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支撑隧道内软基段拱架拱脚的树形钢管桩及其施工工艺
申请号	CN202111294935.1	申请日	2021-11-03	公开(公告)号	CN114233336B	公开(公告)日	2024-01-30
申请人	中交一公局集团有限公司; 中交一公局第四工程有限公司;			发明人	谭强; 张剑兴; 徐博; 张明扬; 李继业; 廖忠昕; 雷唐林; 肖存伟; 刘旭东; 刘香林; 刘新宇;
摘要	本公开属于钢管桩领域，公开支撑隧道内软基段拱架拱脚的树形钢管桩，包括至少一个第一钢管，第一钢管上均设置有第二钢管，第二钢管与第一钢管之间通过螺纹配合连接，背离第二钢管的第一钢管一端呈封闭状；第二钢管顶端上设置有第一支撑部，第一支撑部处于第二支撑部下端，第一支撑部与第二支撑部之间固定连接；第二支撑部与支撑的隧道顶端进行贴合；第二钢管上端部设置有与自身型腔相连通的排料口，第一钢管下端部设置有与自身型腔相连通的进料口；对隧道顶端进行支撑，减少沉降。
权利要求	1.支撑隧道内软基段拱架拱脚的树形钢管桩，包括至少一个第一钢管(11)，其特征在于，第一钢管(11)上均设置有第二钢管(12)，第二钢管(12)与第一钢管(11)之间通过螺纹配合连接，背离第二钢管(12)的第一钢管(11)一端呈封闭状；第二钢管(12)顶端上设置有第一支撑部(13)，第一支撑部(13)处于第二支撑部(14)下端，第一支撑部(13)与第二支撑部(14)之间固定连接；第二支撑部(14)与支撑的隧道顶端(100)进行贴合；第二钢管(12)上端部设置有与自身型腔相连通的排料口(120)，第一钢管(11)下端部设置有与自身型腔相连通的进料口(110)；支撑组件包括设置在第一钢管(11)上的支撑板(31)，支撑板(31)下端设置有贴合的搭接部(32)，搭接部(32)设置有为两个，两个搭接部(32)呈镜像相互拼接的状态，搭接部(32)下端设置有相贴的支撑柱(33)，支撑柱(33)螺纹配合连接在支撑套内，支撑套由两个相互拼接的半支撑套(34)组成，两个半支撑套(34)分别固定安装在卡板(2)上端；搭接部(32)的下端与卡板(2)的上端之间设置有连杆(4)，连杆(4)的两端分别与接部的下端与卡板(2)的上端之间铰接。 2.根据权利要求1所述的树形钢管桩，其特征在于，第一支撑部(13)包括拆卸部(131)、以及安装在拆卸部(131)顶端的支撑块(132)，支撑块(132)与第二支撑部(14)之间固定连接，拆卸部(131)与第二钢管(12)顶端之间可拆卸式连接。 3.根据权利要求2所述的树形钢管桩，其特征在于，内软基段开设有固定区域，固定区域内设置有呈镜像分布，并且相互拼接的卡板(2)，卡板(2)对第一钢管(11)下端部呈包裹状；两个卡板(2)之间的固定区域内填充水泥砂浆。 4.根据权利要求3所述的树形钢管桩，其特征在于，第一钢管(11)的底端部在固定区域上呈悬空状态。 5.根据权利要求4所述的树形钢管桩，其特征在于，卡板(2)上设置有多个溢流孔(20)。 6.根据权利要求5所述的树形钢管桩，其特征在于，树形钢管桩的施工工艺：对内软基段进行开挖出固定区域，使得第一钢管(11)的底端部在固定区域上呈悬空状态对隧道顶端(100)进行支撑；进料口(110)进行水泥砂浆的注入，使得水泥砂浆从第一钢管(11)底端部进入至第一钢管(11)的型腔内直至进入至第二钢管(12)内，当第二钢管(12)填充完毕后，从排料口(120)进行排出；卡板(2)内侧进行水泥砂浆的注入，直至填充两个卡板(2)之间的固定区域；当水泥砂浆完全凝固时，旋转支撑柱(33)，使得支撑柱(33)顶端向下远离搭接部(32)，进行对搭接部(32)下压，使得卡板(2)从凝固的水泥砂浆上脱落。
