專利名稱：預(yù)制隔水樁(wsp樁)及其插拔施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及巖土工程領(lǐng)域，特別是涉及基坑圍護(hù)工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
基坑圍護(hù)工程是巖土工程的重要組成部分之一，目前常用的圍護(hù)樁(墻)形式主要有鉆孔灌注樁加隔水的水泥土樁、地下連續(xù)墻、鋼板樁、SMW工法樁四大類(lèi)，其中的前兩類(lèi)為現(xiàn)場(chǎng)澆筑而形成的以鋼筋混凝土為主的樁(墻)體，耗材、耗能多，造價(jià)較高，容易因現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制問(wèn)題產(chǎn)生安全隱患。鋼板樁與S麗工法樁一般在施工完成后拔出其中的鋼材，圍護(hù)樁(墻)的主要材料可循環(huán)使用，因此相對(duì)耗材、耗能較小，屬于較經(jīng)濟(jì)環(huán)保的圍護(hù)樁(墻)形式，但是鋼板樁之間的搭接位置無(wú)法滿足較嚴(yán)格的隔水要求，當(dāng)基坑挖深較深時(shí)，鋼板樁往往漏水嚴(yán)重，加之鋼板樁剛度較低，從而限制其推廣應(yīng)用，SMW工法樁為了解決擋土隔水問(wèn)題，需在受力構(gòu)件(即H型鋼)之間施工水泥土樁局部擋土并隔水，但當(dāng)基坑較深時(shí)，水泥土樁受力開(kāi)裂可能導(dǎo)致隔水失效，加之水泥土不可回收，有一定的材料消耗，因此造價(jià)仍然較高?；訃o(hù)是一類(lèi)臨時(shí)性的工程，在基坑回填后即完成工程的所有使用價(jià)值，因此采用可回收的預(yù)制構(gòu)件(如抗彎抗剪性能好的H型鋼)進(jìn)行圍護(hù)可節(jié)材、節(jié)能，大幅度降低工程造價(jià)，且施工質(zhì)量易控制，具備廣闊的發(fā)展前景，但預(yù)制構(gòu)件連接處的隔水問(wèn)題是制約其發(fā)展的瓶頸，也是國(guó)內(nèi)外巖土工程領(lǐng)域中的一項(xiàng)空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供第一種預(yù)制隔水樁(即WSP樁)，該預(yù)制隔水樁可有效隔水擋土，插拔施工方便，造價(jià)低。第一種預(yù)制隔水樁包括預(yù)制樁體、位于相鄰預(yù)制樁體連接處的隔水空腔、位于隔水空腔內(nèi)的隔水連接三部分組成，且隔水空腔沿樁長(zhǎng)方向設(shè)置，相鄰兩根預(yù)制樁體的一部分均為隔水空腔側(cè)壁的組成部分之一，其中的隔水連接包括彈性袋與充于彈性袋內(nèi)的充填體兩部分組成，彈性袋與相鄰的兩根預(yù)制樁體均緊密接觸，充填體是在充填彈性袋的過(guò)程中具備流動(dòng)性的物質(zhì)。在上述的第一種預(yù)制隔水樁中，上述的充填體可以是流體。在上述的第一種預(yù)制隔水樁中，上述的充填體可以是液體或有壓氣體或液體與有壓氣體的混合物中的一種。在上述的第一種預(yù)制隔水樁中，上述的充填體可以是淤泥、泥漿、水泥漿、水泥土、 水泥砂漿中的一種或幾種組合。在上述的第一種預(yù)制隔水樁中，上述的充填體可以是微膨脹的水泥漿、水泥土、水泥砂漿中的一種或幾種組合。在上述的第一種預(yù)制隔水樁中，上述的預(yù)制樁體可以是鋼板樁、H型鋼、鋼管、角鋼、工字鋼、槽鋼中的一種或幾種的組合。在上述的第一種預(yù)制隔水樁中，上述的隔水空腔可以是一側(cè)與相鄰預(yù)制樁體中的一根連接的橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)。在上述的第一種預(yù)制隔水樁中，上述的隔水空腔可以是在上述相鄰預(yù)制樁體連接處施工于土體中的與上述預(yù)制樁體平行且相鄰的孔狀結(jié)構(gòu)。在上述的第一種預(yù)制隔水樁中，上述的隔水空腔可以是高壓隔水空腔，該高壓隔水空腔是相鄰的預(yù)制樁體與附加隔水空腔壁共同組成的封閉空間，隔水空腔中設(shè)置可與外界進(jìn)行氣體與液體交換的閥門(mén)嘴。本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供第二種預(yù)制隔水樁，該種預(yù)制隔水樁可有效隔水擋土，隔水效果好，造價(jià)低。第二種預(yù)制隔水樁包括預(yù)制樁體、位于相鄰預(yù)制樁體連接處的隔水空腔、位于隔水空腔內(nèi)的隔水連接三部分組成，且隔水空腔沿樁長(zhǎng)方向設(shè)置，相鄰兩根預(yù)制樁體的一部分均為隔水空腔側(cè)壁的組成部分之一，其中的隔水連接包括設(shè)置于隔水空腔內(nèi)的加熱器與充填于隔水空腔內(nèi)的由熱熔性材料構(gòu)成的隔水體兩部分組成，隔水體與相鄰的兩根預(yù)制樁體均粘結(jié)。本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供第三種預(yù)制隔水樁，該種預(yù)制隔水樁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，隔水效果好，造價(jià)低。