[发明专利]一种倾斜圆环桩及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑基础工程领域，尤其涉及一种倾斜圆环桩及其施工方法。

背景技术

众所周知，我国在地下室基坑支护中采用的钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、地连墙、钢板桩，以及SMW工法，都采用直立形式。在土质较差的软土地基中，由于基坑四周主动主侧压力大，还要加钢筋混凝土或钢管的内支撑或斜撑，其支护效果好，但造价高，施工工期长，地下室土方开挖时，因有内支撑阻挡，开挖土方十分不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种倾斜圆环桩及其施工方法，能克服直立支护桩无法减小基坑外侧土体推力的问题。本发明倾斜圆环桩是向坑壁外侧主动土体倾斜，只要圆环桩外倾10度，便可减小主动土体推力20-30％。如5m深基坑的软土地基，每延米坑壁外侧土体推力在16-20吨，除去因倾斜10度而削去土容重约4吨，尚余下12-16吨推力(推力按土的物理性质计算)。而设计外径1.5m，圆环壁厚20cm，桩长15m的倾斜圆环桩，桩体重达88吨(含圆环内土塞)，其水平分力为15.5吨，基本大于或等于土体推力，即使尚有余下土体推力，但要将88吨重支护桩推向直立，则需＞15.5吨推力。尤其在平面成方形或可分割成方形、圆形的基坑，，倾斜圆环桩顶上的冠梁与腰梁将支护桩圈成倒锥圆筒状构造，其结构更紧凑，牢固度更好，坑壁侧应力通过倒锥圆筒状构造会互相抵消，并斜向通过圆环桩向坑底土体扩散，有效避免坑壁向基坑内位移与坑壁土方坍塌，由此，倾斜圆环桩不用内支撑，这降低了支护费用，方便了坑内土方开挖。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种倾斜圆环桩，其特征在于，桩身为向坑外主动土倾斜的圆环状钢筋混凝土或素混凝土桩，桩身外直径800-3000mm，圆环桩壁厚80-350mm，圆环桩桩长10-40m，并向基坑外侧主动土倾斜，倾斜的夹角为3-30度，圆环桩桩尖为预制钢筋混凝土或现浇混凝土，桩尖分挤土型、中挤土型和弱挤土型。

上述一种倾斜圆环桩的施工方法，依次包括以下施工步骤：

(A)如桩尖设计为预制的钢筋混凝土，则先预制钢筋混凝土桩尖，并养护至所需强度，再将桩尖放于桩位上；

(B)将倾斜圆环桩桩机定位于桩位上；

(C)由桩机滑轮吊吊起激振锤，锤下夹具卡住双层钢护筒，双层钢护筒套着桩尖(如设计现浇桩尖，则双护筒下端设钢活瓣，打入土中时闭合，向上提时，混凝土靠自重撑开活瓣，在土体中形成桩尖)，由激振锤将钢护筒沿桩机上定位圆环桩倾角的定位槽激振进入土中，至设计标高；

(D)在双层钢护筒内放入钢筋或钢筋笼，并在钢筋上挷有用于控制钢筋保护层的水泥砂浆垫块；

(E)向双钢护筒夹层内注入混凝土至桩顶标高以上0.5-2m，并通过振冲液压斜管提拔机提管，周而复始，完成所有倾斜圆环桩的施工；

(F)将倾斜圆环桩桩顶钢筋和冠梁钢筋搭接，再浇注冠梁混凝土。

本发明与现有技术相比，具有如下显著优点：一种倾斜圆环桩及其施工方法，具有施工工艺简单，受力合理、造价低、基坑内无内支撑或斜撑，十分方便基坑内土方用挖掘机大开挖，使地下室施工更便捷，能在我国广泛存在的淤泥层的沿海城市的基坑支护中应用。

附图说明

图1为本发明倾斜圆环桩剖面示意图。

图中：1.杂填土，2.土体滑动面，3.淤泥层，4.冠梁，5.倾斜圆环桩桩身，6.土塞，7.基坑底面，8.桩尖。

图2为本发明倾斜圆环桩桩尖剖面示意图。

图2a：8.预制钢筋混凝土桩尖：a1.弱挤土型，a2.中挤土型，a3.挤土型，

图2b：9.外钢护筒，10.内钢护筒，11.铰接，12.钢活瓣，b1.弱挤土型，b2.中挤土型，b3.挤土型。

具体实施方式

本发明的一个典型实施例，如图1，(A)在建筑基坑开挖前，按设计先预制弱挤土的外八字形钢筋混凝土桩尖(8)，并养护至所需强度，再将桩尖(8)放于桩位上；(B)将倾斜圆环桩机定位于桩位上；(C)由桩机滑轮吊吊起激振锤，锤下夹具卡住双层钢护筒，双层钢护筒套着桩尖(8)，由激振锤将钢护筒沿桩机上定位圆环桩倾角的定位槽激振进入土层(1，2)，至设计标高；(D)在双层钢护筒内放入钢筋笼，并在钢筋上挷有用于控制钢筋保护层的水泥砂浆垫块；(E)向双钢护筒夹层内注入混凝土至桩顶标高以上1m，形成倾斜圆环桩桩身(5)，并通过振冲液压斜管提拔机提管，周而复始，完成所有倾斜圆环桩的施工；(F)将倾斜圆环桩桩顶钢筋和冠梁(3)钢筋搭接，再浇注冠梁(3)混凝土。