[发明专利]一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置及施工方法

权利要求书

1.一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置，其特征在于：它包括外护筒（1）和内护筒（2），所述外护筒（1）由多块外弧形钢板制成，相邻的外弧形钢板之间通过拉伸装置（21）相连，并整体连接成环形结构；所述外护筒（1）和内护筒（2）之间通过伸缩装置（31）相连，并使得内护筒（2）位于外护筒（1）的中间位置；在外护筒（1）和内护筒（2）之间形成隔空层（3）；

所述内护筒（2）采用多块内弧形钢板制成，相邻的内弧形钢板之间通过拉伸装置（21）相连，并整体连接成环形结构；

所述外护筒（1）和内护筒（2）的每块弧形钢板的两侧边缘由上到下依次焊接有多个均布的挂环（24）；

所述拉伸装置（21）采用拉簧，所述拉簧两端分别钩挂在相邻的弧形钢板上的挂环（24）之间；

所述护筒装置的底端为膨胀段（A1），所述膨胀段（A1）的中心位置设置有套筒 （7），在灌注桩浇筑时膨胀段（A1）分内外两圈浇筑，套筒（7）内圈为普通混凝土（4），外圈为膨胀混凝土（5）；所述膨胀段（A1）的上部为灌注桩剩余部分（A2），所述灌注桩剩余部分（A2）全部浇筑普通混凝土（4）；所述膨胀混凝土（5）内部添加螺旋状长条聚丙烯纤维（6）。

2.根据权利要求1所述一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置，其特征在于：所述外护筒（1）的每块外弧形钢板的外侧壁上对称固定有第一阻断装置（12），相邻的两个外弧形钢板的第一阻断装置（12）之间贯穿安装有第一保护装置（13）；

所述内护筒（2）的每块内弧形钢板的外侧壁上对称固定有第二阻断装置（22），相邻的两个内弧形钢板的第二阻断装置（22）之间贯穿安装有第二保护装置（23）。

3.根据权利要求2所述一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置，其特征在于：所述第一阻断装置（12）和第二阻断装置（22）都采用两端内折的钢筋材料制成，其内折的两端焊接固定在弧形钢板的外壁上；

所述第一保护装置（13）和第二保护装置（23）都分别对应采用与外弧形钢板和内弧形钢板的弧形相匹配的弧形钢片，所述弧形钢片两端向上弯曲。

4.根据权利要求1所述一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置，其特征在于：所述伸缩装置（31）的两端焊接分别固定在外护筒（1）和内护筒（2）的内侧壁上，所述伸缩装置（31）采用空心铁管材料制成，在隔空层（3）内部剩余空间添加珊瑚砂或者陶粒。

5.根据权利要求1所述一种限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置，其特征在于：所述内护筒（2）内部放置有柔性高强材料。

6.权利要求1-5任意一项所述限制灌注桩头部膨胀的双层护筒装置的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：通过伸缩装置（31）固定好内护筒（2）的位置，然后往隔空层（3）中添加陶粒；接着沿内护筒（2）一圈铺放一块碳纤维布，碳纤维布总长度高于该装置顶部边缘处，碳纤维布围绕内护筒（2）底部设置一圈均匀褶皱；

S2：钻孔，钻孔至设计深度，提出钻孔，伸入导管，在桩孔周围一圈喷水泥浆；

S3：放置双层护筒装置在桩孔底部，下放钢筋笼，在钢筋笼间下放套筒；

S4：进行桩端混凝土浇筑，浇筑分内外两圈，先浇筑桩端外圈，所需混凝土为膨胀混凝土，浇筑完毕，外圈混凝土开始膨胀，向四周挤压内护筒（2），内护筒（2）通过陶粒传力到外护筒（1），向外扩张，外护筒（1）、内护筒（2）的拉伸装置（21）产生拉力，陶粒受到挤压，密实度变大，一同产生限制灌注桩持续膨胀的阻力，保证灌注桩的承载力，桩头持续膨胀，导致桩头疏松，承载力降低；

S5：待桩头结束膨胀成型，提出套筒，进行应力测试，桩头膨胀段（A1）中部预设一个压应力片，根据压应力片的反馈情况，选择是否进行二次注浆，如果压应力持续增力，没有出现消减情况，表明混凝土没有开裂，如果出现陡降，表明混凝土已经开裂，必须进行二次压力注浆，通过二次注浆弥补之前外圈第一次注浆膨胀产生的裂缝，其中内圈膨胀段（A1）采用高压注浆的方法，注浆管设置在桩端外围，便于浇筑外围的裂缝，且注浆管是刚性的，待到二次注浆完，强力抽走注浆管，然后灌注桩剩余部分（A2）继续浇筑普通混凝土，直至达到设计标高。