一种预制装配式挖孔桩支护结构的制作方法

本申请涉及桩基工程，具体涉及一种预制装配式挖孔桩支护结构。

背景技术：

1、目前挖孔桩普遍使用人力或小型机械设备挖掘，井孔预开挖一定深度后，须及时施作井壁支护结构。在桩基开挖尤其是深桩基开挖时，容易因井壁垮塌而造成安全事故，因此在下部挖掘完成后应以最快速度形成稳固的支撑体系。

2、一般常见的桩基井壁支护方法包括现浇法与预制法。现浇法实施过程包括铺设钢筋笼，安装模板，浇筑混凝土，强度达到设计要求后拆除模板，而后方可继续向下挖掘，现浇法技术支撑体系成形比较慢，护壁施作周期长，成为桩基施工的控制工期。

3、预制法节省了混凝土浇筑及养护时间，理论上功效比较高。预制法一般采用多个预制弧形板在井下拼接成环形桶状护壁。根据弧形板材质分为钢结构与混凝土结构两大类，钢结构支护结构价格昂贵，拼装精度要求高。混凝土结构单个板件重量较大，而桩基工作井孔底部操作空间受限，无法采用机械操作，单个板件调整困难，环形拼装步骤复杂，因此效率不高，工程实用性较差。预制法在桩基工程施工中可操作性较差，应用较少。

4、因此有必要提出一种新的挖孔桩预制支护结构体系，解决常规预制法中存在的拼装困难，效率偏低的难题，充分发挥预制法施做体系效率高、拼装快速、使用安全等优点。

技术实现思路

1、为了解决上述技术缺陷之一，本申请施例中提供了一种预制装配式挖孔桩支护结构。

2、根据本申请实施例一个方面，提供了一种预制装配式挖孔桩支护结构，其特征在于，包括：用于支护孔壁的钢筋混凝土预制构件及用于固定预制构件的锚固件；所述预制构件包括井圈及呈中空结构的圆柱形护壁，所述圆柱形护壁由环形节段板与多个弧形节段板拼接而成，所述井圈的内口与所述环形节段板的顶部固定连接，所述预制构件与土层通过锚固件连接。

3、优选地，所述环形节段板的底部延伸出至少两个凸出部，相邻两个凸出部之间形成开口部；

4、弧形节段板包括：第一弧形节段板和第二弧形节段板，第一弧形节段板位于所述开口部内，第一弧形节段板的底端伸出所述开口部；第二弧形节段板位于凸出部的底部；第一弧形节段板和第二弧形节段板围成环状。

5、优选地，所述凸出部的数量为两个，两个凸出部对称布置。

6、优选地，所述凸出部与开口部的周向长度相等，第一弧形节段板和第二弧形节段板的周向长度相等。

7、优选地，第一弧形节段板和第二弧形节段板的高度相等。

8、第一弧形节段板和第二弧形节段板之间通过卯榫结构相连；第一弧形节段板与环形节段板之间通过卯榫结构相连。

9、优选地，弧形节段板还包括：末端弧形节段板，与第一弧形节段板的周向长度相等；

10、末端弧形节段板设置于第一弧形节段板的底部，末端弧形节段板的底部与第二弧形节段板的底部齐平。

11、优选地，末端弧形节段板和第二弧形节段板之间通过卯榫结构相连。

12、优选地，所述多个弧形节段板均为无盖弧形箱体结构，所述第一弧形节段板的上下面为对称设置第一扇形板与第二扇形板，所述第一扇形板与所述环形节段板的底部相接触，所述第二扇形板与所述末端弧形节段板的顶部相接触，所述第一扇形板的半径与所述环形节段板的接触面的半径相匹配，所述第一弧形节段板的两侧均为矩形板，所述矩形板上设有卯榫结构，所述第一弧形节段板的背面为弧形板。

