一種爆炸注漿防沉降管樁的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種爆炸注漿防沉降管樁，主要包括管樁主體、導向鋼筋、爆炸射孔裝置，其中，管樁主體由樁體和樁尖組成，樁體部分為圓筒結(jié)構(gòu)，樁尖部分為空心圓錐結(jié)構(gòu)，在樁尖空心部分設有爆炸射孔裝置，爆炸射孔裝置爆炸后，其上面的聚能穴產(chǎn)生的聚能金屬射流直接對樁尖內(nèi)壁及樁尖周圍的巖土體產(chǎn)生巨大的沖擊力，從而消除樁尖并在樁尖周圍巖土體內(nèi)產(chǎn)生圓柱狀槽腔，然后通過管樁內(nèi)部的圓筒向樁底注漿，漿液填充爆炸后在樁底形成的槽腔、聚能射孔腔以及巖土體內(nèi)的裂隙，待漿液凝固達到設計強度后即在樁底形成大頭端，從而防止樁由于樁尖作用而產(chǎn)生樁下沉，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，便于工廠生產(chǎn)，可有效降低建筑基礎加固成本。
【專利說明】
一種爆炸注漿防沉降管樁
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種建筑基礎工程用粧，尤其涉及一種爆炸注漿防沉降管粧。
【背景技術(shù)】
[0002]管粧是一種鋼筋混凝土預制的工程粧，主要用于粧基工程，能夠提高地基與基礎的承載力，預應力混凝土管粧可分為后張法預應力管粧和先張法預應力管粧，因具有耐打、耐壓、穿透力強，單粧豎向承載力高，抗震性能好，造價便宜，施工工期短等特點而得到廣泛的應用。
[0003]管粧的形式主要有十字型、圓錐型和開口型，沉粧方式主要有錘擊法、靜壓法、震動法、射水法、預鉆孔法及中掘法等，而以靜壓法用得最多。在沉粧過程中，粧端位置的處理往往要求便于切土沉粧，而待粧達到設計深度后，及要求粧能保持在設計深度，此時，粧端位置的設計變?nèi)菀讓е禄捪鲁粒瑥亩绊懟拰A的加固效果。一般來說，作用在粧頂?shù)呢Q向荷載由粧側(cè)阻和粧端阻共同承擔，粧側(cè)阻將粧頂荷載以剪應力的形式傳遞至粧周土體，最終擴散分布于粧端持力層?；挾顺至邮芑挾撕奢d和粧側(cè)荷載共同作用產(chǎn)生壓縮變形，導致基粧沉降?；捸Q向承載力及其引起的沉降均為粧一一土共同作用的結(jié)果，隨基粧幾何尺寸、幾何形式、粧側(cè)粧端土性質(zhì)、成粧工藝等諸多因素變化。因此，需要設計出一種粧既便于沉粧，又不至于在粧使用過程中發(fā)生沉降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了防止建筑基礎工程中的粧發(fā)生沉降影響其對基礎的加固效果，本實用新型提供一種爆炸注漿防沉降管粧。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種爆炸注漿防沉降管粧，包括管粧主體(1)、導向鋼筋(2)、爆炸射孔裝置(3);
[0007]所述管粧主體(I)由粧體和粧尖組成，兩者通過鋼筋混凝土整體澆筑，粧體部分為圓筒結(jié)構(gòu)，粧尖部分為空心圓錐結(jié)構(gòu)，所述的空心部分為預留有徑向?qū)蚩椎膱A柱體，即為圓柱體空心，圓柱體空心內(nèi)放置有爆炸藥柱(7)，圓柱體空心結(jié)構(gòu)形狀與爆炸藥柱(7)相符合;所述的徑向?qū)蚩诪閳A柱體，其軸向長度小于其所在圓錐體粧尖同一截面半徑的一半；徑向?qū)蚩籽刂鴪A柱體空心的徑向設置，在圓柱體空心的軸向，徑向?qū)蚩捉诲e設置，相鄰兩個徑向?qū)蚩纵S線相互垂直;所述圓柱體空心的直徑小于圓錐體粧尖上表面圓直徑，在圓錐體粧尖上表面澆筑混凝土的平臺處設置有兩根表面光滑的光圓導向鋼筋(2)，在圓錐體粧尖上表面圓上兩根光圓導向鋼筋(2)位置連線通過圓心對稱設置，導向鋼筋(2)的下端澆筑在粧尖內(nèi)部，上端延伸到粧體端部;在圓錐體粧尖上表面，兩根導向鋼筋(2)穿過爆炸射孔裝置(3)托盤(5)上的兩個小圓孔;所述導向鋼筋(2)和托盤(5)上的兩個小圓孔位置的設置可保證圓錐體粧尖內(nèi)部的徑向?qū)蚩着c相同高度處圓錐形聚能穴(8)的位置相符合；
