[实用新型]定向隔离深层土体位移高压气柱桩

说明书

本实用新型涉及定向隔离深层土体位移高压气柱桩，包括高压气柱、系统操作盒和空压机；高压气柱包括A侧高压气囊、B侧高压气囊、中间隔板和连接盘；高压气柱上下端设有连接盘，每节高压气柱通过连接盘连接；A侧高压气囊与B侧高压气囊结构相同，两者由中间隔板隔开；高压气囊外侧装有土压力传感器，A侧高压气囊内部装有位移计；中间隔板内设有管路通道，高压气囊内的充气管通过气管口进入到管路通道，上端的连接盘顶部设有气管接头。本实用新型的有益效果是：本实用新型采用在高压气囊提供压力与位移，能通过自动化系统实时消除基坑开挖引起的深层土体位移；本实用新型装置可以重复使用，相对比较经济和环保，同时不会影响基坑正常施工。

技术领域

本实用新型涉及一种定向隔离深层土体位移高压气柱桩，属于基坑外围环境保护领域。

背景技术

随着城市化的进程，城市地下工程也越来越多，加之城市用地紧张，基坑周边的环境条件变得越来越复杂，并且基坑对周边环境所产生影响的变形控制标准也日益严格。现在所采用的被动区的控制技术一般包括基坑内土体加固、基坑分区段开挖、增大围护结构刚度等措施。然而这些措施会显著增加成本，延长工期，同时缺乏灵活性，对变形控制要求高的情况难以满足，并且不能动态控制基坑开挖引起的变形。在主动区设置隔离桩也能在一定程度上减小坑外土体位移，但是不能满足微小变形的控制要求。

国内外学者从隔离桩设计的理念出发，根据概念设计的原则，提出隔离桩的设计的实用计算方法、有效控制措施及施工中应注意的问题，认为隔离桩的正确设置可以降低工程质量问题的发生，并认为隔离桩不宜采用沉管振拔桩形式。隔离桩已在地铁工程、基坑工程及地基处理工程中广泛应用，其中有些工程较为成功，有些工程则并未取得理想的效果。隔离桩作为一种有效的保护措施已经在地铁深基坑工程中得到比较广泛的应用，但是目前对其作用原理仍缺乏系统的理论研究和规律性的认识。在隔离桩发挥隔离作用时，虽说土体运动是因，但是它却受到桩的形状、数量和布置的制约，因而必须将桩一士体系当作整体来考虑。所以，对于隔离桩来说，研究桩、土之间的相互作用就显得格外重要。现有的研究要么关注开挖过程桩的力学特性，要么关注隔离桩工程中的变形，而没有同时对其受力作用机理系统研究。实际上，对于隔离桩工程而言，变形控制应放在第一位，而桩的力学特性也非常重要，可为桩体的优化设计提供评判依据。

尽管，传统的隔离桩是一种能够将临近工程活动各自产生的地基应力隔离开来的桩基础构件，使其不相重叠和相互影响，在实践中己证实为一种行之有效有变形控制法。在软粘性地基条件下，为了消除新建建筑对相邻老旧建筑地基不均匀沉降的影响，采用隔离桩技术是一种可靠的技术措施。但是对一定深度范围内的土体，其水平位移在有隔离桩情况下反而增大，此为隔离桩对这部分土体存在水平向“牵引作用”。若基坑外存在既有地下隧道且隧道恰好处于此范围内，隧道水平位移可因隔离桩的“牵引作用”反而可能比无隔离桩时增大，隔离桩对控制隧道变形反而不利。针对传统隔离桩法的不足，提出了一种定向隔离深层土体位移高压气柱桩。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种定向隔离深层土体位移高压气柱桩。

这种定向隔离深层土体位移高压气柱桩，包括高压气柱、系统操作盒和空压机。高压气柱包括A侧高压气囊、B侧高压气囊、中间隔板和连接盘。高压气柱上下端设有连接盘，每节高压气柱通过连接盘连接。A侧高压气囊与B侧高压气囊结构相同，两者由中间隔板隔开。高压气囊外侧装有土压力传感器，A侧高压气囊内部装有位移计。中间隔板内设有管路通道，高压气囊内的充气管通过气管口进入到管路通道，上端的连接盘顶部设有气管接头。每节高压气柱通过出气管连接自动化系统，自动化系统置于系统操作盒中。自动化系统包括压力阀、压力表、多通道显示仪表、压力调控器、位移接收仪和土压接收仪。压力阀连接空压机，多通道显示仪表连接压力表、位移接收仪和土压接收仪。压力调控器包括变送器、直流电源、负载和电流表，压力调控器通过直流电源供电，其值可由电流表显示，由变送器实现不同负载的控制。