CN114635433A - 基坑止水帷幕的成桩设备及成桩和成墙施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种基坑止水帷幕的成桩设备及成桩和成墙方法，该成桩设备包括支护装置、成桩装置和流体循环装置，该成桩装置包括开挖装置和动力装置，其中，开挖装置包括支撑筒和中心支撑柱，支撑筒内设置有旋转刮刀，中心支撑柱设置有高压喷嘴、注水管道和抽水管道，通过成桩装置和流体循环装置的相互配合，利用高压水射流开挖，在保护环境的同时节约了施工成本，减少了人力物力的投入，提高了施工的准确度和自动化程度，此外在构建止水帷幕中，还巧妙应用了工字钢，加强了止水帷幕薄弱处的连接。

Description

基坑止水帷幕的成桩设备及成桩和成墙施工方法

技术领域

本申请涉及岩土工程领域，尤其涉及一种基坑止水帷幕的成桩设备及施工方法。

背景技术

基坑止水帷幕主要用于阻止或减少基坑侧壁及基坑底地下水流入基坑而采取的连续止水体。如果地下水位较高时、基坑底面处于地下水位以下，地下水含量较为丰富，或周边环境存有高层建筑及重要市政设施，相邻建筑物为浅埋基础，在工程中降水有困难时、基坑底面以下埋藏有水头较高的承压水层，有可能冲溃坑底土层而发生突涌破坏时，基本都需设置止水帷幕，以防止地下水的渗漏。止水帷幕的工程意义在于防止或降低基坑内地下水的渗透，以保证施工安全，预防投入使用后房屋的沉降。而止水帷幕的施工质量关系到基坑支护安全及降水效果，同时止水帷幕的施工质量对周边环境、建筑物沉降及基坑支护安全极为重要。但往往由于现场条件复杂，各种因素冗杂捉摸不定，如基坑底部存有较大水压力的滞水层，基坑附近存有非地下潜水水源或者外围基坑渗水等均会使得止水帷幕失效。

而现阶段的基坑围护体系中常采用水泥土止水帷幕截水，而不论是深层搅拌法水泥土止水帷幕还是高压喷射注浆法水泥土止水帷幕，在长期地底或周边承压水层的作用下，难免会发生止水帷幕失效的情况，届时针对失效渗漏处理过程繁琐，内容冗杂，不仅会耗费大量人力物力财力，重新开挖降压还会对周边环境造成较大的影响。

因此，与其在止水帷幕失效后进行补救措施，不如在失效发生前做好防范加固措施。因而研发一种可在节约人力物力财力，减少施工步骤的同时还可以构件稳固的基坑止水帷幕的成桩设备以及施工方法，对于该领域来说尤为重要。

发明内容

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种基坑止水帷幕的成桩设备，包括支护装置、成桩装置，

所述支护装置为圆筒状的支护壳；

所述成桩装置包括开挖装置和动力装置，所述支护壳套设于所述成桩装置的外侧；

所述开挖装置包括支撑筒和中心支撑柱，所述支撑筒为中空结构，所述中心支撑柱可插入所述支撑筒的中空结构内；

所述支撑筒包括支撑筒固定段和支撑筒旋转段，所述支撑筒固定段的下端和所述支撑筒旋转段的上端转动连接，所述支撑筒旋转段的下端与旋转刮刀连接，所述动力装置为所述支撑筒旋转段和所述旋转刮刀提供旋转动力；

所述中心支撑柱内设抽水管道和注水管道，所述注水管道的下端连接有高压喷嘴；

所述成桩设备还包括流体循环装置，所述流体循环装置包括蓄水池，所述蓄水池的上端与注水管的一端连接，所述注水管的另一端与所述注水管道另一端连接，所述蓄水池的下端与抽水管的一端连接，所述抽水管的另一端与所述抽水管道连接。

在一实施例中，所述成桩设备还包括两组注浆隔板，所述注浆隔板为椭圆形，且所述注浆隔板的椭圆面与所述支护壳的内弧面相贴合，两组所述注浆隔板分别滑动安装在所述支护壳的相对两侧。

