CN111794209A - 一种镶嵌式预制混凝土柱隔离桩及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地铁盾构隧道防护技术领域，提供了一种镶嵌式预制混凝土柱隔离桩及其施工方法。本发明提供的隔离桩内部镶嵌有橡胶袋包裹的膨润土，通过调节橡胶袋的进水量改变其内部膨润土的膨胀量，从而控制由于邻近地铁盾构隧道施工引起侧向土体位移，最终实现对地铁隧道结构位移变化的主动调控，保证地下隧道结构的安全；本发明的镶嵌式预制混凝土柱隔离桩可以代替传统的刚性隔离柱，能够减少水泥的使用，更加经济，施工方便简洁，节约施工成本。

Description

一种镶嵌式预制混凝土柱隔离桩及其施工方法

技术领域

本发明涉及地铁盾构隧道防护技术领域，特别涉及一种镶嵌式预制混凝土柱隔离桩及其施工方法。

背景技术

随着地下空间的大量开发，大型基坑工程越来越多，并出现大量邻近构筑物的大型基坑。基坑开挖对周围环境的影响不仅体现在对坑外地表变形的影响，更体现在坑外地表以下一定深度范围内的土体因卸荷作用产生的整体位移与形变，从而间接影响周围构筑物的安全。

当深基坑开挖引起的环境效应控制不当时，会引起坑外隧道产生过大变形，影响其正常使用，甚至造成隧道破坏。已有不少邻近既有隧道施工基坑导致隧道产生过量位移、变形、隧道管片损坏的工程实例。例如，台北某深基坑设计深度为21.1m，与相邻捷运隧道上行线最小间距仅12m。施工过程中，靠近隧道处围护墙的最大水平位移达到54mm，进而引起相邻隧道产生水平方向拉伸26mm、竖直方向压缩45mm的剧烈变形，并导致部分隧道底板脱落，最终造成严重工程事故。广州市一区间地铁隧道邻侧进行深基坑施工，基坑与隧道边缘之间距离达34.5m，但围护结构设计采用排桩加锚杆的方式，锚杆端部距基坑最近仅为9.7m。基坑开挖过程中，受锚杆的牵引作用，土体侧向卸荷，导致隧道拱腰部处产生66mm的拉伸变形，并造成隧道管片大量开裂、掉块等。由此可见，若基坑工程设计和施工不当，将引起邻近隧道产生严重变形，威胁结构安全，甚至酿成工程事故，因此需要开展基坑外围的保护措施，来阻止深层土体的位移，保护地下构筑物的安全。

传统的地铁保护措施有隔离桩法、隔断墙法和注浆加固法等。隔离桩是一种能够将临近工程活动各自产生的地基应力隔离开来的桩基础构件，使其不相重叠和相互影响，在实践中己证实为一种行之有效有变形控制法。在软粘性地基条件下，为了消除新建建筑对相邻老旧建筑地基不均匀沉降的影响，采用隔离桩技术是一种可靠的技术措施。此外，隔离桩也被广泛应用于基坑围护结构中，以减少基坑施工过程中对周边建构筑物的影响。随着施工技术的发展，隔离桩越来越多地被应用在与基坑相邻环境的保护上，且形式也更加丰富，通常可以采用钻孔灌注桩、地下连续墙、钢板桩、树根桩、深层搅拌桩、注浆体等构成墙体。隔断墙法与隔离桩性质相同，只是其造价更加高昂，并且施工工艺更复杂。当地下构筑物离基坑较近时，由于上述两种施工工艺的扰动较大，不宜采用。那么就会用到注浆加固法，但是注浆加固法不可控因素太多。因为目前为止还不能准确判定浆液在土体里面的走向与相应的加固区域，只能盲目的注浆起到阻止地下构筑的位移的作用，但效果并不理想，甚至压力控制不当可能其到反作用。因此目前亟需一种更加环保、经济且高效的保护措施。

