(gòu)成，整體構(gòu)造簡單、制作容易、用途廣泛，它在運(yùn)營階段出現(xiàn)樁基周邊的軟土地基發(fā)生工后沉降時(shí)，能通過內(nèi)、外筒之間的無摩阻相對運(yùn)動而使樁基既不發(fā)生向下位移，也不阻止樁基周邊軟土和路面的同步工后沉降，故能消除負(fù)摩阻力導(dǎo)致的路面凸出現(xiàn)象，利用這種裝置并結(jié)合施工方法解決了道路交通工程中長期存在的難題，還具有節(jié)約資源，提升經(jīng)濟(jì)和社會效益、有利交通運(yùn)營安全等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】E02D5-38, E02D5-60
【公開號】CN204282354
【申請?zhí)枴緾N201420654864
【發(fā)明人】林天干, 薛維梅, 張躍明, 萬鳴華, 張建新, 溫蘭花, 許東風(fēng), 林海洋, 賴煥楓, 鄭茜茜, 鄭希涌, 張強(qiáng), 張繼明, 朱力, 周一勤
【申請人】溫州市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月5日