专利名称：一种帷幕式溶洞灌注桩施工用弹性网布的制作方法
技术领域：
一种帷幕式溶洞灌注粧施工用弹性网布技术领域[0001]本实用新型属于建筑施工技术领域，涉及一种揭露到溶洞的灌注桩施工装置，特别涉及一种帷幕式溶洞灌注桩施工用弹性网布。
背景技术：
[0002]目前，钢筋混凝土灌注桩的施工方法是确定孔位、成孔、下钢筋笼、灌注混凝土。 对于有溶洞的灌注桩施工方法主要有三种[0003]第一种是在成孔过程中揭露到溶洞时，向溶洞抛填块石或粘土袋，然后继续进行成孔作业直到设计深度，最后下放钢筋笼和浇注混凝土。由于溶洞形状不规则和填充不密实，填充物难以将溶洞完全填满填实，混凝土容易从大的空隙中流失，此外，在灌注混凝土的侧压力作用下，填充物形成的孔壁容易坍塌，导致成桩困难。所以该施工方法不仅施工进度较慢，且难以确保成桩质量，尤其对水下溶洞效果更差；[0004]第二种施工方法是，在整个桩孔成孔后，将用10 — 20mm钢板制成的钢护筒下到桩孔中，在孔底一直到溶洞口顶部之间的桩孔孔壁形成类似于套管的护壁体，然后，放置钢筋笼和灌注混凝土。这种施工方法效果较好，但是钢护筒用钢板制成，长度较大时，所需钢板的量较大，使成桩成本大幅增加，同时由于钢护筒的重量较大，需配备吊装和焊接设备，增加了施工难度；[0005]第三种施工方法是在钢筋笼四周包裹一层薄铁皮，这种方法成本低、操作简单，但是由于铁皮与孔壁之间有较大的间隙，无法灌注到混凝土，使得该段桩体侧壁摩阻力丧失， 同时桩径也变小，导致桩的承载力降低。实用新型内容[0006]本实用新型目的就在于通过采用弹性网布，先将弹性网布安装成直径比桩孔直径小的圆筒，再将圆筒形弹性网布放置到溶洞口所在位置，固定圆筒形弹性网布在桩孔轴向上的位置，解开锁扣，弹性网布在自身弹力的作用下展开并紧贴在溶洞口所在位置的桩孔孔壁上，在溶洞口所在位置的桩孔孔壁上形成帷幕，从而提供了一种帷幕式溶洞灌注桩施工用弹性网布。[0007]本实用新型的技术解决方案所述弹性网布包括网布、纵向支柱、弹性钢片、横向弹性肋片，所述网布同一面纵向上设有若干个布套，布套的套口为纵向贯穿组成一列布套， 网布横向上设有若干列布套，纵向支柱穿过纵向排列的布套与网布连接，同一排中的纵向支柱的中间部位连接设有弹性钢片，同一排中的纵向支柱的两端分别连接设有横向弹性肋片，横向弹性肋片的两端分别设有锁舌和锁头，锁舌和锁头组成的锁扣，纵向上设有两节或两节以上纵向支柱时，纵向相邻的两节纵向支柱相连接。[0008]由于纵向支柱在网布纵向上通常设有两节或两节以上，在网布横向上通常设有多列；因此，为了清楚地说明，将同一列上的各纵向支柱以“节”为单位，称为第一节、第二节、 第三节等；同一列上的各纵向支柱形成一列纵向支柱，将各列在纵向上处于同一位置(各列同一节数位置)的各纵向支柱以“排”为单位，称为第一排、第二排、第三排等。[0009]优选所述弹性网布上设有径向固定绳索，横向弹性肋片两端的锁舌和锁头上分别设有与径向固定绳索连接的连接装置。[0010]同一排的各节纵向支柱的中间部位与弹性钢片连接，同一排的各节纵向支柱的两端分别与横向弹性肋片连接；每一片弹性钢片至少与同一排相邻的二节纵向支柱连接，同一排任一相邻的两节纵向支柱均与至少一片弹性钢片同时连接。[0011]当锁扣锁定形成圆筒形弹性网布时，如两侧的纵向支柱出现重叠，则重叠部分的一侧纵向支柱不与横向弹性肋片连接。