[0008]所述爆炸射孔裝置(3)由托盤(5)、藥柱蓋(6)、爆炸藥柱(7)組成，所述托盤(5)為圓盤結(jié)構(gòu)，上部對稱設置有兩個小圓孔，小圓孔直徑與導向鋼筋(2)相符合，以此與澆筑在圓錐體粧尖上的兩根導向鋼筋(2)相連，中部設有一個大圓孔，大圓孔直徑與爆炸藥柱(7)直徑相符合，大圓孔直徑小于藥柱蓋(6)的外徑，在兩個小圓孔連線上對稱設置兩個圓環(huán)凸起;所述爆炸藥柱(7)為圓柱體結(jié)構(gòu)，由藥柱殼體和藥柱蓋(6)組成，兩者之間通過螺紋連接，其中，藥柱殼體為圓柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部裝有猛炸藥，側(cè)面設有圓錐形聚能穴(8)，圓錐尖部位朝向與藥柱殼體縱軸線垂直，圓錐形聚能穴(8)沿著藥柱殼體的徑向設置，在藥柱殼體的軸向，圓錐形聚能穴(8)交錯設置，相鄰兩個圓錐形聚能穴(8)軸線相互垂直；由于圓錐形聚能穴(8)的設置，圓錐尖部位在藥柱殼體內(nèi)壁形成錐形凸起；
[0009]所述圓錐形聚能穴(8)位置與圓錐體粧尖內(nèi)部徑向?qū)蚩椎奈恢孟嗯浜?，在同一高度處圓錐形聚能穴(8)底面正對著徑向?qū)蚩?，徑向?qū)蚩捉孛嬷睆酱笥趫A錐形聚能穴(8)底面圓直徑，在圓錐形聚能穴(8)外側(cè)罩有相同結(jié)構(gòu)形狀的金屬聚能罩，聚能罩為圓錐形殼體，在其內(nèi)壁設有顆粒狀凸起；
[0010]所述藥柱蓋(6)為變截面結(jié)構(gòu)，上部為圓盤結(jié)構(gòu)，下部為圓筒形結(jié)構(gòu)，兩者整體澆筑，其中上部直徑大于下部直徑，上部圓盤中部設有雷管腳線(4)孔，雷管腳線(4)連接有雷管，雷管插入藥柱殼體內(nèi)部的猛炸藥中；下部圓筒形結(jié)構(gòu)外徑與藥柱殼體內(nèi)徑相符合，下部圓筒形結(jié)構(gòu)外表面設有外螺紋，以此與藥柱殼體相連接；
[0011]所述爆炸射孔裝置(3)上的托盤(5)、藥柱蓋(6)、爆炸藥柱(7)均為塑料材質(zhì)。
[0012]工作原理:
[0013]本實用新型中的爆炸射孔裝置爆炸后，其上面的聚能穴產(chǎn)生的聚能金屬射流，壓力可達數(shù)百萬個大氣壓，具有極高的能量密度，直接對粧尖內(nèi)壁及粧尖周圍的巖土體產(chǎn)生巨大的沖擊力，從而消除粧尖并在粧尖周圍巖土體內(nèi)產(chǎn)生圓柱狀槽腔，然后通過管粧內(nèi)部的圓筒向粧底注漿，漿液填充爆炸后在粧底形成的槽腔、聚能射孔腔以及巖土體內(nèi)的裂隙，待漿液凝固達到設計強度后即在粧底形成大頭端，從而防止粧由于粧尖作用而產(chǎn)生粧下沉。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是:
[0015](I)本實用新型采用爆炸射孔的形式去除了粧尖，并在粧尖周圍巖土體內(nèi)產(chǎn)生射孔腔，與采用爆炸技術(shù)相比，采用聚能射孔技術(shù)一方面可以適當減小猛炸藥的使用量，進而減小猛炸藥爆炸時產(chǎn)生的震動對粧體強度影響，另一方面可以在粧尖周圍巖土體內(nèi)不同方向、不同高度處產(chǎn)生射孔腔，在注漿體的作用下形成“犬牙狀”栓塞(圖6)，從而增大粧沉降的阻力，防止粧發(fā)生沉降；
