专利名称：冻融地区平面高程控制点的深埋桩及其埋设方法
技术领域：
本发明属于无砟轨道铺设和运营维护的三维基准设施，特别是涉及一种冻融地区平面高程控制点的深埋桩及其埋设方法。
背景技术：
现有技术中，平面高程控制点的测标固定于标石，标石埋设方法通常采取挖基坑一灌注水泥一放置基点标石一水泥凝固养护等主要步骤，标石规格要求为顶部 30cmX30cm，底部50cmX 50cm，标石埋入冻土层以下0. 5m。但是上述标石及其埋设方法在地下水位较高(1 2m)、冻土层较厚O 2. 7m)、 春秋季干旱多风蒸发量大于降水量约3倍左右的冻融地区不能保证基点测标的稳定性。
发明内容
本发明的目的是公开一种冻融地区平面高程控制点的深埋桩及其深埋方法，本发明的深埋桩在上述气候和地质特征的冻融地区能有效控制其融沉量，进而能够保证所述控制点测标的稳定性。本发明的冻融地区平面高程控制点深埋桩包括基点测标，特征是，标杆自顶端至地下2. 5-3. 5m的上端部外侧自内向外依次间隔设有高度相等的钢质保护管和水泥保护管，钢质保护管与水泥保护管之间设有细砂填充层，对应钢质保护管的标杆表面设有润滑剂表层，钢质保护管内壁设有与标杆润滑剂表层滑动接合的浙青砂胶层，钢质保护管底端设有托盘，托盘外沿与水泥保护管底口内沿相衔接，托盘以下Im的标杆表面设有泥浆表层，泥浆表层以下的标杆表面设有水泥砂浆保护层，标杆中设有由水泥砂浆构成的芯柱。所述钢质保护管和水泥保护管的直径分别为Φ 200mm和Φ 400mm。所述标杆直径为Φ89πιπι，由管箍连接的各节钢管构成。本发明的冻融地区平面高程控制点深埋桩的埋设方法由以下步骤组成(1)在深埋桩埋设位置开挖上部桩孔，上部桩孔直径大于水泥保护管外径300mm， 深度与水泥保护管高度相对应；(2)清理上部桩孔，在上部桩孔中置入高度为2. 5-3. 5m、直径为Φ400πιπι的水泥保护管，并在水泥保护管与上部桩孔孔壁之间回填土石固定；(3)在设置水泥保护管之后的上部桩孔中心钻孔，钻孔直径300mm，孔深至冻土层以下2-; 的砂砾土层，钻孔垂直度误差不大于1度，达到孔深要求后提钻终孔，清孔；(4)检测钻孔的孔径、孔斜、孔深，在钻孔不合格情况下重复进行扫孔、清孔，直至检测合格；(5)将直径为Φ89πιπι的各节钢管逐节用标准管箍连接并置入钻孔至孔底，标杆顶端与水泥保护管上口平齐；(6)从标杆顶端向孔底注入水泥砂浆，水泥砂浆沿钻孔孔壁向上返至距水泥保护管下口 1米处形成水泥砂浆保护层，并使水泥砂浆注满标杆成为芯柱；
(7)在标杆与钻孔孔壁之间的水泥砂浆保护层以上的钻孔中回填泥浆至水泥保护管底口构成标杆的泥浆表层；(8)在对应水泥保护管的标杆表面涂复润滑剂表层；(9)将底口焊接有托盘的钢质保护管套装于标杆，钢质保护管上口与标杆顶端平齐，钢质保护管直径为Φ 200mm,高度与水泥保护管相等，托盘外沿与水泥保护管底口内沿相衔接并支撑于回填的泥浆表层；(10)在钢质保护管与标杆之间注入浙青砂胶，形成与标杆润滑剂表层滑动接合的浙青砂胶层；(11)在钢质保护管与水泥保护管之间填满细砂并夯实而形成细砂填充层；(12)在标杆顶端安装固定基点测标，修砌保护盖，埋设标点保护标识牌。
