预应力后张拉应力束可回收式基坑支护预制桩的制作方法

本实用新型涉及一种基坑支护预制桩，即PRP桩，尤其涉及一种预应力后张拉应力束可回收式基坑支护预制桩。

背景技术：

现有技术预制桩包括以下两种桩及其施工方法：

一种是SMW（Soil Mixing Wall）工法桩，是指以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，形成地下墙体。该方法存在以下缺陷：

1、工程造价高：是属于租赁性质，在一定时期内性价比较高，但超过租赁期后，其基坑工程支护结构成本将逐日递加。

2、刚度低：抗弯矩小、抗剪切小，基坑稳定性差。

另一种方法是混凝土钻孔灌注桩：是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。该方法存在以下缺陷：

1、造价高：工程造价高、性价比低。

2、工期长：施工周期较长，严重影响工程总工期。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种预应力后张拉应力束可回收式基坑支护预制桩。为此，本实用新型提供以下技术方案：

预应力后张拉应力束可回收式基坑支护预制桩，所述基坑支护预制桩横截面为T字形，所述基坑支护预制桩T字形上部及T字形下部均纵向设置有预应力束孔，所述预应力束孔穿设预应力束，所述基坑支护预制桩还包括接头、构造筋和箍筋，所述接头位于基坑支护预制桩的两端，所述构造筋纵向排布在基坑支护预制桩内，所述箍筋横向排布在基坑支护预制桩内，所述基坑支护预制桩的纵向两端设有桩端对接定位销和定位孔，所述基坑支护预制桩的纵向两端设有构件起吊环或起吊孔，所述预制桩桩身的侧面设有限位卡槽。基坑支护预制桩结构设计合理，预应力束、构造筋和箍筋的纵横排布使得其刚度大，扛弯、抗剪性大大提高。

在采用上述技术方案的基础上，本实用新型还可采用以下进一步的技术方案：

所述基坑支护预制桩T字形上部，且位于上部的所述预应力束孔下方设置有桩底注浆孔,所述桩底注浆孔内填注有后注浆体，增加了整体结构的弹性，且能更好的具有热胀冷缩的调节特性。

预应力束端部设有预应力束回收装置，所述预应力束回收装置包括分别设置于预应力束两端的第一预应力束回收件和第二预应力束回收件，方便预应力束的回收、检测及更换。

预应力束外部设置有预应力束套管，所述预应力束套管外设置有应力束锁定件，套管的设置使得每个孔内的预应力束得到更准确的安装，并且通过锁定件的锁定配合，使得多个预应力束在孔中的空间内能稳固的保持所需位置。

所述接头处设置有加强筋和加强管。

所述基坑支护预制桩的纵向两端设有桩端对接定位销和定位孔，所述基坑支护预制桩的纵向两端设有构件起吊环或起吊孔。

所述预应力束孔内填注有后注浆体，将各部件能稳固的形成一体。

由于采用本实用新型的技术方案，本实用新型的有益效果为：本实用新型施工简单、造价低，基坑稳定，其基坑支护预制桩既具有刚度又有韧性，也具有很强的抗弯、抗剪性，因此，本实用新型基坑支护预制桩性价比高，便于施工及维护，且使用寿命长。

本实用新型应力束可回收，节约成本且方便更换、维护。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种基坑支护预制桩剖视图。

图2是本实用新型提供的一种基坑支护预制桩使用荷载状态剖视图。

图3是本实用新型提供的一种基坑支护预制桩解除使用状态剖视图。

图4是图1中A-A处的剖视图。

图5是图2中B-B处的剖视图。

图6是图3中C-C处的剖视图。

图7是本实用新型提供的一种基坑支护预制桩制作方法流程图。

图8是本实用新型提供的基坑支护预制桩的PRPMW工法施工方法流程图。

图9是本实用新型提供的基坑支护预制桩的PRPJW工法施工方法流程图。

图10本实用新型提供的基坑支护预制桩与水泥土搅拌水帷幕墙及混凝土内支撑梁结构共同形成的基坑支护系统。

具体实施方式

如图1~6所示，预应力后张拉应力束可回收式基坑支护预制桩12，所述基坑支护预制桩横截面为T字形，所述基坑支护预制桩12T字形上部及T字形下部均纵向设置有预应力束孔8，所述预应力束孔穿设预应力束6，所述基坑支护预制桩12还包括接头1、构造筋3和箍筋4，所述接头1位于基坑支护预制桩12的两端，所述构造筋纵3向排布在基坑支护预制桩12内，所述箍筋4横向排布在基坑支护预制桩12内。所述基坑支护预制桩的纵向两端设有桩端对接定位销和定位孔，所述基坑支护预制桩的纵向两端设有构件起吊环或起吊孔，所述预制桩的侧面设有卡槽14。