在一实施例中，所述注浆隔板的一侧设置有滑轨，所述支护壳的内侧设有与所述滑轨相适应的滑槽，所述注浆隔板通过所述滑轨和所述滑槽的配合分别固定于所述支护壳的相对两侧。

在一实施例中，所述滑槽为四组，且均布在所述支护壳的内侧上。

在一实施例中，所述注浆隔板远离所述支护壳的一侧上设置有工字钢预留槽，以使工字钢嵌入所述工字钢预留槽形成的预留空间内。

在一实施例中，所述动力装置包括连接电缆一、电刷连接器、连接电缆二和刮刀动力源，所述连接电缆一布设于支撑筒固定段内，所述连接电缆二布设于所述支撑筒旋转段内，所述连接电缆一和所述连接电缆二通过电刷连接器连接，所述刮刀动力源与所述旋转刮刀连接，所述连接电缆一接通电源后经由电刷连接器、连接电缆二和刮刀动力源为所述支撑筒旋转段和所述旋转刮刀提供旋转动力。

在一实施例中，所述抽水管道设置于所述中心支撑柱的中心位置，所述注水管道为四组，且均布在所述抽水管道的外围。

在一实施例中，所述旋转刮刀为四组，分别均布在所述支撑筒旋转段的下端。

在一实施例中，本申请还提供了一种基于所述成桩设备的成桩施工方法，包括以下几个步骤：

1)预挖定位孔：根据施工现场情况，预先挖取直径为桩的直径的定位孔；

2)安装支护装置和开挖装置：安装支护装置和开挖装置至所述定位孔中，并调整开挖角度确保成桩的垂直度；

3)开挖土体排除泥浆：启动高压喷嘴和旋转刮刀，高压喷嘴喷射高压水流进行渣土改良软化土体，旋转刮刀刮削土体，两者相互配合形成流态化渣土，然后通过抽水管道，将流态化渣土循环到蓄水池内，以实现开挖土体；

4)取出支撑筒：当开挖土体至设定深度后，取出支撑筒并固定中心支撑柱；

5)注入混凝土浆液：断开抽水管道与抽水管的连接，通过抽水管道注入混凝土浆，并随着混凝土的注入提升中心支撑柱，直至注浆完成；

6)取出中心支撑柱：将中心支撑柱完整取出；

7)取出支护装置：待混凝土经过养护，使桩身具有支撑自身的强度后，取出支护装置，并继续养护混凝土桩直至达到工程要求，完成成桩的施工。

在一实施例中，本申请还提供了一种基于所述成桩设备的成墙施工方法，包括以下几个步骤：

S1、灌注桩一成桩：采用跳桩施工，进行灌注桩一的成桩，且两相邻灌注桩一之间间隔0.5倍桩径，为灌注桩二的预留位置，其中，灌注桩一的成桩方法包括：

S1.1)预挖定位孔：根据施工现场情况，预先挖取直径为桩的直径的定位孔；

S1.2)安装支护装置和开挖装置：安装支护装置和开挖装置至所述定位孔中，并调整开挖角度确保成桩的垂直度；

S1.3)开挖土体排除泥浆：启动高压喷嘴和旋转刮刀，高压喷嘴喷射高压水流进行渣土改良软化土体，旋转刮刀刮削土体，两者相互配合形成流态化渣土，然后通过抽水管道，将流态化渣土循环到蓄水池内，以实现开挖土体；

S1.4)取出支撑筒：当开挖土体至设定深度后，取出支撑筒并固定中心支撑柱；

S1.5)安装注浆隔板：利用滑轨和滑槽的配合，将带有工字钢预留槽的注浆隔板安装在支护壳的两相对内侧并与止水帷幕的施工方向保持一致；

S1.6)注入混凝土浆液：断开抽水管道与抽水管的连接，通过抽水管道注入混凝土浆，并随着混凝土的注入提升中心支撑柱，直至注浆完成；

S1.7)取出中心支撑柱：将中心支撑柱完整取出；

S1.8)取出支护装置和注浆隔板：待混凝土经过养护，使桩身具有支撑自身的强度后，取出支护装置和注浆隔板，并继续养护混凝土桩直至达到工程要求，完成灌注一的施工；

S2、放置工字钢：将工字钢放置于经上述步骤S1浇筑完成后的所述灌注桩一的工字钢预留槽的预留空间内；

S3、灌注桩二成桩：在所述预留位置处进行灌注桩二的成桩，实现灌注桩一与灌注桩二之间的连接，其中，所述灌注二的成桩方法包括：

S3.1)预挖定位孔：根据施工现场情况，预先挖取直径为桩的直径的定位孔；

S3.2)安装开挖装置：安装开挖装置至所述定位孔中，并调整开挖角度确保成桩的垂直度；

S3.3)开挖土体排除泥浆：启动高压喷嘴和旋转刮刀，高压喷嘴喷射高压水流进行渣土改良软化土体，旋转刮刀刮削土体，两者相互配合形成流态化渣土，然后通过抽水管道，将流态化渣土循环到蓄水池内，以实现开挖土体；

