一种棱形预应力支护桩、桩墙及其施工方法与流程

本发明涉及建筑领域，尤其是涉及一种棱形预应力支护桩、桩墙及其施工方法。

背景技术：

支护桩，一般用于基坑支护、边坡支护以及滑坡治理，承受水平土压力或滑坡推力，现有技术中，还存在如下问题：

1.传统空心方桩用作支护桩时，两桩连接时易产生的较大挤土效应，植桩时容易倾斜，影响基坑支护施工质量和工期；

2.灌注桩用作支护桩时，由于现场绑扎钢筋笼和浇筑，施工慢效率低；

3.u型板桩和槽型板桩由于抗弯性能较低，只能用于河道等弯矩不大的工程中，而且由于横截面不是中心对称，造成施工困难。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种植桩时不易倾斜、施工效率高、应用范围广的棱形预应力支护桩；以及由上述支护桩组成的桩墙及施工方法。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种棱形预应力支护桩，包括浇筑主体，所述浇筑主体上设有空心孔，所述浇筑主体包括第一尖角及第二尖角，所述第一尖角及所述第二尖角分别位于所述浇筑主体的相对两端，所述第一尖角的端部设有缺口，所述第二尖角的端部设有凸起，所述棱形预应力支护桩还包括预应力筋，所述预应力筋位于所述浇筑主体内并环绕所述空心孔。

进一步地，所述第一尖角及所述第二尖角分别为锐角。

进一步地，所述第一尖角及所述第二尖角的角度相等。

进一步地，所述缺口与所述凸起的形状对应。

进一步地，所述缺口与所述凸起的截面形状为半圆形。

进一步地，所述预应力筋为预应力钢棒、纤维增强复合塑料筋或碳纤维筋。

一种桩墙，包括若干棱形预应力支护桩，每一所述棱形预应力支护桩的凸起位于相邻的棱形预应力支护桩的缺口处，两相邻的棱形预应力支护桩的所述第一尖角及所述第二尖角之间形成间隙，使土能挤出。

进一步地，所述桩墙还包括若干搅拌桩，所述搅拌桩位于所述间隙处，提高基坑的止水效果。

进一步地，所述两相邻的棱形预应力支护桩的所述第一尖角及所述第二尖角之间形成间隙中设有另一棱形预应力支护桩，所述棱形预应力支护桩的第一尖角正对所述间隙以提高基坑壁的支护强度。

一种棱形预应力支护桩的施工方法，包括以下步骤：基坑参数测量；棱形预应力支护桩预制；植桩：当基坑地下水位较低时，棱形预应力支护桩采用单层链式植桩方式；当基坑地下水位较高时，棱形预应力支护桩先采用单层链式植桩方式，然后在两个相邻棱形支护桩的间隙依次加设搅拌桩，提高基坑止水效果；当基坑的主动土压过大时，棱形预应力支护桩采用双层链式植桩方式，提高基坑壁的支护强度。

相比现有技术，本发明具有以下有益效果：

(1)棱形预应力支护桩的截面为棱形并且具有空心结构，同时设置箍筋结合配筋形成筋笼(预应力筋)，可以在进一步减少混凝土用量的基础上，保证了机构强度；

(2)棱形预应力支护桩为预制桩，在工厂加工完成运输至现场，相对于现浇混凝土桩，可以缩短施工周期，相同项目采用预制桩能比采用现浇搅拌桩节约工期三分之二，缩短基坑施工工期效果明显；

(3)棱形预应力支护桩采用混合配筋辅助提高抗弯和抗剪性能(与普通管桩相比，抗弯能力提高约50％，抗剪性能提高约10％)；配筋包括金属预应力筋(非金属预应力筋)和钢筋，采用非金属预应力筋时优选采用纤维增强复合塑料筋或碳纤维筋，质轻且具有良好的抗腐蚀性、耐酸碱性和抗震性能，使得棱形预应力支护桩可以在多种土层环境中使用；同时，采用优选的分布分式，辅助增强抗弯和抗剪性能。

