可循环利用的钻孔灌注桩静荷载试验双层钢套管及方法与流程

本发明涉及一种钻孔灌注桩试桩的施工与检测装置，尤其是一种针对建设工程所用的灌注桩试桩装置。

背景技术：

随着城市建筑用地越来越紧张，大型城市综合体、重要交通枢纽等建筑体地下空间开发越来越深，超深地下室越来越普遍。

考虑到灌注桩静荷载试验的精度需求，为了更精确地计算出灌注桩承载能力，确保桩基设计趋于完美经济，因此，常在灌注桩静荷载试验桩开挖面以上部分设置双套管装置，方便桩基静荷载检测过程中获取的数据达到最精确、最理想效果。

常规的灌注桩静荷载试验双套管有止水带、双套管、环形肋板等，但是双套管顶端及底端无临时固定器，易变形，精度较低。套管顶无预埋止水带等防护装置，在施工过程中泥浆、砂石及混凝土残渣进入双套管间壁隙导致双套管失灵，且双套管孔口固定不当容易下沉，施工过程保护难度大，常规双套管外管底安装环形钢板，静载试验完成后无法取出重复利用，与科技领先、绿色节能的的理念严重不符。

技术实现要素：

本发明是要解决常规灌注桩双套管方法的加工制作制作安装固定困难、内外套管易变性、套管安装完成后易失灵、施工成本高的技术难题，而提供一种可循环利用的钻孔灌注桩静荷载试验双层钢套管及加工制作、安装方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种可循环利用的钻孔灌注桩静荷载试验双层钢套管，包括双套管、橡胶止水带，所述双套管顶端及底端处设置橡胶止水带，所述双套管上下部分段内分别设置密封材料作为临时填充；所述双套管顶端内外套管焊接有四个异形吊耳；所述双套管顶向下2/3位置处安装一只辅助钢吊耳。

进一步，所述双套管采用壁厚10mm的两根钢管拼接而成，其中内套管的内径比桩径大50mm，外套管的内径比内套管内径大110mm，双套管间缝隙宽度为45mm，双套管顶端内套管比外套管长出300mm，双套管底端内套管比外套管长出500mm。

进一步，所述双套管的外套管顶端向下2m处安装第一道环形支撑肋，且该2m范围内采用柔性填充材料作为临时填充，所述双套管的外套管底端向上2m处安装最后道环形支撑肋，且该2m范围内采用柔性填充材料作为临时填充，所述双套管其余长度内以不大于5m的间距均匀分布环形支撑肋。

一种可循环利用的钻孔灌注桩静荷载试验双层钢套管加工制作、安装方法，包括以下步骤：

1)双套管材质的选取

根据设计要求的双套管截面尺寸形式，选用钢管壁厚全部为10mm，钢管材料不低于q235b级，双套管长度根据钻孔灌注桩试桩孔钻段深度不同按照实际情况定制。双套管顶端及底端处采用常规橡胶止水带，双套管一定范围内设置密封材料临时填充；双套管顶端内外套管采用4个20mm钢板制作异形吊耳焊接连接；套管顶向下2/3位置处安装1只厚度20mm辅助钢吊耳，此双套管安装完成后，易于固定，且可防止泥沙进入双套管管壁，确保双套管使用精度。

2)双套管的拼装、组合形式

所述双套管采用壁厚10mm的两根钢管钢管拼接而成，其中内套管内径比桩径大50mm，外套管内径比内套管内径大110mm，双套管间缝隙宽度为45mm，双套管顶端内套管比外套管长出300mm，双套管底端内套管比外套管长出500mm，双套管顶双向对称安装四只搁置吊点，双套管底端安装四只内外套管固定器，双套管顶向下2/3位置处安装一只厚度20mm辅助钢吊耳；双套管的外套管顶端向下2m处安装第一道环形支撑肋，且该2m范围内采用柔性填充材料临时填充，双套管的外套管)底端向上2m处安装最后道环形支撑肋，且该2m范围内采用柔性填充材料临时填充，双套管其余长度内环形支撑肋以不大于5m的间距均匀分布；内外套管顶部及底部安装45mm*50mm橡胶止水带，并采用密封胶封闭处理；