所述基坑支护预制桩12T字形上部，且位于上部的所述预应力束孔8下方设置有桩底注浆孔15。

预应力束6端部设有预应力束回收装置，所述预应力束回收装置包括分别设置于预应力束两端的第一预应力束回收件5和第二预应力束回收件11。

预应力束6外部设置有预应力束套管7，所述预应力束套管7外设置有应力束锁定件10。

所述接头处1设置有加强筋2。

所述桩底注浆孔15内填注有后注浆体16，下部的预应力束孔8内填注有后注浆体17，上部的预应力束孔内6填注有后注浆体13

所述基坑支护预制桩浇注砼预制结构 9，所述砼预制结构 9外周形成卡槽14。

如图7所示，预应力后张拉应力束可回收式基坑支护预制桩的制作方法，包括以下步骤：

1、夯实、整平基坑支护预制桩制作场地平台；

2、采用集成式模板进行铺设基坑支护预制桩底模板；

3、进行基坑支护预制桩钢筋绑扎：

3.1、钢筋原材料准备；

3.2、报验，送检；

3.3、钢筋放样、加工、制作。

4、安装基坑支护预制桩预埋件及支架；

5、预制桩的两侧的集成模板封装；

6、基坑支护预制桩砼浇筑成形；

6.1、砂石、水泥送检、报验；

6.2、混凝土配比计算；

6.3、混凝土搅拌、运输、泵送。

7、基坑支护预制桩体蒸养：

7.1、同步制作砼蒸养试块；

7.2、砼蒸养试块试压：

7.2.1、通过试压检测砼蒸养试块，判定是否合格；

7.2.2、进行基坑支护预制桩批次抽检及静荷载试验；

8、若砼蒸养试块及抽样静载双指标经测试均合格，则投入使用，若不合格，进行结构补强后投入使用，或者报废；

9、清理基坑支护预制桩预应力束孔内孔壁，确保预应力束孔内通畅；

10、在预应力束孔内穿束预应力束；

11、进行基坑支护预制桩安放施工；

12、预应力束张拉；

12.1、计算预应力张拉值；

13、封锚；

14、预应力束孔内注浆；

14.1、注浆为水泥浆；

15、制作形成基坑支护预制桩。

如图8所示预应力后张拉应力束可回收式基坑支护预制桩的施工方法：所述施工方法为将预应力后张拉、应力束可回收式基坑支护预制桩插入水泥土混合物内形成的挡土墙，即为PRPCW工法，包括以下步骤：

1、钻机钻进、搅拌成孔，钻机可为单轴、双轴或三轴等，

1.1、测定桩位点；

1.2、高压注浆泵旋喷；

1.2.1、配置水泥浆；

1.2.2、设定注浆泵旋喷压力；

1.3、设定气泵给气压力，形成高压气体；

2、测量水泥土混合物搅拌桩成孔的孔径、孔深；

3、水泥土搅拌成桩或墙：

通过钻机及高压水泥浆、高压气体对孔壁周围土体的旋喷切割、搅拌，形成由水泥土混合物的水泥土混合物搅拌桩体，由多个水泥土混合物搅拌桩体依次设置从而形成基坑岩土围护墙；

4、安放基坑支护预制桩；

4.1、安放前核对基坑支护预制桩长及规格是否符合基坑围护图纸设计要求；

4.2、检查基坑支护预制桩外观有无残缺、断裂等；

4.3、基坑支护预制桩安放就位。

5、清理基坑支护预制桩预应力束孔内孔壁，使预应力束孔内通畅；

6、穿预应力束：核对预应力束（筋）的规格、数量。

7、测量核对基坑支护预制桩已安插长度及垂直度，制作水泥土搅拌混合物试压块。

8、基坑支护预制桩桩底注浆； 为增大基坑支护预制桩桩体四周与水泥土混合物搅拌桩（墙）之间的粘结力及提高水泥土混合物搅拌桩（墙）的强度，在基坑支护预制桩安放（插）完成后通过基坑支护预制桩内之前预留的专用注浆孔进行桩底注浆

8.1、配置水泥浆

8.2.1、测试核对水灰比

8.3、按要求设定注浆压力

9、基坑支护预制桩后张拉锁定，即向基坑支护预制桩施加预应力：

10.1、测试同龄期水泥土搅拌混合物试压块强度；

10.1.1、对于试块测试不合格的水泥土搅拌墙/桩进行补强或重新补打泥土搅拌墙/桩；

10.2、计算预应力张拉值并记录；

10、后张拉预应力束孔内注浆:

10.1、注浆泵就位

10.2、配置水泥浆

10.3、测试核对水灰比

10.4、设定注浆压力

11、预制桩施工完毕。

12、桩内应力束回收：

12.1、待剪力墙外侧传力带施工完成后或基坑外围土方回填后，预制桩上端的回收锚具装置解锁，缓慢释放桩内预应力。

12.2、回收PRP桩内钢绞线或预应力钢筋

12.3、应力束回收完毕。

基坑支护预制桩使用如下：

基坑支护预制桩图本实用新型提供的基坑支护预制桩与水泥土搅拌水帷幕墙18及混凝土内支撑梁结构共同作用形成整体基坑支护系统；或者与水泥土搅拌水帷幕墙及斜拉锚索结构19共同作用形成整体基坑支护系统。

