连续互扣式管桩墙或围堰施工方法与流程

本专利申请涉及管桩墙或围堰施工，更具体地说，涉及一种利用连续互扣式管桩(Clutch Pipe Pile-CPP)构造连续互扣式(竖向或横向)管桩墙或围堰的施工方法。

背景技术：

钢管桩通常用于构造传统的管桩墙，作为挖掘侧支撑(ELS)的保土结构和用于深挖掘的围堰。传统的管桩墙或围堰施工时，钢管桩彼此分开安装。因此，在钢管桩之间的挖掘土壤表面将暴露出来，并且必须用“挡土板”(例如钢板，U形槽等)在挖掘工程的施工顺序阶段来挡土。另为了地下工程而进行工程降水，在传统式管桩墙及/或管桩围堰外侧需要设置隔水灌浆帷幕，作为防止对相邻降水场外构成影响。

技术实现要素：

本专利申请的目的在于提供一种连续互扣式管桩墙或围堰施工方法，利用连续互扣式管桩(CPP)来形成管桩墙或围堰，可以很容易的形成连续互扣式(竖向或横向)管桩墙或围堰，不需要挡土板，也不需要灌浆帷幕。

根据本申请的一实施例，所述连续互扣式管桩墙或围堰施工方法包括以下步骤：

将打桩机的定向钻头、气动锤及钻杆插入到连续互扣式管桩内，并使定向钻头由连续互扣式管桩的下端露出；

将环形钻头锁紧在所述定向钻头上；

将所述打桩机的导向圈套在所述连续互扣式管桩的下端；

将处于所述导向圈内的所述连续互扣式管桩与相邻位置的已打入地下的连续互扣式管桩互扣结合；

将处于所述导向圈内的所述连续互扣式管桩打入地下以与相邻位置的已打入地下的所述连续互扣式管桩形成连续互扣式管桩墙或围堰。

在本申请所述的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法中，所述连续互扣式管桩包括钢管本体，所述钢管本体上设置有至少一阳锁扣结构或至少一个阴锁扣结构,所述阳锁扣结构或阴锁扣结构位于所述钢管本体的外壁上并沿所述钢管本体的长度方向延伸；

所述互扣结合为所述导向圈内的所述连续互扣式管桩的阳锁扣结构与相邻位置的已打入地下的所述连续互扣式管桩的阴锁扣结构相配合，或所述导向圈内的所述连续互扣式管桩的阴锁扣结构与相邻位置的已打入地下的所述连续互扣式管桩的阳锁扣结构相配合。

在本申请所述的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法中，所述阳锁扣结构包括由所述钢管本体的外壁沿所述钢管本体的径向方向向外延伸的第一肋板，以及位于所述第一肋板的远离所述钢管本体的侧边上的圆柱体；

所述阴锁扣结构包括由所述钢管本体的外壁沿所述钢管本体的径向方向向外延伸的第二肋板，以及位于所述第二肋板的远离所述钢管本体的侧边上的圆筒，所述圆筒的远离所述钢管本体的一侧具有沿所述圆筒长度方向延伸的开口，所述圆柱体的直径小于或等于所述圆筒的内直径，所述圆柱体的直径大于所述开口的宽度，所述第一肋板的厚度小于或等于所述开口的宽度。

在本申请所述的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法中，所述阴锁扣结构还包括第三肋板和第四肋板，所述第三肋板的一侧边与所述圆筒相连，另一侧边与所述钢管本体相连，所述第三肋板与所述第二肋板的夹角为锐角，所述第四肋板关于所述第二肋板与所述第三肋板对称。

在本申请所述的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法中，所述导向圈包括外圈和内圈，所述外圈包括第一外半圈和第二外半圈，所述第一外半圈固定在所述打桩机上，所述第二外半圈一端与所述第一外半圈的一端铰接，所述第二外半圈的另一端与所述第一外半圈的另一端通过可拆卸连接，所述内圈包括第一内半圈和第二内半圈，所述第一内半圈和第二内半圈可拆卸地设置在所述外圈的内部，所述第一内半圈和第二内半圈的结合处形成与所述阳锁扣结构或阴锁扣结构配合的导向槽。

