[发明专利]一种工字型围护桩以及围护结构兼做主体结构的施工方法

权利要求书

1.一种工字型围护桩，其特征在于：包括多个按照设定位置排列且事先预制的工字型桩，在相邻的围护桩之间通过支撑构件连接形成围护结构；工字型桩既是基坑的围护结构又是建筑物地下空间主体结构外墙的一部分，且在围护结构的顶部和中部设有兼做建筑物主体结构中水平构件和竖向构件的水平支撑和竖向支撑。

2.如权利要求1所述的工字型围护桩，其特征在于：所述的每个工字型桩中心有一个注浆孔，在桩就位后进行桩底注浆。

3.如权利要求1所述的工字型围护桩，其特征在于：所述的每个工字型桩包括多段，位于基坑开挖部分的每段桩的端部都有牛腿，所述的牛腿位于工字型的肋部。

4.如权利要求1所述的工字型围护桩，其特征在于：所述的支撑构件包括压顶冠梁、腰梁和预制带肋预应力板；所述的压顶冠梁、腰梁通过连接水平支撑控制基坑变形,所述的压顶冠梁浇筑在相邻工字型桩的顶部，所述的腰梁浇筑在围护桩牛腿处，所述的预制带肋预应力板固定在相邻工字型桩之间。

5.如权利要求1所述的工字型围护桩，其特征在于：所述的水平支撑一端固定在围护桩顶压顶冠梁或中部腰梁上，另一端固定在基坑对边围护桩的相应位置上，水平支撑的中间位置连接在立柱桩上，立柱桩作为水平支撑的竖向支撑，基坑开挖期间水平支撑作为提供水平力控制基坑壁变形的围护结构的水平承载构件，立柱桩为保证水平支撑稳定的竖向支撑；基坑施工完毕后，水平支撑作为梁形成建筑物主体结构地下空间的水平构件，竖向支撑作为柱形成建筑物主体结构地下空间的竖向构件。

6.利用如权利要求1～5所述的工字型围护桩进行主体结构的施工方法，其特征在于：

步骤1.预制工字型桩和带肋预应力板；

步骤2.利用预制的工字型桩进行如下施工；

a)将预制围护桩压入土层中；通过每个工字形桩的注浆孔向桩底注浆；

b)在基坑外进行防水处理；

c)开挖基坑内土方至工字型桩桩顶高度，平整基坑地层；

d)在围护桩顶支设模板或制作土模，浇筑压顶冠梁，并同时浇筑水平支撑，水平支撑与压顶冠梁浇筑在一起，中间同竖向支撑立柱桩连接；

e)待浇筑的压顶冠梁和水平支撑达到设计强度后，拆除模板；

f)继续向下开挖基坑，在相邻围护桩之间通过螺栓固定预制带肋预应力板；

g)继续开挖基坑至工字型桩牛腿处，制作腰梁和第二道水平支撑的模板，绑扎钢筋，浇筑腰梁和第二道水平支撑；

h)待浇筑的腰梁和水平支撑达到设计强度后，拆除模板，继续向下开挖基坑；

i)继续向下开挖土方，重复步骤f)～h)，直至开挖至基坑设计高度；

k)铺设基底垫层，制作底板模板，绑扎钢筋，浇筑基础底板；

l)支设内衬边墙模板，从下而上现浇内衬边墙，下部与基础底板连接，现浇边墙与预制带肋预应力板相叠合，主要起防水和平整外表面的作用；

m)施工建筑物主体结构地下空间其他内部组成构件，形成基坑围护体系、支撑体系兼做建筑物主体结构的地下空间体，施工完毕。

7.如权利要求6所述的施工方法，其特征在于，步骤1的预制工字型桩和预制带肋预应力板的过程如下：

预制工字型桩的过程如下：

制作工字型桩的模板，绑扎钢筋笼，在模板的中间用模具预留注浆孔，浇灌混凝土桩身，养护至设计拆模强度，然后拆除模板；

预制带肋预应力板的过程如下：

制作模板，绑扎钢筋笼，张拉预应力筋，浇灌混凝土，养护至设计拆模强度，拆除模板。

8.如权利要求6所述的施工方法，其特征在于，所述的步骤(a)的具体过程如下：

1)按照设计要求放线定位围护桩及竖向支撑立柱桩的桩位；

2)视地层情况，如若压桩困难，可利用钻机在桩位中心打设一个圆形钻孔作为引孔，保证预制桩顺利压入，并能提高垂直度，如若压桩较易，可直接进行下一步；

3)利用压桩机将预制工字型桩分段压入土层中，同时将竖向支撑立柱桩也压入土层中；

4)由工字型桩形成的围护桩施工完成后，通过工字型桩注浆孔向桩底注浆，加固地层，增加桩的稳定性。

9.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于：步骤(3)中的分段压入是指每个工字型桩包括多段，压完一段工字型桩，再进行下一段工字型桩的压入，工字型桩之间通过栓接、焊接或法兰盘连接。

10.如权利要求6所述的工字型围护桩进行主体结构的施工方法，其特征在于：所述围护桩包括多个截面为工字型且事先预制的钢筋混凝土工字型桩。