所述标杆的润滑剂表层的润滑剂是黄油。本发明的有益效果和优点在于本深埋桩的标杆与钢质保护管之间设置的滑动结构以及可以消除不良空洞的标杆水泥砂浆保护层和标杆的芯柱，能够明显降低切向冻胀力。钢质保护管与水泥保护管之间填满并夯实的细砂在充分饱水条件下的冻结过程中几乎不产生冻胀现象。根据试验证明，本深埋桩对于弱融沉、融沉、强融沉地区均可以把融沉量控制在容许范围内，特别是标杆的埋设深度可以根据冻深调整，使其埋设深度达冻深以下的砂砾土层，该深度的切向冻胀力几乎趋近于零。本发明具有结构合理、施工工艺成熟、可以保证基点测标稳定性的突出优点。
附图1是深埋桩实施例及深埋方法示意图。图中标号1基点测标，2标杆，3水泥砂浆芯柱，4钢质保护管，4-1托盘，5浙青砂胶层，6水泥保护管，7细砂填充层，8泥浆表层，9水泥砂浆保护层。
具体实施例方式下面结合实施例及其附图进一步说明本发明。如图所示深埋桩实施例，深埋桩由标杆2和标杆2中的水泥砂浆芯柱3和钢质保护管4为基本结构件组成，标杆2的顶端固定基点测标1。标杆自顶端至地下2. 5-3. 5m的上端部外侧自内向外依次间隔设有高度相等的钢质保护管4和水泥保护管6，钢质保护管和水泥保护管的直径分别为Φ200πιπι和Φ400πιπι， 钢质保护管与水泥保护管之间设有细砂填充层7。在对应钢质保护管4的标杆表面设有润滑剂表层(附图未示出)，钢质保护管内壁设有与标杆润滑剂表层滑动接合的浙青砂胶层 5。钢质保护管4底端设有托盘4-1，托盘外沿与水泥保护管6底口内沿相衔接。托盘以下 Im的标杆2表面设有泥浆表层8，泥浆表层以下的标杆表面设有水泥砂浆保护层9，标杆中设有由水泥砂浆构成的水泥砂浆芯柱3。图示实施例的标杆2直径为Φ89πιπι，由标准管箍(附图未示出)连接的各节钢管构成。如图所示深埋桩的埋设方法是(1)在深埋桩埋设位置开挖上部桩孔，上部桩孔直径700mm，深度与水泥保护管高度相对应；(2)清理上部桩孔，在上部桩孔中置入高度为2. 5-3. 5m、直径为Φ400mm的水泥保护管，并在水泥保护管与上部桩孔孔壁之间回填土石固定；(3)在设置水泥保护管之后的上部桩孔中心采用GC130钻机和Φ 110三翼钻头钻孔，钻孔直径300mm，孔深至冻土层以下2- !的砂砾土层，钻孔垂直度误差不大于1度，达到孔深要求后提钻终孔，清孔；(4)检测钻孔的孔径、孔斜、孔深，在钻孔不合格情况下重复进行扫孔、清孔，直至检测合格；(5)将直径为Φ89πιπι的各节钢管逐节用标准管箍连接并置入钻孔至孔底，标杆顶端与水泥保护管上口平齐；(6)从标杆顶端向孔底注入水泥砂浆，水泥砂浆沿钻孔孔壁向上返至距水泥保护管下口 1米处形成水泥砂浆保护层9，并使水泥砂浆注满标杆成为水泥砂浆芯柱3 ；(7)在标杆与钻孔孔壁之间的水泥砂浆保护层以上的钻孔中回填泥浆至水泥保护管底口构成标杆的泥浆表层8 ；(8)在对应水泥保护管的标杆表面涂复润滑剂表层(附图未示出)；(9)将底口焊接有托盘4-1的钢质保护管4套装于标杆2，钢质保护管上口与标杆顶端平齐，钢质保护管直径为Φ 200mm,高度与水泥保护管6相等，托盘4_1外沿与水泥保护管底口内沿相衔接并支撑于回填的泥浆表层8 ；(10)在钢质保护管与标杆之间注入浙青砂胶，形成与标杆润滑剂表层滑动接合的浙青砂胶层5 ；(11)在钢质保护管与水泥保护管之间填满细砂并夯实而形成细砂填充层7 ；(12)在标杆顶端安装固定基点测标1，并按现有技术修砌保护盖，埋设标点保护标识牌。
权利要求
