[发明专利]一种对周边地层微扰动的长钢护筒灌注桩及应用

说明书

本发明公开了一种对周边地层微扰动的长钢护筒灌注桩及应用，包括由多节护筒组成的分节护筒主体，所述分节护筒主体的筒体内部设置有筒内自动取土装置，所述分节护筒主体上还设有用于护筒轴向力和扭矩的自动实时监测的监测装置一和用于护筒垂直度的自动实时调整的监测装置二；所述监测装置二通过实时数据采集传输装置与监测装置一相连实现护筒垂直度的实时控制，监测装置一通过实时数据采集传输装置与筒内自动取土装置相连实现护筒内土柱高度的实时控制，本发明可以实现护筒节的快速准确连接，减少停机等待时间，提高桩基承载力；尤其可以保证长钢护筒灌注桩施工过程中对周围地层的微扰动，保证周边环境安全。

技术领域

本发明属于地下工程施工技术领域，具体涉及一种对周边地层微扰动的长钢护筒灌注桩及应用。

背景技术

随着城市用地越来越紧张，近建筑结构施工和近隧道施工在城市中心已基本不可避免，钢护筒灌注桩在类似工程中应用较多。

目前，钢护筒灌注桩在施工过程中面临诸多难题：钢护筒下压过程中，筒内外有水头差，筒底土体存在渗透失稳的风险；钢护筒下压过程存在侧向挤土效应，对周边环境造成较大影响；相邻两节钢护筒一般采用加腰带的焊接方式，该方式腰带的存在会导致钢护筒下压产生较大侧向挤土效应，影响周边环境安全，而且该连接方式的停机等待时间长，周边土体变形风险大；护筒垂直度难以保证，常出现护筒垂直度不足拔出重打的情况，这种情况对周边环境影响极大；护筒内合理土柱高度确定困难，土柱过高时，护筒底部易形成完全土塞，在这种情况下，护筒继续下压时压力会急剧增大且会导致护筒周边土体隆起，土柱过低时，筒外土体有向筒内“绕流”的趋势，这会导致护筒周边土体下沉，因此合理土柱高度的确定对减小护筒施工过程对周边环境安全影响十分重要；钢护筒灌注桩施工完成后，桩侧摩阻力主要通过护筒外侧和土体之间的摩擦作用发挥，而混凝土材料和土体之间的摩擦作用显然大于钢护筒外侧和土体之间的摩擦作用，因此钢护筒灌注桩的侧摩阻力发挥较弱。

考虑到钢护筒的改进、护筒连接方式的改进和智能化技术引进可以解决现有钢护筒灌注桩在施工过程中面临的诸多难题，从而极大限度的降低钢护筒灌注桩施工对周边环境的影响。本发明对钢护筒和护筒连接方式进行改进，引入智能化技术到钢护筒灌注桩施工中，能够大幅减小筒内外水头差，大幅降低筒底土体渗透失稳风险；能够降低钢护筒下压过程存在的侧向挤土效应；能够实现分节钢护筒的快速准确连接；能够保证护筒下压过程中的垂直度；能够保证护筒内合理的土柱高度；而且能够保证钢护筒灌注桩施工完成后较大的侧摩阻力；从而可以大幅减小钢护筒灌注桩施工过程对周边地层的扰动和提高桩基承载力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对周边地层微扰动的长钢护筒灌注桩及应用，针对钢护筒灌注桩在施工过程中面临的难题——筒底土体渗透稳定性难保证、护筒垂直度难保证、护筒连接停机时间长、筒内合理土柱高度难确定等，尤其是施工过程对周边地层扰动大的难题加以有效解决。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种对周边地层微扰动的长钢护筒灌注桩，包括由多节护筒组成的分节护筒主体；

所述分节护筒主体的筒体内部设置有筒内自动取土装置，所述分节护筒主体上还设有用于护筒轴向力和扭矩的自动实时监测的监测装置一和用于护筒垂直度的自动实时调整的监测装置二；

所述监测装置二通过实时数据采集传输装置与监测装置一相连实现护筒垂直度的实时控制；

所述监测装置一通过实时数据采集传输装置与筒内自动取土装置相连实现护筒内土柱高度的实时控制。

作为本发明进一步的方案：所述分节护筒主体的最下节护筒为底部扩口的圆筒；

扩口部分的底部内径与非扩口部分的外径相等。

作为本发明进一步的方案：所述最下节护筒底部安装有切削土地的切削刀。

作为本发明进一步的方案：所述分节护筒主体的侧壁上均匀开设有渗流圆孔。