第三種預(yù)制隔水樁包括預(yù)制樁體、位于相鄰預(yù)制樁體連接處的隔水空腔、位于隔水空腔內(nèi)的隔水連接三部分組成，且隔水空腔沿樁長(zhǎng)方向設(shè)置，相鄰兩根預(yù)制樁體的一部分均為隔水空腔側(cè)壁的組成部分之一，其中的隔水連接包括設(shè)置于隔水空腔內(nèi)的凝固體與涂抹于隔水空腔的內(nèi)表面上的脫模劑兩部分組成，凝固體與相鄰的兩根預(yù)制樁體均緊密接觸。本發(fā)明的第四個(gè)目的在于提供第一種預(yù)制隔水樁插拔施工方法，該預(yù)制隔水樁插拔施工方法可以在相鄰的預(yù)制樁之間形成臨時(shí)隔水連接，且在插拔施工時(shí)，隔水連接容易安裝與拆卸，大幅度節(jié)約了圍護(hù)樁的工程造價(jià)，插拔施工方便，質(zhì)量可靠，造價(jià)低。第一種預(yù)制隔水樁插拔施工方法包括以下步驟a)樁體定位，將預(yù)制樁體插置入土體，并在相鄰預(yù)制樁體之間設(shè)置隔水空腔，將彈性袋置于隔水空腔內(nèi)；b)向彈性袋內(nèi)充填可流動(dòng)的物質(zhì)，使彈性袋與相鄰的兩根預(yù)制樁體緊密接觸；c)進(jìn)入預(yù)制隔水樁使用期；d)如使用結(jié)束后需回收預(yù)制隔水樁，則將預(yù)制樁體拔出，如不許回收，則不需此步
馬聚ο在上述的第一種預(yù)制隔水樁插拔施工方法中，上述步驟a)中設(shè)置隔水空腔的方法可以是這樣的，將橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)與相鄰預(yù)制樁體中的一根連接，并將開(kāi)口設(shè)置于相鄰預(yù)制樁體連接處，在預(yù)制樁體插入土體時(shí)，在橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置止土賽， 防止土體進(jìn)入橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)，在相鄰預(yù)制樁體插入施工完成后，拔出止土塞，形成隔水空腔。在上述的第一種預(yù)制隔水樁插拔施工方法中，上述步驟a)中設(shè)置隔水空腔的方法也可以是這樣的，先將相鄰的兩根預(yù)制樁體插入土體，然后緊鄰兩根預(yù)制樁體連接處插入橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)，并使管狀結(jié)構(gòu)開(kāi)口側(cè)緊鄰相鄰的兩根預(yù)制樁體，形成隔水空腔。在上述的第一種預(yù)制隔水樁插拔施工方法中，在上述步驟a)中設(shè)置隔水空腔的方法中，可在相鄰的預(yù)制樁體連接處沿樁長(zhǎng)方向設(shè)置導(dǎo)向槽，在相鄰的兩根預(yù)制樁體插入土體之后，沿著導(dǎo)向槽插入橫截面開(kāi)口底部封閉的管狀結(jié)構(gòu)，形成隔水空腔。在上述的第一種預(yù)制隔水樁插拔施工方法中，上述步驟a)中設(shè)置隔水空腔的方法也可以是這樣的，先將橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)與相鄰預(yù)制樁體中的一根連接，在相鄰預(yù)制樁體插入土體后，采用水沖法或取土法對(duì)進(jìn)入橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的土體進(jìn)行清理，將清理后形成的空間作為隔水空腔。在上述的第一種預(yù)制隔水樁插拔施工方法中，上述步驟a)中設(shè)置隔水空腔的方法還可以是這樣的，先將相鄰預(yù)制樁體插入土體，然后在相鄰的預(yù)制樁體連接處的土體中成孔，將該孔作為隔水空腔。本發(fā)明的第五個(gè)目的在于提供第二種預(yù)制隔水樁插拔施工方法，該種預(yù)制隔水樁插拔施工方法可順利實(shí)現(xiàn)第二種預(yù)制隔水樁的插拔施工，回收施工方便，施工速度快，施工成本低。第二種預(yù)制隔水樁插拔施工方法包括以下步驟a)樁體定位，將預(yù)制樁體置入土體，并在相鄰預(yù)制樁體之間設(shè)置隔水空腔；b)在隔水空腔內(nèi)設(shè)置加熱器，向隔水空腔內(nèi)充填熱熔性材料作為隔水體，并使隔水體與相鄰的兩根預(yù)制樁體粘結(jié)；c)進(jìn)入預(yù)制隔水樁使用期；d)在使用結(jié)束后，通過(guò)加熱器加熱隔水空腔內(nèi)的隔水體，使隔水體熔化或強(qiáng)度降低；e)拔出預(yù)制樁體。在上述的第二種預(yù)制隔水樁插拔施工方法中，在上述步驟a)中設(shè)置隔水空腔的方法可參照上述的第一種預(yù)制隔水樁隔水空腔設(shè)置方法實(shí)施。在上述的第二種預(yù)制隔水樁插拔施工方法中，在上述步驟b)中充填熱熔性材料時(shí)，可在充填熱熔性材料前抽出部分積于隔水空腔內(nèi)的積水。在上述的第二種預(yù)制隔水樁插拔施工方法中，在上述步驟b)中，可將熱熔性材料置于隔水空腔內(nèi)加熱使其熔化，熔化后與相鄰的兩根預(yù)制樁體密切接觸，待熱熔性材料冷卻后，可與相鄰的兩根預(yù)制樁緊密粘結(jié)。在上述的第二種預(yù)制隔水樁插拔施工方法中，在上述步驟b)中，可將熱熔性材料熔化后置于隔水空腔內(nèi)，待熱熔性材料冷卻后，可與相鄰的兩根預(yù)制樁體緊密粘結(jié)。本發(fā)明的預(yù)制隔水樁及其施工方法，可在相鄰預(yù)制樁之間形成可靠的隔水結(jié)構(gòu)， 解決了預(yù)制樁作為基坑圍護(hù)樁的隔水難題，使得價(jià)格便宜、質(zhì)量可靠、可回收重復(fù)使用的預(yù)制樁可作為各種深度與地質(zhì)條件下的基坑圍護(hù)樁，可大幅度節(jié)約基坑圍護(hù)工程成本，安全可靠，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。