说明书全文	支撑隧道内软基段拱架拱脚的树形钢管桩及其施工工艺技术领域 [0001] 本公开属于钢管桩领域，具体涉及支撑隧道内软基段拱架拱脚的树形钢管桩及其施工工艺。背景技术 [0002] 在软弱地层中修建隧道工程，由于地基承载力不足，将导致隧道失稳变形，沉降量大，严重影响隧道施工及运营安全，尤其对于高速铁路，沉降控制非常严格，要求工后沉降不超过5mm。发明内容 [0003] 针对现有技术的不足，本公开的目的在于提供支撑隧道内软基段拱架拱脚的树形钢管桩及其施工工艺，用于对隧道顶端进行支撑，减少沉降。 [0004] 本公开的目的可以通过以下技术方案实现： [0005] 支撑隧道内软基段拱架拱脚的树形钢管桩，包括至少一个第一钢管，第一钢管上均设置有第二钢管，第二钢管与第一钢管之间通过螺纹配合连接，背离第二钢管的第一钢管一端呈封闭状； [0006] 第二钢管顶端上设置有第一支撑部，第一支撑部处于第二支撑部下端，第一支撑部与第二支撑部之间固定连接； [0007] 第二支撑部与支撑的隧道顶端进行贴合； [0008] 第二钢管上端部设置有与自身型腔相连通的排料口，第一钢管下端部设置有与自身型腔相连通的进料口。 [0009] 进一步地，第一支撑部包括拆卸部、以及安装在拆卸部顶端的支撑块，支撑块与第二支撑部之间固定连接，拆卸部与第二钢管顶端之间可拆卸式连接。 [0010] 进一步地，内软基段开设有固定区域，固定区域内设置有呈镜像分布，并且相互拼接的卡板，卡板对第一钢管下端部呈包裹状； [0011] 两个卡板之间的固定区域内填充水泥砂浆。 [0012] 进一步地，第一钢管的底端部在固定区域上呈悬空状态。 [0013] 进一步地，卡板上设置有多个溢流孔。 [0014] 进一步地，支撑组件包括设置在第一钢管上的支撑板，支撑板下端设置有贴合的搭接部，搭接部设置有为两个，两个搭接部呈镜像相互拼接的状态，搭接部下端设置有相贴的支撑柱，支撑柱螺纹配合连接在支撑套内，支撑套由两个相互拼接的半支撑套组成，两个半支撑套分别固定安装在卡板上端。 [0015] 进一步地，搭接部的下端与卡板的上端之间设置有连杆，连杆的两端分别与接部的下端与卡板的上端之间铰接。 [0016] 进一步地，树形钢管桩的施工工艺： [0017] 对内软基段进行开挖出固定区域，使得第一钢管的底端部在固定区域上呈悬空状态对隧道顶端进行支撑； [0018] 进料口进行水泥砂浆的注入，使得水泥砂浆从第一钢管底端部进入至第一钢管的型腔内直至进入至第二钢管内，当第二钢管填充完毕后，从排料口进行排出； [0019] 卡板内侧进行水泥砂浆的注入，直至填充两个卡板之间的固定区域； [0020] 当水泥砂浆完全凝固时，旋转支撑柱，使得支撑柱顶端向下远离搭接部，进行对搭接部下压，使得卡板从凝固的水泥砂浆上脱落。 [0021] 本公开的有益效果： [0022] 本公开第一钢管作为底部支撑体对隧道顶端进行支撑；由于第一钢管与第二钢管的整体长度可调，故对隧道顶端进行支撑时，可根据实际情况进行第一钢管和第二钢管的整体长度调节；针对于第一钢管以及第二钢管的水泥砂浆的注入，可进行提高第一钢管以及第二钢管的支撑效果，同时加强第一钢管与第二钢管之间连接稳定性。附图说明 [0023] 为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0024] 图1是本公开实施例的对隧道顶端进行支撑的示意图； [0025] 图2是本公开实施例的整体结构示意图； [0026] 图3是本公开实施例的局部剖视图； [0027] 图4是本公开实施例的局部结构示意图； [0028] 图5是本公开实施例的带有树枝支撑柱的支撑管示意图；具体实施方式 [0029] 下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。 [0030] 实施例一，如图1至图4所示，支撑隧道内软基段拱架拱脚的树形钢管桩，包括至少一个第一钢管11，第一钢管11上均设置有第二钢管12，第二钢管12与第一钢管11之间通过螺纹配合连接，背离第二钢管12的第一钢管11一端呈封闭状； [0031] 第二钢管12顶端上设置有第一支撑部13，第一支撑部13处于第二支撑部14下端，第一支撑部13与第二支撑部14之间固定连接； [0032] 第二支撑部14与支撑的隧道顶端100进行贴合，用于对隧道顶端100进行支撑； [0033] 第二钢管12上端部设置有与自身型腔相连通的排料口120，第一钢管11下端部设置有与自身型腔相连通的进料口110； [0034] 进料口110进行水泥砂浆的注入，使得水泥砂浆从第一钢管11底端部进入至第一钢管11的型腔内直至进入至第二钢管12内，当第二钢管12填充完毕后，从排料口120进行排出。 [0035] 在本实施例中，第一钢管11作为底部支撑体对隧道顶端100进行支撑；由于第一钢管11与第二钢管12的整体长度可调，故对隧道顶端100进行支撑时，可根据实际情况进行第一钢管11和第二钢管12的整体长度调节；如图示所示，第一钢管11设置有5个，通过多个第一钢管11进行加强隧道顶端100支撑；针对于第一钢管11以及第二钢管12的水泥砂浆的注入，可进行提高第一钢管11以及第二钢管12的支撑效果，同时加强第一钢管11与第二钢管12之间连接稳定性。 [0036] 第一支撑部13包括拆卸部131、以及安装在拆卸部131顶端的支撑块132，支撑块132与第二支撑部14之间固定连接，拆卸部131与第二钢管12顶端之间可拆卸式连接，如采用螺纹连接方式、卡合方式等；使用时，通过第一支撑部13的拆卸部131与第二钢管12之间可拆卸，便于在支撑处理，进行第一钢管11、第二钢管12以及第一支撑部13之间分离式安装，最后在相互间组装。 [0037] 对内软基段的相关稳定性支撑进行设计，在本实施例中，如先对内软基段进行开挖出固定区域，固定区域内设置有呈镜像分布，并且相互拼接的卡板2，卡板2对第一钢管11下端部呈包裹状； [0038] 使用时，卡板2内侧进行水泥砂浆的注入，直至填充两个卡板2之间的固定区域，使得对第一钢管11下端部进行支撑固定。 [0039] 当然在一些案例中，第一钢管11的底端与固定区域的底端之间保持有一定间隙，使得第一钢管11的底端部在固定区域上呈悬空状态，卡板2内侧进行水泥砂浆的注入，直至填充两个卡板2之间的固定区域，使得对第一钢管11下端部均包裹水泥砂浆，进行支撑固定。 [0040] 卡板2上设置有多个溢流孔20，便于检测两个卡板2之间的固定区域内的水泥砂浆填充情况。 [0041] 针对于在支撑初期(也就是水泥砂浆未完全凝固期间)，卡板2上设置有支撑组件，支撑组件对第一钢管11进行支撑，使得第一钢管11的底端部在固定区域上呈悬空状态。 [0042] 支撑组件包括设置在第一钢管11上的支撑板31，支撑板31下端设置有贴合的搭接部32，搭接部32设置有为两个，两个搭接部32呈镜像相互拼接的状态，搭接部32下端设置有相贴的支撑柱33，支撑柱33螺纹配合连接在支撑套内，支撑套由两个相互拼接的半支撑套34组成，两个半支撑套34分别固定安装在卡板2上端；使用时，利用支撑柱33以及支撑套，通过搭接部32对第一钢管11进行支撑，使得第一钢管11的底端部在固定区域上呈悬空状态。 [0043] 搭接部32的下端与卡板2的上端之间设置有连杆4，连杆4的两端分别与接部的下端与卡板2的上端之间铰接。 [0044] 当水泥砂浆完全凝固时，将支撑柱33从支撑套上移出，或者旋转支撑柱33，使得支撑柱33顶端向下远离搭接部32，进行对搭接部32下压，使得通过连杆4，形成两个卡板2相互远离的方向对卡板2的作用力，使得卡板2从凝固的水泥砂浆上脱落，使得卡板2能够重复利用。 [0045] 支撑隧道内软基段拱架拱脚的树形钢管桩的施工工艺： [0046] 对内软基段进行开挖出固定区域，使得第一钢管11的底端部在固定区域上呈悬空状态对隧道顶端100进行支撑； [0047] 进料口110进行水泥砂浆的注入，使得水泥砂浆从第一钢管11底端部进入至第一钢管11的型腔内直至进入至第二钢管12内，当第二钢管12填充完毕后，从排料口120进行排出； [0048] 卡板2内侧进行水泥砂浆的注入，直至填充两个卡板2之间的固定区域； [0049] 当水泥砂浆完全凝固时，旋转支撑柱33，使得支撑柱33顶端向下远离搭接部32，进行对搭接部32下压，使得通过连杆4，形成两个卡板2相互远离的方向对卡板2的作用力，使得卡板2从凝固的水泥砂浆上脱落。 [0050] 如图5所示，当然在一些实施例中，第二支撑部14的支撑，也可通过进行设置有带有树枝支撑柱的支撑管，树枝支撑柱位于支撑管下端，支撑管对第二支撑部14的两侧进行临时支撑。 [0051] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 [0052] 以上显示和描述了本公开的基本原理、主要特征和本公开的优点。本行业的技术人员应该了解，本公开不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本公开的原理，在不脱离本公开精神和范围的前提下，本公开还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本公开范围内。