S3.4)取出支撑筒：当开挖土体至设定深度后，取出支撑筒并固定中心支撑柱；

S3.5)注入混凝土浆液：断开抽水管道与抽水管的连接，通过抽水管道注入混凝土浆，并随着混凝土的注入提升中心支撑柱，直至注浆完成；

S3.6)取出中心支撑柱：将中心支撑柱完整取出；

S3.7)取出支护装置：待混凝土经过养护，使桩身具有支撑自身的强度后，取出支护装置，并继续养护混凝土桩直至达到工程要求，完成灌注二的施工；

S4、重复上述步骤一和步骤三，直至完成整个基坑止水帷幕的成墙施工。

本申请的有益效果在于：

本申请利用高压水射流开挖，在保护环境的同时节约了施工成本，减少了人力物力的投入，提高了施工的准确度和自动化程度；

本申请利用工字钢加强止水帷幕连接薄弱处，较传统止水帷幕具有更高地加固强度。同时利用工字钢的优良物理特性，可以较大程度地利用止水帷幕周围的基坑空间，提高止水帷幕的薄弱连接处牢固性，进一步减少止水帷幕失效的可能性；

本申请利用支护壳在开挖过程中围护装置土体，可有效避免塌孔等原因造成桩体出现缺陷。支护壳将内部施工设备与外部环境分隔开，在开挖过程中不仅内保证内部施工结构不受外部环境因素影响，也能一定程度上对外部土体起到支护作用，提高施工效率的同时有效避免塌孔等原因造成桩体出现缺陷。

本申请在基坑工程完成后，可将工字钢抽出再利用。作为起加固止水帷幕作用工字钢，在基坑工程完成后，利用设备将其抽出转移，清洗后再次使用从而提高现场材料的利用率，减少了重复施工的工程成本，提高了工程效益。

本申请利用注浆隔板制作出灌注桩的形状，而不是采用传统的先灌注圆桩再进行切割的工艺，节约了混凝土和切桩资源，降低了成桩的造价，提高了工程效益和施工效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请一实施例中成桩设备的剖面图；

图2是本申请一实施例中流体循环装置示意图；

图3是本申请一实施例中成桩设备的顶视图；

图4是本申请一实施例中成桩设备的底面图；

图5是本申请图1的1-1截面图；

图6是本申请一实施例中注浆隔板的示意图；

图7是本申请一实施例中基于成桩设备的成桩施工方法示意图；

图8是本申请一实施例中基于成桩设备的成桩施工方法的流程示意图；

图9是本申请一实施例中基于成桩设备的成墙施工方法示意图；

图10是本申请一实施例中基于成桩设备的成墙施工方法的流程示意图。

附图标记说明

1，支护壳；1-1，滑槽；

2，开挖装置；2-1，支撑筒；2-1-1，支撑筒固定段；2-1-2，支撑筒旋转段；2-2，中心支撑柱；2-2-1，抽水管道；2-2-2，注水管道；2-3，旋转刮刀；2-4，高压喷嘴；

3，流体循环装置；3-1，蓄水池；3-2，注水管；3-3抽水管；3-4，注水泵；3-5，抽水泵；

4，动力装置；4-1，连接电缆一；4-2，电刷连机器；4-3，连接电缆二；4-4，刮刀动力源；

5，注浆隔板；5-1，注浆隔板滑轨；5-2，工字钢预留槽；

6，灌注桩；7连接灌注桩；8，工字钢。

具体实施方式

为使本申请的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请的保护范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