圖1為本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例與第四個(gè)實(shí)施例所用的第一種預(yù)制隔水樁橫截面構(gòu)造示意圖；圖2為本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例所用的第一種預(yù)制隔水樁的一種隔水空腔構(gòu)造示意圖3為本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例與第十個(gè)實(shí)施例所用的第二種預(yù)制隔水樁橫截面構(gòu)造示意圖；圖4為本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例所用的第一種預(yù)制隔水樁施工第一步示意圖；圖5為本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例所用的第一種預(yù)制隔水樁的隔水空腔施工步驟示意圖；圖6為本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例所用的第一種預(yù)制隔水樁的隔水空腔施工步驟示意圖；圖7為本發(fā)明的第七個(gè)實(shí)施例所用的第一種預(yù)制隔水樁的隔水空腔施工步驟示意圖；圖8為本發(fā)明的第八個(gè)實(shí)施例所用的第一種預(yù)制隔水樁的隔水空腔施工步驟示意圖；圖9為本發(fā)明的第九個(gè)實(shí)施例所用的第一種預(yù)制隔水樁的隔水空腔施工步驟示意圖；圖10為本發(fā)明的第十一個(gè)實(shí)施例所用的第三種預(yù)制隔水樁橫截面示意圖；圖11為本發(fā)明的第十二個(gè)實(shí)施例所用的預(yù)制隔水樁體與隔水空腔橫截面形式示意圖。
具體實(shí)施例方式作為本發(fā)明的如圖1所示的第一個(gè)實(shí)施例，主要目的在于介紹第一種預(yù)制隔水樁的結(jié)構(gòu)構(gòu)造與隔水原理。如圖1所示，第一種預(yù)制隔水樁包括預(yù)制樁體(1)、位于相鄰預(yù)制樁體(1)連接處的隔水空腔O)、位于隔水空腔O)內(nèi)的隔水連接三部分組成，隔水空腔 (2)沿樁長(zhǎng)方向布置，可以根據(jù)隔水需要確定隔水空腔( 沿樁長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度，可以沿預(yù)制樁體⑴全長(zhǎng)設(shè)置，也可以比預(yù)制樁體⑴短，相鄰兩根預(yù)制樁體⑴的連接處為隔水空腔 (2)側(cè)壁的組成部分之一，其中的隔水連接包括彈性袋(3)與充于彈性袋(3)內(nèi)的充填體 (4)兩部分組成，充填體(4)在充填彈性袋(3)時(shí)具備流動(dòng)性，隔水空腔O)的橫截面尺寸只需滿足彈性袋(3)的放置要求及便于充填體(4)充填要求即可。因彈性袋(3)具備彈性， 因此在充填體的壓力下，彈性袋(3)的形狀、大小均能很容易改變，不論彈性袋(3)的形狀如何變化，充填體(4)均可以充填于彈性袋(3)內(nèi)，充填體(4)可以是液體或有壓氣體或液體與有壓氣體的混合物中的一種，充填體(4)還可以是泥漿等近似膠體，不論隔水空腔O)與相鄰預(yù)制樁體(1)連接處的形狀如何，位于隔水空腔O)內(nèi)的彈性袋(3)總能充填于隔水空腔O)內(nèi)，彈性袋( 在相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)施工完成后能與相鄰的兩根預(yù)制樁體⑴均緊密接觸，封堵了相鄰兩根預(yù)制樁體⑴之間的連接空隙，達(dá)到隔水目的。 如果需提高隔水效果與隔水可靠度，可通過(guò)向彈性袋(3)內(nèi)的充填體(4)增加壓力，增加彈性袋⑶與相鄰兩根預(yù)制樁體⑴的接觸壓力，提高隔水效果。在本實(shí)施例中，可根據(jù)工程需要，選用淤泥、泥漿、水泥漿、水泥土、水泥砂漿中的一種或幾種組合作為充填體；也可以在上述的淤泥、泥漿、水泥漿、水泥土、水泥砂漿中添加膨脹劑，形成微膨脹的水泥漿、 水泥土、水泥砂漿中的一種或幾種組合作為充填體G)?？傊涮铙w(4)只需在充填彈性袋(3)的過(guò)程中具備流動(dòng)性即具備隔水功能。如果充填體(4)為水泥漿、水泥土、水泥砂漿等物質(zhì)，在充填完成后，充填體(4)經(jīng)過(guò)凝固不再具備流動(dòng)性，因有彈性袋C3)將充填體(4)與預(yù)制樁體(1)隔離，充填體(4)不會(huì)與預(yù)制樁體(1)膠結(jié)，故可在使用完成后能較容易地將預(yù)制樁體(1)逐根拔出。如果充填體(4)為水、空氣、泥漿等流動(dòng)性的物質(zhì)，則在整個(gè)使用過(guò)程中，不論隔水空腔( 的形狀在任何時(shí)候發(fā)生何種變化，彈性袋( 總能及時(shí)填充隔水空腔0)，達(dá)到隔水目的。