现有研究表明，传统的刚性隔离桩在地铁保护应用中，地表浅层附近土体的水平位移明显减小，但地表以下一定深度范围内的土体，其水平位移在有隔离桩情况下反而增大，此为隔离桩对这部分土体存在水平向“牵引作用”。若基坑外存在既有地下隧道且隧道恰好处于此范围内，隧道水平位移可因隔离桩的“牵引作用”反而可能比无隔离桩时增大，隔离桩对控制隧道变形反而不利。

为了解决传统的刚性隔离桩在周边环境及建构筑物保护中存在的问题，提出一种新型的镶嵌式预制混凝土柱隔离桩及其施工方法显得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种镶嵌式预制混凝土柱隔离桩及其施工方法，本发明提供的镶嵌式预制混凝土柱隔离桩能对基坑施工过程中产生的深层土体位移进行实时主动调控，保证周围构筑物的安全。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种镶嵌式预制混凝土柱隔离桩，包括预制柱1、自动调控系统9，橡胶袋4和供水机组10；

所述预制柱1的中心设置有纵向贯穿预制柱1的孔洞3，所述孔洞3内设置有导管2；所述预制柱1中段设置有凹槽5，所述凹槽5内设置有卡扣6，所述橡胶袋4通过卡扣6固定在凹槽5中；

所述橡胶袋4内填充有填充材料，所述填充材料包括膨润土；

所述橡胶袋4内部设置有土压力计14，所述土压力计14通过线路和自动调控系统9连接；

所述导管2和橡胶袋4通过供水阀门7连接；所述供水阀门7通过线路和自动调控系统9连接；

所述导管2一端通过水管接头8与进水管15连接，所述进水管15另一端与自动调控系统9连接；

所述自动调控系统9包括依次连接的显示仪表11、压力调控器12和压力阀13；所述压力阀13与供水管16连接，所述供水管16的另一端通过供水接头23和所述供水机组10连接。

优选的，所述预制柱1的直径为600～1000mm。

优选的，所述镶嵌式预制混凝土柱隔离桩包括若干节预制柱1，每节之间通过焊接连接，每节长度为3～5m。

优选的，所述填充材料在纵向上分为两层，靠近导管2的一层为砂砾透水层17，另一层为膨润土层18。

优选的，所述土压力计14设置在膨润土层三分之一和三分之二高度处。

优选的，所述压力阀13为薄膜式或内弹簧活塞式压力阀。

优选的，所述压力调控器12包括变送器19、直流电源20、负载21和电流表22。

优选的，所述预制柱1内部靠近凹槽5处布设有钢筋笼，为卡扣6提供位置，并对预制柱1进行补强。

优选的，所述供水管16和进水管15均为PA尼龙软管水管，所述供水管16和进水管15的孔径独立地为20～40mm，壁厚独立地为5～12mm。

本发明提供了上述方案所述镶嵌式预制混凝土柱隔离桩的施工方法，包括以下步骤：

1)确定镶嵌式预制混凝土柱隔离桩的布设位置；

2)在基坑开挖前，通过钻机成孔，在确定的布设位置处将预制柱1下放，通过焊接达到设计标高，完成镶嵌式预制混凝土柱隔离桩的布设；

3)给每个预制混凝土柱隔离桩的预制柱1供水，通过不同深度侧向压力计算值，给定每段预制柱1的初始压力；

4)观察显示仪表11上每节预制柱1内土压力计14的压力值变化，调整对预制柱1的供水使得外侧土压处于稳定值；

5)在近接地铁隧道结构施工过程中，对要保护的地下结构布设土体位移计测定其周围土体位移量，即时传输数据，通过自动调控系统9补充给水，引起橡胶袋4中膨润土发生膨胀，通过控制水量引起膨润土的膨胀量，实现对地铁隧道结构位移的控制。

有益效果：

(1)本发明提供的隔离桩在预制柱内部镶嵌有橡胶袋，橡胶袋内填充有膨润土，可以通过调节橡胶袋的进水量改变其内部膨润土的膨胀量，从而控制由于邻近地铁盾构隧道施工引起侧向土体位移，实现对地铁隧道结构位移变化的主动调控，保证地下隧道结构的安全。

