具有爆擴(kuò)裝置的雙擴(kuò)式大直徑圓筒吸入樁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建設(shè)工程領(lǐng)域，具體為一種應(yīng)用于地基作業(yè)的大直徑圓筒吸入粧，通過在圓筒粧中安裝或聯(lián)接爆擴(kuò)裝置且通過爆擴(kuò)形成一個或多個雙向外擴(kuò)式燈籠狀的局部擴(kuò)充部分來有效地提高粧的抗壓、抗拔和抗側(cè)向綜合承載能力。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在傳統(tǒng)模式中粧主要靠粧側(cè)阻力和粧端阻力發(fā)揮作用；當(dāng)出現(xiàn)建筑物荷載特別大，特別在海洋工程等類似工程中，對抗拔能力要求非常高時，僅僅通過改變粧尺寸的方法也達(dá)不到高承載力和高抗拔力需求。因此需要重新設(shè)計(jì)一種新的鋼管粧來解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的是對大尺寸鋼管吸入粧的承載力或者抗拔能力要求很高時，普通鋼管吸入粧僅通過改變尺寸已難以達(dá)到高承載力和高抗拔力需求，提供一種新型的帶有爆擴(kuò)裝置的雙擴(kuò)式大直徑圓筒吸入粧。
[0004]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種具有爆擴(kuò)裝置的雙擴(kuò)式大直徑圓筒吸入粧，包括主圓筒，所述主圓筒的頂面蓋有頂板；所述主圓筒的內(nèi)壁環(huán)繞一圈固定連接炸藥盒，所述炸藥盒包括圓柱側(cè)面，所述圓柱側(cè)面的上端和下端分別通過傾斜圓周側(cè)面固定連接于主圓筒的內(nèi)壁上；所述炸藥盒的圓柱側(cè)面的頂部和底部分別與主圓筒的內(nèi)壁之間固定連接疊層結(jié)構(gòu)，則主圓筒內(nèi)壁、炸藥盒的圓柱側(cè)面及上下疊層結(jié)構(gòu)之間構(gòu)成封閉的爆擴(kuò)倉，所述爆擴(kuò)倉內(nèi)放置有炸藥；所述炸藥盒的上部空間和下部空間內(nèi)均充填有細(xì)沙；所述炸藥盒頂端安裝起爆裝置，所述起爆裝置包括起爆鋼管，所述起爆鋼管穿過上部空間后貫穿上疊層結(jié)構(gòu)，所述起爆鋼管內(nèi)設(shè)置引爆線，所述引爆線的內(nèi)端連接炸藥、其外端連接起爆器。
[0005]當(dāng)炸藥爆擴(kuò)時，它能夠產(chǎn)生很大的壓力。通過控制所選炸藥的類型、重量和形狀，可以保持炸藥盒的完整性(爆而不破和控制擴(kuò)充形狀)。由于炸藥盒中圓柱側(cè)面的厚度與主圓筒的內(nèi)壁厚度基本一致，而處于炸藥盒上下的細(xì)沙箱非常有利于分散、消弱沖擊波，由爆擴(kuò)產(chǎn)生的沖擊波傳播通過疊層結(jié)構(gòu)和沙區(qū)后將非常迅速地衰減。所以爆擴(kuò)波會同時容易地驅(qū)動主圓筒和炸藥盒的圓周側(cè)面分別向外和向內(nèi)擴(kuò)展變形，形成雙擴(kuò)式形狀。如圖3所示，通過爆擴(kuò)使得主圓筒形成一個或多個燈籠狀的局部擴(kuò)充部分來有效地提高粧的抗壓、抗拔和抗側(cè)向綜合承載能力。
[0006]為了能承受巨大的爆擴(kuò)壓力，主圓筒需要采用有較高粧屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、特別是高延性的材料，通?？梢圆捎媒Y(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、銅或銅合金、鋁或鋁合金。不僅要求主圓筒管的尺寸和管壁應(yīng)大于臨界厚度，而且疊層結(jié)構(gòu)也必須具有大大降低激波的強(qiáng)度的能力。當(dāng)一個沖擊波經(jīng)過相連材料有明顯不同的聲阻抗或由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料組成的疊層結(jié)構(gòu)時，它將很快分散。分散、消弱沖擊波的能力主要取決于兩層材料之間聲阻抗的相異性。沖擊波在通過疊層結(jié)構(gòu)過程中將得到迅速衰減。當(dāng)通過疊合結(jié)構(gòu)時前面沖擊波的壓力將大大減少。