[0016](2)針對粧的使用環(huán)境及工作性質(zhì)，本實用新型在聚能罩方面做了改進，在聚能罩的內(nèi)部做了顆粒狀凸起，這可以在猛炸藥爆炸引發(fā)聚能射孔時，增大金屬流的量，使得在少量猛炸藥的情況下發(fā)出較多的金屬流，從而實現(xiàn)射孔，減少猛炸藥使用量，也同時減小了炸藥爆炸產(chǎn)生的震動，對粧上部結(jié)構(gòu)的強度影響也比較?。?br>[0017](3)本實用新型中，在聚能罩的內(nèi)部做顆粒狀凸起而非直接加厚聚能罩，經(jīng)多次試驗驗證，這樣做使得圓錐形聚能罩殼體薄厚不均勻，進而在猛炸藥的作用下能易于使聚能罩融化產(chǎn)生金屬流；
[0018](4)在管粧底部注漿后，注漿體流動到管粧底部的空隙中，進一步加固了粧底巖土體，這相當于認為創(chuàng)造了一個堅固的粧底持力層，這可以減少因?qū)ふ覉怨坛至佣黾踊掗L造成的資源浪費；
[0019](5)在猛炸藥的作用下，粧尖處混凝土包裹的鋼筋被剝出，在爆轟波作用下發(fā)生彎曲變形，這些變形的鋼筋被注漿體包裹后，進一步提高了管粧底部的強度，也易于使粧體與注漿體結(jié)合；
[0020](6)本實用新型粧尖內(nèi)部的徑向?qū)蚩诪閳A柱體結(jié)構(gòu)，與爆炸藥柱上的聚能穴相對應，在爆炸射孔裝置爆炸時，徑向?qū)蚩讓捈馄茐牧鸭y具有導向作用，使裂紋沿水平方向傳播，從而減少炸藥對粧體的損壞；
[0021](7)本實用新型中的注漿量可根據(jù)具體工程應用來確定，如需要很強的管粧，可以注漿到管粧上部端口，如需要強度較低的管粧，僅僅需要注漿到粧深1/3處即可。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的爆炸注漿防沉降管粧豎向剖面圖；
[0023]圖2是本實用新型的爆炸射孔裝置立面圖；
[0024]圖3是本實用新型的爆炸射孔裝置俯視圖；
[0025]圖4是本實用新型的藥柱蓋示意圖；
[0026]圖5是本實用新型的聚能罩示意圖；
[0027]圖6是本實用新型的爆炸注漿防沉降管粧工作效果圖；
[0028]圖1中:管粧主體一I，導向鋼筋一2，爆炸射孔裝置一3，雷管腳線一4，爆炸藥柱一7；
[0029]圖2中:托盤一5，藥柱蓋一 6，聚能穴一 8;
[0030 ]圖6中:巖土體一9，注漿體一 1，鋼筋一 11，繩一 12。
【具體實施方式】
[0031]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述:
[0032]—種爆炸注漿防沉降管粧，包括管粧主體(1)、導向鋼筋(2)、爆炸射孔裝置(3);
[0033]所述管粧主體(I)由粧體和粧尖組成，兩者通過鋼筋混凝土整體澆筑，粧體部分為圓筒結(jié)構(gòu)，粧尖部分為空心圓錐結(jié)構(gòu)，所述的空心部分為預留有徑向?qū)蚩椎膱A柱體，即為圓柱體空心，圓柱體空心內(nèi)放置有爆炸藥柱(7)，圓柱體空心結(jié)構(gòu)形狀與爆炸藥柱(7)相符合;所述的徑向?qū)蚩诪閳A柱體，其軸向長度小于其所在圓錐體粧尖同一截面半徑的一半；徑向?qū)蚩籽刂鴪A柱體空心的徑向設置，在圓柱體空心的軸向，徑向?qū)蚩捉诲e設置，相鄰兩個徑向?qū)蚩纵S線相互垂直;所述圓柱體空心的直徑小于圓錐體粧尖上表面圓直徑，在圓錐體粧尖上表面澆筑混凝土的平臺處設置有兩根表面光滑的光圓導向鋼筋(2)，在圓錐體粧尖上表面圓上兩根光圓導向鋼筋(2)位置連線通過圓心對稱設置，導向鋼筋(2)的下端澆筑在粧尖內(nèi)部，上端延伸到粧體端部;在圓錐體粧尖上表面，兩根導向鋼筋(2)穿過爆炸射孔裝置(3)托盤(5)上的兩個小圓孔;所述導向鋼筋(2)和托盤(5)上的兩個小圓孔位置的設置可保證圓錐體粧尖內(nèi)部的徑向?qū)蚩着c相同高度處圓錐形聚能穴(8)的位置相符合；