比如，在基坑圍護(hù)初始使用階段，因預(yù)制樁體⑴在隔水空腔⑵ 的側(cè)表面存在未能清理干凈的泥沙，在基坑內(nèi)外水壓差的作用下，泥沙可能流出，但彈性袋 (3)在流動(dòng)性的充填體的壓力作用下，可及時(shí)封堵泥沙流出后留下的空隙，因此該種隔水連接具備自修復(fù)的功能，因此安全可靠。此外，在本實(shí)施例中，如彈性袋(3)在使用過(guò)程中損壞，可將彈性袋(3)隨時(shí)取出替換，且彈性袋C3)可重復(fù)使用。在本實(shí)施例中，各種預(yù)制構(gòu)件均可作為預(yù)制樁體(1)，預(yù)制樁體(1)可以是鋼板樁、H型鋼、工字鋼、鋼管、角鋼、槽鋼中的一種或幾種的組合，還可以是鋼筋混凝土預(yù)制樁。在本實(shí)施例中，可以采用多種形式的隔水空腔O)。隔水空腔⑵可以是如圖1(a)所示的一側(cè)與相鄰預(yù)制樁體⑴中的一根連接的橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)(5)與相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)的連接部分圍成。隔水空腔O)也可以是如圖1(b)所示的在相鄰預(yù)制樁體(1)連接處施工于土體(7)中的與上述預(yù)制樁體(1)平行且相鄰的孔狀結(jié)構(gòu)。作為本發(fā)明的如圖2所示的第二個(gè)實(shí)施例，主要目的在于介紹第一種預(yù)制隔水樁的一種高壓隔水空腔的結(jié)構(gòu)構(gòu)造與工作原理。圖2(a)為本實(shí)施例所介紹的高壓隔水空腔橫截面示意圖，圖2(b)為本實(shí)施例所介紹的高壓隔水空腔縱剖面示意圖。如圖2(a)與圖 2(b)所示的高壓隔水空腔是由相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)的一部分與附加隔水空腔壁(8)共同組成的封閉空間，在附加隔水空腔壁(8)上設(shè)置可使高壓隔水空腔與外界進(jìn)行氣體或液體交換的閥門(mén)嘴(9)。彈性袋C3)為帶有進(jìn)氣口(10)的封閉彈性袋狀體，在使用前，將彈性袋(3)放置于高壓隔水空腔內(nèi)，并使進(jìn)氣口(10)穿越閥門(mén)嘴(9)至高壓隔水空腔外，如圖 2(b)所示，然后通過(guò)進(jìn)氣口(10)向彈性袋(3)內(nèi)充氣或充入水等液體，因高壓隔水空腔為封閉空間，雖然彈性袋(3)具備較強(qiáng)的伸縮性，但在高壓隔水空腔的約束下仍可通過(guò)加壓使得彈性袋(3)內(nèi)液體或氣體成為高壓液體或氣體，可提高彈性袋( 與兩相鄰預(yù)制樁體
(1)的接觸壓力，從而提高隔水效果與隔水能力。作為本發(fā)明的如圖3所示的第三個(gè)實(shí)施例，主要目的在于介紹第二種預(yù)制隔水樁的結(jié)構(gòu)構(gòu)造與隔水原理。如圖3所示，第二種預(yù)制隔水樁包括預(yù)制樁體(1)、位于相鄰預(yù)制樁體(1)連接處的隔水空腔O)、位于隔水空腔O)內(nèi)的隔水連接三部分組成，且隔水空腔
(2)沿預(yù)制樁體(1)長(zhǎng)度方向設(shè)置，相鄰兩根預(yù)制樁體(1)的一部分均為隔水空腔( 的側(cè)壁的組成部分之一，其中的隔水連接包括設(shè)置于隔水空腔O)內(nèi)的加熱器(11)與充填于隔水空腔⑵內(nèi)的由熱熔性材料構(gòu)成的隔水體(12)兩部分組成，隔水體(12)與相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)均粘結(jié)。在本實(shí)施例中，隔水空腔O)的形式與構(gòu)造同第一個(gè)實(shí)施例。該第二種預(yù)制隔水樁的隔水原理是通過(guò)隔水空腔O)內(nèi)的熱熔性材料與相鄰的兩根預(yù)制樁體 (1)的連接，消除兩根相鄰的預(yù)制樁體(1)間的連接縫隙，從而達(dá)到隔水目的。在使用完成后，通過(guò)加熱器(11)加熱熱熔性材料組成的隔水體(12)，使隔水體(1 熔化或強(qiáng)度降低， 從而解除相鄰預(yù)制樁體(1)之間的連接，便于預(yù)制樁體(1)的拔出。作為本發(fā)明的如圖1與圖4所示的第四個(gè)實(shí)施例，主要目的在于結(jié)合預(yù)制隔水樁在基坑圍護(hù)中的應(yīng)用，介紹第一種預(yù)制隔水樁插拔施工方法與施工工藝。在第一種預(yù)制隔水樁插拔施工方法的第一步，在基坑圍護(hù)樁位置確定后，將預(yù)制樁體(1)置入土體，在兩根
8相鄰預(yù)制樁體(1)之間形成隔水空腔(2)，隔水空腔(2)的施工方法可參照實(shí)施例五至實(shí)施例九，其結(jié)構(gòu)形式可參照本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，將彈性袋(3)置于隔水空腔O)內(nèi)，彈性袋(3)與隔水空腔(2)也可在安置于預(yù)制樁體(1)上，在預(yù)制樁體(1)插入施工的同時(shí)完成彈性袋C3)與隔水空腔O)的施工，從而完成本實(shí)施例的第一步。第一步完成后，預(yù)制隔水樁的橫截面示意圖如圖4所示。