除非有明确定义，本公开中当一元件被称为“连接于/固定于”另一个元件，它可以直接连接/固定于另一个元件，也可以存在居中的元件。

如图1和图2所示，图1示出的是本申请一实施例中成桩设备的剖面图，图2是本申请一实施例中流体循环装置示意图。本申请提供了一种基坑止水帷幕的成桩设备，包括支护装置和成桩装置，其中，支护装置为圆筒状的支护壳1。成桩装置包括开挖装置2、流体循环装置3和动力装置4。其中，支护壳1套设在开挖装置2的外周，以使内部施工设备与外部环境分隔开，从而保证在开挖过程中，内部施工设备不受外部环境的影响，同时也对外部土体起到支护作用，从而避免塌孔等原因造成桩体出现缺陷。

开挖装置2包括支撑筒2-1和中心支撑柱2-2，其中，支撑筒2-1为一内部中空的结构，中心支撑柱2-2可插入固定在支撑筒2-1的中空结构内。该支撑筒2-1包括支撑筒固定段2-1-1和支撑筒旋转段2-1-2。其中，支撑筒固定段2-1-1的下端和支撑筒旋转段2-1-2的上端转动连接，支撑筒旋转段2-1-2的下端与旋转刮刀2-3连接。在一实施例中，该旋转刮刀2-3可设为四组，且分别均布在支撑筒旋转段2-1-2的下端，但不仅限于此。

中心支撑柱2-2内设抽水管道2-2-1和注水管道2-2-2，其中，注水管道2-2-2的下端连接有高压喷嘴2-4。在一实施例中，抽水管道2-2-1设置于中心支撑柱2-2的中心位置，注水管道2-2-2可以为四组，但不限于此，且均布在所述抽水管道2-2-1的外周。

流体循环装置3包括蓄水池3-1，蓄水池3-1的上端与注水管3-2的一端连接，且注水管3-2上配置有注水压力泵3-4，且注水管3-2的另一端与注水管道2-2-2另一端连接。蓄水池3-1的下端与抽水管3-3的一端连接，且抽水管3-3上配置有抽水泵3-5，且抽水管3-3的另一端与所述抽水管道2-2-1连接。

动力装置4，为所述支撑筒旋转段2-1-2和所述旋转刮刀2-3提供旋转动力。在一实施例中，动力装置4包括连接电缆一4-1、电刷连接器4-2、连接电缆二4-3和刮刀动力源4-4，所述连接电缆一4-1布设于支撑筒固定段2-1-1内，所述连接电缆二4-3布设于所述支撑筒旋转段2-1-2内，所述连接电缆一4-1和所述连接电缆二4-3通过电刷连接器4-2连接，所述刮刀动力源4-4与所述旋转刮刀连接，所述连接电缆一4-1接通电源后经由电刷连接器4-2、连接电缆二4-3和刮刀动力源4-4为所述支撑筒旋转段2-1-2和所述旋转刮刀2-3提供旋转动力。

该成桩设备通过支护壳1支护外部土体，同时配合使用开挖装置2,、流体循环装置3和动力装置4，利用高压喷嘴2-4喷射的高压水射流进行渣土改良软化土体，配合旋转刮刀2-3刮削土体，并将刮削下的土体与高压水射流产生的水搅拌均匀，形成流态化渣土，利用抽水泵3-5通过抽水管道2-2-2循环到蓄水池3-1中进行沉淀，从而实现开挖土体。该开挖土体的方式不仅在保护环境的同时还节约了施工成本，减少了人力物力的投入，并且提高了施工的准确度和自动化的程度。

如图3-6所示，图3是本申请一实施例中成桩设备的顶视图；图4是本申请一实施例中成桩设备的底面图；图5是本申请图1的1-1截面图；图6是本申请一实施例中注浆隔板的示意图。在一实施例中，提供的基坑止水帷幕的成桩设备，除包括上述实施例所述的成桩设备的结构外，还包括两组注浆隔板5，该注浆隔板5为椭圆形结构，且其椭圆面与支护壳1的内弧面相贴合，两组注浆隔板5分别滑动安装在所述支护壳1的相对两侧。在一实施例中，注浆隔板5的一侧设置有滑轨5-1，支护壳1的内侧设有与滑轨5-1相适应的滑槽1-1，注浆隔板5通过滑轨5-1和滑槽1-1的配合分别固定于所述支护壳1的相对两侧。在一实施例中，该滑槽为四组，且均布在所述支护壳1的内侧上，以便根据现场施工情况以及止水帷幕的施工方向选择其中两组插入并固定注浆隔板5，以使注浆隔板5的方向与止水帷幕的施工方向保持一致。

