[发明专利]基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩及其施工方法

说明书

本发明公开了一种基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩及其施工方法，包括预制钢筋混凝土管，其中心为主排水通道；预制钢筋混凝土管的外壁上设有轴向贯通桩身的凹槽，凹槽内部嵌有活动式防堵塞装置且设有若干横孔；预制钢筋混凝土管内壁及横孔内壁上均铺设毛细透排水带，活动式防堵塞装置内设有开孔和夹层，夹层空隙中则设有细密钢丝滤网和活动金属隔断。本发明在保证PTC管桩承载能力及排水能力的同时，利用活动式防堵塞装置解决了其排水孔易淤堵的问题，并且在解除隔断时没有地基扰动和操作困难等问题。利用CPDB技术增大了PTC管桩的总排水量和排水效率，尤其是通过其虹吸效应提高了在无抽水泵等外力作用时管桩内部积水的竖向排水效率。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种基于CPDB技术及活动式防堵塞装置的PTC管桩及其施工方法，适用于对软弱地基进行加固的情况。

背景技术

在地基处理中常采用复合地基形式对软弱地基进行加固处理，其中桩基础能向深部土层传递荷载，得到广泛应用。普通预制混凝土桩的桩身材料自重大，且透水性差，桩体自身易发生较大沉降，且地基固结缓慢，不利于地基土的承载力充分发挥；而开孔排水管桩在施工及后续使用过程中，桩周围土体易挤入排水孔中造成堵塞，导致桩身排水能力显著下降，同时，开孔排水管桩在无较大外力（如抽水泵）作用时存在内部排水效率不足的问题，大量孔隙水积蓄在桩身内，影响土体固结能力和桩身承载能力，严重时会引起建筑物的沉降、变形或倾斜。

毛细透排水带（Capillary Pervious Drain Belt，简称CPDB）是指在软质薄塑胶片上开设密集导水槽孔，其软质薄塑胶片厚约2mm，在宽度方向每隔1.5mm开设直径约1mm的导水槽孔，再沿每个导水槽孔的下方，纵向剖开约0.3mm宽度的毛细槽沟，从而在断面上形成内大外小、形状如“Ω”的吸排水通道。铺设时毛细槽沟这面朝下，在毛细水压力的作用下，土中水经毛细槽沟进入导水槽孔中；另一方面，毛细槽沟的宽度比导水槽孔的直径小，且毛细槽沟向下，水流中的土颗粒因重力作用自然沉淀，不会随水流进入导水槽孔内，也不会紧贴在毛细槽沟附近产生淤积。毛细透排水带作为新型排水材料，有效结合了毛细力、虹吸力、表面张力和重力的效力，克服了传统排水材料易堵塞的缺点，解决了渗渠因滤层阻塞集水困难的问题，其特点包括但不限于：①不堵塞；②具排水排（潮）气功能；③抗土压力强；④主动式排水；⑤高渗透性；⑥具自清功能；⑦施工简单；⑧具挠曲柔性；⑨低成本。相比传统排水技术，毛细透排水带可谓是名副其实的“水流高速公路”，具有重要工程价值，但相关技术目前在桩基础及其复合地基处理方面尚未得到较好应用。

通过公开专利检索，发现以下对比文件：

CN112252305A公开了一种防淤堵排水预制桩及其施工方法，包括桩身、桩尖、套管及桩帽，桩身外部滑动并同轴套装套管，桩身的外壁上制出有多道周向均布且轴向贯通桩身的凹槽；凹槽的内壁上铺设有排水带，凹槽的内壁上制出有多个塞孔；塞孔内均固定插接有水溶性栓塞，水溶性栓塞的中部穿透排水带。该防淤堵排水预制桩结合桩基的承载能力和排水能力，把排水带铺设在桩身凹槽内并固定，而提供一种新型的减压排水预制桩及其施工工艺。

经分析，该专利应用于软弱地基加固的情况存在两点缺陷：1、套管与桩身一同打入土体后，桩周土受到挤压，桩身侧摩阻力骤增，此时再将套管拔出必然十分困难，甚至可能导致地基损坏或桩体不稳定等严重后果，即使强行拔出也会削弱桩体与桩周土之间的握裹作用，给实际施工带来操作上的不便和使用中的不确定性；2、排水效率不足，排水带仅分布于桩身外壁上的凹槽中，首先其接触面积限制了其总排水量，其次传统塑料排水带存在排水效率问题，无法及时向上排出积水，常需要抽水泵辅助排水，增加了施工的操作量和额外耗费，也不利于复合地基的快速固结。上述问题严重限制了该排水桩在软弱地基（尤其是含水量较多的软土地基）中的应用，对此，申请人基于CPDB技术及活动式防堵塞装置改良并研发了一种新型PTC排水管桩，其结构及功能原理均不同于上述专利的公开内容，故不影响本申请的新颖性。

发明内容