[发明专利]一种新型止水预制离心矩形桩围护结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同时具备止水和挡土功能的新型基坑围护结构，一种采用新工艺施工的止水预制离心矩形桩围护结构及其施工方法，较之传统围护结构，能有效缩短工期、降低工程造价、对周围环境影响小。

背景技术

管桩于20世纪60年代起源于日本，80年代，首先在我国沿海一带得到应用，后逐步传入内陆省份。预应力混凝土方桩全称“先张法预应力混凝土空心方桩”，是在先张法预应力混凝土管桩的基础上衍生出来的一种桩基。目前预制管桩、方桩主要应用于工业与民用建筑的低承台桩基础。而在我国长三角等经济发达地区，每年用于基坑围护中的费用高达千亿万元以上，目前我国地基处理和基坑围护中所采用的挡土结构主要有地下连续墙、灌注桩、SMW工法桩、土钉墙及桩锚结构，这些结构的施工工艺各有优缺点。如灌注桩排桩围护墙的造价过大，且施工时需先施工外围的隔水帷幕，再施工灌注桩排桩，这样造成了工期的拖沓。另外，深层搅拌桩桩体本身强度较低，常常只能作为止水帷幕使用，而不能单个作为挡土结构使用。为了达到挡土的目的，需要在搅拌桩中插入H型钢，这样不仅给设计和施工造成较大困难，还使得施工成本过大。本发明所涉及的新型止水离心矩形桩围护结构，将预制方桩从建筑桩基领域带到了基坑围护领域，该结构解决了上述几种工艺的不足，融合了预制构件的抗弯及结构性能与搅拌桩的止水效果，较之传统的围护结构本发明能大幅度缩短施工工期、无污染、减少了造价。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题而提供一种无挤土效应、施工周期短、无污染、低噪音、造价减少，工期大幅度缩短的绿色环保施工工法。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

一种新型离心矩形桩竖向围护结构，该矩形桩侧边留有灌浆导槽，该矩形桩内置配筋，该矩形桩在沉桩后通过焊接内置预埋钢板，该围护桩在基坑拐角处有专门的桩型处理，对部分环境要求较高地区会配合一排搅拌桩，如三、五（六）轴搅拌桩或TRD连续墙（如图6）。

所述的灌浆导槽其投影图案可为圆弧形、三角形、梯形等。

所述的新型离心矩形桩通过低压灌注或高压旋喷的施工方法在侧边所设的导槽可用以注入水泥浆液及其他可止水混合浆液。

所述的导槽注浆可通过以下技术方案来实现（以图8示例）：

1)利用高压水枪对A1、A2桩之间的导槽进行清孔

2)将注浆管下至设计深度开始送入符合要求的水、气、浆；浆液反出孔口正常后开始提升

3)利用高压旋喷对A1、A2桩之间的导槽进行注浆

4)进行下一组桩施工

所述的配筋截面形式可为矩形或圆形。

所述的配筋材料为普通钢筋、高强钢筋或混合配筋钢筋。

所述的配筋预应力施加的模式可为先张法、后张法或先张法与后张法相结合的形式。

所述的配筋布置分为均匀配筋与非均匀配筋。

所述的止水导槽设置的方位是根据围护结构具体情况而定的，非拐角处的导槽是对称布置的，拐角处的导槽布置在桩体两相邻侧边上。

所述的新型离心矩形竖向围护结构在环境要求高的地区可配合其他围护结构，如三、五（六）轴搅拌桩或TRD连续墙。（如图6、7）

所述的新型离心矩形桩竖向围护结构在桩与桩搭接处有内置角钢，露出的部分在沉桩时以咬合的形式搭接，也可在后期焊接成为永久结构。

一种新型离心矩形桩竖向围护结构及施工方法，所述的施工方法包括以下几种：

采用混凝土管桩芯孔内掘土注浆封底施工技术（即CLP工法）机械设备施工工艺流程：

1)桩机就位A1桩位

2)吊桩及钻杆（图8）

3)钻杆与动力头连接

4)校正桩身垂直度

5)旋转掘进沉桩

6)桩沉至地表存土箱取土

7)焊接下一节桩

8)旋转掘进沉桩

9)直至该桩位的桩全部打完

10)移至A2桩位，A1与A2角钢搭接后重复上述2～9施工流程

静压法施工：

1)桩机就位A1桩位

2)插入桩体，同时经纬仪观测，重锤观测

3)校正桩身垂直度

4)沉桩

5)吊下一节桩

6)焊接接桩

7)沉桩至设计桩顶标高

8)直至该桩位的桩全部打完

9)卸出送桩器

10)移至A2桩位，A1与A2角钢搭接后重复上述2～9施工流程

锤击法施工：

1)桩机就位A1桩位

2)桩位底桩插入桩帽套内