利用该注浆隔板5制作出的灌注桩的形状，无需使用传统的圆桩再切割的工序，节约了混泥土和切装资源，降低了成桩的造价，节约了建造成本，提供了工程效益。

在一实施例中，注浆隔板5远离所述支护壳1的一侧上设置有工字钢预留槽5-2，以使工字钢嵌入所述工字钢预留槽5-2形成的预留空间内。该设计，利用工字钢加强止水帷幕连接薄弱处，其与传统止水帷幕具有更高地加固强度。利用工字钢优良物料特性，能较大程度地利用止水帷幕周围的基坑空间，同时提高了止水帷幕的薄弱连接处的牢固性，降低了止水帷幕失效的可能性。同时，在基坑工程完成后，可利用设备将其抽移，清洗后再次使用，这提高了现场材料的利用率，节约了资源，较少了重复施工的工程成本，提高了工程效益。

如图7-8所示，图7示出的是本申请一实施例基于成桩设备的成桩施工方法示意图，图8示出的本申请一实施例基于成桩设备的成桩施工方法流程示意图，具体包括以下步骤：

1)预挖定位孔：根据现场测量放线情况，在设计开挖桩位处挖取桩的直径大小的定位孔；

2)安装支护壳1和开挖装置2：安装支护壳1和开挖装置2至定位孔中，调整开挖角度确保成桩的垂直度；

3)开挖土体排除泥浆：开启高压喷嘴2-4和旋转刮刀2-3，利用高压喷嘴2-4的高压水射流进行渣土改良软化土体，同时配合旋转刮刀2-3刮削土体，并将刮削下的土体与高压水射流产生的水搅拌均匀，形成流态化渣土，利用抽水泵3-5通过抽水管道3-3循环到蓄水池3-1内沉淀，以实现开挖土体；

4)取出支撑筒2-1：当开挖土体至设定深度后，取出支撑筒2-1，并将其进行清洗养护，同时固定中心支撑柱2-2；

5)安装注浆隔板5：利用滑轨5-1和滑槽1-1的配合，并根据止水帷幕的施工方向在四组注浆隔板槽1-1中选取两组插入注浆隔板5，使其固定在支护壳1的两相对内侧并与止水帷幕的施工方向保持一致；

6)注入混凝土浆液：完成安装注浆隔板5后，断开抽水管道2-2-1与抽水管2-2-1的连接，通过抽水管3-3道注入混凝土浆，随着混凝土将的注入缓慢提升中心支撑柱2-2，直至满足工程注浆要求；

7)取出中心支撑柱2-2：将中心支撑柱2-2完整取出；

8)取出支护壳1和注浆隔板5：经过混泥土的养护，使桩身具有支撑自身的强度后，取出支护装置1和注浆隔板5，并继续养护混凝土桩直至达到工程要求，完成成桩的施工。

在一实施例中，本申请还提供了一种成桩施工方法，该方法与上述成桩施工方法基本相同，其不同点在于，在步骤4)之后直接实施步骤6)，取消实施5)安装注浆隔板这一步骤。

如图9-10所示，图9示出的是本申请一实施例中基于成桩设备的成墙施工方法，图10示出的是本申请一实施中基于成桩设备的成墙施工方法的流程图，具体包括以下步骤：

S1，灌注桩一6成桩：采用跳桩施工，进行灌注桩一6的成桩，且两相邻灌注桩一6之间间隔0.5倍桩径，为灌注桩二7的预留位置，其中，灌注桩一6的成桩方法包括：

S1.1)预挖定位孔：根据现场测量放线情况，在设计开挖桩位处挖取桩的直径大小的定位孔；

S1.2)安装支护壳1和开挖装置2：安装支护壳1和开挖装置2至定位孔中，调整开挖角度确保成桩的垂直度；

S1.3)开挖土体排除泥浆：开启高压喷嘴2-4和旋转刮刀2-3，利用高压喷嘴2-4的高压水射流进行渣土改良软化土体，同时配合旋转刮刀2-3刮削土体，并将刮削下的土体与高压水射流产生的水搅拌均匀，形成流态化渣土，利用抽水泵3-5通过抽水管道3-3循环到蓄水池3-1内沉淀，以实现开挖土体；