13、优选地，所述第一扇形板与所述第二扇形板之间设有至少一个扇形肋板，所述扇形肋板均与所述第一扇形板与所述第二扇形板对称设置。

14、优选地，所述环形节段板的底部外延处和所述第二扇形板的外延处均设有凸起，所述第一扇形板的外延处设有与所述凸起相匹配的限位槽，当所述环形节段板、所述第一弧形节段板、所述第二弧形节段板及末端弧形节段板上下相互拼接时，所述凸起位于所述限位槽内，限制所述第一弧形节段板、第二弧形节段板及末端弧形节段板向外移动。

15、优选地，所述锚固件包括：精轧螺纹钢和连接件，所述连接件位于所述环形节段板上，且所述连接件上设有开孔，所述精轧螺纹钢通过开孔穿过所述环形节段板植入土层内。

16、优选地，所述环形节段板、第一弧形节段板、第二弧形节段板及末端弧形节段板均为标准节段板，两个所述开口的两侧、两个所述第一弧形节段板的两侧、两个所述第二弧形节段板的两侧及两个所述末端弧形节段板的两侧均设有相匹配的凸榫结构。

17、优选地，所述支护结构包括：环氧树脂ab，所述环氧树脂ab用于粘合预制构件护壁的拼接处。

18、优选地，所述支护结构包括：灌浆料，所述灌浆料用于填充预制构件与土层之间的空隙。

19、采用本申请实施例中提供的一种基预制装配式挖孔桩支护结构，环形节段板与弧形节段板采用“上下交错”与“左右相扣”的卯榫连接结构体系，上层既有安装支护结构作为下层支护结构的支撑和导向结构，在安装过程中配合小型吊机人工横向平推即可完成安装，操作简便；各板件之间采用“卯榫法”拼装，省去了固定螺栓的步骤，简化了施工步骤，节约了拼装用时；各弧形节段板交错布置，增大了搭接量，有利于支护结构整体受力；钢筋混凝土结构弧形板采用无盖弧形箱体结构，受力明确，大大减轻了板件重量，节约了工程成本；人工挖孔桩可以采用半断面开挖，安装护壁，减少了工程风险。

20、针对预制式护壁与井壁外侧土体分离效应明显，不能密贴的缺点，在预制护壁拼装完成后，对护壁外侧进行水泥浆浆液注浆处理，消除护壁与原状土体缝隙，减少四周土体变形，达到共同受力的效果。

技术特征：

1.一种预制装配式挖孔桩支护结构，其特征在于，包括：用于支护孔壁的钢筋混凝土预制构件(10)及用于固定预制构件的锚固件(20)；所述预制构件(10)包括井圈(101)及呈中空结构的圆柱形护壁(102)，所述圆柱形护壁(102)由环形节段板(103)与多个弧形节段板拼接而成，所述井圈(101)的内口与所述环形节段板(103)的顶部固定连接，所述预制构件(10)与土层通过锚固件(20)连接。

2.根据权利要求1所述的预制装配式挖孔桩支护结构，其特征在于，所述环形节段板(103)的底部延伸出至少两个凸出部，相邻两个凸出部之间形成开口部；

3.根据权利要求2所述的预制装配式挖孔桩支护结构，其特征在于，所述凸出部的数量为两个，两个凸出部对称布置。

4.根据权利要求3所述的预制装配式挖孔桩支护结构，其特征在于，所述凸出部与开口部的周向长度相等，第一弧形节段板(104)和第二弧形节段板(105)的周向长度相等。

5.根据权利要求2-4任一项所述的预制装配式挖孔桩支护结构，其特征在于，第一弧形节段板(104)和第二弧形节段板(105)的高度相等。

6.根据权利要求2-4任一项所述的预制装配式挖孔桩支护结构，其特征在于，第一弧形节段板(104)和第二弧形节段板(105)之间通过卯榫结构(1041)相连；第一弧形节段板(104)与环形节段板(103)之间通过卯榫结构(1041)相连。

