[發明專利]一種消減預制管樁負摩阻力的裝置及方法

在審

• 申請號: 201810074802.5
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108277801A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 陳明;葉志偉;盧文波;榮冠;嚴鵬;王高輝
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: E02D11/00
• 分類號: E02D11/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 肖珍

1.一種消減預制管樁負摩阻力的裝置，所述預制管樁包括含中性點預制管樁段、含中性點預制管樁段的以上及以下預制管樁段，每根預制管樁段兩端設有鋼端板，其特征在于：

所述消減預制管樁負摩阻力的裝置包括復合土工膜層、樁孔擴徑結構、固定結構；

所述復合土工膜層包裹于預制管樁的含中性點預制管樁段及其以上預制管樁段的混凝土外壁；所述復合土工膜層主要由雙層土工膜和填充并封閉于該雙層土工膜之間的潤滑劑構成，所述土工膜為麻地膜或為由PLA-SiO₂復合材料或劍麻纖維增強聚乳酸復合材料制成的膜；

所述樁孔擴徑結構焊接于預制管樁的含中性點預制管樁段的底端鋼端板的外緣；

所述固定結構固定于預制管樁的含中性點預制管樁段及其以上各預制管樁段的復合土工膜層外部底端，用于將復合土工膜層底端緊固于預制管樁的混凝土外壁。

2.根據權利要求1所述的消減預制管樁負摩阻力的裝置，其特征在于：

所述復合土工膜層為帶狀，其長度與單根管樁段長度匹配，其寬度大于或等于單根管樁段周長；所述復合土工膜層以纏繞方式固定于預制管樁的含中性點預制管樁段及其以上預制管樁段的混凝土外壁。

3.根據權利要求1所述的消減預制管樁負摩阻力的裝置，其特征在于：

所述復合土工膜層為空心筒狀結構，其內徑與單根管樁段外徑匹配；所述復合土工膜層套在預制管樁的含中性點預制管樁段及其以上預制管樁段的混凝土外壁。

4.根據權利要求1所述的消減預制管樁負摩阻力的裝置，其特征在于：

所述樁孔擴徑結構為環狀，其邊緣為尖端向外的楔形邊緣，且該楔形邊緣的下端面由里至外為向上傾斜的斜面，樁孔擴徑結構的外徑大于管樁外徑。

5.根據權利要求4所述的消減預制管樁負摩阻力的裝置，其特征在于：

所述樁孔擴徑結構的內徑與鋼端板外徑相匹配，其外徑比管樁外徑大3-15cm。

6.根據權利要求1所述的消減預制管樁負摩阻力的裝置，其特征在于：

所述固定結構主要由鋼圈箍和插栓構成，所述鋼圈箍為開口式且開口處的兩個自由端沿鋼圈箍徑向平行向外延伸，鋼圈箍的兩個自由端上具有至少一對配對的栓孔，鋼圈箍的箍體部分的內表面均勻分布有凸起；所述插栓為中部橫截面小兩端橫截面大的啞鈴狀尼龍纖維棒，插栓中部長度等于或小于鋼圈箍兩自由端之間的距離，插栓的兩端在壓縮狀態下能夠穿過栓孔而在自由狀態下不能穿過栓孔；所述鋼圈箍的箍體用于環抱包裹有復合土工膜層的預制管樁，所述插栓用于插入鋼圈箍的兩自由端的栓孔通過插栓的兩端對鋼圈箍進行緊固。

7.根據權利要求6所述的消減預制管樁負摩阻力的裝置，其特征在于：

所述鋼圈箍環形部分的內表面均勻分布有尖銳的凸起。

8.根據權利要求6所述的消減預制管樁負摩阻力的裝置，其特征在于：

所述鋼圈箍厚度為1-3mm，展開長度大于管樁直徑4-8cm，寬度為3-20cm。

9.根據權利要求6所述的消減預制管樁負摩阻力的裝置，其特征在于：

所述插栓由尼龍6制成。

10.一種消減預制管樁負摩阻力的方法，基于權利要求1-9中任一項所述裝置實現，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將管樁中性點以下部分逐段打入地層，具體為：

1.1根據軟土層的物理力學性能以及管樁的結構特征，分析確定管樁的中性點位置，平整場地，樁機就位；

1.2將中性點以下部分的管樁按常規施工方法逐段打入地層；

步驟2，在管樁中性點及以上部分逐段包裹復合土工膜層，具體為：

在含中性點的管樁段及其以上所有管樁段的混凝土外表面包裹復合土工膜層；

步驟3，在含中性點管樁段的底端固定樁孔擴徑結構，具體為：

3.1將含中性點的管樁段與中性點以下部分管樁段連接；

3.2在含中性點的管樁段底端的鋼端板外緣焊接樁孔擴徑結構；

步驟4，在管樁中性點及其以上部分安裝固定結構，具體為：

4.1在含中性點管樁段的臨近樁孔擴徑結構的上方安裝固定結構，將鋼圈箍的箍體環抱包裹有復合土工膜層的含中性點管樁段后，通過插栓插入鋼圈箍的兩自由端的栓孔對鋼圈箍進行緊固；

4.2在中性點以上管樁段的底端安裝固定結構，將鋼圈箍的箍體環抱包裹有復合土工膜層的中性點以上管樁段后，通過插栓插入鋼圈箍的兩自由端的栓孔對鋼圈箍進行緊固；

步驟5，將管樁中性點及以上部分逐段打入地層，具體為：

將復合土工膜層包裹的含中性點管樁段和其以上管樁段利用錘擊或靜壓法逐段壓入地層，壓入過程中向樁基邊緣注入泥漿，采用泥漿護壁技術，直至完成該部位的管樁施工。