[0012]所述锁扣中的锁舌与锁头之间在横向弹性肋片上的间隔小于桩孔周长，锁扣锁定时，圆筒形弹性网布的直径比桩孔直径小O. 2m以上；解开锁扣展开后，在径向固定绳索的固定下，展开后的圆筒形弹性网布的直径与桩孔的直径相等。[0013]所述网布上缝以网格状绳条，布套通过缝制与网布连接，布套直径等于纵向支柱的直径，纵向支柱为金属或合金制成的空心圆柱管，弹性钢片和横向弹性肋片为由弹簧钢制成如钢尺状的条形结构，固定杆与最后一节纵向支柱连接。[0014]本实用新型的有益效果是[0015](I)可靠性高，用弹性网布可在溶洞口分布区形成封堵帷幕，有效防止灌注的混凝土从溶洞口流失,确保成桩质量；[0016](2)施工方便，成本低，用时少。本实用新型采用的弹性网布结构简单，组装方便，重量轻；[0017](3)不受地下水位的限制，适用于溶洞口位于地下水以下的情况。
[0018]图I是本实用新型实施例I的施工结构示意图。[0019]图2是本实用新型实施例I的施工结构A— A示意图。[0020]图3是本实用新型实施例I的施工结构B— B示意图。[0021]图4是本实用新型实施例I的施工成桩结构示意图。[0022]图5是本实用新型弹性网布结构示意图。
具体实施方式
[0023]本实用新型通过下面的实施例可以对本实用新型作进一步的描述，然而，本实用新型的范围并不限于下述实施例。[0024]实施例I :帷幕式溶洞灌注桩施工方法包括以下几个步骤[0025]如图I一4所示，要进行钻孔灌注桩的帷幕式溶洞灌注桩施工，首先按设计要求确定桩孔孔位，采用钻孔施工方法进行成孔，桩孔为等直径的圆柱形，孔径I. 5m，孔深20m，在成孔过程中确定桩孔揭露到的溶洞口 I的最大轴向高度为3. 0m，洞口边沿到孔口的最小距离为10m。[0026]借助锁扣8，在孔口将弹性网布2组装成小于桩孔直径的圆筒，通过固定杆9将圆筒状的弹性网布2放置到溶洞口 I所在位置，弹性网布2上设有径向固定绳索，解开锁扣后，弹性网布2在自身弹力的作用下展开，在径向固定绳索的固定下，圆筒形弹性网布2的直径与桩孔的直径相等，并与孔壁紧贴形成帷幕，再下放钢筋笼和灌注混凝土成桩。[0027]如图5所示，弹性网布2是由网布3、布套4、纵向支柱5、弹性钢片6、横向弹性肋片7和锁扣8构成。其中网布3为长条形，在抗拉强度较高的普通织物布上缝以网格状绳条即制成网布3，绳条起到增强网布强度的作用。网布3上缝有用织物布制成的圆柱形布套4，布套4直径等于纵向支柱5的外径。布套4的套口为纵向贯穿组成一列布套，网布3 横向上设有若干列平行排列的布套，纵向相邻的两个布套4之间的间距为O. 3m,每个布套4 长O. 2m，布套4直径等于纵向支柱5的外径即32_，横向相邻的两列布套4之间的间距为 0.3 m。纵向支柱5为强度较高重量较轻的金属或合金制成的空心圆柱形管,外径32mm,为便于安装，纵向支柱分为若干节，每节柱长2m，两端分别为用于相互连接的管口和管头，纵向相邻的两节纵向支柱5采用连接管口和连接管头连接，管口和管头外径与纵向支柱5的外径相同。弹性钢片6和横向弹性肋片7用弹性和刚度较好的弹簧钢制成，厚度3mm，宽度 60mm，弹性钢片6的长度O. 699m(弹性钢片6八字形排列，单片弹性钢片6与纵向支柱5的夹角为70° (即构成八字形的两片弹性钢片6的夹角为40° )，每片弹性钢片6与三根纵向支柱连接，纵向支柱间距为O. 6m (即O. 3m+0. 3m=0. 