可动传力桩工艺及装置.pdf

可动传力桩工艺(缩写KDZ法)：将内含液压可动机构、注浆腔的箱形装置(缩写OG箱)埋设于桩身下底部，装置上连接的进液、进出浆管伸出桩顶；当桩身混凝土或注浆物达到设计强度的70％后，由地面上的油泵通过桩内的进液管、液压缸对桩段逐级加压，同时观测记录油压、油量、桩顶位移或桩身应变；再由地面上注浆泵通过桩内进浆管、注浆腔对桩周及桩底压注水泥浆，同时观察记录压力表、注浆量；再重复循环液压、注浆程序或交叉作业。该工艺能有效提高、验证可动传力桩的承载性能与可靠性。可动传力桩装置(缩写OG箱)包含外壳、液压缸、缸底弹簧、管路接口。

1.  可动传力桩工艺(KDZ法)，其特征是：1、予估桩底段的加固力及位移量，确定该法及装置的设计、制造；2、常规桩成孔、清空；3、根据事先确定的桩底段划分，将装置的上下底板(3、4)与桩段钢筋笼主筋焊牢、敷设在钢筋笼内侧的各种进出管路与装置上予留接口(11、12、21)连接好，一同随钢筋笼将装置及管路投放在桩孔里；4、浇灌桩身混凝土，注意保护好桩顶上的各种管路混凝土；5、待混凝土强度达到设计的70％或注浆物硬化70％后，由地面上的油泵通过桩内的进液管、液压缸(2)对桩段逐级加压至设计压力，同时观测记录各级压力下的油压、油量、桩顶位移或桩身应变；6、液压结束，回缩环板(7)、液压缸(2)随回力弹簧(6)回位，由地面上的注浆泵通过桩内的进浆管、注浆腔(1)对桩周及桩底压注水泥浆，正常灌浆至设计浆量及压力，维持5-10分钟，同时观察记录压力表、注浆量；7、再重复循环液压、注浆程序或交叉作业直至满意为止，多次注浆作业须设置相应根数的带单向阀的进浆管同二次进浆管接口(12)等。

2.  根据权利要求1所述的工艺，其特征是根据油压及桩底段位移变化来予知、验证桩底段的承载性能，其中以油泵泵入的油量计算油缸位移量、再扣除桩顶位移及上段桩身压缩量作为桩底段位移。

3.  根据权利要求1所述的水泥浆，其特征是水泥浆可用其它的液态凝固物代替。

4.  可动传力桩装置(OG箱)，包括液压缸(2)、进液管、进浆管、上板(3)、下板(4)，其特征是依据桩浇灌混凝土方法的不同，注浆腔(1)采用保护围板(51、52)制作成封闭的扁圆柱箱或采用保护围板(51)制作成封闭的扁环形圆柱箱，在顶部连接有注浆管的接口(11、12)和液压缸的接口(21)，注浆腔(1)内部均匀布置一个或数个串联液压缸(2)、回缩环板(7)及回力弹簧(6)。

5.  根据权利要求4所述的装置(OG箱)，其特征是上板(3)、下板(4)、内外保护围板(51、52)组成了装置的外保护壳体。

6.  根据权利要求4所述的装置(OG箱)，其特征是液压缸(2)、回力弹簧(6)的上部与上板(3)可靠连接，液压缸(2)、回力弹簧(6)的下部与回缩环板(7)可靠连接，回缩环板(7)与下板(4)为非可靠连接。

