一种拼接式预应力止水拱形桩围护结构及其施工方法与流程

本发明涉及一种拼接式预应力止水拱形桩围护结构，一种采用新工艺施工的拼接式预应力拱形桩围护结构及其施工方法，较之传统围护结构，能有效缩短工期、降低工程造价、对周围环境影响小。

背景技术：

管桩于20世纪60年代起源于日本，80年代，首先在我国沿海一带得到应用，后逐步传入内陆省份。预应力混凝土方桩全称“先张法预应力混凝土空心方桩”，是在先张法预应力混凝土管桩的基础上衍生出来的一种桩基。目前预制管桩、方桩主要应用于工业与民用建筑的低承台桩基础。而在我国长三角等经济发达地区，每年用于基坑围护中的费用高达千亿万元以上，目前我国地基处理和基坑围护中所采用的挡土结构主要有地下连续墙、灌注桩、smw工法桩、土钉墙及桩锚结构，这些结构的施工工艺各有优缺点。如灌注桩排桩围护墙的造价过大，且施工时需先施工外围的隔水帷幕，再施工灌注桩排桩，这样造成了工期的拖沓。另外，深层搅拌桩桩体本身强度较低，常常只能作为止水帷幕使用，而不能单个作为挡土结构使用。为了达到挡土的目的，需要在搅拌桩中插入h型钢，这样不仅给设计和施工造成较大困难，还使得施工成本过大。本发明所涉及的拼接式预应力拱形桩围护结构，将预制桩从建筑桩基领域带到了基坑围护领域，该结构解决了上述几种工艺的不足，融合了预制构件的抗弯及结构性能与搅拌桩的止水效果，较之传统的围护结构本发明能大幅度缩短施工工期、无污染、减少了造价。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题而提供一种无挤土效应、施工周期短、无污染、低噪音、造价减少，工期大幅度缩短的绿色环保施工工法。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

一种拼接式预应力止水拱形桩围护结构，所述的预应力拱形桩在两侧设有半圆形凹槽，在桩体内配有钢筋并预埋钢板，与桩体外部型钢焊接。

所述的预应力拱形桩凹槽其投影图案为半圆形。

所述的预应力拱形桩以凹槽对接的方式进行连接。

一种拼接式预应力止水拱形桩围护结构的施工方法，包括以下几种：

ⅰ静压法施工：

1)桩机就位a1桩位

2)插入桩体，同时经纬仪观测，重锤观测

3)校正桩身垂直度

4)沉桩

5)吊下一节桩

6)拼接接桩

7)沉桩至设计桩顶标高

8)直至该桩位的桩全部打完

9)卸出送桩器

10)移至a2桩位，a1与a2角钢搭接后高压注入止水混合浆液并重复上述2～9施工流程

ⅱ锤击法施工：

1)桩机就位a1桩位

2)桩位底桩插入桩帽套内

3)桩位底桩对中、调直，两台经纬仪观测桩身垂直度

4)锤击沉桩

5)将桩尖打入设计持力层一定深度

6)收锤停打

7)焊接接桩，直至打到设计标高

8)直至该桩位的桩全部打完

9)卸出送桩器

10)移至a2桩位，a1与a2角钢搭接后高压注入止水混合浆液并重复上述2～9施工流程

ⅲ振动法施工：

1)桩机就位a1桩位

2)起重机吊起桩体

3)将沉桩机装于桩顶

4)振动沉桩(视土层可配以水冲)

5)将桩尖打入设计持力层一定深度

6)收锤停打

7)拼接接桩，直至打到设计标高

8)直至该桩位的桩全部打完

9)卸出送桩器

10)移至a2桩位，a1与a2角钢搭接后高压注入止水混合浆液并重复上述2～9施工流程

较之传统工艺本发明所涉及的拼接式预应力拱形桩围护结构，将预制桩从建筑桩基领域带到了基坑围护领域，该结构解决了上述几种工艺的不足，融合了预制构件的抗弯及结构性能与搅拌桩的止水效果，较之传统的围护结构本发明能大幅度缩短施工工期、无污染、减少了造价。

相较于传统钻孔灌注桩围护需要现场制作钢筋、钢筋笼需分节连接、钻孔产生大量泥浆污染、质量控制难、混凝土养护时间长，截面不均匀出现大肚子现象，增加后期施工难度等问题。

本工艺为工厂化预制生产，选用截面最优形式，充分发挥钢筋抗拉能力及混凝土坑压能力，使结构抗弯能力更强，质量可靠有保障，现场仅需拼接连接，即插即用，无需养护，高效快速，大幅缩短施工工期。