S1.4)取出支撑筒2-1：当开挖土体至设定深度后，取出支撑筒2-1，并将其进行清洗养护，同时固定中心支撑柱2-2；

S1.5)安装注浆隔板5：利用滑轨5-1和滑槽1-1的配合，并根据止水帷幕的施工方向在四组注浆隔板槽1-1中选取两组插入注浆隔板5，使其固定在支护壳1的两相对内侧并与止水帷幕的施工方向保持一致；

S1.6)注入混凝土浆液：完成安装注浆隔板5后，断开抽水管道2-2-1与抽水管3-3的连接，通过抽水管3-3道注入混凝土浆，随着混凝土将的注入缓慢提升中心支撑柱2-2，直至满足工程注浆要求；

S1.7)取出中心支撑柱2-2：将中心支撑柱2-2完整取出；

S1.8)取出支护壳1和注浆隔板5：经过混泥土的养护，使桩身具有支撑自身的强度后，取出支护装置1和注浆隔板5，并继续养护混凝土桩直至达到工程要求，完成灌注桩一的施工；

S2、放置工字钢：将工字钢放置于经上述步骤S1浇筑完成后的所述灌注桩一6的工字钢预留槽5-2的形成的预留空间内；

S3，灌注桩二7成桩：在上述预留位置处进行灌注桩二7的成桩，实现灌注桩一6与灌注桩二7之间的连接，其中，所述灌注二7的成桩方法包括：

S3.1)预挖定位孔：根据现场测量放线情况，在设计开挖桩位处挖取桩的直径大小的定位孔；

S3.2)安装开挖装置2：安装开挖装置2至定位孔中，并调整开挖角度确保成桩的垂直度；

S3.3)开挖土体排除泥浆：开启高压喷嘴2-4和旋转刮刀2-3，利用高压喷嘴2-4的高压水射流进行渣土改良软化土体，同时配合旋转刮刀2-3刮削土体，并将刮削下的土体与高压水射流产生的水搅拌均匀，形成流态化渣土，利用抽水泵3-5通过抽水管道3-3循环到蓄水池3-1内沉淀，以实现开挖土体；

S3.4)取出支撑筒2-1：当开挖土体至设定深度后，取出支撑筒2-1，并将其进行清洗养护，同时固定中心支撑柱2-2；

S3.5)注入混凝土浆液：断开抽水管道2-2-1与抽水管2-2-1的连接，通过抽水管3-3道注入混凝土浆，随着混凝土将的注入缓慢提升中心支撑柱2-2，直至满足工程注浆要求；

S3.6)取出中心支撑柱2-2：将中心支撑柱2-2完整取出；

S3.7)取出支护装置：待混凝土经过养护，使桩身具有支撑自身的强度后，取出支护装置，并继续养护混凝土桩直至达到工程要求，完成灌注二7的施工；；

S4，重复上述步骤S1和步骤S3，直至完成整个基坑止水帷幕的成墙施工完成。

S5，回收和养护工字钢：当基坑工程完成后，不需要止水帷幕时，将工字钢回收并进行养护。

在一实施例中，上述各实施例中的成桩和成墙施工方法还包括：

j)桩基检测：通过传统检测手段，这里的传统手段可以为低应变法、声波透射法、高应变法等，对桩身完整性和垂直度进行检测；

k)回收设备及养护：回收全部成桩设备，并进行清洁和养护。

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

Claims (10)

1.一种基坑止水帷幕的成桩设备，包括支护装置、成桩装置，其特征在于，

所述支护装置为圆筒状的支护壳(1)；

所述成桩装置包括开挖装置(2)和动力装置(4)，所述支护壳(1)套设于所述成桩装置的外侧；

所述开挖装置(2)包括支撑筒(2-1)和中心支撑柱(2-2)，所述支撑筒(2)为中空结构，所述中心支撑柱(2-2)可插入所述支撑筒(2-1)的中空结构内；

所述支撑筒(2-1)包括支撑筒固定段(2-1-1)和支撑筒旋转段(2-1-2)，所述支撑筒固定段(2-1-1)的下端和所述支撑筒旋转段(2-1-2)的上端转动连接，所述支撑筒旋转段(2-1-2)的下端与旋转刮刀(2-3)连接，所述动力装置(4)为所述支撑筒旋转段(2-1-2)和所述旋转刮刀(2-3)提供旋转动力；