(2)采用本发明的镶嵌式预制混凝土柱隔离桩代替传统的刚性隔离柱，可以减少水泥的使用，更加经济，施工方便简洁，节约了施工成本。

附图说明

图1是预制式柱隔离桩示意图；

图2是预制式柱隔离桩桩体结构示意图；

图3是预制式柱隔离桩三视图；

图4是橡胶袋细节图；

图5是压力调控器原理图；

图6是预制式柱隔离桩系统与基坑位置关系平面图；

图7是预制式柱隔离桩系统与基坑位置关系立面图；

图1～7中：1-预制柱；2-导管；3-孔洞；4-橡胶袋；5-凹槽；6-卡扣；7-供水阀门；8-水管接头；9-自动调控系统；10-供水机组；11-显示仪表；12-压力调控器；13-压力阀；14-土压力计；15-进水管；16-供水管；17-砂砾透水层；18-膨润土层；19-变送器；20-直流电源；21-负载；22-电流表；23-供水接头；24-一字形布设的预制柱；25-地连墙；26-隧道；27-钢板接头。

具体实施方式

本发明提供了一种镶嵌式预制混凝土柱隔离桩，如图1所示，包括预制柱1、自动调控系统9，橡胶袋4和供水机组10。

在本发明中，所述预制柱1的结构示意图如图2所示，三视图如图3所示；所述预制柱1的中心设置有纵向贯穿预制柱1的孔洞3，所述孔洞3内设置有导管2；在本发明中，所述孔洞3的直径优选根据导管2的外径确定，所述导管2的外径优选为30～50mm。

在本发明中，所述预制柱1中段设置有凹槽5，所述凹槽5内设置有卡扣6，所述橡胶袋4通过卡扣6固定在凹槽5中。在本发明中，所述凹槽5具体设置在预制柱1侧面的中间部位；所述卡扣6优选为环形卡扣，所述环形卡扣优选设置4处，对称分布在凹槽5靠近预制柱1中心的侧面上；所述凹槽5的面积不应大于预制桩1截面一半，长度不大于单节桩长度的2/3。在本发明中，所述预制柱1内部靠近凹槽5处优选布设有钢筋笼，所述钢筋笼为卡扣6提供位置，并对预制柱1进行补强。

在本发明中，所述镶嵌式预制混凝土柱隔离桩优选包括若干节预制柱1，每节之间通过焊接连接；所述预制柱1的直径独立地优选为600～1000mm，更优选为700～900mm，在本发明的具体实施例中，所述预制柱1的直径独立地优选根据设计和钻孔大小确定；每节预制柱1的长度独立地优选为3～5m，所述预制柱1两端优选设置有预留的钢板接头27，以便于焊接，以实现不同的设计深度要求，在焊接时，各节预制柱1内部的导管2和相应的线路按照本领域技术人员熟知的方法连接即可。

在本发明中，所述导管2和橡胶袋4通过供水阀门7连接；所述供水阀门7通过线路和自动调控系统9连接，用于连接供水阀门7和自动调控系统9的信号线从孔洞3内部布设；所述导管2一端通过水管接头8与进水管15连接，所述进水管15另一端与自动调控调控系统9连接。

在本发明中，所述橡胶袋4内填充有填充材料，所述填充材料优选包括膨润土；所述填充材料优选在纵向上分为两层，靠近导管2的一层优选为砂砾透水层17，另一层优选为膨润土层18；所述砂砾透水层的厚度优选为1～5cm，更优选为2～3cm，所述橡胶袋的细节图如图4所示；本发明优选根据现场实测数据确定膨润土的用量和膨润土层的厚度，在本发明的具体实施例中，供水后橡胶袋内膨润土体积发生膨胀，从而实现对土体位移和压力的控制，本发明通过现场实测数据确定所需的膨胀量，然后再根据膨润土的膨胀率确定其具体用量和厚度；本发明以膨润土为填充材料，具有价格便宜、填充方便、易于控制等优势。在本发明中，所述橡胶袋优选采用合成橡胶、天然橡胶与纤维加强层硫化后制成，既有很好的抗胀强度，又有弹性、柔韧性，所述橡胶袋的工作压力优选为0～800kPa，填充的膨润土加水之后膨胀达到预定的压力，能起到平衡土体侧向压力的作用，通过体积膨胀起到隔断深层土体位移的作用；在本发明的具体实施例中，可以直接购买符合要求的橡胶袋进行使用。

