一种预制方桩应用于围护结构桩墙一体的围护构造的制作方法

本实用新型涉及土木工程技术领域，特别是将预制桩应用围护结构桩墙的一种围护桩构造，具体地说是一种预制方桩应用于围护结构桩墙一体的围护构造。

背景技术：

在一般的混凝土预制方桩(即预制方形截面桩)应用于围护桩都采用静压或锤击施工方式进行施工，随着城市建设的不断发展，在施工时很少是周边没有建筑物，需要城区建设都有挤土要求的限制，而采用锤击或者静压施工方式进行施工都会产生挤土，大大限制了方桩应用于围护桩。此外，现有方桩一般是根据地基基础承载要求进行设计的，其受力特点是竖向承载高，抗水平性能相对低，也不适用于较高要求的围护基础。

此外，根据现有施工要求，市场大量使用了钻孔灌注桩用于围护结构，该桩型水平承载力高，且施工技术成熟，但由于钻孔灌注桩的工艺特点，在施工过程中会产生大量泥浆，对环境造成很大影响，且钻孔灌注桩一般采用现场浇注，混凝土质量波动较大。同时钻孔灌注桩的混凝土强度等级最高一般只能达到c50，采用相同的原材料，方桩混凝土强度等级可达到c80以上，随着工业不断发展，人类的可持续发展必然要求对资源的节约，在建筑方面发展趋势是采用高强度等级的混凝土。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，而提供一种水平承载力高、且施工过程中无挤土效应产生的一种预制方桩应用于围护结构桩墙一体的围护构造。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种预制方桩应用于围护结构桩墙一体的围护构造,包括多个预制方桩，多个预制方桩一一对应地沉设在多个按一定距离布置的沉桩孔中，每个预制方桩均具有两个相对设置的用于桩桩拼接的拼接面，每个拼接面上均至少成型有一道沿预制方桩的整个长度方向延伸的半圆形槽腔，并且两相邻的预制方桩的拼接面相对时，该两预制方桩的半圆形槽腔恰好组合成一条圆柱形的纵向拼接腔，纵向拼接腔中注有止水注浆料，该止水注浆料将两相邻的预制方桩固化相连成一体形成一道横向排列在土体中的围护桩墙；预制方桩的中心轴向贯通地成型有供钻杆转动穿设的圆形空心部。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的预制方桩的两个拼接面上各成型有两条半圆形槽腔，或上述的预制方桩的两个拼接面中有一个拼接面上成型有两条半圆形槽腔，该预制方桩的另一个拼接面上成型有一条半圆形槽腔和一道半圆形凸柱。

上述的沉桩孔的底部设有起固化桩体及止水作用的固化混合层。

上述的固化混合层为由止水注浆料和土体均匀搅拌固化后形成的固化体。

上述的止水注浆料由水泥浆和具有加固止水效果的材料组成。

与现有技术相比，本实用新型的围护构造包括有沉设在沉桩孔中的多个预制方桩，多个预制方桩中两相邻的预制方桩间成型有纵向拼接腔，纵向拼接腔中注入有由水泥浆和具有加固止水效果的材料组成的止水注浆料，止水注浆料将两相邻的预制方桩固化相连成一体，使多个预制方桩组合构成一道横向排列在土体中的围护桩墙；该围护桩墙能满足止水和挡土需求。本实用新型预制方桩的中心还轴向贯通地成型有圆形的空心部，空心部可以供钻杆穿设，从而使预制方桩可以在钻孔的同时进行沉桩。本实用新型结构简单，水平承载力高，基础牢固，并且施工中无挤土效应产生。

附图说明

图1是本实用新型带有半圆形凸柱的预制方桩拼接构成的结构桩墙的俯视结构图；

图2是本实用新型具有四个半圆形槽腔的预制方桩拼接构成的结构桩墙的俯视结构图；

图3是本实用新型结构桩墙施工状态的简图；

图4是本实用新型的预制方桩与钻杆的组装示意图；

图5是本实用新型带有半圆形凸柱的预制方桩的俯看示意图之一；

图6是图5中预制方桩的结构示意图；

图7是本实用新型具有四个半圆形槽腔的预制方桩的俯看示意图之一；

图8是图7中预制方桩的结构示意图；

图9是本实用新型带有半圆形凸柱的预制方桩的俯看示意图之二；

图10是图9中预制方桩的结构示意图；

图11是本实用新型具有四个半圆形槽腔的预制方桩的俯看示意图之二；

图12是图11中预制方桩的结构示意图；

图13是本实用新型的一种预制方桩与固化混合层固化相连成一体的结构示意图；

图14是本实用新型的另一种预制方桩与固化混合层固化相连成一体的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。

