一种预制高强混凝土薄壁钢管桩基坑支护结构的制作方法

1.本技术涉及岩土工程的技术领域，尤其是涉及一种预制高强混凝土薄壁钢管桩基坑支护结构。


背景技术：

2.基坑支护，是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。
3.公告号为cn202559361u的中国专利公开了一种预制高强混凝土薄壁钢管桩基坑支护结构，包括用于基坑挡土的预制高强混凝土薄壁钢管桩、用于基坑止水的三轴水泥土搅拌桩、基坑内部土体，在基坑内部土体的上部分别布置预制高强混凝土薄壁钢管桩、三轴水泥土搅拌桩。其具有结构刚度大、兼有挡土止水功能、可循环利用、适用于开挖深度较深基坑的优点。
4.其中，预制高强混凝土薄壁钢管桩的可循环利用体现于其能够视情况拔出，但绝大多数情况下，预制高强混凝土薄壁钢管桩插入三轴水泥土搅拌桩中后将由于混凝土凝固而难以拔出。


技术实现要素：

5.为了改善预制高强混凝土薄壁钢管桩的可循环利用实现较为困难的问题，本技术提供一种预制高强混凝土薄壁钢管桩基坑支护结构。
6.本技术提供一种预制高强混凝土薄壁钢管桩基坑支护结构，采用如下的技术方案：一种预制高强混凝土薄壁钢管桩基坑支护结构，搭建于预挖基坑所在位置的土体内，包括若干用于基坑挡土的钢管桩以及用于基坑止水的止水桩，所述土体内开设有供止水桩由混凝土浇筑成型的第一桩孔，若干所述钢管桩间隔设置于第一桩孔中，还包括若干用于辅助钢管桩插入第一桩孔中的辅助桩以及若干用于将钢管桩与混凝土隔离的隔离组件，所述辅助桩插入第一桩孔后于第一桩孔的底部形成第二桩孔，所述钢管桩套设于辅助桩上，所述隔离组件包括隔离气囊，所述隔离气囊套设于钢管桩上。
7.通过采用上述技术方案，在土体上开挖第一桩孔后，将若干辅助桩等间隔插入第一桩孔中，接着套设有隔离气囊的钢管桩在辅助桩的辅助下插入第一桩孔中，对隔离气囊充气，然后在第一桩孔中浇筑混凝土形成止水桩，兼具挡土和止水效果；同时，当基坑土方回填后，将隔离气囊放气后即可轻松将套设有隔离气囊的钢管桩在辅助桩的辅助下拔出，然后将辅助桩拔出，最后将钢管桩以及辅助桩拔出形成的空间再次浇筑混凝土，提高钢管桩和辅助桩拔出后止水桩的结构强度，并且方便钢管桩以及辅助桩的循环使用。
8.可选的，所述隔离气囊包括弹性层以及若干气囊体，所述弹性层的内侧面紧贴钢管桩的外侧面，若干所述气囊体于弹性层的外侧面等间距分布，若干所述气囊体充气后将弹性层与混凝土隔离。
9.通过采用上述技术方案，弹性层能够将钢管桩与混凝土分隔开，若干气囊体充气后能够将混凝土与弹性层分隔开，降低混凝土与弹性层以及钢管桩直接接触的概率，从而减小钢管桩拔出时混凝土对其产生的阻力，进一步方便钢管桩的循环使用。
10.可选的，所述气囊体于其自身的充气腔内设置有第一磁铁，所述弹性层内部也设置有第二磁铁，所述第一磁铁与第二磁铁互相吸引，所述气囊体未充气时，所述第一磁铁吸附于第二磁铁上；所述气囊体充气后，所述第一磁铁朝靠近第二磁铁的方向靠近而挤压气囊体，任意所述气囊体与相邻的气囊体紧密相贴。
11.通过采用上述技术方案，第一磁铁具有朝第二磁铁靠近的趋势，气囊体放气后，第一磁铁朝第二磁铁靠近的过程中能够挤压气囊体，使充气腔中的气体快速排出；气囊体充气后，第一磁铁朝靠近第二磁铁的方向挤压气囊体，气囊体被挤压后变形，使相邻气囊体之间能够紧密接触贴合，降低混凝土从相邻气囊体之间的缝隙进入的概率。
12.可选的，所述隔离组件还包括用于将隔离气囊于钢管桩上定位的第一定位件以及第二定位件，所述第一定位件设置于钢管桩远离第二桩孔的一端，所述第二定位件设置于钢管桩靠近第二桩孔的一端，所述弹性层的两端分别与第一定位件以及第二定位件连接。
13.通过采用上述技术方案，能够提高隔离气囊于钢管桩上的位置稳定性，从而提高隔离气囊使钢管桩与混凝土隔离的可靠性。
14.可选的，一所述气囊体靠近第一定位件的一端具有充气口，所述气囊体靠近第二定位件的一端均具有通气口，相邻所述气囊体通过通气口相通，所述第一定位件以及充气口均位于第一桩孔的上方。