所述中心支撑柱(2-2)内设抽水管道(2-2-1)和注水管道(2-2-2)，所述注水管道(2-2-2)的下端连接有高压喷嘴(2-4)；

所述成桩设备还包括流体循环装置(3)，所述流体循环装置(3)包括蓄水池(3-1)，所述蓄水池(3-1)的上端与注水管(3-2)的一端连接，所述注水管(3-2)的另一端与所述注水管道(2-2-2)另一端连接，所述蓄水池(3-1)的下端与抽水管(3-3)的一端连接，所述抽水管(3-3)的另一端与所述抽水管道(2-2-1)连接。

2.一种如权利要求1所述的基坑止水帷幕的成桩设备，其特征在于，所述成桩设备还包括两组注浆隔板(5)，所述注浆隔板(5)为椭圆形，且所述注浆隔板(5)的椭圆面与所述支护壳(1)的内弧面相贴合，两组所述注浆隔板(5)分别滑动安装在所述支护壳(1)的相对两侧。

3.一种如权利要求2所述的基坑止水帷幕的成桩设备，其特征在于，所述注浆隔板(5)的一侧设置有滑轨(5-1)，所述支护壳(1)的内侧设有与所述滑轨(5-1)相适应的滑槽(1-1)，所述注浆隔板(5)通过所述滑轨(5-1)和所述滑槽(1-1)的配合分别固定于所述支护壳(1)的相对两侧。

4.一种如权利要求3所述的基坑止水帷幕的成桩设备，其特征在于，所述滑槽(1-1)为四组，且均布在所述支护壳(1)的内侧上。

5.一种如权利要求2所述的基坑止水帷幕的成桩设备，其特征在于，所述注浆隔板(5)远离所述支护壳(1)的一侧上设置有工字钢预留槽(5-2)，以使工字钢嵌入所述工字钢预留槽(5-2)形成的预留空间内。

6.一种如权利要求1所述的基坑止水帷幕的成桩设备，其特征在于，所述动力装置(4)包括连接电缆一(4-1)、电刷连接器(4-2)、连接电缆二(4-3)和刮刀动力源(4-4)，所述连接电缆一(4-1)布设于支撑筒固定段(2-1-1)内，所述连接电缆二(4-3)布设于所述支撑筒旋转段(2-1-2)内，所述连接电缆一(4-1)和所述连接电缆二(4-3)通过电刷连接器(4-2)连接，所述刮刀动力源(4-4)与所述旋转刮刀连接，所述连接电缆一(4-1)接通电源后经由电刷连接器(4-2)、连接电缆二(4-3)和刮刀动力源(4-4)为所述支撑筒旋转段(2-1-2)和所述旋转刮刀(2-3)提供旋转动力。

7.一种如权利要求1所述的基坑止水帷幕的成桩设备，其特征在于，所述抽水管道(2-2-1)设置于所述中心支撑柱(2-2)的中心位置，所述注水管道(2-2-2)为四组，且均布在所述抽水管道(2-2-1)的外围。

8.一种如权利要求1所述的基坑止水帷幕的成桩设备，其特征在于，所述旋转刮刀(2-3)为四组，分别均布在所述支撑筒旋转段(2-2-2)的下端。

9.一种基于权利要求1-8所述的成桩设备的成桩施工方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

1)预挖定位孔：根据施工现场情况，预先挖取直径为桩的直径的定位孔；

2)安装支护装置和开挖装置(2)：安装支护装置和开挖装置(2)至所述定位孔中，并调整开挖角度确保成桩的垂直度；

3)开挖土体排除泥浆：启动高压喷嘴(2-4)和旋转刮刀(2-3)，高压喷嘴(2-4)喷射高压水流进行渣土改良软化土体，旋转刮刀(2-3)刮削土体，两者相互配合形成流态化渣土，然后通过抽水管道(3-3)，将流态化渣土循环到蓄水池(3-1)内，以实现开挖土体；