在本申请所述的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法中，所述钢管本体上设置有一个所述阳锁扣结构和一个所述阴锁扣结构，所述阳锁扣结构和阴锁扣结构与所述钢管本体的轴心的连线的夹角为0到180度。

在本申请所述的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法中，所述钢管本体上设置有两个所述阴锁扣结构，两个所述阴锁扣结构与所述钢管本体的轴心的连线的夹角为0到180度。

在本申请所述的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法中，所述钢管本体上设置有两个所述阳锁扣结构，两个所述阳锁扣结构与所述钢管本体的轴心的连线的夹角为0到180度。

实施本专利申请的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法，具有以下有益效果：由于本专利申请的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法采用的连续互扣式管桩(CPP)具有阳锁扣结构及/或阴锁扣结构，在形成连续互扣式管桩墙及/或管桩围堰时，相邻的连续互扣式管桩(CPP)的阳锁扣结构和阴锁扣结构可以方便的结合在在一起。形成挡水挡土的连续互扣式管桩墙及/或管桩围堰时，有效阻挡地下水，不再需要挡土板及/或和灌浆帷幕；本专利申请的另一优点是不像打钢板桩需要用预钻来克服穿越散石、巨砾等障碍物或嵌入基岩问题。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本专利申请作进一步说明，附图中：

图1是采用本专利申请的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法进行施工的示意图；

图2是把带有定向钻头、气动锤的钻杆插入连续互扣式管桩的示意图；

图3是环形钻头与定向钻头连接的示意图；

图4是定向钻头的示意图；

图5是环形钻头的示意图；

图6是位于导向圈中连续互扣式管桩与打入地下的连续互扣式管桩配合的示意图；

图7是位于导向圈中连续互扣式管桩与打入地下的连续互扣式管桩相对齐的示意图；

图8是位于导向圈中连续互扣式管桩与打入地下的连续互扣式管桩互扣结合的示意图；

图9是导向圈的分解示意图；

图10是导向圈的示意图；

图11是采用本专利申请的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法形成的管桩墙的示意图；

图12a是采用本专利申请的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法形成的管桩围堰的示意图；

图12b是图12a的局部放大图；

图13是连续互扣式管桩的第一实施例的示意图；

图14是连续互扣式管桩的第一实施例与相连钢管桩的配合示意图；

图15是连续互扣式管桩的第一实施例中的阳锁扣结构和阴锁扣结构的立体示意图；

图16是连续互扣式管桩的第一实施例中的阳锁扣结构和阴锁扣结构的端面示意图；

图17是连续互扣式管桩的第一实施例中的阴锁扣结构的端面示意图；

图18是连续互扣式管桩的第一实施例与相邻钢管桩的连接示意图；

图19a是连续互扣式管桩的第二实施例的示意图；

图19b是连续互扣式管桩的第三实施例的示意图。

具体实施方式

为了对本专利申请的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利申请的具体实施方式。

下面详细描述本专利申请的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法的实施例，这些实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在本专利申请的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“上端”、“下端”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，为采用本专利申请的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法进行施工的示意图。实施该施工方法时，首先将打桩机200移动至打桩位，将连续互扣式管桩吊起；然后如图2所示，将打桩机200的定向钻头220、气动锤(Down the Hole Hammer或一般简称「DTH」)及钻杆210插入到连续互扣式管桩(CPP)100内，并使定向钻头220由连续互扣式管桩(CPP)100的下端露出；再然后如图3所示，将环形钻头230锁紧在定向钻头220上，具体地，先沿图3中箭头1的方向将定向钻头220插入到环形钻头230中，然后沿箭头2的方向旋转定向钻头220，即可将环形钻头230锁紧在定向钻头220上，气动锤及钻杆210、定向钻头220和环形钻头230分别如图4和图5所示；再然后如图6所示，将打桩机200的导向圈240套在连续互扣式管桩(CPP)100的下端；将处于导向圈240内的连续互扣式管桩(CPP)100与相邻位置的已打入地下的连续互扣式管桩(CPP)100互扣结合；再然后将处于导向圈240内的连续互扣式管桩(CPP)100打入地下，如此重复，就可以形成连续互扣式(竖向或横向)管桩墙或围堰。

