[发明专利]一种组合支护桩及其施工方法

权利要求书

1.一种组合支护桩，其特征在于：包括预制预应力混凝土异形支护桩、预制整体连接件和两个钢板桩，所述预制预应力混凝土异形支护桩的两侧均设置有向外凸出的翼缘；所述预制整体连接件设置在预制预应力混凝土异形支护桩的顶部，且预制整体连接件包括结构钢片，所述结构钢片的截面形状与预制预应力混凝土异形支护桩的截面形状相同，所述结构钢片紧贴预制预应力混凝土异形支护桩的侧面，且结构钢片具有分别位于两个翼缘外侧的两个连接部，连接部包覆整个翼缘或者仅包覆翼缘的一部分；两个钢板桩设置在预制预应力混凝土异形支护桩的两侧，所述钢板桩包括平板钢以及分别位于平板钢两侧的两个连接钢件，两个连接钢件均设置有凹槽；两个连接部和两个翼缘均分别插入到两个钢板桩的其中一个连接钢件的凹槽中，且彼此靠近的翼缘、连接部和连接钢件固定相连；一个翼缘及其外侧的连接部插入到其中一个钢板桩的其中一个连接钢件的凹槽中，该翼缘、该翼缘外侧的连接部以及该翼缘所插入的钢板桩固定相连；另一个翼缘及其外侧的连接部插入到另外一个钢板桩的其中一个连接钢件的凹槽中，该另一个翼缘、该另一个翼缘外侧的连接部以及该另一个翼缘所插入的钢板桩固定相连；

所述连接钢件包括连接板和两块延伸板，所述连接板与平板钢垂直设置，且平板钢固定在连接板的一个侧面上，两块延伸板位于连接板的另一个侧面的两端，且两块延伸板均与连接板相连，两块延伸板均与平板钢平行设置；两块延伸板间隔预设距离，连接板以及与连接板相连的两块延伸板围合形成所述凹槽；所述延伸板的宽度与翼缘向外凸出的长度相匹配，所述钢板桩的长度比基坑深度大1米以上；

所述翼缘的表面设置有螺栓孔，所述连接部设置有贯穿的安装孔，所述连接板上设置有贯穿的螺栓槽，所述螺栓孔、安装孔和螺栓槽中穿设有连接螺栓，以连接翼缘、连接部和连接板；

所述预制预应力混凝土异形支护桩设置有中空的中心孔；所述预制整体连接件还包括头部和杆部，所述杆部和结构钢片均位于头部的下表面，且所述杆部和结构钢片均与头部相连；所述头部位于预制预应力混凝土异形支护桩的上方，所述杆部插在中心孔中。

2.根据权利要求1所述的组合支护桩，其特征在于：所述头部的周面围设有钢套筒。

3.根据权利要求1所述的组合支护桩，其特征在于：所述杆部的下端设置有嵌固端桩尖。

4.根据权利要求1-3任一项所述的组合支护桩，其特征在于：所述预制预应力混凝土异形支护桩内埋设有钢筋骨架；所述预制预应力混凝土异形支护桩包括从上至下顺次相连的上支护部、中间部和下支护部，两个翼缘分别位于中间部的两侧；所述上支护部和下支护部的截面形状均为梯形，所述上支护部的宽度在向上的方向上逐渐缩小，所述下支护部的宽度在向下的方向上逐渐缩小。

5.根据权利要求4所述的组合支护桩，其特征在于：所述上支护部和下支护部的截面形状均为等腰梯形，所述翼缘的截面形状为矩形。

6.根据权利要求4所述的组合支护桩，其特征在于：所述钢筋骨架包括螺旋箍筋和预应力钢棒组，所述预应力钢棒组包括多根离散分布并沿预制预应力混凝土异形支护桩的长度方向延伸的预应力钢棒，所述螺旋箍筋呈螺旋状绕制在预应力钢棒组上；所述预应力钢棒的分布形状与混凝土桩身的截面轮廓相匹配，且所述预应力钢棒上下对称分布；靠近支护面位置的预应力钢棒的分布密度大于远离支护面位置的预应力钢棒的分布密度；相邻预应力钢棒之间间隔预设距离。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的组合支护桩的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：通过连接螺栓在预制预应力混凝土异形支护桩两侧的翼缘上分别固定一个钢板桩，形成待组合支护桩；

步骤2：将待组合支护桩吊起并沿沉桩路径将其打入土中；

步骤3：将另一根预制预应力混凝土异形支护桩其中一侧的翼缘与上一组待组合支护桩的其中一侧钢板桩的连接钢件对位，并沿沉桩路径将其打入土中，翼缘与连接钢件互相扣紧；

步骤4：重复步骤1，形成另一组待组合支护桩，将该另一组待组合支护桩其中一侧的钢板桩的连接钢件与步骤3打入土中的预制预应力混凝土异形支护桩其中一侧的翼缘对位，并沿沉桩路径将该另一组待组合支护桩打入土中，翼缘与连接钢件互相扣紧；

步骤5：重复步骤3-4，直至全部待组合支护桩与预制预应力混凝土异形支护桩打设完毕；

步骤6：在沉桩路径两侧开挖出深500mm和宽500mm的基坑，露出全部待组合支护桩和预制预应力混凝土异形支护桩的桩头；

步骤7：将预制整体连接件吊起并把杆部插入预制预应力混凝土异形支护桩的中心孔中，并用连接螺栓将预制预应力混凝土异形支护桩、预制整体连接件和钢板桩固定连接，形成所述组合支护桩；

步骤8：重复步骤7，使所有预制整体连接件与待挡土止水支护结构均形成组合支护桩；

步骤9：基坑开挖，开挖过程中遇到所述翼缘表面设置的螺栓孔和连接钢板上设置的螺栓槽时，将连接螺栓穿入到所述螺栓孔和螺栓槽中并拧紧，以使组合支护桩与预制预应力混凝土异性支护桩连接成整体；

步骤10：基坑开挖至设计标高，所有预制预应力混凝土异形支护桩、预制整体连接件和钢板桩共同形成挡土止水支护结构；

步骤11：进行场地平整、垫层铺设以及地下主体结构施工；

步骤12：地下主体结构施工完毕后，回填基坑，回填过程中根据回填深度进行分层、分段回填并压实；

步骤13；回填过程中遇到所述翼缘表面设置的螺栓孔和所述连接钢板上设置的螺栓槽时，把连接螺栓拧出；

步骤14：重复步骤12-13；

步骤15：当基坑回填至挡土止水支护结构顶部以下500mm时，把连接预制预应力混凝土异形支护桩、预制整体连接件和钢板桩的连接螺栓拧出；

步骤16：沿沉桩路径逐个吊起预制整体连接件；

步骤17：沿沉桩路径逐根拔出钢板桩；

步骤18：对挡土止水支护结构顶部以下500mm的基坑进行回填、夯实。