4)取出支撑筒(2-1)：当开挖土体至设定深度后，取出支撑筒(2-1)并固定中心支撑柱(2-2)；

5)注入混凝土浆液：断开抽水管道(5)与抽水管(2-2-1)的连接，通过抽水管道(5)注入混凝土浆，并随着混凝土的注入提升中心支撑柱(2-2)，直至注浆完成；

6)取出中心支撑柱(2-2)：将中心支撑柱(2-2)完整取出；

7)取出支护装置：待混凝土经过养护，使桩身具有支撑自身的强度后，取出支护装置，并继续养护混凝土桩直至达到工程要求，完成成桩的施工。

10.一种基于权利要求1-8所述的成桩设备的成墙施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、灌注桩一(6)成桩：采用跳桩施工，进行灌注桩一(6)的成桩，且两相邻灌注桩一(6)之间间隔0.5倍桩径，为灌注桩二(7)的预留位置，其中，灌注桩一(6)的成桩方法包括：

S1.1)预挖定位孔：根据施工现场情况，预先挖取直径为桩的直径的定位孔；

S1.2)安装支护装置和开挖装置(2)：安装支护装置和开挖装置(2)至所述定位孔中，并调整开挖角度确保成桩的垂直度；

S1.3)开挖土体排除泥浆：启动高压喷嘴(2-4)和旋转刮刀(2-3)，高压喷嘴(2-4)喷射高压水流进行渣土改良软化土体，旋转刮刀(2-3)刮削土体，两者相互配合形成流态化渣土，然后通过抽水管道(3-3)，将流态化渣土循环到蓄水池(3-1)内，以实现开挖土体；

S1.4)取出支撑筒(2-1)：当开挖土体至设定深度后，取出支撑筒(2-1)并固定中心支撑柱(2-2)；

S1.5)安装注浆隔板(5)：利用滑轨(5-1)和滑槽(1-1)的配合，将带有工字钢预留槽(5-2)的注浆隔板(5)安装在支护壳的两相对内侧并与止水帷幕的施工方向保持一致；

S1.6)注入混凝土浆液：断开抽水管道(5)与抽水管(2-2-1)的连接，通过抽水管道(5)注入混凝土浆，并随着混凝土的注入提升中心支撑柱(2-2)，直至注浆完成；

S1.7)取出中心支撑柱(2-2)：将中心支撑柱(2-2)完整取出；

S1.8)取出支护装置和注浆隔板(5)：待混凝土经过养护，使桩身具有支撑自身的强度后，取出支护装置和注浆隔板(5)，并继续养护混凝土桩直至达到工程要求，完成灌注桩一(6)的施工；

S2、放置工字钢：将工字钢放置于经上述步骤S1浇筑完成后的所述灌注桩一(6)的工字钢预留槽(5-2)的形成的预留空间内；

S3、灌注桩二(7)成桩：在所述预留位置处进行灌注桩二(7)的成桩，实现灌注桩一(6)与灌注桩二(7)之间的连接，其中，所述灌注二(7)的成桩方法包括：

S3.1)预挖定位孔：根据施工现场情况，预先挖取直径为桩的直径的定位孔；

S3.2)安装开挖装置(2)：安装开挖装置(2)至所述定位孔中，并调整开挖角度确保成桩的垂直度；

S3.3)开挖土体排除泥浆：启动高压喷嘴(2-4)和旋转刮刀(2-3)，高压喷嘴(2-4)喷射高压水流进行渣土改良软化土体，旋转刮刀(2-3)刮削土体，两者相互配合形成流态化渣土，然后通过抽水管道(3-3)，将流态化渣土循环到蓄水池(3-1)内，以实现开挖土体；

S3.4)取出支撑筒(2-1)：当开挖土体至设定深度后，取出支撑筒(2-1)并固定中心支撑柱(2-2)；

S3.5)注入混凝土浆液：断开抽水管道(5)与抽水管(2-2-1)的连接，通过抽水管道(5)注入混凝土浆，并随着混凝土的注入提升中心支撑柱(2-2)，直至注浆完成；

S3.6)取出中心支撑柱(2-2)：将中心支撑柱(2-2)完整取出；

S3.7)取出支护装置：待混凝土经过养护，使桩身具有支撑自身的强度后，取出支护装置，并继续养护混凝土桩直至达到工程要求，完成灌注二(7)的施工；

S4、重复上述步骤一和步骤三，直至完成整个基坑止水帷幕的成墙施工。

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