在本专利申请的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法中，所采用的管桩为连续互扣式管桩(CPP)，其具体结构将参考附图在下面详细阐述。

如图13所示，为本专利申请中连续互扣式管桩(CPP)的第一实施例的示意图，其为用于形成连续互扣式管桩墙及/或管桩围堰的钢管桩。如图所示，本实施例的连续互扣式管桩(CPP)100包括钢管本体110，钢管本体110又或称套管,钢管本体110上设置有一阳锁扣结构120和一阴锁扣结构130，阳锁扣结构120和阴锁扣结构130位于钢管本体110的外壁上并沿钢管本体110的长度方向延伸，阳锁扣结构120和阴锁扣结构130与钢管本体110的轴心的连线的夹角180度。

参看图14，形成连续互扣式管桩(CPP)墙及/或围堰时，连续互扣式管桩(CPP)100的阳锁扣结构120与相邻的另一钢管桩的阴锁扣结构相配合，连续互扣式管桩(CPP)100的阴锁扣结构130与相邻的另一钢管桩的阳锁扣结构相配合。

参看图15至图18，具体地，在本实施例中，阳锁扣结构120包括由钢管本体110的外壁沿钢管本体110的径向方向向外延伸的第一肋板121，以及位于第一肋板121的远离钢管本体110的侧边上的圆柱体122。第一肋板121和圆柱体122都由钢材制成，第一肋板121可以通过焊接的方式固定在钢管本体110的外壁上；第一肋板121和圆柱体122可以通过焊接的方式连接在一起，也可以是一体成型。

参看图15至图18，具体地，在本实施例中，阴锁扣结构130则包括由钢管本体110的外壁沿钢管本体110的径向方向向外延伸的第二肋板131，以及位于第二肋板131的远离钢管本体110的侧边上的圆筒132，圆筒132的远离钢管本体110的一侧具有沿圆筒132长度方向延伸的开口133。阴锁扣结构130还包括第三肋板134和第四肋板135，第三肋板134的一侧边与圆筒132相连，另一侧边与钢管本体110相连，第三肋板134与第二肋板131的夹角为锐角，第四肋板135关于第二肋板131与第三肋板134对称。其中，圆柱体122的直径小于或等于圆筒132的内直径，圆柱体122的直径大于开口133的宽度，第一肋板121的厚度小于或等于开口133的宽度。第二肋板131、圆筒132、第三肋板134和第四肋板135都有钢材制成，第二肋板131与圆筒132和钢管本体110之间可以通过焊接的形式连接，第三肋板134与圆筒132和钢管本体110之间可以通过焊接的形式连接，第四肋板135与圆筒132和钢管本体110之间可以通过焊接的形式连接。需要理解的是，第三肋板134和第四肋板135起到增加强度作用，在强度足够的情况下，也可以省去第三肋板134和第四肋板135。

在形成连续互扣式管桩(CPP)墙及/或围堰时，先打下第一根钢管桩，然后在相邻位置打下第二根钢管桩。在打下第二根钢管桩前，先将第二根钢管桩的阳锁扣结构的圆柱体与第一根钢管桩的阴锁扣结构的圆筒对齐并插入到圆筒中，然后将第二钢管桩打入地面；或者是将第二根钢管桩的阴锁扣结构的圆筒与第一根钢管桩的阳锁扣结构的圆柱体对齐并使圆柱体插入到圆筒中，然后将第二钢管桩打入地面。

在本实施例中，连续互扣式管桩(CPP)100的阳锁扣结构120的最外侧距离钢管本体110的距离D1为10-60mm,阴锁扣结构130的最外侧距离钢管本体110的距离D2为30-180mm，第三肋板134与钢管本体110的连接处距离第四肋板135与钢管本体110的连接处的距离D3为30-180mm。相邻连续互扣式管桩(CPP)100之间的距离D4为30-180mm。当然，需要理解的是，上述距离参数仅仅是作为示例，而非限制性的，上述距离参数可以根据需要是任一数值。

