深水区钻孔灌注桩用钢护筒的制作方法与流程

本发明涉及水下水下桩施工技术领域，具体涉及一种深水区钻孔灌注桩用钢护筒的制作方法。

背景技术：

钢护筒在深水钻孔水下桩施工过程中扮演着至关重要的角色，决定着水下桩成桩质量的好坏。在海、河等水下环境施工中，钢护筒都必需穿过海、河床的淤泥覆盖层，打入到稳定的地质岩层内，并且确保在钻进过程中，钢护筒不得出现渗漏泥浆或者反穿孔的现象。水下桩中的水下混凝土硬化后，由于钢护筒已经与水下混凝土牢牢地粘接在一起，因为无法将钢护筒与水下桩分开，使得钢护筒长眠于水下，不但耗损了大量的钢材，甚至造成长期的地下水污染。

在深水区施工时，不但需要将钢护筒一直浸泡在水中，在进入海床、河床内的淤泥层时，钢护筒的内壁还会和淤泥产生摩擦，而常规的脱模剂无法适应如此的环境，因为常规的脱模剂在水下很难保证不出现露点，而且常规的脱模剂在水下很容易就被稀释掉，由此导致钢护筒与水下混凝土依然会粘接在一起。再者，因为灌注桩施工时，向钢护筒内注入的水下混凝土往往具有很大的冲击力，而且水下混凝土在凝固以后，不但和钢护筒粘接在一起，而且又对钢护筒内壁产生了挤压力。

为此，现在人们也在逐步研究如何能将钢护筒进行二次回收利用的技术手段，但是因为钢护筒在水下脱模、钢护筒的提升以及深水中钢护筒运输等诸多技术难题，一直未得到很好的解决。如在水下桩成型后，钢护筒内的水下混凝土与钢护筒牢牢的粘接在一起，以至于无法实现将钢护筒与混凝土分开；位于深水里的钢护筒长度过长，重量过重，无法实现有效的提升等。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能使钢护筒在水下桩成型后与混凝土分离开的深水区钻孔灌注桩用钢护筒的制作方法。

为达到上述目的，本发明的基础方案为：深水区钻孔灌注桩用钢护筒的制作方法，包括步骤一：将木模板满铺钢护筒的内壁，并使木模板贴合在钢护筒内壁，钢护筒内壁与木模板之间的间隙值控制在0mm～10mm之间；

步骤二：在木模板上涂刷水下胶粘剂；

步骤三：在涂刷完水下胶粘剂的木模板上，采用满粘的方式铺贴薄膜；

步骤四：在薄膜的接头处或者缝隙处再次涂刷水下胶粘剂，采用满粘的方式再次重新粘接用于密封接头的薄膜。

本方案的工作原理和优点在于：现有技术中，钢护筒在施工完成以后，钢护筒内壁和水下桩粘接在一起，从而导致了很难将钢护筒和水下桩分离。因为水下桩一般都是直立于海、河床等的底下的岩层上，而且位于水下的钢护筒深度甚至可以达到上百米，因此相比在陆地上使用的钢护筒，其拆卸回收或者分割的难度可想而知。因此，本发明采用了新的技术方法，在钢护筒内壁上先满铺木模板，并控制木模板与钢护筒内壁之间的间隙值，并使木模板与钢护筒紧密的贴合，并采用在木模板上满粘薄膜的方式，以达到钢护筒内壁与水下桩相互分离的效果。

在浇筑水下桩时，浇筑用的水下混凝土中的水泥浆不能通过薄膜，但是浇筑水下混凝土时的冲击力很大，因此采用木模板和薄膜共同的作用就能有防止水下混凝土于钢护筒内壁粘接。控制木模板与钢护筒内壁之间的间隙值，就可以保证水下桩的成桩质量，仅最大限度的保证水下桩成型后截面与钢护筒的截面相同。因为常用的木模板和薄膜都具有一定的规格，为了减少成本，采用常规的木模板和薄膜施工时，就会在钢护筒内壁上形成接缝，因此本发明的方法中还进一步对接缝进行了处理，并继续采用了薄膜粘接的方式以使得操作更为简便，达到成本较低的效果。

本发明克服了现有钢护筒无法水下脱模的问题，采用了常用的模板以及薄膜等材料，不但能满足施工要求，而且还达到了在水下桩成桩以后钢护筒与水下桩有效分离的效果，使得对钢护筒进行回收成为了可能，非常具有现实意义。