在本发明中，所述橡胶袋内部设置有土压力计14，所述土压力计14优选设置在膨润土层三分之一和三分之二高度处；所述土压力计14通过线路和自动调控系统9连接，将检测到的压力数值显示在自动调控系统的显示仪表上，所述线路从孔洞3内部布设。在本发明中，所述土压力计的参数优选为：测量范围0～2000kPa，测量精度±0.1％F.S，工作温度-40℃～+80℃，量程为0～1.5MPa，输出信号：0～5V(三线制)；供电电压：9～36VDC；介质温度：-20～85℃(常温型)；环境温度：常温(-20～85℃)；零点温漂移：≤±0.05％FS℃；量程温度漂移：≤±0.05％FS℃。

在本发明中，所述自动调控系统9包括依次连接的显示仪表11、压力调控器12和压力阀13；所述压力阀13与供水管16连接，所述供水管16的另一端通过供水接头23和所述供水机组10连接。在本发明中，所述显示仪表11优选设有16～32个测量通道，独立显示，基本误差小于±0.2％F·S，16位A/D转换器，测量速度0.2秒/每通道；所述压力调控器的参数优选为：可调压力范围-0.1MPa～10MPa，环境温度-30～80℃，触点容量24VDC/220VAC，精度等级0.1％，长期稳定性≤±0.2％FS/年，防护等级IP65；在本发明中，压力调控器12包括变送器19、直流电源20、负载21和电流表22，本发明对所述变送器19、直流电源20、负载21和电流表22的连接方式没有特殊要求，按照本领域技术人员熟知的方式连接即可；在本发明中，所述压力调控器的原理图如图5所示。

在本发明中，所述压力阀优选为薄膜式或内弹簧活塞式压力阀，所述压力阀的参数优选为：公称压力：1.0MPa～2.0MPa，壳体试验压力：P＝1.5PN，密封试验压力：P＝1.1PN，调节阀0.10～1.2MPa。

在本发明中，所述供水管16和进水管15均优选为PA尼龙软管水管，供水管和进水管的孔径独立地优选为20～40mm，壁厚独立地优选为5～12mm，工作压力独立地优选为10～12kg。

在本发明中，所述供水机组的功率优选为0～130kw，排量优选为0～500m³/h，排水压力优选为0～0.6MPa。

在本发明中，自动调控系统9通过进水管14连接预制柱1内部的导管2，通过土压力计14监测预制柱1内压力大小，显示仪表11上显示每段预制柱内部的压力计的大小，通过监测这些压力变化，设定压力调控器上的调节压力，当预制柱内压力小于初始地层侧压力后，压力调控器开启压力阀给预制柱补水。本发明通过自动调控系统时时调节预制柱内的压力，从而实现对深层土体位移的实时主动调控，保证周围构筑物的安全。

本发明提供了上述方案所述镶嵌式预制混凝土柱隔离桩的用于隧道边基坑施工的施工方法，包括以下步骤：

1)确定镶嵌式预制混凝土柱隔离桩的布设位置；

2)在基坑开挖前，通过钻机成孔，在确定的布设位置处将预制柱1下放，通过焊接达到设计标高，完成镶嵌式预制混凝土柱隔离桩的布设；

3)给每个预制混凝土柱隔离桩的预制柱1供水，通过不同深度侧向压力计算值，给定每段预制柱1的初始压力；

4)观察显示仪表11上每节预制柱1内土压力计14的压力值变化，调整对预制柱1的供水使得外侧土压处于稳定值；

5)在近接地铁隧道结构施工过程中，对要保护的地下结构布设土体位移计测定周围其位移量，即时传输数据，通过自动调控系统9补充给水，引起橡胶袋4中膨润土发生膨胀，通过控制水量引起膨润土的膨胀量，实现对地铁隧道结构位移的控制。

