本發明屬于PTC有孔管樁技術領域,具體涉及一種加強型PTC有孔管樁。
背景技術:
早期,針對我國沿海地區淤泥軟弱地質的特點,通過對PC管樁結構及制作工藝的改造,研發了先張法預應力混凝土薄壁管樁(簡稱PTC管樁)。PTC型管樁作為一種樁體強度高的剛性樁,憑借其功能和優勢在樁基工程中得到了廣泛的應用。
但是在施工過程中,無論是采取靜壓沉樁還是錘擊沉樁方式,都會產生較為明顯的擠土效應現象,而且容易在樁身上檢測出裂紋。分析其原因,主要是沉樁過程中,樁周土體所產生的較多孔隙水不能及時消散,形成了較高超靜孔隙水壓力,對樁體和周圍的建筑環境產生了影響。此外,對高速公路、高速鐵路、機場場道等深厚軟土地基來說,控制地基沉降,更多的是要將其工后沉降量控制在工后沉降量標準范圍內。而地基沉降產生的主要原因是由于在外荷載作用下土體中孔隙水的排出。因此,若是需要在路堤、壩堤、場道等施工期盡可能產生更多的沉降量,應將土中孔隙水盡可能多的排出,以降低土的含水量,則其工后沉降量將得以減小,從而達到控制沉降和工后沉降量的目的。
為此,現有技術中產生了PTC有孔管樁,即在PTC管樁的樁身上開設外滲水孔,則土中孔隙水將會通過外滲水孔滲入管樁內腔,使土的含水量得以降低,土的強度得以提高,地基承載力也隨之增強。
然而,PTC有孔管樁所設置的外滲水孔使管樁承載力在一定程度上產生了折減現象。因此,如何在排出土中孔隙水的同時,減小沉樁過程中擠土效應帶來的影響,保證沉樁質量,提高管樁承載力,是本領域技術人員一直在努力解決的技術問題。
為了有效地減小沉樁過程中擠土效應帶來的影響,加快超靜孔隙水壓力的消散,保證沉樁質量,這就必須要采取一定的措施。
技術實現要素:
為了克服和避免現有技術中的不足之處,本發明提出一種加強型PTC有孔管樁。本發明不但能夠有效地減小沉樁過程中擠土效應帶來的影響,加快超靜孔隙水壓力的消散,而且保證了沉樁質量,提高了管樁承載力。
為了實現本發明的目的,本發明采用了以下技術方案:
一種加強型PTC有孔管樁,構成管樁的外管壁上設置有外滲水孔,管樁在所述外管壁內側設置有用于增強的內管壁,所述內管壁沿著管樁的軸向設置,且所述內管壁與外管壁相連接并將管樁內腔分隔為面積較小的過渡腔和面積較大的主腔;若內管壁與外管壁之間圍成的過渡腔與所述外滲水孔相連通,則此過渡腔的腔底部設置為封閉狀,且圍成此過渡腔的內管壁上設置有連通過渡腔和主腔的內滲水孔。
優選的,所述內管壁設置為自過渡腔一側向主腔一側凸出的光滑的弧面狀。
作為本發明的一種優選方案,所述外滲水孔沿管樁軸線對稱分布在所述外管壁的兩側,所述內管壁與外管壁之間圍成的過渡腔與所述外滲水孔相連通,且內管壁沿管樁軸線對稱分布在所述外管壁的兩側。
進一步優選的,分布在外管壁同一側的所述外滲水孔自上而下沿管樁軸線呈列狀排布,且所述外滲水孔沿著所述外管壁呈偶數列排布。
作為本發明的另一種優選方案,分布在外管壁同一側的所述外滲水孔自上而下沿管樁軸線呈列狀排布,且所述外滲水孔沿著所述外管壁呈奇數列均勻排布;所述內管壁與外管壁之間圍成的過渡腔與所述外滲水孔相連通。
優選的,分布在外管壁同一側的所述外滲水孔自上而下沿管樁軸線呈列狀排布,與外滲水孔相對應連通的內滲水孔則自上而下沿管樁軸線呈列狀排布在所述內管壁上。
進一步優選的,處于同一內管壁上的所述內滲水孔設置為兩列,且此兩列內滲水孔對稱分布在內管壁的兩側。
更進一步優選的,由同一過渡腔相連通的單列外滲水孔和單列內滲水孔的數量相同,此單列外滲水孔與單列內滲水孔的分布高度相等,且相鄰外滲水孔的間距與相鄰內滲水孔的間距也相等。
本發明的有益效果在于:本發明在PTC有孔管樁的管樁內腔中增設了內管壁,并使內管壁與外管壁之間圍成的過渡腔與所述外滲水孔相連通,本發明還在內管壁上相應的設置有內滲水孔,同時本發明將與所述外滲水孔相連通的過渡腔的底部設置為封閉狀。則在本發明中的加強型PTC有孔管樁沉樁施工期間,管樁外管壁上的外滲水孔可以讓樁周土體中更多的孔隙水、淤泥進入過渡腔,再經過過渡腔排出并進入到管樁主腔中,最后利用微型水泵抽出管樁主腔中的水即可。本發明可以有效地降低樁周土體的含水率,提高樁周土體的抗剪強度,增強樁基的承載力,達到了減輕管樁擠土效應,降低沉樁對鄰樁及周圍建筑物危害的目的;此外,本發明還能夠有效地提高PTC有孔管樁的構件剛度,降低PTC管樁因開孔致使承載力折減的程度,改善PTC有孔管樁施工過程中易出現樁身裂紋的問題,大大提高了PTC有孔管樁的耐久性和可靠性。
附圖說明
圖1為本發明中過渡腔單向對稱分布的結構示意圖。
圖2為圖1中的管樁的另一橫截面的結構示意圖。
圖3為圖1的A-A剖面示意圖。
