[发明专利]基于互锁式扩孔钢沉管的深层土壤开挖及回填施工方法

权利要求书

1.一种基于互锁式扩孔钢沉管的深层土壤开挖及回填施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：

步骤S1，准备至少四根互锁式钢沉管运输到施工现场，安装沉桩设备及起拔设备；所述互锁式钢沉管设置有同轴心的从上至下分布的正六边形扩孔锥体，钢沉管底部为底部靴管；扩孔锥体的六个边中间有贯穿上下的缺口，缺口内设置有贯穿上下的互锁结构，互锁结构焊接于钢沉管外壁上，从底部靴管的底刃上部沿轴线方向延伸至管口；

步骤S2，划定待开挖区域的最大边界，并在边界线上选定起始点；

步骤S3，以起始点为第一互锁式钢沉管中心，通过沉桩设备将第一互锁式钢沉管沉入待开挖的土壤中；

步骤S4，以第一互锁式钢沉管上离边界线最近的互锁结构为基点，将当前互锁结构与第二互锁式钢沉管的互锁结构进行锁定，确定第二互锁式钢沉管的沉入点，通过沉桩设备将第二互锁式钢沉管沉入待开挖土壤中，钢沉管下部通过正六边形的方式实现密合连接；

步骤S5，以第一互锁式钢沉管和第二互锁式钢沉管中心连线向边界线内侧、且距离最近的两个未锁定的互锁结构为基础，与第三跟钢沉管对接互锁联结，并沉入待开挖的土壤中，三个钢沉管下部通过正六边形的方式实现联接贴合，同时，三个钢沉管的中心形成正三角形；

步骤S6，在边界线内侧以开挖推进方向上的两个互锁式钢沉管的距离最近的两个未锁定的互锁结构为基础，与第四钢沉管对接互锁联结，通过沉桩设备将第四互锁式钢沉管沉入待开挖土壤中；

步骤S7，对第一互锁式钢沉管内的土壤进行开挖清理完成后，吊出第一钢沉管，并在吊出过程进行回填；

步骤S8，判断钢沉管是否覆盖边界线内所有需要待开挖区域；若是，则结束施工；若否，则将第一互锁式钢沉管作为第四互锁式钢沉管，留在土壤中的三根钢沉管顺次变更为第一、第二和第三钢沉管，转入步骤S6。

2.根据权利要求1所述的深层土壤开挖及回填施工方法，其特征在于，所述步骤S6中的推进方向，从构成正三角形顶点的第三互锁式钢沉管中心点出发的两条边中，选择其中一条边对应的成120度角的两个未锁定的互锁结构，作为推进方向。

3.根据权利要求1或2所述的深层土壤开挖及回填施工方法，其特征在于，所述互锁式钢沉管采用壁厚大于10mm的厚壁钢管。

4.根据权利要求1或2所述的深层土壤开挖施工方法，其特征在于，所述从上至下分布的正六边形每个角对应的扩孔锥体内，分别具有一个空腔和预埋于空腔两侧的压力水管；所述空腔内充填无收缩水泥砂浆；所述压力水管用于沉管时辅助高压冲水，辅助沉管施工。

5.根据权利要求1或2所述的深层土壤开挖及回填施工方法，其特征在于，所述互锁结构，为带有三个折角的J形或L形勾状结构，一个插入到另外一个形成互锁，其中长边与钢管主体焊接在一起。

6.根据权利要求1或2所述的深层土壤开挖及回填施工方法，其特征在于，所述钢沉管底部的扩孔靴管除中间的互锁机构外，整体是一个外部为正六边形、内部为圆形、从上至下逐渐外扩的六瓣形结构，形成具有外倾角的喇叭口底刃，钢沉管下沉过程中将喇叭口对应的土壤挤入钢沉管内部。

7.根据权利要求1或2所述的深层土壤开挖及回填施工方法，其特征在于，对所述钢沉管内的土壤进行开挖，通过螺旋钻斗和旋挖料斗，实现钢沉管内的土体的开挖取料，进行处理，然后再进行回填。

8.根据权利要求1或2所述的深层土壤开挖及回填施工方法，其特征在于，步骤S7还包括：在回填到高程后，为了确保回填密实度和加快沉降，堆高回填土体。

9.根据权利要求1或2所述的深层土壤开挖及回填施工方法，其特征在于，所述方法还包括：在同一边界线内分组进行施工，准备现场施工孔位和顺序布置图，每组四根钢沉管，向一侧交替推进；多组配合，且每组钢沉管施工时边缘部位或已处理部位预留至少20cm以上的重叠覆盖区。