本发明首先确定镶嵌式预制混凝土柱隔离桩的布设位置。本发明优选根据需要保护的构筑物距离基坑的距离，通过二维有限元计算来确定预制柱合适埋设位置和深度；在本发明的具体实施例中，所述要保护的构筑物优选为隧道结构，所述镶嵌式预制混凝土柱隔离桩根据隧道走向布设成一字型或拱形，所述镶嵌式预制混凝土柱隔离桩优选布设1排，相邻镶嵌式预制混凝土柱隔离桩的间距优选50～100cm，更优选为60～80cm；图6为本发明中镶嵌式预制混凝土柱隔离桩与基坑位置关系平面图，图7为本发明中镶嵌式预制混凝土柱隔离桩与基坑位置关系立体图，其中24为一字型布设的预制柱，25为地连墙，26为隧道。

确定布设位置后，本发明在基坑开挖前，通过钻机成孔，在确定的布设位置处将预制柱1下放，通过焊接达到设计标高，形成镶嵌式预制混凝土柱隔离桩，完成预制混凝土柱隔离桩的布设；本发明优选将多节预制柱1通过预留的钢板接头27焊接连接，边下放边连接。

完成布设后，本发明给每个预制混凝土柱隔离桩的预制柱1供水，通过不同深度侧向压力计算值，给定每段预制柱1的初始压力。本发明对所述不同深度的侧向压力的计算方法没有特殊要求，根据本领域技术人员熟知的方法进行计算即可。

给定初始压力后，本发明观察显示仪表11上每节预制柱1内土压力计14的压力值变化，调整对预制柱1的供水使得外侧土压处于稳定值。在本发明中，达到稳定值后的压力即为不同深度的初始土压。

外侧土压达到稳定值后，开始进行基坑开挖，在近接地铁隧道结构施工过程中，对要保护的构筑物靠近基坑处布设土体位移计测定其周围土体位移量，即时传输数据，通过自动调控系统9补充给水，引起橡胶袋4中膨润土发生膨胀，使得预制柱1远离基坑侧的深层土体位移不变。本发明对所述土体位移计及其布设方式没有特殊要求，按照本领域技术人员熟知的方式布设即可；在本发明中，所述要保护的构筑物为隧道结构，随着基坑开挖的进行，深层土体向坑内运动，会影响预制柱1周围土压值的改变，使得隧道开始发生变形，本发明通过分段供水，扩大预制柱1体积，使的预制柱1远离基坑侧的深层土体位移不变，控制深层土体位移和压力，起到保护外侧构筑物的效果。在本发明中，所述橡胶袋内膨润土的范围体积最大吸水量是恒定的，掺入单位体积水后膨润土的体应变可通过电脑程序处理得到，从而通过调整供水量精准控制橡胶袋水平方向上的膨胀变形位移。

在整个施工过程中，本发明通过自动调控系统9实时调整不同深度的预制柱1内的压力。在本发明的具体实施例中，优选监测隧道的竖向和横向位移变形，自动调控系统9接收到隧道变形数据后，实时对预制柱1进行分段调控，调控方式和步骤(5)中相同。本发明通过预制柱1的压力平衡与体积膨胀来隔断深层土体应力场与位移场的传递，起到保护外围构筑物的效果。

基坑开挖完成后，本发明将隔离桩(即预制柱部分)保留在地下，将供水机组和自动控制系统撤除即可。

下面结合实施例对本发明提供的方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

根据隔离桩的设计深度、钻孔孔径大小，完成预制式柱隔离桩的设计和制作，预制柱1内部预留孔洞3，孔洞直径50mm，内部中空，用来走导管2以及信号线给压力阀13。预制柱1中段设有凹槽5，橡胶袋4通过四个环形卡扣6固定在凹槽5中，每个橡胶袋4与导管2通过供水阀门7连接，供水阀门7的信号线从预留孔洞3内部布设，导管2通过预制柱预留的孔洞布设，并且每段预制柱1上都有相应信号线头与导管头的接头。