图1至14是本实用新型的结构示意图。

其中的附图标记为：外切圆w、内切圆n、纵向拼接腔k、预制方桩1、半圆形槽腔1a、半圆形凸柱1b、拼接面11、空心部12、切削装置13、沉桩孔2、止水注浆料3、钻杆4、挖掘钻头41、挖掘臂翼411、螺旋片42、固化混合层5、钻机6。

如图1至图14所示，本实用新型公开了一种预制方桩应用于围护结构桩墙一体的围护构造,该围护构造包括多个在工厂中预先预制成型的预制方桩1，预制方桩1在工厂中预先预制成型可以大大地缩短施工的工期。多个预制方桩1一一对应地沉设在多个按一定距离布置的沉桩孔2中，两沉桩孔2间的中心距离最佳为略大于预制方桩1的内切圆直径。每个预制方桩1均具有四个侧面，并且四个侧面中的两个相对应侧面为用于使两个预制方桩1进行拼接的拼接面11。拼接面11可以实现两个预制方桩1的桩桩拼接，预制方桩1的每个拼接面11上均至少成型有一道沿预制方桩1的整个长度方向延伸的半圆形槽腔1a，这样当两个相邻的预制方桩1的拼接面11相对时，该两个预制方桩1的半圆形槽腔1a就能恰好组合成一条圆柱形的纵向拼接腔k。纵向拼接腔k中注有止水注浆料3，止水注浆料3由水泥浆和具有加固止水效果的材料组成，止水注浆料3注入到纵向拼接腔k后将两个相邻的预制方桩1固化相连成一体，从而构成了能够满足止水和挡土需求的横向排列在土体中的一道围护桩墙。预制方桩1的中心还轴向贯通地成型有圆形的空心部12，空心部12为一条孔道，使钻杆4能够转动地穿设过去，从而使本实用新型的预制方桩1能够在一边钻孔的同时，一边沉桩。

如图7和图11所示，本实用新型的预制方桩1的两个拼接面11上可以各成型有两条半圆形槽腔1a。图2为两个拼接面11上各成型有两条半圆形槽腔1a的预制方桩1通过拼接构成的一种围护桩墙结构，由图中可以看出，两相邻的预制方桩1间成型有两条纵向拼接腔k，两条纵向拼接腔k中均注有止水注浆料3，这样可以极大地提高本实用新型围护桩墙止水和挡土的能力以及其结构强度。

本实用新型的图5和图9提供了另一种预制方桩的设计结构，如图所示，预制方桩1的两个拼接面11中有一个拼接面11上成型有两条半圆形槽腔1a，该预制方桩1的另一个拼接面11上成型有一条半圆形槽腔1a和一道半圆形凸柱1b。图1为两个拼接面中有一个拼接面11带有一道半圆形凸柱1b的预制方桩，通过拼接构成的一种围护桩墙结构，同图中可以看出，拼接时，后一个预制方桩1的半圆形凸柱1b恰好卡装在前一个预制方桩1的半圆形槽腔1a中，从而形成了一种迷宫式的止水挡土结构。

为了进上步保证桩基基础的牢固，本实用新型的沉桩孔2的底部还设有与预制方桩1固化相连成一体的固化混合层5，固化混合层5在预制方桩1的根部形成固化的大头体可以提高预制方桩1基础水平，特别是相邻的预制方桩1在固化混合层5固化前施工沉桩，能使相邻的预制方桩1的固化混合层5固化成一个整体，每个预制方桩1的固化混合层5相互连接能实现强度更大的基础桩构造。