附图说明

图1为本发明棱形预应力支护桩的俯视图；

图2为图1的棱形预应力支护桩的立体图；

图3为图1的棱形预应力支护桩施工后形成的桩墙的示意图；

图4为基坑地下水位较高时棱形预应力支护桩施工后形成的桩墙的示意图；

图5为基坑的主动土压力过大时棱形预应力支护桩施工后形成的桩墙的示意图。

图中：100、桩墙；10、棱形预应力支护桩；11、浇筑主体；110、第一尖角；111、缺口；112、第二尖角；113、凸起；12、空心孔；13、预应力筋；20、间隙；30、搅拌桩。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图2，本发明一种棱形预应力支护桩10包括浇筑主体11、设置于浇筑主体11中心的空心孔12以及埋设于浇筑主体11内的预应力筋13。

浇筑主体11包括第一尖角110以及第二尖角112。第一尖角110以及第二尖角112分别位于浇筑主体11的相对两端。第一尖角110以及第二尖角112相对于空心孔12对称设置。第一尖角110设有缺口111，第二尖角112设有凸起113。缺口111与凸起113的形状对应。优选地，缺口111与凸起113的形状为半圆形。浇筑主体11的截面为棱形。

空心孔12为圆柱形。优选地，空心孔12的直径为300mm。

预应力筋13为预应力钢棒、纤维增强复合塑料筋或碳纤维筋。优选地，预应力筋13的数量为24根，直径为10.7mm，预压应力为6.1mpa，开裂弯矩为222.55kn.m。24根预应力筋13呈棱形环绕空心孔12。

请继续参阅图3至图5，棱形预应力支护桩10用于形成桩墙100。当基坑地下水位较低时，(地下水位距离地面大于6米)，对基坑壁的止水要求不高。可以采用图3的单层链式植桩方式，每一棱形预应力支护桩10的凸起113位于相邻的棱形预应力支护桩10的缺口111处，两相邻的棱形预应力支护桩10的第一尖角111及第二尖角113之间形成间隙20，使土能挤出。链式连接时转弯拐角范围宜为0～45度，转弯拐角大于45度不利于止水。

当基坑地下水位较高(地下水位距离地面小于6米)，对基坑止水有较高要求时，可在棱形预应力支护桩10加设一层搅拌桩30止水，如附图4所示；施工顺序为先将棱形预应力支护桩10沿拟开挖基坑四周组合成链式闭合多边形结构后，再在两个棱形预应力支护桩10的间隙20间依次加设搅拌桩30，提高基坑止水效果。

当基坑的主动土压力过大时，可以采取附图5的双层棱形预应力支护桩10的支护方式，提高基坑壁的支护强度。此时另一棱形预应力支护桩10的第一尖角110位于两相邻棱形预应力支护桩10形成的间隙20中。

本发明还涉及一种棱形预应力支护桩施工方法，包括以下步骤：基坑参数测量；棱形预应力支护桩预制；植桩：当基坑地下水位较低时，棱形预应力支护桩采用单层链式植桩方式；当基坑地下水位较高时，棱形预应力支护桩先采用单层链式植桩方式，然后在两个相邻棱形支护桩的间隙依次加设搅拌桩，提高基坑止水效果；当基坑的主动土压过大时，棱形预应力支护桩采用双层链式植桩方式，提高基坑壁的支护强度。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)棱形预应力支护桩10的截面为棱形并且具有空心结构，同时设置箍筋结合配筋形成筋笼(预应力筋13)，可以在进一步减少混凝土用量的基础上，保证了机构强度；

(2)棱形预应力支护桩10为预制桩，在工厂加工完成运输至现场，相对于现浇混凝土桩，可以缩短施工周期，相同项目采用预制桩能比采用现浇搅拌桩节约工期三分之二，缩短基坑施工工期效果明显；

(3)棱形预应力支护桩10采用混合配筋辅助提高抗弯和抗剪性能(与普通管桩相比，抗弯能力提高约50％，抗剪性能提高约10％)；配筋包括金属预应力筋(非金属预应力筋)和钢筋，采用非金属预应力筋时优选采用纤维增强复合塑料筋或碳纤维筋，质轻且具有良好的抗腐蚀性、耐酸碱性和抗震性能，使得棱形预应力支护桩10可以在多种土层环境中使用；同时，采用优选的分布分式，辅助增强抗弯和抗剪性能。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。