6m),两端各余30nm,弹性钢片6的长度为O. 6m/sin70°+2X0. 03m=0. 699m，在其他实施例中如果采用单向倾斜方向布置弹性钢片 6，弹性钢片6的长度可按相似的几何关系计算得到)，横向弹性肋片7的长度3. 514m，弹性肋片7的长度是直径比桩孔直径小O. 4m的圆的周长，两头各另加30mm的端头，弹性肋片7 的长度为3. 14X (I. 5-0. 4)+2X0. 03=3. 514m，根据布套各列之间的间距，在弹性钢片6和弹性肋片7上预制好与纵向支柱5连接的螺丝孔。锁扣8由锁舌、锁头和插销构成，锁舌设在横向弹性肋片7的一端，锁头设在距横向弹性肋片7另一端，锁舌和锁头通过插销合拢， 各插销同步与一根控制绳索连接。当横向弹性肋片7弯曲成圆形时，对应的锁舌和锁头合拢，插入插销即可将锁扣8固定，插销为圆锥形，锥角不大于11°。插销上连接有绳索，各插销同步与一根控制绳索连接，拉扯绳索拔去插销，可解开锁扣。[0028]按以下方法和程序进行施工[0029]a.设立支架[0030]在桩孔孔口设立用于吊挂弹性网布2的支架，支架与挂钩之间用滑轮连接，通过滑轮控制挂钩上下运动，挂钩到桩孔孔口的距离比一节纵向支柱5的长度大I. 0m，方便将弹性网布2放入桩孔中，本实施例设置挂钩上下运动的幅度为3. Om。[0031]b.根据桩孔直径(大小为I. 5m)和布套4相邻各列间距确定弹性网布2中的网布 3的宽度，宽度比桩孔周长大O. 39m,即取布套4各列间距(大小为O. 3m)的整数倍(即网布 3两边均为布套4)，于是，设计弹性网布2的宽度为5. Im,即3. 14X1. 5+0. 39=5. Im ;根据桩孔揭露到的溶洞口大小确定弹性网布2中的网布3的高度，高度比桩孔揭露到的溶洞口 I 的轴向最大高度大3m，即取单节纵向支柱5长度(大小为2m)的整数倍，于是设计弹性网布 2的高度为6. Om,即3+3=6. Om，纵向支柱5的节数为3。根据网布3的宽度确定纵向支柱5 的列数为5. 1/0. 3+1=18，得到纵向支柱5的总数为18X 3=54根；根据纵向支柱5在纵向上的节数确定横向弹性肋片7和弹性钢片6的用量，每一排的各节纵向支柱5的两端分别与横向弹性肋片7连接，即需要弹性肋片7的数量为纵向支柱5的纵向节数乘以2即3X2=6 根，弹性钢片6为八字形排列,每一片弹性钢片6与同一排相邻三根纵向支柱5连接，同一排相邻三根纵向支柱5同时与一片弹性钢片6连接，则单边需要弹性钢片6的数量等于纵向支柱5的总列数减去2再乘以纵向支柱5的纵向节数，因为是双边，再乘以2就得到所需弹性钢片6的总数，即(18-2) X3X2=96片。将锁扣8的锁舌和锁头分别安装在横向弹性肋片7上的两端，锁头和锁舌的间距等于直径为I. Im的圆的周长，即通过锁住锁扣8，弹性肋片7即可弯曲成直径为I. Im的圆。[0032]c.安装弹性网布。如图5所示，使网布3在较平整的地面上平铺开来，将18根纵向支柱5穿过布套4，形成第一排纵向支柱5，在距各纵向支柱5的两端O. 5m处分别用螺丝各固定一根横向弹性肋片7,除了最后6根纵向支柱5外,第一排纵向支柱5的其余纵向支柱5均与弹性肋片7连接。在其它实施例中在安装弹性网布时还可以采用第一排纵向支柱5均与弹性肋片7连接；然后，在纵向支柱5的中部用螺丝固定32片弹性钢片6，每两片弹性钢片6以40°的夹角呈八字形排列，第一根和最后一根纵向支柱5只有2根弹性性钢片6与之连接，第二根和倒数第二根纵向支柱5各有四根弹性钢片6与之连接，其余纵向支柱5均有6根弹性钢片6与之连接。