优选方案一：作为基础方案的优选方案，步骤四还包括在采用满粘的方式再次粘接用于密封接头的薄膜以后，接着采用图钉将薄膜固定到木模板上的步骤五。图钉不但细小，而且图钉具有很大的圆头，因此，图钉很容易钉入木模板中且很好的对薄膜进行固定。再者，图钉的圆头对于水下桩表面的影响可以忽略不计，而且图钉易得。因此采用图钉不但实施方便，而且固定薄膜的效果好。

优选方案二：作为优化方案一的优选方案，图钉沿钢护筒的周向均布设置6列，沿钢护筒的轴向每20cm设置一排。将图钉纵横分布，有利于施工放线的实施，而且经过发明人多次试验以及多位技术人员共同的经验，采用上述的排布既能节约图钉用量，又能满足施工要求。

优选方案三：作为优化方案二的优选方案，步骤一中的木模板的宽度设定为钢护筒内壁周长的1/4。设定木模板的宽度，一方面尽可能减少木模板相互之间的接缝，另一方面因为在钢护筒内壁上满铺的木模板需要弯曲，特别是采用加热弯曲的时候，木模板的宽度掌握不好就很容易折裂甚至报废。而将木模板的宽度设定为钢护筒1/4的时候，不但木模板不容易折裂，而且也减少了木模板之间的接缝。

优选方案四：作为优化方案三的优选方案，木模板的厚度取值20mm～30mm。木模板的厚度对于抗击水下混凝土的冲击力和弯曲模模板至关重要。因此将木模板的厚度设定为20mm～30mm就是为了防止木模板在钢护筒内弯曲的时候折裂和达到木模板能有效抵抗水下混凝土的冲击力的效果。

优选方案四：作为优化方案三的优选方案，步骤一中满铺的木模板的接缝与钢护筒的接缝相互错开。现有的施工现场所用的钢护筒都是由大量的标准节即长度等长的钢护筒焊接支撑，因此标准节钢护筒相互之间一般都有接缝。为了使得施工方便，以及尽可能的使得木模板能很好的与钢护筒内壁进行贴合，因此操作时木模板的接缝应当尽可能的避开标准节钢护筒相互之间的焊缝。

附图说明

图1是本发明实施例的沉放钢护筒示意图；

图2是本发明实施例的脱模层结构示意图；

图3是本发明实施例的图钉排布示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：钻孔平台1、钢护筒2、木模板3、薄膜4、图钉5、第一节钢护筒21、第二节钢护筒22、第三节钢护筒23。

实施例基本如图1、图2和图3所示：为此，本实施例中，在钢护筒2入水前，钢护筒2的内壁提前设置了脱模层。

脱模层由内层和外层构成。内层的作用是与钢护筒2的内壁进行固定，促使脱模层能很好的固定在钢护筒2上。外层的作用是与混凝土接触。以内直径为2.7m、长度为5m的单节钢护筒2为例，本实施例中，脱模层的内层采用木模板3，外层采用薄膜4，如光学薄膜、复合薄膜、超导薄膜、聚脂薄膜、尼农薄膜以及塑料薄膜等。

多块木模板3在钢护筒2内沿钢护筒2的周向依次排列形为一个空心圆筒，即木模板3贴合在钢护筒2的内壁上，薄膜4通过粘接的方式固定在木模板3上。因为加工的误差，因此，木模板3与钢护筒2内壁之间一般会形成一定的间隙，但是间隙值应该控制在0mm～10mm之间，因为这样才可以保证水下桩的成桩质量。木模板3相互之间可以通过不锈钢丝、卡扣、螺栓等固定连接在一起，也可以不用固定连接在一起。因为，木模板3还可以用过螺纹连接、不锈钢丝拉接或者钢钉连接等方式固定在钢护筒2上，或者仅通过木模板3相互之间的挤压力就可以使得木模板3与钢护筒2内壁贴合。木模板3的宽度设定为钢护筒2内壁周长的1/4，即4块木模板3正好可以在钢护筒2内拼接成为一个空心圆筒且木模板3能与钢护筒2很好的贴合。

常用的木模板3规格非常多，但是一般情况下木模板3的长度都不能达到钢护筒2需要深入水下的长度。因此，需要制作多段脱模层，每一段脱模层的长度一般情况下设定为单节钢护筒2长度的1.3或者2.3倍。这样多段脱模层的组合长度很难与多节钢护筒2焊接后的长度相同，即多段脱模层相互之间的接头与多节钢护筒2相互之间的焊接接头不会重叠。