橡胶袋4中填充材料分为两层，靠近导管一侧布设2cm厚的砂砾透水层17，另一层为膨润土层18，具体膨润土种类根据地下可能发生的位移大小进行选择。

所述的导管2连接自动调控系统9上的进水管15，其中自动调控系统9内含有土压力计14，能监测每个橡胶袋4内的压力，并在显示仪表11上显示。基坑开挖过程中，监测隧道的竖向和横向位移变形，自动调控系统9接收到隧道变形数据后，实时对预制柱1进行分段调控。通过预制柱1的压力平衡与体积膨胀来隔断深层土体应力场与位移场的传递，起到保护外围构筑物的效果。

在此实施例中，供水管16、进水管15为PA尼龙软管水管，孔径20～40mm，壁厚5～12mm，工作压力10～12kg。压力阀13为薄膜式、内弹簧活塞式等，公称压力：1.0MPa～2.0MPa，壳体试验压力：P＝1.5PN，密封试验压力：P＝1.1PN，调节阀0.10～1.2MPa。土压力计14的量程为0～1.5(MPa)，精度为0.1％FS；输出信号：0～5V(三线制)；供电电压：9～36VDC；介质温度：-20～85℃(常温型)；环境温度：常温(-20～85℃)；零点温漂移：≤±0.05％FS℃；量程温度漂移：≤±0.05％FS℃。显示仪表11设有8～16个测量通道，独立显示，基本误差优于±0.2％F·S，16位A/D转换器，测量速度0.2秒/每通道。压力调控器12的压力范围-0.1MPa～10MPa，环境温度-30～80℃，触点容量24VDC/220VAC，精度等级0.1％，长期稳定性≤±0.2％FS/年，防护等级IP65。供水机的功率为0～130kw，排量：0～500m³/h，排水压力：0～0.6MPa。在此实施例中，预制柱1是分节的，每节长2～3m，每节之间可以相互连接，以满足不同设计深度的需求。

在此实施例中，橡胶袋4采用合成橡胶、天然橡胶与纤维加强层硫化后制成，既有很好的抗胀强度，又有弹性、柔韧性，其工作压力0～800kPa，填充的膨润土供水之后膨胀达到预定的压力，能起到平衡土体侧向压力的作用，通过体积膨胀起到隔断深层土体位移的作用。

实施例2

所述的镶嵌式预制混凝土柱隔离桩的施工方法，具体包括以下步骤：

1、镶嵌式预制混凝土柱隔离桩系统的施工

首先确定镶嵌式预制混凝土柱隔离桩系统的布设位置，根据需要保护的构筑物(地下隧道结构)距离基坑的距离，通过二维有限元计算来确定预制柱合适埋设位置和深度，镶嵌式预制混凝土柱隔离桩根据隧道走向布置为一字形或者拱形，镶嵌式预制混凝土柱隔离桩布设1排，镶嵌式预制混凝土柱隔离桩间距50cm～100cm；在基坑开挖前，通过钻机成孔，然后及时将各节预制柱1下放，边下放边连接，以达到设计标高，形成一个镶嵌式预制混凝土柱隔离桩；

2、镶嵌式预制混凝土柱隔离桩压力施加

当镶嵌式预制混凝土柱隔离桩埋设完成后立马给每个预制柱1供水，通过不同深度侧向压力计算值，给定初始每段预制柱1的压力；观察显示仪表11上每段预制柱1内的压力和外侧压力计上的压力值变化，适当调整预制柱1内压力使得外侧土压能处于稳定值。默认该压力为初始不同深度的土压；随着基坑的开挖的进行，深层土体会朝向坑内运动，会影响预制柱1周围土压值的改变，使得隧道开始发生变形。这时通过自动调控系统9及时分段供水，扩大预制柱1体积，使得预制柱1远离基坑侧的深层土体位移不变，这样就起到保护外侧构筑物的效果；在基坑开挖的整个过程中自动调控系统9时时调整不同深度预制柱1内的压力，来隔断深层土体的位移场与应力场，保护周围构筑物与周边环境。

