[發明專利]基于CPDB技術及活動式防堵塞裝置的PTC管樁及其施工方法

有效

• 申請號: 202110582260.4
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113322939B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 張玲;彭搏程;趙衡;徐澤宇;岳梢;周杰;周帥;王穎
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: E02D5/30
• 分類號: E02D5/30;E02D5/22;E02D3/10
• 代理公司: 長沙明新專利代理事務所(普通合伙) 43222
• 代理人: 徐新

本發明公開了一種基于CPDB技術及活動式防堵塞裝置的PTC管樁及其施工方法，包括預制鋼筋混凝土管，其中心為主排水通道；預制鋼筋混凝土管的外壁上設有軸向貫通樁身的凹槽，凹槽內部嵌有活動式防堵塞裝置且設有若干橫孔；預制鋼筋混凝土管內壁及橫孔內壁上均鋪設毛細透排水帶，活動式防堵塞裝置內設有開孔和夾層，夾層空隙中則設有細密鋼絲濾網和活動金屬隔斷。本發明在保證PTC管樁承載能力及排水能力的同時，利用活動式防堵塞裝置解決了其排水孔易淤堵的問題，并且在解除隔斷時沒有地基擾動和操作困難等問題。利用CPDB技術增大了PTC管樁的總排水量和排水效率，尤其是通過其虹吸效應提高了在無抽水泵等外力作用時管樁內部積水的豎向排水效率。

技術領域

本發明涉及土木工程技術領域，尤其涉及一種基于CPDB技術及活動式防堵塞裝置的PTC管樁及其施工方法，適用于對軟弱地基進行加固的情況。

背景技術

在地基處理中常采用復合地基形式對軟弱地基進行加固處理，其中樁基礎能向深部土層傳遞荷載，得到廣泛應用。普通預制混凝土樁的樁身材料自重大，且透水性差，樁體自身易發生較大沉降，且地基固結緩慢，不利于地基土的承載力充分發揮；而開孔排水管樁在施工及后續使用過程中，樁周圍土體易擠入排水孔中造成堵塞，導致樁身排水能力顯著下降，同時，開孔排水管樁在無較大外力（如抽水泵）作用時存在內部排水效率不足的問題，大量孔隙水積蓄在樁身內，影響土體固結能力和樁身承載能力，嚴重時會引起建筑物的沉降、變形或傾斜。

毛細透排水帶（Capillary Pervious Drain Belt，簡稱CPDB）是指在軟質薄塑膠片上開設密集導水槽孔，其軟質薄塑膠片厚約2mm，在寬度方向每隔1.5mm開設直徑約1mm的導水槽孔，再沿每個導水槽孔的下方，縱向剖開約0.3mm寬度的毛細槽溝，從而在斷面上形成內大外小、形狀如“Ω”的吸排水通道。鋪設時毛細槽溝這面朝下，在毛細水壓力的作用下，土中水經毛細槽溝進入導水槽孔中；另一方面，毛細槽溝的寬度比導水槽孔的直徑小，且毛細槽溝向下，水流中的土顆粒因重力作用自然沉淀，不會隨水流進入導水槽孔內，也不會緊貼在毛細槽溝附近產生淤積。毛細透排水帶作為新型排水材料，有效結合了毛細力、虹吸力、表面張力和重力的效力，克服了傳統排水材料易堵塞的缺點，解決了滲渠因濾層阻塞集水困難的問題，其特點包括但不限于：①不堵塞；②具排水排（潮）氣功能；③抗土壓力強；④主動式排水；⑤高滲透性；⑥具自清功能；⑦施工簡單；⑧具撓曲柔性；⑨低成本。相比傳統排水技術，毛細透排水帶可謂是名副其實的“水流高速公路”，具有重要工程價值，但相關技術目前在樁基礎及其復合地基處理方面尚未得到較好應用。

通過公開專利檢索，發現以下對比文件：

CN112252305A公開了一種防淤堵排水預制樁及其施工方法，包括樁身、樁尖、套管及樁帽，樁身外部滑動并同軸套裝套管，樁身的外壁上制出有多道周向均布且軸向貫通樁身的凹槽；凹槽的內壁上鋪設有排水帶，凹槽的內壁上制出有多個塞孔；塞孔內均固定插接有水溶性栓塞，水溶性栓塞的中部穿透排水帶。該防淤堵排水預制樁結合樁基的承載能力和排水能力，把排水帶鋪設在樁身凹槽內并固定，而提供一種新型的減壓排水預制樁及其施工工藝。

經分析，該專利應用于軟弱地基加固的情況存在兩點缺陷：1、套管與樁身一同打入土體后，樁周土受到擠壓，樁身側摩阻力驟增，此時再將套管拔出必然十分困難，甚至可能導致地基損壞或樁體不穩定等嚴重后果，即使強行拔出也會削弱樁體與樁周土之間的握裹作用，給實際施工帶來操作上的不便和使用中的不確定性；2、排水效率不足，排水帶僅分布于樁身外壁上的凹槽中，首先其接觸面積限制了其總排水量，其次傳統塑料排水帶存在排水效率問題，無法及時向上排出積水，常需要抽水泵輔助排水，增加了施工的操作量和額外耗費，也不利于復合地基的快速固結。上述問題嚴重限制了該排水樁在軟弱地基（尤其是含水量較多的軟土地基）中的應用，對此，申請人基于CPDB技術及活動式防堵塞裝置改良并研發了一種新型PTC排水管樁，其結構及功能原理均不同于上述專利的公開內容，故不影響本申請的新穎性。

發明內容