7.根据权利要求5所述的预制装配式挖孔桩支护结构，其特征在于，弧形节段板还包括：末端弧形节段板(106)，与第一弧形节段板(104)的周向长度相等；

8.根据权利要求5所述的预制装配式挖孔桩支护结构，其特征在于，末端弧形节段板(106)和第二弧形节段板(105)之间通过卯榫结构(1041)相连。

9.根据权利要求7-8任一所述的预制装配式挖孔桩支护结构，其特征在于：所述多个弧形节段板均为无盖弧形箱体结构，所述第一弧形节段板(104)的上下面为对称设置第一扇形板(1042)与第二扇形板(1043)，所述第一扇形板(1042)与所述环形节段板(103)的底部相接触，所述第二扇形板(1043)与所述末端弧形节段板(106)的顶部相接触，所述第一扇形板(1042)的半径与所述环形节段板(103)的接触面的半径相匹配，所述第一弧形节段板(104)的两侧均为矩形板(1044)，所述矩形板(1044)上设有卯榫结构(1041)，所述第一弧形节段板(104)的背面为弧形板(1045)。

10.根据权利要求9所述的预制装配式挖孔桩支护结构，其特征在于：所述第一扇形板(1042)与所述第二扇形板(1043)之间设有至少一个扇形肋板(1046)，所述扇形肋板(1046)均与所述第一扇形板(1042)与所述第二扇形板(1043)对称设置。

11.根据权利要求9所述的预制装配式挖孔桩支护结构，其特征在于：所述环形节段板(103)的底部外延处和所述第二扇形板(1043)的外延处均设有凸起(107)，所述第一扇形板(1042)的外延处设有与所述凸起(107)相匹配的限位槽(108)，当所述环形节段板(103)、所述第一弧形节段板(104)、所述第二弧形节段板(105)及末端弧形节段板(106)上下相互拼接时，所述凸起(107)位于所述限位槽(108)内，限制所述第一弧形节段板(104)、第二弧形节段(105)板及末端弧形节段板(106)向外移动。

12.根据权利要求1所述的预制装配式挖孔桩支护结构，其特征在于：所述锚固件(20)包括：精轧螺纹钢(201)和连接件(202)，所述连接件(202)位于所述环形节段板(103)上，且所述连接件(202)上设有开孔(203)，所述精轧螺纹钢(201)通过开孔(203)穿过所述环形节段板(103)植入土层内。

13.根据权利要求7-8任一所述的预制装配式挖孔桩支护结构，其特征在于：所述环形节段板(103)、第一弧形节段板(104)、第二弧形节段板(105)及末端弧形节段板(106)均为标准节段板(30)，两个所述开口(1031)的两侧、两个所述第一弧形节段板(104)的两侧、两个所述第二弧形节段板(105)的两侧及两个所述末端弧形节段板(106)的两侧均设有相匹配的凸榫结构(301)。

14.根据权利要求1所述的预制装配式挖孔桩支护结构，其特征在于，包括：环氧树脂ab，所述环氧树脂ab用于粘合环形节段板(103)与多个弧形节段板。

15.根据权利要求1所述的预制装配式挖孔桩支护结构，其特征在于，包括：灌浆料，所述灌浆料用于填充预制构件(10)与土层之间的空隙。

技术总结
本申请实施例提供一种预制装配式挖孔桩支护结构，包括：用于支护孔壁的钢筋混凝土预制构件及用于固定预制构件的锚固件；所述预制构件包括井圈及呈中空结构的圆柱形护壁，所述护壁由环形节段板与多个弧形节段板拼接而成，所述井圈的内口与所述环形节段板的顶部固定连接，所述预制构件与土层通过锚固件连接；本申请在安装过程中配合小型吊机人工横向平推即可完成安装，操作简便，节约了拼装用时及成本，适用于桩基工程技术领域。

技术研发人员：田丰,郭春晖,刘金国,庞元志,梁志新,孟国清,李光耀,张斌,周国锋,南岳,谢爱华,王心顺,张文斌,王树旺,余康林,杨伟
受保护的技术使用者：中铁第五勘察设计院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12