基坑支护预制桩功能使用解除：待整体基坑施工完毕，主体结构换撑梁或传力带强度达到设计要求后，对其他内支撑系统（混凝土内支撑梁系统或锚索斜拉系统）进行拆除或破除。缓慢释放基坑支护预制桩内之前对预应力束预加的应力，直至为零。

基坑支护预制桩内预应力束（筋）回收：通过之前预埋在基坑支护预制桩底部的装置对预应力束进行解锁回收。

基坑支护预制桩功能使用结束：主体结构出基坑正负零，基坑内支撑系统（混凝土内支撑梁系统或锚索斜拉系统）拆除或破除，基坑剪力墙外土方回填完毕。基坑支护预制桩在基坑支护中的围护功能失效，基坑整体支护系统作用结束。

本实用新型预应力后张拉应力束可回收式基坑支护预制桩的施工方法，所述施工方法为预应力后张拉、应力束可回收式基坑支护预制桩结合高压旋喷桩20形成的挡土墙，即PRPJW工法，包括以下步骤：

1、挖掘钻机钻进、挖掘成孔：

1.1、放线测定桩位点；

1.2、挖掘钻机就位；

1.3、测量成孔的孔径、孔深：

2、安放基坑支护预制桩：

2.1、安放前核对基坑支护预制桩长及规格是否符合基坑围护图纸设计要求；

2.2、检查基坑支护预制桩外观有无残缺、断裂等；

2.3、基坑支护预制桩安放就位。

3、穿预应力束：

3.1、清理基坑支护预制桩预应力束孔内孔壁，使预应力束孔内通畅；3.2、核对预应力束的规格、数量。

4、基坑支护预制桩桩底注浆，所述浆为水泥浆或水泥砂浆或细石混凝土：

待基坑支护预制桩安放达到图纸设计长度后，通过基坑支护预制桩内之前预留的注浆孔进行桩底注浆，原挖掘孔内泥浆土被置换成混凝土体或砂浆体或水泥浆凝固体，使混凝土体或砂浆体或水泥浆凝固体与基坑支护预制桩形成一个稳固的受力整体。同时也增加了基坑支护预制桩桩体四周与岩土之间的摩擦力，提高了基坑岩土（土体）的稳固性。

4.1、配置水泥浆（或水泥砂浆或细石混凝土）；

4.1.1、测试核对水灰比；

4.2、按要求设定注浆压力；

5、基坑支护预制桩桩间止水桩/墙旋喷施工:

高压旋喷止水桩设于两基坑支护预制桩之间，通过钻机及高压水泥浆、高压气体对孔壁周围土体的旋喷切割、搅拌，形成水泥土混合物的高压旋喷桩20，由多个高压旋喷桩20依次设置形成一个密闭的基坑止水帷幕墙（挡土墙）。

5.1、放线定旋喷桩位点

5.2、引孔

5.2.1、引孔钻机就位

5.2.2、钻机钻进引孔

5.2.3、测量孔径孔深

5.3、高压水泥浆旋喷成桩

5.3.1、高压旋喷泵机就位

5.3.2、配置水泥浆，核对水灰比

5.3.3、设定注浆泵旋喷压力

5.4、高压气体搅拌水泥土，形成水泥土混合物桩（止水桩）

5.4.1、高压气泵就位

5.4.2、设定高压气泵供气压力

5.5、取样同期制作旋喷体试块

5.5.1、按基坑设计图纸要求设定旋喷体试块养护龄期

6、基坑支护预制桩后张拉锁定，即向基坑支护预制桩施加预应力：

6.1、测试同龄期高压旋喷桩试压块强度；

6.1.1、对于试块测试不合格的，应对对应段的高压旋喷墙（桩）进行补强或重新补打；

6.2、张拉机准备就位；

6.2.1、计算预应力张拉值；

6.2.2、核对并记录单桩施加的预应力张拉锁定值；

7、后张拉预应力束孔内注浆；

8、预制桩施工完毕。

9、桩内应力束回收：

9.1、待剪力墙外侧传力带施工完成后或基坑外围土方回填后，预制桩上端的回收锚具装置解锁，缓慢释放桩内预应力。

9.2、回收PRP桩内钢绞线或预应力钢筋

9.3、应力束回收完毕。

基坑支护预制桩使用如下：基坑支护预制桩与高压旋喷桩20及混凝土内支撑梁结构共同形成的基坑支护帷幕系统，或者与高压旋喷桩20及斜拉锚索结构19共同形成的基坑支护帷幕系统。

基坑支护预制桩功能使用解除：待整体基坑施工完毕，主体结构换撑梁或传力带强度达到设计要求后，对其他内支撑系统（混凝土内支撑梁系统或锚索斜拉系统）进行拆除或破除。缓慢释放PRP桩内之前对预应力束预加的应力，直至为零。

基坑支护预制桩内预应力束回收：通过之前预埋在PRP桩底部的装置对预应力束进行解锁回收。

基坑支护预制桩功能及基坑整体支护系统作用结束：主体结构出基坑正负零，基坑内支撑系统（混凝土内支撑梁系统或锚索斜拉系统）拆除或破除，基坑剪力墙外土方回填完毕。PRP桩在基坑支护中的围护功能失效，整体基坑支护系统作用结束。