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原文传递一种含气土层灌注桩施工的沉管装置及其施工方法

专利名称：	一种含气土层灌注桩施工的沉管装置及其施工方法
摘要：	本发明属于土木工程施工技术领域，涉及一种含气土层灌注桩施工的沉管装置，包括空心管体，所述空心管体内部上下两端分别可拆卸的连接有排气装置和进气装置，所述空心管体设有进气装置的一端底部连接桩尖活瓣，所述进气装置设置在桩尖活瓣和空心管体内壁的卡块之间，所述进气装置包括由上至下依次连接的透气层、轻质材料层和过滤层，所述轻质材料层上分布有多个进气孔，所述进气孔内设有活塞，所述活塞与透气层之间通过弹簧连接。本发明安全可靠、成本可控、灵活操作，一方面可防止含气土层气体喷发引起的工程灾害，另一方面可以保证桩身成桩质量，适用于浅海和陆地中浅层气分布区域，并可形成清洁能源的再利用，其工程应用前景广阔。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	常州工学院
发明人：	李雄威
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910571237.8
公开号：	CN110241816A
代理机构：	常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	王清
分类号：	E02D5/34(2006.01);E;E02;E02D;E02D5
申请人地址：	213032 江苏省常州市新北区辽河路666号
主权项：	1.一种含气土层灌注桩施工的沉管装置，包括空心管体(1)，其特征在于：所述空心管体(1)内部上下两端分别可拆卸的连接有排气装置(2)和进气装置(3)，所述空心管体(1)设有进气装置(3)的一端底部连接桩尖活瓣(4)，所述进气装置(3)设置在桩尖活瓣(4)和空心管体(1)内壁的卡块(5)之间，所述进气装置(3)包括由上至下依次连接的透气层(6)、轻质材料层(7)和过滤层(8)，所述轻质材料层(7)上分布有多个进气孔(15)，所述进气孔(15)内设有活塞(9)，所述活塞(9)与透气层(6)之间通过弹簧(10)连接。 2.根据权利要求1所述的一种含气土层灌注桩施工的沉管装置，其特征在于：所述排气装置(2)包括钢板密封层(11)和设置在贯穿钢板密封层(11)的排气管上的排气阀(12)，所述钢板密封层(11)与空心管体(1)之间通过螺纹或卡扣密封连接，所述排气阀(12)设置在空心管体(1)的顶部以下。 3.根据权利要求1所述的一种含气土层灌注桩施工的沉管装置，其特征在于：所述进气装置(3)与空心管体(1)之间还设有弹片(13)，所述弹片(13)设置在桩尖活瓣(4)与卡块(5)之间。 4.根据权利要求1所述的一种含气土层灌注桩施工的沉管装置，其特征在于：所述透气层(6)上分布有多个透气孔(14)，所述轻质材料层(7)上对称分布有四个进气孔(15)，所述进气孔(15)内设有与其形状相匹配的活塞(9)，且每个活塞(9)与透气层(6)之间均设有三个均匀分布的弹簧(10)。 5.根据权利要求4所述的一种含气土层灌注桩施工的沉管装置，其特征在于：所述活塞(9)为上宽下窄的倒梯形圆柱活塞，所述轻质材料层(7)为不透水的轻质材料，所述弹簧(10)为可调节弹簧。 6.一种含气土层灌注桩施工的沉管装置的施工方法，其特征在于：包括步骤如下： 1)在空心管体(1)设有桩尖活瓣(4)的一端内部预先安装进气装置(3)，预设弹簧(10)的压力，排气装置(2)通过螺纹或卡扣密封安装到空心管体(1)的另一端内部，并确保排气阀(12)低于空心管体(1)的顶面设置； 2)采用静压或动力沉管法对空心管体(1)进行施工； 3)当桩尖活瓣(4)进入含气土层后，桩尖活瓣(4)自动打开，气体经进气装置(3)进入进气装置(3)和排气装置(2)之间的储气缓冲区，当储气缓冲区的气体量或压力较大时，缓冲区压力可反作用于弹簧(10)，从而平衡活塞(9)的位置，控制储气缓冲区的气体压力； 4)控制排气装置(2)的排气阀(12)，依据储气缓冲区的气体压力和流量进行排气，使桩端土体趋于密实，然后继续进行沉管施工； 5)当空心管体(1)端部达到设计标高后，通过排气阀(12)控制排气速度和流量，持续排气，当气体释放趋于稳定，压力或流量低于设计值、土体密实度达到预定要求时，关闭排气阀(12)，卸除排气装置(2)； 6)按照常规沉管灌注混凝土桩的施工方法，进行后续施工。 7.根据权利要求6所述的一种含气土层灌注桩施工的沉管装置的施工方法，其特征在于：所述步骤4)和步骤5)中排出的气体通过气液分离装置进行收集储存再利用。
所属类别：	发明专利