3)双套管的起吊、安装方法

钻孔桩试桩成孔至双套管内管底标高后提钻进行成孔检测，成孔垂直度需满足要求后方可进行套管起吊与安装；双套管起吊选用吊具一次性起吊安装到位，采用主副勾起吊形式，主勾安装至双套管顶吊点，幅勾安装至辅助吊点，以双套管底与地面做为支点起吊并回直；标高安装到位后采用管顶搁置点与扁担临时焊接固定，固定前检查套管垂直度及桩位中心与双套管中心的同心度；

(4)双套管安装完成后的保护措施

钻孔灌注桩成孔至设计双套管底部后，提钻并起吊双套管，双套管起吊前检查套管顶底两端橡胶止水带的密封情况及套管顶搁置点的焊接质量，经现场验收合格后起吊双套管；吊放应顺直、缓慢，套管尽量不要碰到钻孔灌注桩机架，双套管起吊竖直后割除套管底部四个固定器，并检查套管底部橡胶止水带牢固情况；双套管安装至设计标高后，暂时搁置在孔口扁担梁上，不拆吊具卸扣，待复核套管安装垂直度、套管中心与桩位中心同心度符合要求后将套管搁置点与扁担梁焊接固定牢固，拆除吊索具，双套管周边采用素土回填密实；继续成孔、安装钢筋笼、浇筑混凝土过程中应严格保护双套管不被碰撞；

(5)外套管静荷载试验完成后拆除

灌注桩静荷载试验施工前割除双套管顶端四只吊点搁置点，双套管内无泥沙等障碍物，检测数据精确度高，待灌注桩静荷载试验完成后采用双套管外侧冲水法结合液压顶升架+工具管将外套管取出，外套管取出后增加内套管可继续用于新的灌注桩静荷载试验桩上。。

本发明与现有技术相比较，采用新型双套管进行灌注桩静荷载试验具有的有益效果：解决了双套管不易固定、易变性、套管缝隙内容易进泥沙、混凝土碎屑等杂物、起吊安全、可回收等技术难题，采用本发明的方法具有材质不易变形、不移位、不易进泥沙堵塞、静荷载试验检测数据高精确度对设计师帮助大、易于加工及安装、拔除回收简便等诸多优点。对整个建筑结构受力设计有着重大的指导性作用，对类似的灌注桩静荷载试验数据检测有着重要的参考价值，具有显著的社会效益、经济效益。

附图说明

图1是双套管整体加工制作示意图；

图2是双套管搁置点/吊点(内外套管顶端固定器)管顶密封示意图；

图3是图1中沿a-a的剖视图；

图4是图1中b处的双套管辅助吊点构造详图；

图5是图1中c处的双套管内侧肋板构造详图(焊接于内套管外侧)；

图6是图1中d处的双套管底部橡胶止水带及柔性填充材料示意图；

图7是双套管顶端吊点搁置点(固定器)及密封效果图；

图8是双套管辅助吊点效果图；

图9是双套管底部固定器及内套管伸出500mm效果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：

本发明以灌注桩静荷载试验双套管施工为例。

如图1至图9所示，本发明的可循环利用的钻孔灌注桩静荷载试验双层钢套管的加工制作、安装方法，包括：

1)可循环利用双套管结构设计

双套管长度根据钻孔灌注桩试桩孔钻段深度不同按照实际情况定制。双套管顶端及底端处采用橡胶止水带，双套管一定范围内设置密封材料临时填充；双套管顶端内外套管采用4个20mm钢板制作异形吊耳焊接连接；套管顶向下2/3位置处安装1只厚度20mm辅助钢吊耳，此双套管安装完成后，易于固定，且可防止泥沙进入双套管管壁，确保双套管使用精度。