同时，通过低压灌注或高压旋喷的施工方法在侧边所设的凹槽可用以注入水泥浆液及其他可止水混合浆液，实现自防水功能。

附图说明

图1桩体大样图

图2桩体配筋图

图3桩体施工序列

图4桩体剖面图

图5桩体左右视图

其中：拼接式预应力止水拱形桩1；预埋钢板2；

外部型钢3；高强钢筋4。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例如图1～3所示

静压法施工：

1)桩机就位a1桩位

2)插入桩体，同时经纬仪观测，重锤观测

3)校正桩身垂直度

4)沉桩

5)吊下一节桩

6)拼接接桩

7)沉桩至设计桩顶标高

8)直至该桩位的桩全部打完

9)卸出送桩器

10)移至a2桩位，a1与a2角钢搭接后高压注入止水混合浆液并重复上述2～9施工流程

如图4所示，一种拼接式预应力止水拱形桩围护结构适用于基坑及河道围护挡土止水，该拼接式预应力止水拱形桩两端连接部端头设有预埋钢板2和多节连接型钢3。所述的拼接式预应力止水拱形桩1内同时配置有高强度钢筋4。

如图5所示，多节拼接式预应力止水拱形桩之间预埋钢板2和多节连接型钢3焊接，通过预埋钢板2和多节连接型钢3焊接满足超深基坑围护的需要。

技术特征：

1.一种拼接式预应力止水拱形桩围护结构，其特征在于，所述的预应力拱形桩在两侧设有半圆形凹槽，在桩体内配有钢筋并预埋钢板，与桩体外部型钢焊接。

2.根据权利要求1所述的一种拼接式预应力止水拱形桩围护结构，其特征在于，所述的预应力拱形桩凹槽其投影图案为半圆形。

3.根据权利要求1所述的一种拼接式预应力止水拱形桩围护结构，其特征在于，所述的预应力拱形桩以凹槽对接的方式进行连接。

4.一种拼接式预应力止水拱形桩围护结构其施工方法，其特征在于，所述的施工方法包括以下几种：

ⅰ静压法施工：

1)桩机就位a1桩位

2)插入桩体，同时经纬仪观测，重锤观测

3)校正桩身垂直度

4)沉桩

5)吊下一节桩

6)拼接接桩

7)沉桩至设计桩顶标高

8)直至该桩位的桩全部打完

9)卸出送桩器

10)移至a2桩位，a1与a2角钢搭接后高压注入止水混合浆液并重复上述2～9施工流程

ⅱ锤击法施工：

1)桩机就位a1桩位

2)桩位底桩插入桩帽套内

3)桩位底桩对中、调直，两台经纬仪观测桩身垂直度

4)锤击沉桩

5)将桩尖打入设计持力层一定深度

6)收锤停打

7)焊接接桩，直至打到设计标高

8)直至该桩位的桩全部打完

9)卸出送桩器

10)移至a2桩位，a1与a2角钢搭接后高压注入止水混合浆液并重复上述2～9施工流程

ⅲ振动法施工：

1)桩机就位a1桩位

2)起重机吊起桩体

3)将沉桩机装于桩顶

4)振动沉桩(视土层可配以水冲)

5)将桩尖打入设计持力层一定深度

6)收锤停打

7)拼接接桩，直至打到设计标高

8)直至该桩位的桩全部打完

9)卸出送桩器

10)移至a2桩位，a1与a2角钢搭接后高压注入止水混合浆液并重复上述2～9施工流程。

技术总结
本发明涉及一种拼接式预应力止水拱形桩围护结构及其施工方法。该围护结构适用于基坑围护挡土止水，所述的预应力拱形桩在两侧设有半圆形凹槽，在桩体内配有钢筋并预埋钢板，可与桩体外部型钢焊接，形成一个兼备止水与挡土功能的围护体系，提高该体系的抗剪能力、沉桩定位功能及整体结构性能。本发明沉桩过程可通过静压法、锤击法、振动法等来实现。与现有技术相比，本发明具有施工周期短、自防水、无污染、低噪音、围护结构稳定性强、工程造价低、对周围环境影响小等优点。

技术研发人员：周玉石;谢晓东;刘国锋;谢曙东;鲍国强;张群;沈丹
受保护的技术使用者：上海城地建设股份有限公司;上海城地岩土设计有限公司;上海静地建设工程有限公司
技术研发日：2018.11.19
技术公布日：2020.05.26