木模板3在钢护筒2内需要进行弯曲，以达到与钢护筒2的内壁贴合的效果，保证水下桩成桩质量。为此，本发明中的木模板3的厚度有相应的要求，一般木模板3的厚度取值20mm～30mm，在上述厚度区间内的木模板3不但具有很好的韧性，而且还能有效的抗击水下混凝土在浇筑时的冲击力。木模板3弯曲可以采用对木模板3进行加热变形的方式以及冷弯的方式进行。

上述可脱模的钢护筒2的施工方法的具体实施例如下：

1、施工准备步骤：包括搭设钻孔平台1，设备调试，制作多节钢护筒2。

2、沉放第一节钢护筒21、第一节钢护筒22步骤：在钻孔平台1上利用压桩机等设备将第一节钢护筒21沉入水中，再将第一节钢护筒22焊接在第一节钢护筒21上。焊接完成以后，在第一节钢护筒21和第一节钢护筒22内放入脱模层。放入脱模层的过程包括先将木模板3贴合在第一节钢护筒21和第一节钢护筒22的内壁，然后在木模板3上依照从下至上的顺序涂刷水下胶粘剂，涂刷三次且每次均需要涂刷均匀，每次涂刷时间间隔不超过10秒，最后再在木模板3上粘接薄膜4，并采用手压、滚轮压实等方式使得薄膜4与木模板3粘接紧密。水下胶粘剂可以选用如环氧树脂型、聚氨酯型以及氰基丙烯酸酯型等。

3、沉放第一节钢护筒23直至钢护筒2沉放完毕的步骤：将第一节钢护筒21和第一节钢护筒22继续下沉，并在第一节钢护筒22上焊接第一节钢护筒23，在第一节钢护筒23内壁上再次依照上述步骤放入脱模层，每一次放入的脱模层为一段脱模层，每一段脱模层相互之间的接头处均需要再次涂刷水下胶粘剂，并在接头处重新粘接薄膜4以使得多段脱模层相互之间不形成缝隙。最后重复第一节钢护筒23的施工步骤，直至钢护筒2施工完成。

4、正式浇筑步骤：在放图由脱模层的钢护筒2内下放钢筋笼，然后浇筑水下混凝土，完成剩余施工直至桩基浇筑完成。

5、施工直至完成的步骤：采用吊装设备由水下掉出钢护筒2，在起吊前可对钢护筒2进行切割，由于薄膜4的阻隔作用，水下混凝土将不会与钢护筒2粘接在一起，由此钢护筒2与水下混凝土处于分离的状态，因此，钢护筒2与木模板3之间并没有处于非常牢固的固定连接状态。

上述实施例中：水下混凝土在脱模层内凝固以后，有可能出现水下混凝土与脱模层和钢护筒2相互之间相互抵紧的状态，这样势必会增大水下混凝土与钢护筒2之间的摩擦作用力，从而导致钢护筒2拔出困难。进一步，脱模层的内层和外层之间还设置有横截面呈环形的气囊。在利用吊装设备和振动设备在脱模层放入钢护筒2内的过程中，将事先预制好的气囊随同脱模层一同放入钢护筒2内，气囊的长度、形状以及厚度等与钢护筒2相匹配，在钢护筒2制作是考虑气囊的各种参数，包括气囊充气以后的厚度。待气囊放入钢护筒2内以后，在下方钢筋笼之前，向气囊充气以使得气囊膨胀。在水下混凝土终凝后，将气囊内的气体泄掉，气囊与钢护筒2之间还可以形成一定的间隙，如此，就更容易将钢护筒2拔出。

根据发明人经过大量的实验表明，普通的气囊在施工中偶尔会出现表皮破损以及抗水下混凝土冲击能力不强的缺陷。为此，发明人将气囊更换为橡胶气囊，而且橡胶气囊的橡胶内嵌入有铬钒弹簧钢丝，铬钒弹簧钢丝与气囊的橡胶一体成型。有了上述做保证，橡胶气囊不但能具有很好的弹性，而且在充气以后更加不易变形和泄露。

进一步，在向钢护筒2内注入水下混凝土的时候，水下混凝土会对薄膜4产生较大的冲击力，也有可能导致薄膜4从木模板3上脱落。为此，发明人在将薄膜4粘接到木模板3上以后，还采用了大量的图钉5对薄膜4进行固定。图钉5不但细小，而且图钉5具有很大的圆头，因此，图钉5很容易钉入木模板3中且很好的对薄膜4进行固定。再者，图钉5的圆头对于水下桩表面的影响可以忽略不计，因为其圆头厚度薄且圆头表面光滑。在设置图钉5的时候，可沿钢护筒2的周向均布设置6列、从上至下每20cm设置一排。

以上所述的仅是本发明的优化实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。