[发明专利]一种兼顾伺服注浆功能的隔离桩及其施工方法

权利要求书

1.一种兼顾伺服注浆功能的隔离桩，其特征在于，包括处于既有隧道(1)和即将开挖基坑(2)之间且成排设置的隔离桩(3)，隔离桩(3)伸入隧道底部以下，形成隔离墙结构；隔离桩(3)包括纵向钢筋(6)、环向钢筋(7)和定位支撑钢筋(8)组成的钢筋笼，隔离桩(3)内通入有注浆管(9)，注浆管(9)下部外套设有钢套管注浆加固装置(10)，钢套管注浆加固装置(10)处于隧道(1)侧的土体内；钢套管注浆加固装置(10)上成形有注浆管顶部连通有出浆孔(12)；注浆管顶部连通有注浆泵(20)，注浆泵(20)有线或无线连接有驱动器(19)，驱动器(19)有线或无线连接有控制器(18)，控制器(18)有线或无线连接有位移传感器，位移传感器监测隧道位移值得到实时监测隧道位移值；控制器(18)根据设置的隧道位移限值与实时监测隧道位移值的差，控制注浆泵(20)的注浆量。

2.如权利要求1所述的兼顾伺服注浆功能的隔离桩，其特征在于，所述注浆管(9)为PVC注浆管。

3.如权利要求1所述的兼顾伺服注浆功能的隔离桩，其特征在于，所述环向钢筋(7)位于隔离桩(3)的中轴，纵向钢筋(6)布置于环向钢筋(7)外周，纵向钢筋(6)之间布置有定位支撑钢筋(8)；各节钢筋笼之间用钢筋接驳器连接。

4.如权利要求1所述的兼顾伺服注浆功能的隔离桩，其特征在于，所述即将开挖基坑(2)采用内支撑(4)和围护墙(5)的支护形式。

5.如权利要求1所述的兼顾伺服注浆功能的隔离桩，其特征在于，所述钢套管注浆加固装置(10)包括套设在注浆管(9)外的钢套管(11)，钢套管(11)内串接有两个膨胀式止浆塞(14)，两个膨胀式止浆塞(14)之间的注浆管(9)上成形有出浆开口(13)，两个膨胀式止浆塞(14)之间的钢套管(11)部分成形有出浆孔(12)；钢套管(11) 外套设有环形橡胶膜，环形橡胶膜上成形有与出浆孔(12)对应的V形裂缝(15)；膨胀式止浆塞(14)连接有油泵，油泵连接有伺服马达。

6.如权利要求5所述的兼顾伺服注浆功能的隔离桩，其特征在于，所述钢套管(11)的同一个截面上等分开有四个出浆孔(12)；对应每个出浆孔(12)，环形橡胶膜上均成形有一个V形裂缝(15)。

7.一种兼顾伺服注浆功能的隔离桩的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：隔离桩施工步骤如下：

a.桩位放样：根据图纸桩位坐标，通过全站仪放样得到桩位，并做好护桩；

b.护筒埋设：埋设护筒以防止孔壁坍塌，并隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和进行钻头导向；

c.钻孔：泥浆循环，清除废浆泥渣:采用泵吸的方式进行置换泥浆清孔，向孔内注入经过处理后的泥浆，换出孔内含悬浮渣的泥浆；

d.下放钢筋笼：先将注浆管(9)和钢筋笼吊至孔口上方1m处，精确对准后逐节下放，确保钢套管注浆加固装置和隧道在同一深度；

e.浇筑混凝土：灌注过程中导管在混凝土埋深控制在2-6m，及时量测孔内混凝土面的位置并调整导管埋深；

f.成桩；

施工完隔离桩后，在隧道内安装棱镜，用全站仪(16)和监测软件进行自动化监测；自动化监测数据通过无线网络(17)实时传输到监测人员电脑和控制器，随着基坑开挖卸载，当隧道位移在限值以内时，控制器保持原始工作状态；当隧道位移超出限值时，控制器自动向驱动器发出指令信号，驱动接收控制指令并驱动伺服马达的装置，伺服马达启动油泵并打开两个膨胀式止浆塞(14)，注浆泵(20)通过注浆管(9)注浆，从四个出浆开口(13)向靠近隧道侧土体注浆，当浆液压力大于预设值将环形橡胶膜上的V形裂缝(15)撑开，涌向钢套管附近周边土体形成注浆区；隧道受到注浆压力作用，位移发生变化，控制器通过自动化实时监测数据自动调节注浆量，当隧道位移控制到限值以下时，控制器发出指令信号停止注浆，伺服马达关闭油泵和膨胀式止浆塞。