15.通过采用上述技术方案，能够方便套设有隔离气囊的钢管桩插入第一桩孔中后，工作人员于地面上通过充气口即可对若干气囊体进行充气；同时，通过观察若干气囊体靠近第一定位件的一端的鼓起程度即可判断充气是否完成，使充气过程更加方便。
16.可选的，所述第一定位件能够相对于钢管桩转动，所述第一定位件的转动轴线与钢管桩的轴线重合，所述第二定位件与钢管桩固定连接；所述第一定位件转动后固定，若干所述气囊体呈螺旋状。
17.通过采用上述技术方案，螺旋状的气囊体能够使相邻气囊体之间接触更加紧密，同时能够提高隔离气囊的止水效果，降低地下水于隔离气囊处渗入的概率。
18.可选的，所述钢管桩插入第一桩孔中后，所述第二定位件插入第一桩孔下方的土体中，所述第二定位件靠近第二桩孔的一端具有便于其插入土体中的插入端。
19.通过采用上述技术方案，能够降低第二定位件与混凝土接触的概率，同时加强钢管桩插入第一桩孔后的定位。
20.可选的，所述第一定位件上还设置有用于充气以及放气的控气件，所述充气口通往控气件。
21.通过采用上述技术方案，能够方便工作人员对若干气囊体进行充气和放气，从而方便隔离气囊的使用。
22.可选的，所述辅助桩远离第二桩孔的一端位于第定位件的上方，若干所述辅助桩通过加固组件连接固定。
23.通过采用上述技术方案，能够提高若干辅助桩插入土体后的稳定性，同时提高整体支护结构的强度。
24.综上所述，本技术包括以下至少一种有益效果：1.能够在保证支护结构对基坑的挡土止水的作用下，方便钢管桩实现循环利用；2.能够加快隔离气囊充气以及放气的速率，从而使隔离组件的使用更加方便，同时缩短施工时间；3.隔离气囊能够有效将钢管桩与混凝土隔离，同时具有较好的止水效果。
附图说明
25.图1是本技术实施例中基坑支护结构的俯视图；图2是本技术实施例中基坑支护结构的剖视图；图3是图2中a处的放大图；图4是本技术实施例中隔离气囊展开后的视图；图5是本技术实施例中若干气囊体充气后的结构示意图；图6是本技术实施例中第一定位件转动后的结构示意图。
26.附图标记说明：1、土体；11、第一桩孔；12、第二桩孔；2、止水桩；3、钢管桩；31、第一安装槽；32、腰形孔；33、第二安装槽；34、圆孔；4、辅助桩；5、隔离组件；51、隔离气囊；511、弹性层；5111、固定环；512、气囊体；5121、充气端；5122、充气口；5123、通气端；5124、通气口；5125、充气腔；52、第一定位件；521、第一配合部；522、凸台；5221、让位孔；5222、固定座；523、第一定位槽；53、第二定位件；531、第二配合部；532、插入端；533、第二定位槽；54、定位钉；6、控气件；7、第一磁铁；8、第二磁铁；9、加固组件；91、加固件；911、弧形槽；92、抵接层。
具体实施方式
27.以下结合附图1-6对本技术作进一步详细说明。
28.本技术实施例公开一种预制高强混凝土薄壁钢管桩基坑支护结构。
29.参照图1和图2，支护结构沿基坑预设区域的边缘位置搭建，且支护结构位于所在土体1的内部。支护结构包括用于减少地下水渗入的止水桩2、若干用于固土的钢管桩3、若干用于辅助钢管桩3安装的辅助桩4以及若干用于使钢管桩3与混凝土隔离的隔离组件5。
30.土体1表面平整后水平，土体1上沿垂直于土体1表面的方向向下开设有供止水桩2由混凝土浇筑成型的第一桩孔11，第一桩孔11的上端与外界相通，第一桩孔11沿基坑预设区域的边缘分布且首尾互通。本实施例中，优选第一桩孔11由三轴搅拌机跳打施工完成。
31.参照图1和图2，辅助桩4整体为长条圆柱体结构，辅助桩4轴线方向的一端具有尖端结构。辅助桩4以其轴线竖直的位置状态沿竖直方向插入第一桩孔11中后，辅助桩4的尖端结构插入第一桩孔11下方的土体1中形成第二桩孔12，辅助桩4的另一端穿出第一桩孔11位于土体1表面之上。辅助桩4的周侧与第一桩孔11的周侧孔壁之间存在间距，若干辅助桩4于第一桩孔11中等间距分布。