在本實(shí)施例的第二步，向彈性袋(3)內(nèi)充水或充氣，也可以既充水又充氣，還可以充入其他可流動(dòng)的物質(zhì)作為充填體G)，充填體(4)可參照本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例選用，在充填體的壓力作用下，彈性袋C3)與相鄰的兩根預(yù)制樁體(1) 緊密接觸，從而封堵了相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)在連接處的縫隙，達(dá)到隔水目的。為了提高隔水效果，可通過(guò)增加充填體(4)的壓力來(lái)提高彈性袋( 與預(yù)制樁體(1)的接觸壓力。完成本實(shí)施例的第二步，即完成預(yù)制隔水樁的安裝施工。在第二步完成后的預(yù)制隔水樁的橫截面示意圖如圖1(a)所示。在本實(shí)施例的第三步，在預(yù)制隔水樁安裝施工完成后，完成基坑圍護(hù)體系施工，進(jìn)行基坑開(kāi)挖，進(jìn)入預(yù)制隔水樁使用期。在基坑回填后，預(yù)制隔水樁的使用期結(jié)束，如使用結(jié)束后需回收預(yù)制隔水樁，則將預(yù)制樁體(1)拔出，如不需回收，則不需此步驟。因在相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)間的隔水連接為柔性結(jié)構(gòu)，且不與預(yù)制樁體(1)膠結(jié)，因此可方便地逐根拔出預(yù)制樁體(1)。本預(yù)制隔水樁可重復(fù)使用。作為本發(fā)明的如圖5所示的第五個(gè)實(shí)施例，主要目的在于介紹第一種預(yù)制隔水樁的隔水空腔O)的第一種施工方法。隔水空腔O)的施工方法可以是這樣的，先將橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)(5)與相鄰預(yù)制樁體(1)中的一根連接，并將開(kāi)口設(shè)置于相鄰預(yù)制樁體(1) 連接處，在預(yù)制樁體(1)插入土體時(shí)，在隔水空腔O)內(nèi)設(shè)置止土塞(13)，防止土體進(jìn)入隔水空腔O)，如圖5(a)所示。在相鄰預(yù)制樁體(1)插入施工完成后，拔出止土塞(13)，形成隔水空腔(2)，如圖5(b)所示。作為本發(fā)明的如圖6所示的第六個(gè)實(shí)施例，主要目的在于介紹第一種預(yù)制隔水樁的隔水空腔( 的第二種施工方法。隔水空腔( 的施工方法可以是這樣的，先將相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)插入土體，如圖6(a)所示。然后緊鄰兩根預(yù)制樁體(1)連接處插入橫截面開(kāi)口底部封閉的管狀結(jié)構(gòu)(5)，并使管狀結(jié)構(gòu)(5)的開(kāi)口側(cè)緊鄰相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)， 形成隔水空腔(2)，如圖6(b)所示。作為本發(fā)明的如圖7所示的第七個(gè)實(shí)施例，主要目的在于介紹第一種預(yù)制隔水樁的隔水空腔( 的第三種施工方法。隔水空腔( 的施工方法可以是這樣的，在相鄰的預(yù)制樁體(1)連接處沿樁長(zhǎng)方向設(shè)置導(dǎo)向槽(14)，如圖7(a)所示，在相鄰的兩根預(yù)制樁體(1) 插入土體之后，沿著導(dǎo)向槽(14)插入橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)(5)，形成隔水空腔O)，如圖 7(b)所示。作為本發(fā)明的如圖8所示的第八個(gè)實(shí)施例，主要目的在于介紹第一種預(yù)制隔水樁的隔水空腔O)的第四種施工方法。隔水空腔O)的施工方法可以是這樣的，將橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)(5)與相鄰預(yù)制樁體(1)中的一根連接，將相鄰預(yù)制樁體(1)插入土體，如圖 8(a)所示，然后，采用水沖法或取土法對(duì)橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)(5)內(nèi)的土體(7)進(jìn)行清理，將清理后形成的空間作為隔水空腔O)，如圖8(b)所示。作為本發(fā)明的如圖9所示的第九個(gè)實(shí)施例，主要目的在于介紹第一種預(yù)制隔水樁的隔水空腔O)的第五種施工方法。隔水空腔O)的施工方法可以是這樣的，將相鄰預(yù)制樁體(1)插入土體，如圖9(a)所示，然后，采用水沖法或取土法在相鄰的預(yù)制樁體(1)的連接處土體(7)中采用水沖法或取土法成孔，將該孔作為隔水空腔O)，如圖9(b)所示。作為本發(fā)明的如圖3所示的第十個(gè)實(shí)施例，主要目的在于結(jié)合預(yù)制隔水樁在基坑圍護(hù)中的應(yīng)用，介紹第二種預(yù)制隔水樁插拔施工方法與施工工藝步驟。在該第二種預(yù)制隔水樁插拔施工方法的第一步，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，將預(yù)制隔水樁進(jìn)行定位，并將預(yù)制樁體(1)置入土體，并在相鄰預(yù)制樁體(1)之間設(shè)置隔水空腔O)，隔水空腔O)的設(shè)置方法可參照本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例至第九個(gè)實(shí)施例，完成本實(shí)施例的第一步，如圖3所示。