最后，将弹性钢片6、横向弹性肋片7和网布3 —起卷曲成圆筒状，插入锁扣插销用锁扣8固定，再将横向弹性肋片7两端的锁舌和锁头上的连接装置与径向固定绳索连接，径向固定绳索的长度等于桩孔周长与圆筒形弹性网布周长之差，即3. 14X (I. 5-1. 1)=1. 256m。此时圆筒直径为I. lm，比桩孔直径小O. 4m，这样便于放入桩孔中，且圆筒形弹性网布2中有6根纵向支柱5发生重叠。自此，第一节弹性网布2安装完毕，将其吊挂于支架挂钩上，放进桩孔内，使纵向支柱5的上端位于孔口附近。[0033]本实施例需要的弹性网布2的宽度为5. Im,网布3的高度为6. 0m，需要三节纵向支柱5，为此继续进行第二节纵向支柱5的安装。在第一节圆筒形弹性网布2挂于挂钩且上端位于孔口的状态下，先将第二节重叠的6根纵向支柱5穿入各列布套4与第一节相应的纵向支柱5的上端连接，并安装该6根纵向支柱5上的弹性钢片6，之后安装剩余12根纵向支柱5，再按第一排纵向支柱5的连接关系，安装横向弹性肋片7，同时锁合横向弹性肋片7 上的锁扣，安装径向固定绳索，然后再安装剩余的弹性钢片6，安装完成后，通过挂钩将第二节圆筒形弹性网布2缓缓放入桩孔中，直到纵向支柱5的上端位于孔口，依此安装第三节纵向支柱5，自此，整个网布3都组装成圆筒形弹性网布2，组装完毕，并悬挂于桩孔孔口。[0034]图2—4所示，固定杆9是用于将安装好的弹性网布2放置到溶洞口 I的构件，固定杆9为空心圆形管，由若干节构成，每节I—3m，两端有管口和管头、可以相互连接，也可以与纵向支柱5连接。本实施例的桩孔溶洞口 I的边沿到孔口的最小距离为10m，溶洞口 I 的轴向最大口径为3m，要将弹性网布2的低端放置到比溶洞口 I最下边沿还要深I. 5m的位置，需要固定杆9的长度为溶洞口 I的边沿到孔口的最小距离加上溶洞口 I的轴向最大口径加上圆筒形弹性网布2的下端超出溶洞口 I最低位置的长度减去纵向支柱5总长，即 10+3+1. 5-6=8. 5m,每节固定杆9的长度设计为2m，则需要5节固定杆9。在第三节(最后一节)弹性网布2上对角选择2根纵向支柱5与固定杆9连接，所以共需要10根固定杆9。 本实施例设计固定杆9的外径等于纵向支柱5的外径32mm，管口和管头的螺纹与纵向支柱 5相同。先将第一节2根固定杆9分别与对角的2根纵向支柱5连接，将弹性网布往下放， 然后将其余固定杆9分别与前一节固定杆9连接，并不断将弹性网布2往下放进桩孔内，直到弹性网布2的底端超过溶洞口 I最低位置I. 5m，此时，固定杆9在孔口剩余长度为I. 5m。 最后两根固定杆9上预先设置了一些用于固定的孔，在桩孔孔口固定固定杆9以便固定弹性网布2的位置，然后向上拉扯锁扣8插销上的控制绳索，拔出插销，解开锁扣8，弹性网布2在自身弹力的作用下展开，在径向固定绳索的固定下，圆筒形弹性网布2的直径与桩孔的直径相等，并与孔壁紧贴，在溶洞口 I及上下各I. 5m范围的整个孔壁形成帷幕。至此，弹性网布2的安装和固定工作完成。[0035](3)下放钢筋笼和灌注混凝土。在地面按设计要求绑扎焊接好钢筋笼，钢筋笼的底部绑扎成锥角为45° — 60°的圆锥状，并无各种钢筋头外露在钢筋笼外壁四周。如图4所示，将绑扎好的钢筋笼竖直放入桩孔中，直到孔底。最后，自下而上灌注混凝土到设计标高， 成粧完成。