32.钢管桩3整体为空心圆柱体结构，钢管桩3的内侧尺寸与辅助桩4的外侧尺寸相等，钢管桩3套设于辅助桩4且插入第一桩孔11中后，钢管桩3的外侧与第一桩孔11的周侧孔壁之间仍存在间距。
33.参照图2和图3，隔离组件5包括具有隔离功能的隔离气囊51、用于固定隔离气囊51一端的第一定位件52以及用于固定隔离气囊51另一端的第二定位件53。钢管桩3套设于辅
助桩4且插入第一桩孔11中后，第一定位件52位于钢管桩3的上方，第一定位件52与钢管桩3安装连接后能够以钢管桩3的轴线为轴发生转动。第一定位件52整体也为空心圆柱体结构，第一定位件52的轴线与其自身的转动轴线重合，且第一定位件52同样套设于辅助桩4上。
34.参照图2，钢管桩3轴线方向的一端开设有供第一定位件52安装的第一安装槽31，第一安装槽31与钢管桩3的内部空间相通。第一定位件52轴线方向的一端具有与第一安装槽31相适配的第一配合部521，第一定位件52轴线方向的另一端为凸台522，凸台522的径向尺寸大于第一配合部521。隔离气囊51的一端通过若干定位钉54与第一定位件52固定连接，钢管桩3上靠近第一安装槽31的一端开设有若干供定位钉54穿过的腰形孔32，若干腰形孔32于钢管桩3上呈圆周阵列分布，且若干腰形孔32均与第一安装槽31相通。
35.第一定位件52于第一配合部521上开设有若干与定位钉54相适配的第一定位槽523，第一定位槽523的数量与腰形孔32的数量相等，若干第一定位槽523与若干腰形孔32一一对应且相通，定位钉54穿过腰形孔32后与对应的第一定位槽523螺纹配合，且定位钉54旋入后其远离第一定位槽523的一端能够与钢管桩3的外侧相抵。
36.参照图2，第二定位件53整体也为空心圆柱体结构，钢管桩3套设于辅助桩4且插入第一桩孔11中后，第二定位件53位于钢管桩3的下方，第二定位件53与钢管桩3通过若干定位钉54形成固定连接。钢管桩3远离第一安装槽31的一端开设有供第二定位件53安装的第二安装槽33，第二安装槽33同样与钢管桩3的内部空间相通。第二定位件53轴线方向的一端具有与第二安装槽33相适配的第二配合部531，第二定位件53轴线方向的另一端具有便于第二定位件53插入土体1中的插入端532。
37.钢管桩3上靠近第二安装槽33的一端开设有若干供定位钉54穿过的圆孔34，若干圆孔34于钢管桩3上呈圆周阵列分布，且若干圆孔34均与第二安装槽33相通。第二定位件53于第二配合部531上开设有若干与定位钉54相适配的第二定位槽533，第二定位槽533的数量与圆孔34的数量相等，若干第二定位槽533与若干圆孔34一一对应且相通，定位钉54穿过圆孔34后与对应的第二定位槽533螺纹配合，且定位钉54旋入后其远离第二定位槽533的一端能够与钢管桩3的外侧相抵。
38.参照图3和图4，隔离气囊51包括弹性层511以及若干气囊体512，弹性层511为筒状结构，弹性层511为具有弹性的材料制成，弹性层511套设于钢管桩3的外侧，且弹性层511在其自身的弹性作用下紧贴于钢管桩3的外表面。弹性层511的两端均安装有若干固定环5111，弹性层511套设于钢管桩3上后，若干固定环5111能够与若干腰形孔32或若干圆孔34一一对齐相通，通过若干定位钉54将弹性层511的两端于钢管桩3上固定。本实施例中，优选弹性层511为橡胶制品。
39.若干气囊体512与弹性层511固定连接，若干气囊体512的长度方向与弹性层511的长度方向相同，若干气囊体512于弹性层511的同一端面上紧密分布。弹性层511套设于钢管桩3上后，若干气囊体512均位于弹性层511背离钢管桩3的一侧，且此时气囊体512的长度方向与钢管桩3的轴线方向平行；钢管桩3插入第一桩孔11中后，若干气囊体512均位于第一桩孔11中。本实施例中，优选气囊体512也为橡胶制品，若干气囊体512与弹性层511之间通过熔接等方式形成固定连接。
40.参照图2和图3，若干气囊体512的内部均具有充气腔5125，其中一个气囊体512上具有供气体进出的充气端5121，充气端5121位于该气囊体512靠近第一定位件52的一端，充