[0034]所述爆炸射孔裝置(3)由托盤(5)、藥柱蓋(6)、爆炸藥柱(7)組成，所述托盤(5)為圓盤結(jié)構(gòu)，上部對稱設置有兩個小圓孔，小圓孔直徑與導向鋼筋(2)相符合，以此與澆筑在圓錐體粧尖上的兩根導向鋼筋(2)相連，中部設有一個大圓孔，大圓孔直徑與爆炸藥柱(7)直徑相符合，大圓孔直徑小于藥柱蓋(6)的外徑，在兩個小圓孔連線上對稱設置兩個圓環(huán)凸起;所述爆炸藥柱(7)為圓柱體結(jié)構(gòu)，由藥柱殼體和藥柱蓋(6)組成，兩者之間通過螺紋連接，其中，藥柱殼體為圓柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部裝有猛炸藥，側(cè)面設有圓錐形聚能穴(8)，圓錐尖部位朝向與藥柱殼體縱軸線垂直，圓錐形聚能穴(8)沿著藥柱殼體的徑向設置，在藥柱殼體的軸向，圓錐形聚能穴(8)交錯設置，相鄰兩個圓錐形聚能穴(8)軸線相互垂直；由于圓錐形聚能穴(8)的設置，圓錐尖部位在藥柱殼體內(nèi)壁形成錐形凸起；
[0035]所述圓錐形聚能穴(8)位置與圓錐體粧尖內(nèi)部徑向?qū)蚩椎奈恢孟嗯浜?，在同一高度處圓錐形聚能穴(8)底面正對著徑向?qū)蚩?，徑向?qū)蚩捉孛嬷睆酱笥趫A錐形聚能穴
(8)底面圓直徑，在圓錐形聚能穴(8)外側(cè)罩有相同結(jié)構(gòu)形狀的金屬聚能罩，聚能罩為圓錐形殼體，在其內(nèi)壁設有顆粒狀凸起；
[0036]所述藥柱蓋(6)為變截面結(jié)構(gòu)，上部為圓盤結(jié)構(gòu)，下部為圓筒形結(jié)構(gòu)，兩者整體澆筑，其中上部直徑大于下部直徑，上部圓盤中部設有雷管腳線(4)孔，雷管腳線(4)連接有雷管，雷管插入藥柱殼體內(nèi)部的猛炸藥中；下部圓筒形結(jié)構(gòu)外徑與藥柱殼體內(nèi)徑相符合，下部圓筒形結(jié)構(gòu)外表面設有外螺紋，以此與藥柱殼體相連接；
[0037]所述爆炸射孔裝置(3)上的托盤(5)、藥柱蓋(6)、爆炸藥柱(7)均為塑料材質(zhì)。
[0038]結(jié)合附圖對本實用新型的工作過程進行說明:
[0039](I)如圖1所示，在預制場將管粧主體(I)預制好，此時先不把爆炸射孔裝置(3)放入管粧內(nèi)部，采用預鉆孔沉粧法或錘擊沉粧法等將本實用新型中的管粧至于設計深度；
[0040](2)將雷管插入爆炸藥柱(7)內(nèi)部的猛炸藥中，雷管腳線(4)穿過藥柱蓋(6)上的雷管腳線(4)孔，并擰緊藥柱蓋(6)封閉，爆炸藥柱(7)，將裝有雷管的爆炸藥柱(7)穿過托盤
(5)，以此完成爆炸射孔裝置(3)的組裝；
[0041](3)在托盤(5)上的圓環(huán)凸起上系兩根繩(12)，繩(12)長大于管粧長度，將粧體內(nèi)部預留的兩根導向鋼筋(2)對準爆炸射孔裝置(3)托盤(5)上的兩個小圓孔，通過兩根繩緩慢將爆炸射孔裝置(3)放置于粧底；
[0042](4)做好安全準后，通過雷管引爆爆炸射孔裝置(3)，當爆炸產(chǎn)生的有毒氣體消散至安全許可濃度以下時，通過吸土設備清理粧底，然后采用注漿機器向管粧底部注漿，待注漿體達到設計強度后，本實用新型管粧即可投入使用(圖6)。
[0043]上述實施例僅是本實用新型的較佳實施方式，結(jié)合附圖詳細的說明了本實用新型的技術(shù)構(gòu)思和實施要點，并非對本實用新型的保護范圍進行限定，凡依據(jù)本實用新型技術(shù)方案的精神實質(zhì)和原理下作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，均應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種爆炸注漿防沉降管粧，包括管粧主體(I)、導向鋼筋(2)、爆炸射孔裝置(3)，其特征在于:所述管粧主體(I)由粧體和粧尖組成，兩者通過鋼筋混凝土整體澆筑，粧體部分為圓筒結(jié)構(gòu)，粧尖部分為空心圓錐結(jié)構(gòu)，所述的空心部分為預留有徑向?qū)蚩椎膱A柱體，即為圓柱體空心，圓柱體空心內(nèi)放置有爆炸藥柱(7)，圓柱體空心