[0007]在炸藥的作用下，主圓筒將迅速向外擴(kuò)張。外圍的高壓力使管外的土壓縮，大大提高了土的密實(shí)度和強(qiáng)度。反過來，管外表受到的土壓力也將大大的提高。在高應(yīng)變率(>103/s)的情況下，承壓管體材料的屈服應(yīng)力將會得到增加。當(dāng)沖擊波從主圓筒傳播到土壤，沖擊波將反射、入射到土壤中。根據(jù)激波理論物理，反射波是一種罕見的波，而入射波是一種壓縮波，能使土壤密度增加，從而強(qiáng)度增大。
[0008]本發(fā)明的有益效果如下:
在傳統(tǒng)模式中，粧承受到摩擦力的作用，摩擦力為P*m，其中P是土壤側(cè)向壓力和m是摩擦系數(shù)。然而，采用上述模式中，吸入粧所承受的不僅有摩擦力，也有遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于摩擦力的正壓力。其實(shí)在本發(fā)明中，就算摩擦力也是大于傳統(tǒng)模式的，因?yàn)閭?cè)向壓力P在爆擴(kuò)后比傳統(tǒng)模式中大，因此，圓筒能承受更重的荷載。顯然，在本吸入粧中圓筒結(jié)構(gòu)也可以承受更強(qiáng)的橫向載荷和力矩。所以本發(fā)明有顯著的優(yōu)勢。在相同的承載力下，可以使用更小尺寸的鋼粧，而達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效果，可降低工程造價(jià)，具有實(shí)用的推廣價(jià)值。
【附圖說明】
[0009]圖1表示爆擴(kuò)前吸入粧的整體剖面示意圖。
[0010]圖2表示圖1中位于吸入粧內(nèi)上部炸藥盒部分的放大示意圖。
[0011]圖3表示爆擴(kuò)后吸入粧的整體剖面示意圖。
[0012]圖中，1-主圓筒，2-頂板，3-炸藥盒，4-疊層結(jié)構(gòu)，5-細(xì)沙，6_炸藥，7_起爆器，8_起爆鋼管，9-引爆線，10-加強(qiáng)環(huán)，11-引爆鋼管，12-圓柱側(cè)面，13-傾斜圓周側(cè)面。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0014]—種具有爆擴(kuò)裝置的雙擴(kuò)式大直徑圓筒吸入粧，如圖1所示，包括主圓筒1，所述主圓筒I的頂面蓋有頂板2 ;所述主圓筒I的內(nèi)壁環(huán)繞一圈固定連接炸藥盒3。
[0015]如圖2所示，所述炸藥盒3包括圓柱側(cè)面12，所述圓柱側(cè)面12的上端和下端分別通過傾斜圓周側(cè)面13固定連接于主圓筒I的內(nèi)壁上；傾斜圓周側(cè)面13通過焊接方式與主圓筒I內(nèi)壁連接。所述炸藥盒3的圓柱側(cè)面12的頂部和底部分別與主圓筒I的內(nèi)壁之間固定連接疊層結(jié)構(gòu)4，則主圓筒I內(nèi)壁、炸藥盒3的圓柱側(cè)面12及上下疊層結(jié)構(gòu)4之間構(gòu)成封閉的爆擴(kuò)倉，所述爆擴(kuò)倉內(nèi)放置有炸藥6，炸藥也可以由固體推進(jìn)劑代替；所述炸藥盒3的上部空間和下部空間內(nèi)均充填有細(xì)沙5。細(xì)沙箱非常有利于分散、消弱沖擊波。由爆擴(kuò)產(chǎn)生的沖擊波傳播通過疊層結(jié)構(gòu)和沙區(qū)后將非常迅速地衰減。當(dāng)它到達(dá)傾斜圓周側(cè)面和主圓筒內(nèi)壁形成的焊接區(qū)(傾斜圓周側(cè)面和主圓筒內(nèi)壁的焊接部位)時，沖擊波已變?nèi)醭闪巳鯊椥圆ā椥圆ǖ膲毫⒚黠@低于焊接強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的屈服應(yīng)力，因此，它不會再損壞結(jié)構(gòu)，炸藥盒的完整性在管壁擴(kuò)展停止可得以保持。
[0016]這里有兩個炸藥盒安裝在主圓筒I內(nèi)，其中一個是頂部炸藥盒，另一種是底部炸藥盒。位于上部炸藥盒3安裝有起爆裝置，起爆裝置由起爆器7、引爆線9和起爆鋼管8組成。如圖2所示，起爆鋼管8穿過上部空間后貫穿上疊層結(jié)構(gòu)4，所述起爆鋼管8內(nèi)設(shè)置引爆線9，所述引爆線9的內(nèi)端連接炸藥6、其外端連接起爆器7。其中起爆器必須與引爆線緊密地接觸以便能夠順利地引爆。在爆擴(kuò)后，沖擊波朝向位于