在本实施例中，连续互扣式管桩(CPP)100的钢管本体110上设置有一个阳锁扣结构120和一个阴锁扣结构130，需要理解的是，阳锁扣结构120和阴锁扣结构130的数目并不局限于一个，可以是多个，而且，阳锁扣结构120和阴锁扣结构130与钢管本体110的轴心的连线的夹角也不局限于180度，可以是其他适合的角度，以满足实际需要,配合连续互扣式管桩墙及/或管桩围堰路线。此外，连续互扣式管桩(CPP)100的钢管本体110上可以只设置阳锁扣结构120及/或阴锁扣结构130，例如在连续互扣式管桩墙及/或管桩围堰的拐角处，可以使用只有阳锁扣结构120及/或阴锁扣结构130的连续互扣式管桩(CPP)100，以连接两段管桩墙。参看图19a和19b,为只设置有两个阳锁扣结构120的连续互扣式管桩(CPP)100，其中，图19a中，两个阳锁扣结构120钢管本体110的轴心的连线的夹角180度，图19b中，两个阳锁扣结构120钢管本体110的轴心的连线的夹角90度。当然，需要理解的是，两个阳锁扣结构120钢管本体110的轴心的连线的夹角也不局限于上述角度，也可以是其他适合的角度，以满足实际需要,配合连续互扣式管桩墙及/或管桩围堰路线。

以上对本专利申请的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法中所采用的连续互扣式管桩(CPP)的结构进行了详细阐述，下面将结合附图说明在本申请的连续互扣式管桩墙或围堰施工方法中，相邻的连续互扣式管桩(CPP)是如何互扣结合在一起的。

参看图7和图8，相邻的连续互扣式管桩(CPP)100互扣结合时，先将要打入地下的连续互扣式管桩(CPP)100的阴锁扣结构130与已打入地下的连续互扣式管桩(CPP)100的阳锁扣结构120对齐，然后将要打入地下的连续互扣式管桩(CPP)100缓缓放下，使已打入地下的连续互扣式管桩(CPP)100的阳锁扣结构120插入到将要打入地下的连续互扣式管桩(CPP)100的阴锁扣结构130中以形成互扣结合。

参看图9和图10，为了更好地引导连续互扣式管桩(CPP)100，对打桩机200的导向圈240也做了相应的改进设计。具体地，导向圈240包括外圈和内圈，其中外圈包括第一外半圈241和第二外半圈242，第一外半圈241固定在打桩机200上，第二外半圈242一端与第一外半圈241的一端铰接，第二外半圈242的另一端与第一外半圈241的另一端通过销轴246可拆卸连接，内圈则包括第一内半圈243和第二内半圈244，第一内半圈243和第二内半圈244通过销轴245可拆卸地设置在外圈的内部，并在第一内半圈243和第二内半圈244的结合处形成与阳锁扣结构120或阴锁扣结构130配合的导向槽247、248，在本实施例中，导向槽247与阴锁扣结构130配合，导向槽248与阳锁扣结构120配合。内圈在外圈中的位置是可以调节的，以满足施工中连续互扣式管桩(CPP)100的角度的调节。

图11为由连续互扣式管桩(CPP)100形成的连续互扣式管桩墙的示意图。图12a和图12b则为由连续互扣式管桩(CPP)100b和由连续互扣式管桩(CPP)100a所形成的连续互扣式管桩围堰的示意图。

由于本专利申请中的连续互扣式管桩(CPP)具有阳锁扣结构及/或阴锁扣结构，在形成连续互扣式管桩墙及/或围堰时，相邻的钢管桩的阳锁扣结构及/或阴锁扣结构可以方便的结合在在一起，形成挡水挡土的连续互扣式(竖向或横向)管桩墙及/或围堰时，有效阻挡地下水，不再需要额外的挡土板及/或灌浆帷幕；本专利具有另一优点是不像打钢板桩需要用预钻来克服穿越散石、巨砾等障碍物或嵌入基岩问题。

上面结合附图对本专利申请的实施例进行了描述，但是本专利申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本专利申请的启示下，在不脱离本专利申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本专利申请的保护之内。