权利要求1.一种帷幕式溶洞灌注桩施工用弹性网布，所述弹性网布(2)包括网布(3)、纵向支柱(5)、弹性钢片(6)、横向弹性肋片(7)，其特征是所述网布(3)同一面纵向上设有若干个布套(4)，布套(4)的套口为纵向贯穿组成一列布套，网布(3)横向上设有若干列布套，纵向支柱(5)穿过纵向排列的布套与网布(3)连接，同一排中的纵向支柱(5)的中间部位连接设有弹性钢片(6)，同一排中的纵向支柱(5)的两端分别连接设有横向弹性肋片(7)，横向弹性肋片(7)的两端分别设有锁舌和锁头，锁舌和锁头组成的锁扣(8)，纵向上设有两节或两节以上纵向支柱(5)时，纵向相邻的两节纵向支柱(5)相连接。
2.根据权利要求I所述的一种帷幕式溶洞灌注桩施工用弹性网布，其特征在于所述弹性网布(2)上设有径向固定绳索，横向弹性肋片(7)两端的锁舌和锁头上分别设有与径向固定绳索连接的连接装置。
3.根据权利要求I或2所述的一种帷幕式溶洞灌注桩施工用弹性网布，其特征在于同 一排的各节纵向支柱(5 )的中间部位与弹性钢片(6 )连接，同一排的各节纵向支柱(5 )的两端分别与横向弹性肋片(7)连接；每一片弹性钢片(6)至少与同一排相邻的二节纵向支柱(5)连接，同一排任一相邻的两节纵向支柱(5)均与至少一片弹性钢片(6)同时连接。
4.根据权利要求I或2所述的一种帷幕式溶洞灌注桩施工用弹性网布，其特征在于当锁扣(8)锁定形成圆筒形弹性网布(2)时，如两侧的纵向支柱(5)出现重叠，则重叠部分的一侧纵向支柱(5)不与横向弹性肋片(7)连接。
5.根据权利要求4所述的一种帷幕式溶洞灌注桩施工用弹性网布，其特征在于所述锁扣(8)中的锁舌与锁头之间在横向弹性肋片(7)上的间隔小于桩孔周长，锁扣(8)锁定时，圆筒形弹性网布(2)的直径比桩孔直径小0. 2m以上；解开锁扣后，在径向固定绳索的固定下，展开后的圆筒形弹性网布的直径与桩孔的直径相等。
6.根据权利要求5所述的一种帷幕式溶洞灌注桩施工用弹性网布，其特征在于所述网布(3)上缝以网格状绳条，布套(4)通过缝制与网布(3)连接，布套(4)直径等于纵向支柱(5)的直径，纵向支柱(5)为空心圆柱管，弹性钢片(6)和横向弹性肋片(7)为条形结构，固定杆(9)与最后一节纵向支柱(5)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种帷幕式溶洞灌注桩施工用弹性网布，其特征在于所述弹性网布包括网布、纵向支柱、弹性钢片、横向弹性肋片，所述网布同一面纵向上设有若干个布套，布套的套口为纵向贯穿组成一列布套，网布横向上设有若干列布套，纵向支柱穿过纵向排列的布套与网布连接，同一排中的纵向支柱的中间部位连接设有弹性钢片，两端分别连接设有横向弹性肋片，横向弹性肋片的两端分别设有锁舌和锁头，锁舌和锁头组成的锁扣，纵向上设有两节或两节以上纵向支柱时，纵向相邻的两节纵向支柱相连接。本实用新型能有效防止灌注的混凝土从溶洞口流失，确保成桩质量；且弹性网布结构简单，施工方便，成本低；特别适用于溶洞口位于地下水位以下的情况。
文档编号E02D19/16GK202809600SQ20122051716
公开日2013年3月20日 申请日期2012年10月10日 优先权日2012年10月10日
发明者侯龙清, 徐红梅, 许涛涛, 邓卫平 申请人:东华理工大学