1.一种冻融地区平面高程控制点的深埋桩，包括基点测标，其特征在于标杆自顶端至地下2. 5-3. 5m的上端部外侧自内向外依次间隔设有高度相等的钢质保护管和水泥保护管，钢质保护管与水泥保护管之间设有细砂填充层，对应钢质保护管的标杆表面设有润滑剂表层，钢质保护管内壁设有与标杆润滑剂表层滑动接合的浙青砂胶层，钢质保护管底端设有托盘，托盘外沿与水泥保护管底口内沿相衔接，托盘以下Im的标杆表面设有泥浆表层，泥浆表层以下的标杆表面设有水泥砂浆保护层，标杆中设有由水泥砂浆构成的芯柱。
2.根据权利要求1所述的深埋桩，其特征在于所述钢质保护管和水泥保护管的直径分别为 Φ 200mm 和 Φ 400mm。
3.根据权利要求1所述的深埋桩，其特征在于所述标杆直径为Φ89πιπι，由管箍连接的各节钢管构成。
4.根据权利要求1所述的深埋桩，其特征在于深埋桩的深埋方法由以下步骤组成 ((1)在深埋桩埋设位置开挖上部桩孔，上部桩孔直径大于水泥保护管外径300mm，深度与水泥保护管高度相对应；(2)清理上部桩孔，在上部桩孔中置入高度为2.5-3. 5m、直径为Φ400mm的水泥保护管，并在水泥保护管与上部桩孔孔壁之间回填土石固定；(3)在设置水泥保护管之后的上部桩孔中心钻孔，钻孔直径300mm，孔深至冻土层以下 2-3m的砂砾土层，钻孔垂直度误差不大于1度，达到孔深要求后提钻终孔，清孔；(4)检测钻孔的孔径、孔斜、孔深，在钻孔不合格情况下重复进行扫孔、清孔，直至检测合格；(5)将直径为Φ89πιπι的各节钢管逐节用标准管箍连接并置入钻孔至孔底，标杆顶端与水泥保护管上口平齐；(6)从标杆顶端向孔底注入水泥砂浆，水泥砂浆沿钻孔孔壁向上返至距水泥保护管下口 1米处形成水泥砂浆保护层，并使水泥砂浆注满标杆成为芯柱；(7)在标杆与钻孔孔壁之间的水泥砂浆保护层以上的钻孔中回填泥浆至水泥保护管底口构成标杆的泥浆表层；(8)在对应水泥保护管的标杆表面涂复润滑剂表层；(9)将底口焊接有托盘的钢质保护管套装于标杆，钢质保护管上口与标杆顶端平齐，钢质保护管直径为Φ 200mm,高度与水泥保护管相等，托盘外沿与水泥保护管底口内沿相衔接并支撑于回填的泥浆表层；(10)在钢质保护管与标杆之间注入浙青砂胶，形成与标杆润滑剂表层滑动接合的浙青砂胶层；(11)在钢质保护管与水泥保护管之间填满细砂并夯实而形成细砂填充层；(12)在标杆顶端安装固定基点测标，修砌保护盖，埋设标点保护标识牌。
5.根据权利要求4所述的深埋桩，其特征在于所述标杆的润滑剂表层的润滑剂是黄油。
全文摘要
本发明是冻融地区平面高程控制点的深埋桩及其埋设方法，标杆由其上部的钢质和水泥保护管及其之间的细砂填充层、钢质保护管与标杆之间的滑动结构和标杆的水泥砂浆保护层、芯柱、泥浆表层构成。埋设方法由开挖上部桩孔、埋设水泥保护管、钻孔、置入标杆、注入水泥砂浆、设置滑动结构和固定基点测标等步骤组成。本深埋桩的滑动结构以及可以消除不良空洞的标杆水泥砂浆保护层和标杆的芯柱能够明显降低切向冻胀力。细砂填充层在充分饱水条件下的冻结过程中几乎不产生冻胀现象。试验证明，本深埋桩对于融沉、强融沉地区均能将融沉量控制在容许范围内，特别是标杆的埋设深度可以根据冻深调整达冻深以下的砂砾土层，该深度的切向冻胀力几乎趋近于零。
文档编号E02D5/60GK102465525SQ20101054044
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月11日 优先权日2010年11月11日
发明者石德斌 申请人:铁道第三勘察设计院集团有限公司