2)可循环利用双套管的拼装、组合形式

本双套管采用壁厚10mm的两根钢管钢管拼接而成，其中内套管内径比桩径大50mm，外套管内径比内套管内径大110mm，双套管间缝隙宽度为45mm，双套管顶端内套管比外套管长出300mm，双套管底端内套管比外套管长出500mm，套管顶双向对称安装4只搁置吊点(内外套管顶端固定器)，双套管底端安装4只内外套管固定器，套管顶向下2/3位置处安装1只厚度20mm辅助钢吊耳。双套管(外套管)顶端向下2m处安装第一道环形支撑肋，且该2m范围内采用柔性填充材料临时填充，双套管(外套管)底端向上2m处安装最后道环形支撑肋，且该2m范围内采用柔性填充材料临时填充，双套管其余长度内环形支撑肋以不大于5m的间距均匀分布。内外套管顶部及底部安装45mm*50mm橡胶止水带，并采用密封胶封闭处理。

3)可循环利用双套管的起吊、安装方法

钻孔桩试桩成孔至双套管内管底标高后提钻进行成孔检测，成孔垂直度需满足要求后方可进行套管起吊与安装。双套管起吊选用合理吊具一次性起吊安装到位，采用主副勾起吊形式，主勾安装至套管顶吊点，幅勾安装至辅助吊点，以套管底与地面做为支点起吊并回直。标高安装到位后采用管顶搁置点与扁担临时焊接固定，固定前检查套管垂直度及桩位中心与双套管中心的同心度。

4)外套管静荷载试验完成后的拆除回收

灌注桩静荷载试验施工前割除双套管顶端4只吊点搁置点(内外套管顶端固定器)，管内无泥沙等障碍物，检测数据精确度高，待灌注桩静荷载试验完成后采用套管外侧冲水法结合液压顶升架+工具管将外套管取出，外套管取出后增加内套管可继续用于新的灌注桩静荷载试验桩上，经济效益好，具有长远发展意义。

可循环利用的钻孔灌注桩静荷载试验双层钢套管的实施例：

如图1所示，根据设计要求的双套管界面形式，定制加工一批内套管2的内径等于桩径加50mm，壁厚10mm，外套管1的内径等于内套管2的内径加110mm的钢管，单根长度根据灌注桩地面之开挖面距离制定。

如图2、图3所示，外套管1顶口设置四个吊点及搁置点3，吊点及搁置点3采用20mm厚钢板与内外套管双面焊接，hf＝10mm；吊点采用200*300钢板裁制成，吊孔直径50mm，上侧圆角半径为75mm，吊孔中心距钢板内侧135mm，距钢板下侧40mm，管顶向下、管底向上2m范围内发泡剂填充4，防止混凝土、泥沙进入双套管管壁缝隙。双套管的外套管顶端向下2m处安装第一道环形支撑肋7，且该2m范围内采用柔性填充材料作为临时填充，双套管的外套管1底端向上2m处安装最后道环形支撑肋7，且该2m范围内采用柔性填充材料作为临时填充，双套管其余长度内以不大于5m的间距均匀分布环形支撑肋7。

如图4所示，沿双套管顶以下2l/3位置设置一个辅助吊点5，l双套管总长，为辅助吊点中心轴线必须和四个吊点及搁置点的其中一个处于同一直线；辅助吊点5采用20mm厚钢板裁制，吊孔直径40mm，辅助吊点5两侧必须与钢板满焊，焊缝高度hf＝10mm。

如图5所示，双套管所有肋板必须与内套管上下两层满焊，hf＝10mm，肋板采用12mm厚钢板切割成环形制成，切割完成的肋板外侧应打磨平整，防止毛刺影响外套管滑动，肋板与外套管内壁净距离控制在5mm以内，保证内外套管能自由滑动。

如图6所示，外套管底部采用45mm*50mm橡胶止水带6封堵，加工过程中应采取相关措施保证环形止水带不脱落，加工完成后应在止水带与套管接触面涂刷一层密封胶8。双套管底2m范围内采用柔性材料填充，防止泥浆、混凝土等进入。

如图7、图8、图9所示，双套管加工完成后节点效果图。