3、镶嵌式预制混凝土柱隔离桩施工完成

在基坑开挖完成后，隔离桩保留在地下，撤除供水设施。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种镶嵌式预制混凝土柱隔离桩，其特征在于，包括预制柱(1)、自动调控系统(9)，橡胶袋(4)和供水机组(10)；

所述预制柱(1)的中心设置有纵向贯穿预制柱(1)的孔洞(3)，所述孔洞(3)内设置有导管(2)；所述预制柱(1)中段设置有凹槽(5)，所述凹槽(5)内设置有卡扣(6)，所述橡胶袋(4)通过卡扣(6)固定在凹槽(5)中；

所述橡胶袋(4)内填充有填充材料，所述填充材料包括膨润土；

所述橡胶袋(4)内部设置有土压力计(14)，所述土压力计(14)通过线路和自动调控系统(9)连接；

所述导管(2)和橡胶袋(4)通过供水阀门(7)连接；所述供水阀门(7)通过线路和自动调控系统(9)连接；

所述导管(2)一端通过水管接头(8)与进水管(15)连接，所述进水管(15)另一端与自动调控系统(9)连接；

所述自动调控系统(9)包括依次连接的显示仪表(11)、压力调控器(12)和压力阀(13)；所述压力阀(13)与供水管(16)连接，所述供水管(16)的另一端通过供水接头(23)和所述供水机组(10)连接。

2.根据权利要求1所述的镶嵌式预制混凝土柱隔离桩，其特征在于，所述预制柱(1)的直径为600～1000mm。

3.根据权利要求1或2所述的镶嵌式预制混凝土柱隔离桩，其特征在于，所述镶嵌式预制混凝土柱隔离桩包括若干节预制柱(1)，每节之间通过焊接连接，每节长度为3～5m。

4.根据权利要求1所述的镶嵌式预制混凝土柱隔离桩，其特征在于，所述填充材料在纵向上分为两层，靠近导管(2)的一层为砂砾透水层(17)，另一层为膨润土层(18)。

5.根据权利要求4所述的镶嵌式预制混凝土柱隔离桩，其特征在于，所述土压力计(14)设置在膨润土层三分之一和三分之二高度处。

6.根据权利要求1所述的镶嵌式预制混凝土柱隔离桩，其特征在于，所述压力阀(13)为薄膜式或内弹簧活塞式压力阀。

7.根据权利要求1所述的镶嵌式预制混凝土柱隔离桩，其特征在于，所述压力调控器(12)包括变送器(19)、直流电源(20)、负载(21)和电流表(22)。

8.根据权利要求1所述的镶嵌式预制混凝土柱隔离桩，其特征在于，所述预制柱(1)内部靠近凹槽(5)处布设有钢筋笼，为卡扣(6)提供位置，并对预制柱(1)进行补强。

9.根据权利要求1所述的预制柱隔离桩，其特征在于，所述供水管(16)和进水管(15)均为PA尼龙软管水管，所述供水管(16)和进水管(15)的孔径独立地为20～40mm，壁厚独立地为5～12mm。

10.权利要求1～9任意一项所述镶嵌式预制混凝土柱隔离桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定镶嵌式预制混凝土柱隔离桩的布设位置；

2)在基坑开挖前，通过钻机成孔，在确定的布设位置处将预制柱(1)下放，通过焊接达到设计标高，完成镶嵌式预制混凝土柱隔离桩的布设；

3)给每个预制混凝土柱隔离桩的预制柱(1)供水，通过不同深度侧向压力计算值，给定每段预制柱(1)的初始压力；

4)观察显示仪表(11)上每节预制柱(1)内土压力计(14)的压力值变化，调整对预制柱(1)的供水使得外侧土压处于稳定值；

5)在近接地铁隧道结构施工过程中，对要保护的地下结构布设土体位移计测定其周围土体位移量，即时传输数据，通过自动调控系统(9)补充给水，引起橡胶袋(4)中膨润土发生膨胀，通过控制水量引起膨润土的膨胀量，实现对地铁隧道结构位移的控制。

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