結(jié)構(gòu)形狀與爆炸藥柱(7)相符合;所述的徑向?qū)蚩诪閳A柱體，其軸向長度小于其所在圓錐體粧尖同一截面半徑的一半；徑向?qū)蚩籽刂鴪A柱體空心的徑向設置，在圓柱體空心的軸向，徑向?qū)蚩捉诲e設置，相鄰兩個徑向?qū)蚩纵S線相互垂直;所述圓柱體空心的直徑小于圓錐體粧尖上表面圓直徑，在圓錐體粧尖上表面澆筑混凝土的平臺處設置有兩根表面光滑的光圓導向鋼筋(2)，在圓錐體粧尖上表面圓上兩根光圓導向鋼筋(2)位置連線通過圓心對稱設置，導向鋼筋(2)的下端澆筑在粧尖內(nèi)部，上端延伸到粧體端部;在圓錐體粧尖上表面，兩根導向鋼筋(2)穿過爆炸射孔裝置(3)托盤(5)上的兩個小圓孔;所述導向鋼筋(2)和托盤(5)上的兩個小圓孔位置的設置可保證圓錐體粧尖內(nèi)部的徑向?qū)蚩着c相同高度處圓錐形聚能穴(8)的位置相符合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種爆炸注漿防沉降管粧，其特征在于:所述爆炸射孔裝置(3)由托盤(5)、藥柱蓋(6)、爆炸藥柱(7)組成，所述托盤(5)為圓盤結(jié)構(gòu)，上部對稱設置有兩個小圓孔，小圓孔直徑與導向鋼筋(2)相符合，以此與澆筑在圓錐體粧尖上的兩根導向鋼筋(2)相連，中部設有一個大圓孔，大圓孔直徑與爆炸藥柱(7)直徑相符合，大圓孔直徑小于藥柱蓋(6)的外徑，在兩個小圓孔連線上對稱設置兩個圓環(huán)凸起;所述爆炸藥柱(7)為圓柱體結(jié)構(gòu)，由藥柱殼體和藥柱蓋(6)組成，兩者之間通過螺紋連接，其中，藥柱殼體為圓柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部裝有猛炸藥，側(cè)面設有圓錐形聚能穴(8)，圓錐尖部位朝向與藥柱殼體縱軸線垂直，圓錐形聚能穴(8)沿著藥柱殼體的徑向設置，在藥柱殼體的軸向，圓錐形聚能穴(8)交錯設置，相鄰兩個圓錐形聚能穴(8)軸線相互垂直；由于圓錐形聚能穴(8)的設置，圓錐尖部位在藥柱殼體內(nèi)壁形成錐形凸起。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種爆炸注漿防沉降管粧，其特征在于:所述圓錐形聚能穴(8)位置與圓錐體粧尖內(nèi)部徑向?qū)蚩椎奈恢孟嗯浜希谕桓叨忍巿A錐形聚能穴(8)底面正對著徑向?qū)蚩?，徑向?qū)蚩捉孛嬷睆酱笥趫A錐形聚能穴(8)底面圓直徑，在圓錐形聚能穴(8)外側(cè)罩有相同結(jié)構(gòu)形狀的金屬聚能罩，聚能罩為圓錐形殼體，在其內(nèi)壁設有顆粒狀凸起。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種爆炸注漿防沉降管粧，其特征在于:所述藥柱蓋(6)為變截面結(jié)構(gòu)，上部為圓盤結(jié)構(gòu)，下部為圓筒形結(jié)構(gòu)，兩者整體澆筑，其中上部直徑大于下部直徑，上部圓盤中部設有雷管腳線(4)孔，雷管腳線(4)連接有雷管，雷管插入藥柱殼體內(nèi)部的猛炸藥中；下部圓筒形結(jié)構(gòu)外徑與藥柱殼體內(nèi)徑相符合，下部圓筒形結(jié)構(gòu)外表面設有外螺紋，以此與藥柱殼體相連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種爆炸注漿防沉降管粧，其特征在于:所述爆炸射孔裝置(3)上的托盤(5)、藥柱蓋(6)、爆炸藥柱(7)均為塑料材質(zhì)。
【文檔編號】E02D5/44GK205444176SQ201620108011
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年2月1日
【發(fā)明人】鄭志濤, 徐穎, 婁培杰, 徐軒, 邵彬彬, 楊建明, 李成杰
【申請人】安徽理工大學