在本實(shí)施例的第二步，在隔水空腔(2)內(nèi)設(shè)置加熱器(11)，向隔水空腔(2)內(nèi)充填熱熔性材料作為隔水體(12)，并使隔水體(12)與相鄰的兩根預(yù)制樁體⑴粘結(jié)。在本步驟中，可在充填熱熔性材料前抽出部分積于隔水空腔O)內(nèi)的積水。之后可將熱熔性材料置于隔水空腔O)內(nèi)加熱使其熔化，熔化后與相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)密切接觸，待熱熔性材料冷卻后，可與相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)緊密粘結(jié)形成隔水體(12)，也可以將熱熔性材料熔化后注入隔水空腔 (2)內(nèi)，待熱熔性材料冷卻后，可與相鄰的預(yù)制樁體(1)粘結(jié)形成隔水體(12)，熱容性隔水材料可以是浙青、環(huán)氧樹(shù)脂等樹(shù)脂類(lèi)材料。如圖3所示。隔水體(1 封堵了相鄰預(yù)制樁體 (1)連接處的縫隙，從而達(dá)到隔水目的。完成本實(shí)施例的第二步。即完成預(yù)制隔水樁的安裝施工。在本實(shí)施例的第三步，在預(yù)制隔水樁安裝施工完成后，完成基坑圍護(hù)體系施工，即可進(jìn)行基坑開(kāi)挖，進(jìn)入預(yù)制隔水樁使用期。在基坑回填后，預(yù)制隔水樁的使用期結(jié)束，進(jìn)入本實(shí)施例的第四步。在本步驟中，通過(guò)加熱器(11)加熱隔水空腔⑵內(nèi)的隔水體(12)，使隔水體(1 熔化或強(qiáng)度降低，這樣，便降低相鄰預(yù)制樁體(1)間的連接力。完成本實(shí)施例的第四步。在第五步中，可直接拔出預(yù)制樁體(1)，完成本實(shí)施例的第二種預(yù)制隔水樁插拔施工。作為本發(fā)明的如圖10所示的第十一個(gè)實(shí)施例，主要目的是介紹第三種預(yù)制隔水樁的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、隔水原理與施工方法。如圖10所示，第三種預(yù)制隔水樁包括預(yù)制樁體(1)、 位于相鄰預(yù)制樁體(1)連接處的隔水空腔O)、位于隔水空腔O)內(nèi)的隔水連接三部分組成，且隔水空腔( 沿預(yù)制樁體(1)樁長(zhǎng)方向設(shè)置，相鄰兩根預(yù)制樁體(1)的一部分均為隔水空腔O)的側(cè)壁的組成部分之一，其中的隔水連接包括設(shè)置于隔水空腔O)內(nèi)的凝固體 (16)與涂抹于隔水空腔(2)的內(nèi)壁上的脫模劑(15)兩部分組成，凝固體(16)與相鄰的兩根預(yù)制樁體⑴均緊密接觸。因凝固體(16)能與相鄰兩根預(yù)制樁體⑴緊密連接，填補(bǔ)了相鄰兩根預(yù)制樁體(1)接頭處的空隙，故能達(dá)到隔水目的。凝固體(16)可以是水泥漿、 水泥土、水泥砂漿、混凝土等在凝固前具備流動(dòng)性的建筑材料，因凝固體(16)在凝固前具備流動(dòng)性，因此可密實(shí)填充隔水空腔O)，在凝固后封堵相鄰預(yù)制樁體(1)間的連接空隙。 在拔樁時(shí)，因在隔水空腔O)的內(nèi)壁上涂有脫模劑(15)，因此凝固體(16)不會(huì)與預(yù)制樁體 (1)凝結(jié)，易于預(yù)制樁體(1)的回收。在本實(shí)施例中，隔水空腔O)的內(nèi)壁在預(yù)制樁體(1) 插入施工時(shí)不會(huì)與相鄰預(yù)制樁體(1)發(fā)生摩擦，因此脫模劑(1 不會(huì)在預(yù)制樁體(1)插入施工時(shí)被破壞。脫模劑(1 可以是模板油、工業(yè)臘活塑料薄膜等材料中的一種。第三種預(yù)制隔水樁的施工方法簡(jiǎn)單，與之前實(shí)施例相比，不同點(diǎn)在于在預(yù)制樁體(1)插入施工前，在隔水空腔O)的內(nèi)壁上完成脫模劑(1 的施工，在預(yù)制樁體(1)插入土體后，形成隔水空腔O)，在隔水空腔(2)形成后，只需向隔水空腔O)內(nèi)灌入未凝固的水泥漿、水泥土、水泥砂漿或混凝土等建筑材料，待其凝固后形成凝固體(16)，待預(yù)制隔水樁使用結(jié)束后，可直接拔出預(yù)制樁體(1)，完成第三種預(yù)制隔水樁的插拔施工。
作為本發(fā)明的如圖11所示的第十二個(gè)實(shí)施例，主要目的是介紹幾種預(yù)制隔水樁的預(yù)制樁體(1)與隔水空腔O)的橫截面結(jié)構(gòu)與組合形式，便于在使用中選擇。如圖11所示，預(yù)制樁體(1)可以是截面為圓環(huán)形的鋼管、鋼板樁、角鋼、工字鋼、或者是箱形結(jié)構(gòu)等形式及其組合，相鄰預(yù)制樁體(1)間的連接可以是前述實(shí)施例所示的拉伸鋼板樁手拉手式連接，也可以是如圖11所示的各種連接形式中的一種或幾種組合。隔水空腔(2)可以與相鄰預(yù)制樁體(1)連接處留下的空隙，也可以是接頭處空腔體的一部分。本專利包括但不限于本領(lǐng)域內(nèi)專業(yè)人士可替代使用的其他施工方法。