[发明专利]大直径环状搅拌成槽后植入预制桶状基础结构及其施工方法和装置

权利要求书

1.一种大直径环状搅拌成槽后植入预制桶状基础结构，其特征在于，包括若干个嵌入地基中的水泥搅拌桩(19)，所有的搅拌桩(19)在地平面上沿圆环形排列，且相邻的搅拌桩(19)相互咬合衔接，形成首尾相接的圆环形的地下连续槽结构；所述的地下连续槽结构中垂直地面插有混凝土制成的预制圆环形管桩(2)，且预制圆环形管桩(2)的内径大于地下连续槽结构的内径，预制圆环形管桩(2)的外径小于地下连续槽结构的外径；所述预制圆环形管桩(2)内外侧壁与搅拌桩(19)边界通过填充水泥土紧密结合。

2.如权利要求1所述的大直径环状搅拌成槽后植入预制桶状基础结构，其特征在于，所述的预制圆环形管桩(2)由多个预制混凝土弧形构件(1)组合而成的分体装配式管桩，每个预制混凝土弧形构件(1)的一端设有条状矩形突起(3)，另一端设有能与所述条状矩形突起(3)配合的条状凹槽(4)，所述多个预制混凝土弧形构件(1)顺次咬合，形成首尾相连的封闭环形桩体。

3.如权利要求1所述的大直径环状搅拌成槽后植入预制桶状基础结构，其特征在于，所述的预制圆环形管桩(2)有多个，每个预制圆环形管桩(2)的一端设有环状突起(5)，另一端设有能与所述环状突起(5)配合的环状凹槽(6)，多个预制圆环形管桩(2)在高度方向顺次叠加连接。

4.一种用于制造如权利要求1所述大直径环状搅拌成槽后植入预制桶状基础结构的环状搅拌成槽装置，其特征在于，包括主动钻杆(9)、钻头(10)、环形圆盘(14)和从动钻杆(15)；所述的主动钻杆(9)和从动钻杆(15)沿环形圆盘(14)的盘体周向均布，每条主动钻杆(9)和从动钻杆(15)的底部均安装有一个钻头(10)；任意相邻的两条钻杆底部的两个钻头(10)在高度方向均呈高低错位布置，且两个钻头(10)钻孔范围在投影方向部分咬合；每条主动钻杆(9)均与电机(8)的输出轴传动连接，每条从动钻杆(15)均通过轴承(12)安装在环形圆盘(14)上，且从动钻杆(15)通过传动件(11)与主动钻杆(9)构成配合传动，由主动钻杆(9)带动其余从动钻杆(15)同步转动。

5.如权利要求4所述的环状搅拌成槽装置，其特征在于，所述的主动钻杆(9)外部套有套管(13)，所述的电机(8)安装于固定支架(16)上。

6.如权利要求4所述的环状搅拌成槽装置，其特征在于，所述的传动件(11)为齿轮或链条。

7.如权利要求4所述的环状搅拌成槽装置，其特征在于，所述的钻头(10)以可拆卸形式安装于主动钻杆(9)和从动钻杆(15)底部。

8.如权利要求4所述的环状搅拌成槽装置，其特征在于，所述的主动钻杆(9)优选为不低于2的双数根，沿环形圆盘(14)的盘体周向均匀分布，每条主动钻杆(9)驱动的从动钻杆(15)数量相同。

9.一种利用如权利要求4所述装置的大直径环状搅拌成槽后植入预制桶状基础结构施工方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1、利用所述的环状搅拌成槽装置(7)对目标区域土体自上而下进行螺旋喷浆搅拌钻孔，使搅拌区域内的地基土与混凝土砂浆混合，每个钻头(10)均在地基中形成一个填充水泥土的搅拌桩(19)，多个搅拌桩(19)相互咬合，形成首尾相接的圆环形的地下连续槽结构；

步骤2、在水泥土固化前，将多个预制混凝土弧形构件(1)顺次插入所述地下连续槽结构中，组合形成封闭的预制圆环形管桩(2)；当深度方向具有多个预制圆环形管桩(2)时，逐个进行施工，并使上下两个预制圆环形管桩(2)通过环状突起(5)和环状凹槽(6)卡合装配；

步骤3、将预制圆环形管桩(2)插入预定的土体深度后，在地基表面浇筑混凝土承台，使预制圆环形管桩(2)顶部与承台连接成整体，固化后形成预制桶状基础结构。

10.如权利要求9所述的施工方法，其特征在于，所述的预制圆环形管桩(2)通过自身重力沉入地下连续槽结构的水泥土中，或者通过外力施压压入地下连续槽结构的水泥土中。