[发明专利]一种装配式竖向盾构环型基桩与施工方法

权利要求书

1.一种装配式竖向盾构环型基桩，其特征在于：该基桩分为桩底模块(10)和标准模块(12)，桩底模块(10)的刃脚处设置有包钢刃脚(11)，便于施工时进行切土下沉，包钢刃脚(11)通过承垫木或混凝土垫层(9)与砂垫层(8)接触；桩底模块(10)和标准模块(12)均为预制钢筋混凝土管片(1)，预制钢筋混凝土管片(1)是一种由内壁和外壁组成的双层箱型结构；为了方便施工吊装，桩底模块(10)和标准模块(12)均分成六块独立的预制钢筋混凝土管片(1)，各个预制钢筋混凝土管片(1)之间通过环向管片连接直螺栓(2)进行连接；桩底模块(10)上留有上部凹槽(7)，以便和桩底模块(10)上部的标准模块(12)拼装；标准模块(12)上部留有上部凹槽(7)，下部有下部凸榫(6)，各个标准模块(12)之间通过榫卯配合顺次拼接；标准模块(12)的上下外边口留有弹性密封垫槽(5)，以便做止水；环向六块预制钢筋混凝土管片(1)上留有注浆孔，以便做注浆防水；预制钢筋混凝土管片(1)上下之间留有竖向螺栓孔与手孔，上下环对接时，采用竖向管片连接弯螺栓(3)进行连接；预制钢筋混凝土管片(1)的断面周向上设有横向布置的管片配筋(4)；

包钢刃脚(11)的内侧设有桩壁凹槽(15)，钢筋混凝土底板(16)沿横向布设并与桩壁凹槽(15)相配合；钢筋混凝土底板(16)的下部为锅底状井底(13)，锅底状井底(13)中填充有素混凝土封底(14)；

钢筋笼(17)设置在双层箱型结构中间，并在双层箱型结构与钢筋笼(17)之间浇筑桩身混凝土(18)。

2.利用权利要求1所述基桩进行的一种装配式竖向盾构环型基桩施工方法，其特征在于：

该装配式竖向盾构环型基桩的施工主要分为三个阶段，第一阶段进行桩底模块吊拼安装，刃脚下沉；第二阶段逐节接高桩身，挖土下沉；第三阶段进行封底并浇筑桩身混凝土；

第一阶段为桩底模块吊拼安装，刃脚下沉阶段；具体施工步骤是：先在地面上铺设砂垫层(8)，使桩底刃脚下的应力荷载得以分散；砂垫层上铺设承垫木或混凝土垫层(9)，刃脚处视情况支设垫架；吊装并组拼成桩底模块(10)，在沉桩挖土之前，桩底模块的包钢刃脚(11)先采用人工全面同时分段掏挖，挖除的土方先集中在锅底中央，让桩底模块逐渐下沉部分，使刃脚埋在土层中；

第二阶段为接高桩节，挖土下沉阶段；基桩沿深度分成若干段，每段为一节，接高一节，下沉一节，循环进行；具体施工步骤是：吊装组拼标准模块(12)形成桩节，为方便吊装，标准模块由环向六个预制模块组成，六个模块之间采用螺栓连接；标准模块上下设置有上部凹槽(7)和下部凸榫(6)，两侧留有螺栓孔和注浆孔，以便连接并做注浆防水；吊装到位后由工人拧紧直螺栓，形成环向桩节；组拼好的环向桩节此时已卡入其下方桩节的预制榫槽中，为保证其竖向管片连接弯螺栓(3)拧紧上下桩节；

竖向的整体性，管片上下留有竖向螺栓孔与手孔，上下环对接时，采用竖向管片完成接高桩节后，视地层情况选取排水下沉法或者不排水下沉法；采取排水下沉挖土法时，用人工或小型挖掘机在井内开挖，在地面用抓斗挖土机分层开挖；采取不排水下沉挖土法时，用吊车吊住抓斗挖掘井底中央部分的土，使环型基桩底部形成锅底，然后刃脚切土下沉；再从环型桩孔中继续抓土，使沉井均匀下沉；或者利用高压水枪射出的高压水流冲刷土层，使其形成一定稠度的泥浆汇流至集泥坑，然后用水力吸泥机或空气吸泥机将泥浆吸出；

桩身初期下沉过程中的挖土顺序为中间稍低于四周，桩内的挖土高差在1米以内；桩身接到一定高度，此后的下沉过程应对称挖土，均匀下沉，先掏挖中央部位的土体，再掏挖刃脚下土，且桩内土面高差不大于1米；根据各个观测点的桩身下沉数据进行判断桩身下沉是否发生倾斜；若发生倾斜，则采用纠偏措施；下沉稳定时应放慢取土速度和数量，按照均匀对称的原则布置挖土范围；

第三阶段为封底、浇筑桩身混凝土阶段；具体施工步骤是：沉井下沉至设计标高，经观测在8h内累计下沉量不大于10mm或沉降率在允许范围内，沉降下沉已经稳定时，进行封底；视桩底作业环境选择排水封底或不排水封底；地下水位以下采用水下混凝土方法浇筑，地下水位以上为常规干浇筑作业；

在桩身稳定后，对桩底进行平整，刃脚四周经处理后，无渗漏和管涌现象，将新老混凝土接触面清洗干净，并凿毛清洗，把桩底修正成锅底状井底(13)，如遇渗水，采用排水沟引流到集水井内抽除；

封底混凝土的浇筑，先浇一层素混凝土封底(14)，使地下水不致渗漏到桩身内部，待强度达到50％后，在素混凝土封底(14)上绑扎钢筋，素混凝土封底(14)的两端伸入桩壁凹槽(15)内，浇筑钢筋混凝土底板(16)；在整个区域内采用分层、对称均匀浇筑，同时不间断的进行，由四周向中间推进；

封底施工完成，桩身处于绝对稳定后，这时开始浇筑桩身混凝土；在桩身近旁预先绑扎钢筋骨架或网片，桩身钢筋笼(17)用吊车垂直吊装就位，此后分段浇筑桩身混凝土(18)形成环形基桩。