可动传力桩工艺及装置
技术领域
本发明涉及一种新桩型、用于现有大桩的工艺新方法(KDZ法)及装置(OG箱)。
背景技术
本设计人于95年申请了名称为《一种测试或提高钻孔灌注桩承载力的方法及其专用皮囊》的发明专利(参见CN1144332A)。原方法使桩的承载力测试和提高变成现实，但可靠性有待提高、应用范围有待扩展、功能有待完善与提升。
发明内容
本发明的总体目的：通过改善原创发明装置、并将原创发明经改进提升至大桩施工工艺的高度，形成一种新的大桩施工与验证工艺，改进灌注桩传统施工工艺的不足和欠缺之处，它的适用性更强、专业化程度更高、技术含量更全，从而生产出质量可靠、效益更好、让人放心的桩基产品。它集合了桩的常规施工法、新装置的予放埋、外加液压出力、注浆加固等工序，其中后二个工序可反复循环作业或交叉作业。该项发明是原CN1144332A专利申请的改进、完善与提升的更新一代技术、施工与验证工艺及装置；该项发明的工艺方法有利于常规传统施工工艺下常见的不足如桩侧泥浆皮厚、桩侧及桩底岩土的扰动破碎、清孔不干净等致使桩承载性能不高、桩承载的摩檫型、大变形特征等问题的解决，有利于常规传统施工工艺下常见的欠缺之处如无法予处理与验证等问题的解决，对大直径桩特别是重要性等级高、承载力及沉降等有特殊专用要求的桩的施工有重大改善和应用价值，该工艺能改善桩的设计可靠度指标和提高桩的使用效率。
本发明的实现方式及用途：在桩的传统施工法的基础上进行穿插扩展并向后延伸，穿插插入一个随钢筋笼投放箱型装置及外接管路并浇筑在桩底段的工序，另增加对半成品桩底段施加液压、桩侧注浆二个并可反复或交叉使用的工序：其中的液压工序能实现桩底段的予挤压压实、桩承载性能的予知及对比验证；注浆工序能实现对桩侧岩土、桩底部沉渣及岩土的注浆加固；后二个工序及反复作业工序还可被用于桩土特性的研究、桩使用期的补救，有关这些课题的研究将大大丰富该发明的用途及桩研究的领域。
本发明工艺的技术解决方案：1、予估桩底段的加固力及位移量，确定该法及装置的设计、制造；2、常规桩成孔、清空；3、根据事先确定的桩底段划分，将装置的上下底板与桩段钢筋笼主筋焊牢、将各种进出管路与装置上予留接口连接好并敷设在钢筋笼内侧。4、一同随钢筋笼将装置及管路投放在桩孔里并浇筑在桩身混凝土中，注意保护好桩顶上的各种管路；5、待混凝土强度达到设计的70％或者注浆物硬化70％后，由地面上的油泵通过桩内的进液管、液压缸对桩段逐级加压至设计压力，同时观测记录各级压力下的油压、油量、桩顶位移或桩身应变；6、由地面上注浆泵通过桩内的进浆管、注浆腔对桩周及桩底压注水泥浆，正常灌浆至设计浆量及压力，维持5-10分钟，同时观察记录压力表、注浆量；7、再重复循环液压、注浆程序或交叉作业直至满意为止，多次注浆作业须设置相应根数的带单向阀的进浆管。
本发明工艺的有益效果：可动传力桩工艺(KDZ法)有效提高、验证可动传力桩的承载性能与可靠性，通过改变桩底段及桩周土静止不可动为可变动的状态，充分利用地下岩土的潜力使桩成为小变形、高承载、满足设计要求的高性能桩——可动传力桩(缩写KDZ)——又可予知、又可加固、又可修复、又可验证。
本发明装置(OG箱)的技术解决方案：该装置内部包含有液压缸系统、缸底弹簧系统、注浆腔系统及进液管接口的箱形壳体，壳体是由外径与桩径相仿的上下承压钢板或环形板及围板组成的扁圆形柱体或扁环形柱体，对内部的各系统有保护作用；液压缸系统是根据桩底段加固力而设计的一只或一组均匀布置的串联液压缸及进液管接口组成；缸底弹簧系统是由液压缸下回缩环板及一组均匀布置的回力弹簧组成；注浆腔系统是壳体内部除去液压缸、缸底弹簧系统以外的空间及数个回次注浆的进浆管接口组成；多次注浆作业须预先设置相应根数的带单向阀的进浆管。
本发明装置(OG箱)的有益效果：装置内部设置的液压缸对桩底段的液压施力，能实现桩底段的可动；大空间注浆腔能可靠地修复被液压后出现的桩身缺陷实现了桩身的传力；缸底弹簧能帮助液压缸回缩减小液压缸设计行程。OG箱内部的液压缸、缸底弹簧及注浆腔间的组合应用大大提升了桩基地应用水平，其效果远远超过了现有的其它装置。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图一为扁环形柱体装置剖视示意图。
图二为扁圆形柱体装置剖视示意图。
图中：1.注浆腔，2.液油缸，3.上板，4.下板，51.外保护围板，52.内保护围板，6.回力弹簧，7.回缩环板，11.进浆管，12.二次进浆管，21.进液管。
具体实施方式
图一是一种扁环形柱体装置，内环孔为水下砼导管法的浇灌孔；装置埋设完成、待混凝土强度达到设计的70％，由地面上的油泵通过桩内的进液管、进液管接口(21)、数个串联的液压缸(2)、上板(3)及回缩环板(7)、下板(4)向上下桩段逐级加压至设计压力，同时观测记录各级压力下的油压、油量、桩顶位移或桩身应变，回力弹簧(6)被拉伸；液压完成后，回力弹簧(6)拉住回缩环板(7)、液压缸(2)回位，由地面上注浆泵通过桩内的进浆管、进浆管(11)、注浆腔(1)对桩周及桩底压注水泥浆，修复由上板(3)、下板(4)、保护围板(51、52)组成的注浆腔，其中的保护围板(51、52)对注浆体有加固作用，正常灌浆至设计浆量及压力，维持5-10分钟，同时观察记录压力表、注浆量；当注浆物硬化70％后，按上述重复循环作业。
图二是另一种扁圆形柱体装置，装置埋设完成、待混凝土强度达到设计的70％，由地面上的油泵通过桩内的进液管、进液管接口(21)、一个或数个串联的液压缸(2)、上板(3)及回缩环板(7)、下板(4)向上下桩段逐级加压至设计压力，同时观测记录各级压力下的油压、油量、桩顶位移或桩身应变，回力弹簧(6)被拉伸；液压完成后，回力弹簧(6)拉住回缩环板(7)、液压缸(2)回位，由地面上注浆泵通过桩内的进浆管、进浆管(11)、注浆腔(1)对桩周及桩底压注水泥浆，修复由上板(3)、下板(4)、外保护围板(51)组成的注浆腔，其中的外保护围板(51)对注浆体有加固作用，正常灌浆至设计浆量及压力，维持5-10分钟，同时观察记录压力表、注浆量；当注浆物硬化70％后，按上述重复循环作业。