本实用新型的固化混合层5为由止水注浆料3和土体均匀搅拌固化后形成的固化体。止水注浆料3和挖掘下的土体通过挖掘钻头41直接进行搅拌混合，预制方桩1的下部在固化混合层5固化前沉入到固化混合层5中。

本实用新型还提供了一种预制方桩应用于围护结构桩墙一体的围护构造的施工方法，该施工方法包括以下步骤：

步骤一、根据预制方桩1的宽度尺寸和结构桩墙设计的总体长度在土体的表面上确立需要放桩的每一个放桩点位；

步骤二、选取一个放桩点位作为基准桩位后，将钻杆4穿设在预制方桩1的空心部12中，并使钻杆4前端安装的挖掘钻头41从预制方桩1的底部突出，钻杆4的后端与钻机6连接，使钻杆垂直对准基准桩位；

步骤三、一边按设计预定的深度范围以及止水、挡土和水平承载力的要求挖掘排土形成沉设预制方桩1的沉桩孔2，一边使预制方桩1下降沉入该沉桩孔2中；

步骤四、当沉桩孔2挖掘到预定的深度后，经钻杆4向沉桩孔2中注入止水注浆料3，同时利用挖掘钻头41将注入的止水注浆料3与挖掘的土体一同均匀搅拌，形成固化预制方桩1底部的具有止水作用的固化混合层5；

步骤五、将钻杆4提出预制方桩1的空心部12，完成围护桩墙中的一个单桩墙的沉设；

步骤六、再将钻杆4穿设在另一个预制方桩1的空心部12中，然后将钻杆4垂直对准与单桩墙相邻的放桩点位；

步骤七、重复步骤三至步骤六，直到全部的预制方桩1沉设完成，两相邻的预制方桩间成型有沿预制方桩1的整个长度延伸的纵向拼接腔k；

步骤八、向成型的纵向拼接腔k中注入止水注浆料3，使相邻的两个预制方桩1固化成一体，完成围护结构桩墙一体的施工。

上述的钻杆4的周面上成型有方便排出挖掘的土体的螺旋片42，挖掘产生的土从预制方桩1的空心部12由钻杆4螺旋向外排出，本实用新型的钻杆4的中心还成型有用于注浆的注浆通道。步骤四中，当挖掘钻头41挖掘沉桩孔2到达预定的深度后停止沉桩，此时止水注浆料3经钻杆4的注浆通道输送进入沉桩孔2中，再利用挖掘钻头41将注入的止水注浆料3与挖掘的土体一同均匀搅拌，搅拌结束后再继续沉桩，将预制方桩1沉入还没固化的固化混合层5中。本实用新型的挖掘钻头41具有依靠液压收拢或张开的挖掘臂翼411，当需要挖掘或搅拌时，挖掘臂翼411可以在液压的驱动下张开，挖掘臂翼411张开后的直径构成了挖掘的沉桩孔的直径。当挖掘或搅拌结束后能通过液压驱动收拢挖掘臂翼411。

由于预制方桩1的桩身截面是方形，而钻孔成形的沉桩孔2为圆形，沉桩孔2的直径有两种情况，一种是如图9和图11所示，沉桩孔2的直径大于或等于预制方桩1的外切圆w的直径，另一种是如图5和图7所示，沉桩孔2的直径小于或等于预制方桩1的内切圆n的直径。因此沉桩的过程采用两种方式

当挖掘排土形成的沉桩孔2的直径大于或等于预制方桩1的桩外切圆w的直径时，预制方桩1利用自重或少量施压的方式完成沉桩。

而当挖掘排土形成的沉桩孔2的直径小于或等于预制方桩1的桩内切圆n的直径时，必然预制方桩1有一部分是在沉桩孔2外，由于属于围护结构，施工土层较浅，且土质较软，故可以在预制方桩1的底部位于四角处固定安装有具有切削功能的切削装置13（此时预制方桩1如图6和图8所示），预制方桩1采用配重施压的方式完成沉桩。

本实用新型的切削装置13在挖掘钻头41挖孔时与挖掘钻头4处于同一工作平面内，该切削装置13对桩内切圆外部的土层起切削作用，共同挖掘土体形成沉桩孔2。

本实用新型的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本实用新型的范围。