[发明专利]预制隔水桩(WSP桩)及其插拔施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，特别是涉及基坑围护工程领域。

背景技术

基坑围护工程是岩土工程的重要组成部分之一，目前常用的围护桩(墙)形式主要有钻孔灌注桩加隔水的水泥土桩、地下连续墙、钢板桩、SMW工法桩四大类，其中的前两类为现场浇筑而形成的以钢筋混凝土为主的桩(墙)体，耗材、耗能多，造价较高，容易因现场施工质量控制问题产生安全隐患。钢板桩与SMW工法桩一般在施工完成后拔出其中的钢材，围护桩(墙)的主要材料可循环使用，因此相对耗材、耗能较小，属于较经济环保的围护桩(墙)形式，但是钢板桩之间的搭接位置无法满足较严格的隔水要求，当基坑挖深较深时，钢板桩往往漏水严重，加之钢板桩刚度较低，从而限制其推广应用，SMW工法桩为了解决挡土隔水问题，需在受力构件(即H型钢)之间施工水泥土桩局部挡土并隔水，但当基坑较深时，水泥土桩受力开裂可能导致隔水失效，加之水泥土不可回收，有一定的材料消耗，因此造价仍然较高。基坑围护是一类临时性的工程，在基坑回填后即完成工程的所有使用价值，因此采用可回收的预制构件(如抗弯抗剪性能好的H型钢)进行围护可节材、节能，大幅度降低工程造价，且施工质量易控制，具备广阔的发展前景，但预制构件连接处的隔水问题是制约其发展的瓶颈，也是国内外岩土工程领域中的一项空白。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供第一种预制隔水桩(即WSP桩)，该预制隔水桩可有效隔水挡土，插拔施工方便，造价低。

第一种预制隔水桩包括预制桩体、位于相邻预制桩体连接处的隔水空腔、位于隔水空腔内的隔水连接三部分组成，且隔水空腔沿桩长方向设置，相邻两根预制桩体的一部分均为隔水空腔侧壁的组成部分之一，其中的隔水连接包括弹性袋与充于弹性袋内的充填体两部分组成，弹性袋与相邻的两根预制桩体均紧密接触，充填体是在充填弹性袋的过程中具备流动性的物质。

在上述的第一种预制隔水桩中，上述的充填体可以是流体。

在上述的第一种预制隔水桩中，上述的充填体可以是液体或有压气体或液体与有压气体的混合物中的一种。

在上述的第一种预制隔水桩中，上述的充填体可以是淤泥、泥浆、水泥浆、水泥土、水泥砂浆中的一种或几种组合。

在上述的第一种预制隔水桩中，上述的充填体可以是微膨胀的水泥浆、水泥土、水泥砂浆中的一种或几种组合。

在上述的第一种预制隔水桩中，上述的预制桩体可以是钢板桩、H型钢、钢管、角钢、工字钢、槽钢中的一种或几种的组合。

在上述的第一种预制隔水桩中，上述的隔水空腔可以是一侧与相邻预制桩体中的一根连接的横截面开口的管状结构。

在上述的第一种预制隔水桩中，上述的隔水空腔可以是在上述相邻预制桩体连接处施工于土体中的与上述预制桩体平行且相邻的孔状结构。

在上述的第一种预制隔水桩中，上述的隔水空腔可以是高压隔水空腔，该高压隔水空腔是相邻的预制桩体与附加隔水空腔壁共同组成的封闭空间，隔水空腔中设置可与外界进行气体与液体交换的阀门嘴。

本发明的第二个目的在于提供第二种预制隔水桩，该种预制隔水桩可有效隔水挡土，隔水效果好，造价低。

第二种预制隔水桩包括预制桩体、位于相邻预制桩体连接处的隔水空腔、位于隔水空腔内的隔水连接三部分组成，且隔水空腔沿桩长方向设置，相邻两根预制桩体的一部分均为隔水空腔侧壁的组成部分之一，其中的隔水连接包括设置于隔水空腔内的加热器与充填于隔水空腔内的由热熔性材料构成的隔水体两部分组成，隔水体与相邻的两根预制桩体均粘结。

本发明的第三个目的在于提供第三种预制隔水桩，该种预制隔水桩结构简单，施工方便，隔水效果好，造价低。

第三种预制隔水桩包括预制桩体、位于相邻预制桩体连接处的隔水空腔、位于隔水空腔内的隔水连接三部分组成，且隔水空腔沿桩长方向设置，相邻两根预制桩体的一部分均为隔水空腔侧壁的组成部分之一，其中的隔水连接包括设置于隔水空腔内的凝固体与涂抹于隔水空腔的内表面上的脱模剂两部分组成，凝固体与相邻的两根预制桩体均紧密接触。

本发明的第四个目的在于提供第一种预制隔水桩插拔施工方法，该预制隔水桩插拔施工方法可以在相邻的预制桩之间形成临时隔水连接，且在插拔施工时，隔水连接容易安装与拆卸，大幅度节约了围护桩的工程造价，插拔施工方便，质量可靠，造价低。

第一种预制隔水桩插拔施工方法包括以下步骤：

a)桩体定位，将预制桩体插置入土体，并在相邻预制桩体之间设置隔水空腔，将弹性袋置于隔水空腔内；