[发明专利]一种现浇X形大直径空心定向钢纤维混凝土桩的桩模及施工方法

权利要求书

1.一种现浇X形大直径空心定向钢纤维混凝土桩的桩模，包括同心设置的桩模外管和桩模内管，桩模外管和桩模内管之间形成一个空腔结构，桩模外管和桩模内管的顶部通过可拆卸法兰盘与打桩机的振动头相连，桩模外管和桩模内管的底部连接有活瓣桩靴，桩模外管的顶部设置有与空腔结构相通的进料口，其特征在于：还包括直流电源控制器，所述圆形桩模内管外侧底部至1/5~1/2高度预刻螺旋形凹槽，螺旋形凹槽上方至顶部预刻两条竖向直线形凹槽，直流线圈缠绕螺旋形凹槽设置，且直流线圈的正负极接线通过直线形凹槽引出与直流电源控制器连接。

2.如权利要求1所述的现浇X形大直径空心定向钢纤维混凝土桩的桩模，其特征在于：所述桩模外管为 X型桩模外管，所述桩模内管为圆形桩模内管。

3.如权利要求2所述的现浇X形大直径空心定向钢纤维混凝土桩的桩模，其特征在于：所述活瓣桩靴具有和桩模套管外轮廓形状相同的X形，包括锁轴和活瓣。

4.如权利要求3所述的现浇X形大直径空心定向钢纤维混凝土桩的桩模，其特征在于：所述螺旋形凹槽内涂制一层自干型粘结绝缘漆。

5.如权利要求4所述的现浇X形大直径空心定向钢纤维混凝土桩的桩模，其特征在于：所述直流线圈匝数为500 ~ 600。

6.一种包含权利要求2-5中任一现浇X形大直径空心定向钢纤维混凝土桩的施工方法，其特征在于：包括以下步骤，

（1）将桩模和打桩机在指定的打桩位置就位，在沉桩之前将活瓣桩靴闭合；

（2）启动振动打桩机，带动与之连接的空腔结构的桩模缓慢沉入地基，且每下沉1.5~2.5m 留振0.5~1.5min，活瓣桩靴在土压力作用下保持闭合状态，保护空腔结构桩模下沉至设计深度；

（3）通过进料口向桩模空腔结构内注入均匀一定量的由胶凝材料、砂、石、高效减水剂和钢纤维按公知比例混合制备的钢纤维混凝土；

（4）接通直流电源控制器，向凹槽中缠绕的直流线圈通电，在桩模空腔结构内产生磁场，在空腔范围内的磁场与桩轴向基本一致；

（5）启动振动拔管，在振动状态下钢纤维混凝土粘滞阻力较小，钢纤维在磁场作用下排布方向趋于与磁场方向一致，达到定向分布状态；

（6）重复步骤(3) 至(5)，直至桩模向上拔出地面，形成现浇X 形大直径空心定向钢纤维混凝土桩。

7.如权利要求6所述现浇X形大直径空心定向钢纤维混凝土桩的施工方法，其特征在于：钢纤维混凝土选用的钢纤维长度为8~10cm，直径为1.0 ~1.5mm。

8.如权利要求7所述现浇X形大直径空心定向钢纤维混凝土桩的施工方法，其特征在于：振动拔管上拔速率为0.5-1.2m/min，且每拔管1m 留振1.5min。

9.如权利要求8所述现浇X形大直径空心定向钢纤维混凝土桩的施工方法，其特征在于：直流电源控制器开启后，直流线圈中的直流电流为20-60A，空腔结构内能产生磁感应强度为20×10^-3T ～ 60×10^-3T 的磁场。