气端5121内部具有充气口5122，该充气腔5125通过充气口5122与外界相通。凸台522上开设有供充气端5121穿过的让位孔5221，凸台522上还安装有便于控气件6放置的固定座5222，充气端5121穿过让位孔5221后与控气件6连接，控气件6通过往充气口5122吹气/吸气来对气囊体512进行充气/放气。
41.参照图2和图4，若干气囊体512之间均通过通气端5123形成连接，通气端5123位于气囊体512靠近第二定位件53的一端，通气端5123的内部具有通气口5124，相邻充气腔5125之间通过通气口5124相通。控气件6对若干气囊体512进行充气时，气体先从充气口5122进入一充气腔5125中，然后该气囊体512充气鼓起，接着气体通过两通气口5124进入该气囊体512相邻的两气囊体512的充气腔5125中，气体通过若干通气口5124进入若干气囊体512的充气腔5125中，最终使若干气囊体512都充气鼓起；控气件6对若干气囊体512进行放气时同理，本实施例对此不做赘述。本实施例中，优选控气件6为鼓风机。
42.参照图2和图3，气囊体512的内部安装有若干第一磁铁7，弹性层511的内部安装有若干第二磁铁8，若干第一磁铁7与若干第二磁铁8一一对应，且第一磁铁7与第二磁铁8互相吸引。气囊体512未充气时，第一磁铁7吸附于第二磁铁8上，使得气囊体512被压缩，此时气囊体512占用的空间最小；气囊体512充气后，相邻气囊体512互相接触相抵，而第一磁铁7仍具有朝对应第二磁铁8靠近的趋势，第一磁铁7挤压气囊体512使气囊体512轻微变形，气囊体512轻微变形使得相邻气囊体512之间更加紧密贴合；气囊体512充气后放气时，第一磁铁7朝对应第二磁铁8的方向移动挤压气囊体512，加快充气腔5125中气体从充气口5122排出的速度。
43.参照图5和图6，若干气囊体512均充气鼓起后，若干气囊体512的长度方向均为竖直状态，此时靠近第一定位件52的若干定位钉54均位于腰形孔32长度方向的一端。转动第一定位件52使靠近第一定位件52的若干定位钉54移动至腰形孔32长度方向的另一端，此时若干气囊体512发生变形后相邻气囊体512之间的贴合更加紧密，且变形后的气囊体512呈螺旋状，弹性层511仍保持贴合于钢管桩3的外侧。本实施例中，优选第一定位件52转动后能够保持位置固定，在其他实施例中也可在第一定位件52上安装用于固定其转动位置的结构。
44.转动后的若干气囊体512与第一桩孔11的周侧孔壁之间仍存在间距，螺旋状的气囊体512能够更好地将混凝土与弹性层511隔离开，同时能够提高自身的防渗效果。
45.参照图1，若干辅助桩4远离第二桩孔12的一端通过加固组件9形成固定连接，加固组件9包括两个加固件91，加固件91整体为长条结构，加固件91上等间距开设有若干弧形槽911，加固件91于弧形槽911上安装有具有弹性的抵接层92，两加固件91以弧形槽911开口相向的状态将若干辅助桩4同时夹紧固定，若干辅助桩4分别在对应的两弧形槽911形成的空间中被两抵接层92抵紧定位，两加固件91之间通过若干螺栓和螺母配合形成固定连接。本实施例中，优选抵接层92也为橡胶制品。
46.本实施例中，辅助桩4以及钢管桩3均优选采用静压沉桩的方式插入土体1中，且辅助桩4以及钢管桩3插入土体1的时候均跳位进行插入。
47.本技术实施例一种预制高强混凝土薄壁钢管桩基坑支护结构的实施原理为：首先在土体1上对基坑进行画线，然后沿基坑的画线轨迹开挖第一桩孔11，接着将若干辅助桩4等间距插入第一桩孔11中，接着将预先安装好隔离组件5的钢管桩3在辅助桩4
的辅助下插入第一桩孔11中，然后通过控气件6对若干气囊体512进行充气，充气结束后转动第一定位件52使若干气囊体512呈螺旋状，接着往第一桩孔11中浇注混凝土形成止水桩2，待止水桩2浇筑成型后，通过加固组件9将若干辅助桩4紧固，加强支护结构的整体强度。
48.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。