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)制隔水樁，其特征是包括預(yù)制樁體(1)、位于相鄰預(yù)制樁體(1)連接處的隔水空腔(2)、位于隔水空腔(2)內(nèi)的隔水連接三部分組成，且隔水空腔(2)沿樁長(zhǎng)方向設(shè)置，相鄰兩根預(yù)制樁體(1)的一部分均為隔水空腔O)的側(cè)壁的組成部分之一，其中的隔水連接包括彈性袋(3)與充于彈性袋(3)內(nèi)的充填體(4)兩部分組成，彈性袋(3)與相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)均緊密接觸，充填體(4)是在充填彈性袋(3)的過(guò)程中具備流動(dòng)性的物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制隔水樁，其特征是上述的充填體(4)是流體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1與權(quán)利要求2所述的充填體，其特征是上述的充填體(4)是液體或有壓氣體或液體與有壓氣體的混合物中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制隔水樁，其特征是上述的充填體(4)是淤泥、泥漿、水泥漿、水泥土、水泥砂漿中的一種或幾種組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制隔水樁，其特征是上述的充填體(4)是微膨脹的水泥漿、 水泥土、水泥砂漿中的一種或幾種組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制隔水樁，其特征是上述的預(yù)制樁體(1)是鋼板樁、H型鋼、鋼管、角鋼、工字鋼、槽鋼中的一種或幾種的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制隔水樁，其特征是上述的隔水空腔( 是一側(cè)與相鄰預(yù)制樁體中的一根連接的橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制隔水樁，其特征是上述的隔水空腔( 是在上述相鄰預(yù)制樁體(1)連接處施工于土體中的與上述預(yù)制樁體(1)平行且相鄰的孔狀結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制隔水樁，其特征是上述的隔水空腔(2)是高壓隔水空腔， 該高壓隔水空腔是相鄰的預(yù)制樁體(1)與附加隔水空腔壁(8)共同組成的封閉空間，隔水空腔O)中設(shè)置與外界進(jìn)行氣體與液體交換的閥門(mén)嘴(9)。
10.一種預(yù)制隔水樁，其特征是包括預(yù)制樁體(1)、位于相鄰預(yù)制樁體(1)連接處的隔水空腔(2)、位于隔水空腔( 內(nèi)的隔水連接三部分組成，且隔水空腔(2)沿樁長(zhǎng)方向設(shè)置， 相鄰兩根預(yù)制樁體(1)的一部分均為隔水空腔O)的側(cè)壁的組成部分之一，其中的隔水連接包括設(shè)置于隔水空腔O)內(nèi)的加熱器(11)與充填于隔水空腔O)內(nèi)的由熱熔性材料構(gòu)成的隔水體(1 兩部分組成，隔水體(1 與相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)均粘結(jié)。
11.一種預(yù)制隔水樁，其特征是包括預(yù)制樁體(1)、位于相鄰預(yù)制樁體(1)連接處的隔水空腔(2)、位于隔水空腔(2)內(nèi)的隔水連接三部分組成，且隔水空腔(2)沿樁長(zhǎng)方向設(shè)置， 相鄰兩根預(yù)制樁體(1)的一部分均為隔水空腔O)的側(cè)壁的組成部分之一，其中的隔水連接包括設(shè)置于隔水空腔O)內(nèi)的凝固體(16)與涂抹于隔水空腔的內(nèi)表面上的脫模劑(15) 兩部分組成，凝固體(16)與相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)均緊密接觸。
12.—種預(yù)制隔水樁插拔施工方法，包括以下步驟a)樁體定位，將預(yù)制樁體⑴插置入土體，并在相鄰預(yù)制樁體⑴之間設(shè)置隔水空腔 O)，將彈性袋(3)置于隔水空腔O)內(nèi)；b)向彈性袋(3)內(nèi)充填可流動(dòng)的物質(zhì)，使彈性袋( 與相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)緊密接觸；c)進(jìn)入預(yù)制隔水樁使用期；d)如使用結(jié)束后需回收預(yù)制隔水樁，則將預(yù)制樁體(1)拔出，如不許回收，則不需此步馬聚ο
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的預(yù)制隔水樁插拔施工方法，其特征是在上述步驟a)中設(shè)置隔水空腔O)的方法是這樣的，將橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)(5)與相鄰預(yù)制樁體(1)中的一根連接，并將開(kāi)口設(shè)置于相鄰預(yù)制樁體(1)連接處，在預(yù)制樁體(1)插入土體時(shí)，在橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)(5)內(nèi)設(shè)置止土賽(13)，防止土體進(jìn)入截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)(5)，在相鄰預(yù)制樁體(1)插入施工完成后，拔出止土塞(13)，形成隔水空腔O)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的預(yù)制隔水樁插拔施工方法，其特征是在上述步驟a)中設(shè)置隔水空腔的方法是這樣的，先將相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)插入土體，然后緊鄰兩根預(yù)制樁體(1)的連接處插入橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)(5)，并使管狀結(jié)構(gòu)(5)開(kāi)口側(cè)緊鄰相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)，形成隔水空腔⑵。