圖4為圖1的B-B剖面示意圖。
圖5為管樁中同時設置有與外滲水孔相連通的過渡腔以及不與外滲水孔相連通的過渡腔的結構示意圖。
圖6為本發明中過渡腔雙向對稱分布的結構示意圖。
圖7為圖6中的管樁的另一橫截面的結構示意圖。
圖8為圖6的A-A剖面以及B-B剖面的結構示意圖。
圖9為本發明中過渡腔呈星狀分布的結構示意圖。
圖10為圖9中的管樁的另一橫截面的結構示意圖。
圖11為圖9的A-A剖面示意圖。
圖12為圖9的B-B剖面示意圖。
圖中的標記含義如下:
1-外管壁 11-外滲水孔 12-主腔 13-過渡腔
2-內管壁 21-內滲水孔
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
如圖1~12所示,一種加強型PTC有孔管樁,構成管樁的外管壁1上設置有外滲水孔11,管樁在所述外管壁1內側設置有用于增強的內管壁2,所述內管壁2沿著管樁的軸向設置,且所述內管壁2與外管壁1相連接并將管樁內腔分隔為面積較小的過渡腔13和面積較大的主腔12。
如圖1、2、5~7、9、10所示,所述內管壁2設置為自過渡腔13一側向主腔12一側凸出的光滑的弧面狀。
內管壁2與外管壁1之間圍成的過渡腔13與所述外滲水孔11可以相連通,也可以不相連通。如圖1、2、4、6、8~12所示,若內管壁2與外管壁1之間圍成的過渡腔13與所述外滲水孔11相連通,則此過渡腔13的腔底部設置為封閉狀,且圍成此過渡腔13的內管壁2上設置有連通過渡腔13和主腔12的內滲水孔21。圖5中的處于橫向的兩內管壁2與外管壁1之間圍成的過渡腔13即不與所述外滲水孔11可以相連通。
如圖4、8、11、12所示,本實施例中的分布在外管壁1同一側的所述外滲水孔11自上而下沿管樁軸線呈列狀排布,與外滲水孔11相對應連通的內滲水孔21則自上而下沿管樁軸線呈列狀排布在所述內管壁2上。
如圖1、2、5~7、9、10所示,處于同一內管壁2上的所述內滲水孔21設置為兩列,且此兩列內滲水孔21對稱分布在內管壁2的兩側。
如圖8、11、12所示,由同一過渡腔13相連通的單列外滲水孔11和單列內滲水孔21的數量相同,此單列外滲水孔11與單列內滲水孔21的分布高度相等,且相鄰外滲水孔11的間距與相鄰內滲水孔21的間距也相等。
外滲水孔11和內滲水孔21的直徑大小及相鄰孔之間的分布間距根據具體工程要求來設計。
本發明中的外滲水孔11、內管壁2、內滲水孔21以及過渡腔13主要由以下幾種布置方式:
1.單向對稱型/雙向對稱型
如圖1~4、6~8所示,所述外滲水孔11沿管樁軸線對稱分布在所述外管壁1的兩側,所述內管壁2與外管壁1之間圍成的過渡腔13與所述外滲水孔11相連通,且內管壁2沿管樁軸線對稱分布在所述外管壁1的兩側。
分布在外管壁1同一側的所述外滲水孔11自上而下沿管樁軸線呈列狀排布,且所述外滲水孔11沿著所述外管壁1呈偶數列排布。
如圖1~4所示,當所述外滲水孔11沿著所述外管壁1共設置為兩列時,此時每一列外滲水孔11對應一個內管壁2,此內管壁2和外管壁1構成一個過渡腔13,每個內管壁2上設置兩列對稱分布的內滲水孔21。此時帶有內滲水孔21的內管壁2為單向對稱型布置。
如圖6~8所示,當所述外滲水孔11沿著所述外管壁1共設置為四列時,此時每一列外滲水孔11對應一個內管壁2,此內管壁2和外管壁1構成一個過渡腔13,每個內管壁2上設置兩列對稱分布的內滲水孔21。此時帶有內滲水孔21的內管壁2兩兩一組,構成雙向對稱型布置。
2.星狀分布型
如圖9~12所示,分布在外管壁1同一側的所述外滲水孔11自上而下沿管樁軸線呈列狀排布,且所述外滲水孔11沿著所述外管壁1呈奇數列均勻排布;所述內管壁2與外管壁1之間圍成的過渡腔13與所述外滲水孔11相連通。
圖9~12所示的所述外滲水孔11沿著所述外管壁1共設置為三列,此時每一列外滲水孔11對應一個內管壁2,此內管壁2和外管壁1構成一個過渡腔13,每個內管壁2上設置兩列對稱分布的內滲水孔21。此時帶有內滲水孔21的內管壁2為星狀分布型布置。
本發明中的加強型PTC有孔管樁只需在工廠采用特制有孔管樁鋼模按要求生產即可,其生產方法同現有有孔管樁的生產工藝??紤]到樁壁開孔產生應力集中現象,該構件現場施工采用靜壓沉樁方式,不得采用錘擊沉樁和振動沉樁方式。沉樁過程中,管樁外管壁1上的外滲水孔11可以讓樁周土體中更多的孔隙水、淤泥進入過渡腔13,再經過過渡腔13排出并進入到管樁主腔12中,最后利用微型水泵抽出管樁主腔12中的水即可。本發明可以有效地降低樁周土體的含水率,提高樁周土體的抗剪強度,增強樁基的承載力,有效地減小沉樁擠土效應對鄰樁和周圍建筑環境的影響。