15.根據(jù)權(quán)利要求12與權(quán)利要求14所述的預(yù)制隔水樁的隔水空腔(2)的施工方法，其特征是在上述步驟a)中設(shè)置隔水空腔的方法中，在相鄰的預(yù)制樁體(1)連接處沿樁長(zhǎng)方向設(shè)置導(dǎo)向槽(14)，在相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)插入土體之后，沿著導(dǎo)向槽(14)插入橫截面開(kāi)口底部封閉的管狀結(jié)構(gòu)(5)，形成隔水空腔O)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的預(yù)制隔水樁插拔施工方法，其特征是在上述步驟a)中設(shè)置隔水空腔O)的方法是這樣的，先將橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)(5)與相鄰預(yù)制樁體中的一根連接，在相鄰預(yù)制樁體(1)插入土體后，采用水沖法或取土法對(duì)進(jìn)入橫截面開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)(5)內(nèi)的土體(7)進(jìn)行清理，將清理后形成的空間作為隔水空腔O)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的預(yù)制隔水樁插拔施工方法，其特征是在上述步驟a)中設(shè)置隔水空腔( 的方法是這樣的，先將相鄰預(yù)制樁體(1)插入土體，然后在相鄰的預(yù)制樁體 (1)連接處的土體中成孔，將該孔作為隔水空腔O)。
18.一種預(yù)制隔水樁插拔施工方法，包括以下步驟a)樁體定位，將預(yù)制樁體⑴置入土體，并在相鄰預(yù)制樁體⑴之間設(shè)置隔水空腔⑵；b)在隔水空腔(2)內(nèi)設(shè)置加熱器(11)，向隔水空腔(2)內(nèi)充填熱熔性材料作為隔水體 (12)，并使隔水體(12)與相鄰的兩根預(yù)制樁體⑴粘結(jié)；c)進(jìn)入預(yù)制隔水樁使用期；d)在使用結(jié)束后，通過(guò)加熱器(11)加熱隔水空腔內(nèi)的隔水體(12)，使隔水體(12)熔化或強(qiáng)度降低；e)拔出預(yù)制樁體(1).
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的預(yù)制隔水樁插拔施工方法，其特征是在上述步驟b)中充填熱熔性材料前，抽出部分積于隔水空腔O)內(nèi)的積水。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的預(yù)制隔水樁插拔施工方法，其特征是在上述步驟b)中，將熱熔性材料置于隔水空腔O)內(nèi)加熱使其熔化，熔化后與相鄰的兩根預(yù)制樁體(1)密切接觸，待熱熔性材料冷卻后，與相鄰的兩根預(yù)制樁(1)緊密粘結(jié)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的預(yù)制隔水樁插拔施工方法，其特征是在上述步驟b)中，將熱熔性材料熔化后置于隔水空腔⑵內(nèi)，待熱熔性材料冷卻后，與相鄰的兩根預(yù)制樁體⑴ 緊密粘結(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及基坑圍護(hù)工程領(lǐng)域中的一種預(yù)制隔水樁(WSP樁)及其施工方法，其構(gòu)造包括預(yù)制樁體(1)、隔水空腔(2)與隔水連接三部分，根據(jù)隔水連接的不同細(xì)分為三種WSP樁，第一種隔水連接包括彈性袋(3)與充于彈性袋(3)內(nèi)的充填體(4)兩部分組成，充填體(4)可以是流體，其他兩種隔水連接分別為熱熔性材料與凝結(jié)性材料，本發(fā)明可在相鄰預(yù)制樁體(1)之間形成可靠的隔水結(jié)構(gòu)，解決了預(yù)制樁作為基坑圍護(hù)樁的隔水難題，使得價(jià)格便宜、質(zhì)量可靠、可回收重復(fù)使用的預(yù)制樁可作為各種深度與地質(zhì)條件下的基坑圍護(hù)樁，且隔水性能具備自修復(fù)性，可大幅度節(jié)約基坑圍護(hù)樁工程成本，安全可靠，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
文檔編號(hào)E02D19/18GK102561314SQ20121005715
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者張繼紅 申請(qǐng)人:張繼紅