一种用于穿透圆砾层的TRD工法桩止水帷幕

摘要

本发明涉及止水帷幕领域，特别地，涉及一种用于穿透圆砾层的TRD工法桩止水帷幕，包括桩体以及用于与地层锚定的抗拉钢筋，所述抗拉钢筋与所述桩体固定连接，所述桩体上开设有连接部，所述抗拉钢筋上设有第一铰接杆，所述第一铰接杆的一端与所述抗拉钢筋铰接，所述第一铰接杆的另一端连接有用于驱动所述第一铰接杆摆动的驱动组件，还包括套筒;本发明目的是克服现有技术的不足而提供一种用于穿透圆砾层的TRD工法桩止水帷幕，可通过对抗拉钢筋结构上的改变增强抗拉钢筋与地层之间的锚定，以降低钻孔深度，进而提高施工效率，降低施工成本。

说明书

技术领域

本发明涉及止水帷幕领域，特别地，涉及一种用于穿透圆砾层的TRD工法桩止水帷幕。

背景技术

止水帷幕是工程主体外围止水系列的总称，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。如果基坑底面处于地下水位以下，降水有困难时，基本都需要设置止水帷幕，以防止地下水的渗漏。如果工程地下水极为丰富，基坑开挖越深，止水帷幕承受的水压越大，对基坑围护止水方案设计、施工质量要求都很高。

止水帷幕形成后，由于止水帷幕承受的水压较大，在进行基坑开挖时需要对止水帷幕进行倾倒防护，现有技术中通常通过在止水帷幕上加装抗拉钢筋的形式对止水帷幕进行倾倒防护，而现有的抗拉钢筋通常通过混凝土浇筑的形式与地层进行结合进而实现对抗拉钢筋的锚定，由于抗拉钢筋与地层之间的连接仅通过混凝土进行结合，二者的结合力较弱，当止水帷幕承压进一步增大时，会出现抗拉钢筋与地层分离的情况，目前只能通过提升抗拉钢筋深入地层的深度来增强锚定，而由于钻孔深度的增加与地层中圆砾层的存在，不仅增加了抗拉钢筋的成本，还增加了钻孔的难度成本，大大降低了施工效率，因此如何设计一种用于穿透圆砾层的TRD工法桩止水帷幕，可通过对抗拉钢筋结构上的改变增强抗拉钢筋与地层之间的锚定，以降低钻孔深度，进而提高施工效率，降低施工成本成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是克服现有技术的不足而提供一种用于穿透圆砾层的TRD工法桩止水帷幕，可通过对抗拉钢筋结构上的改变增强抗拉钢筋与地层之间的锚定，以降低钻孔深度，进而提高施工效率，降低施工成本。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种用于穿透圆砾层的TRD工法桩止水帷幕，包括多个桩体以及用于与地层锚定的抗拉钢筋，所述抗拉钢筋与所述桩体固定连接，所述桩体上开设有用于连接相邻两个所述桩体的连接部，所述抗拉钢筋上设有第一铰接杆，所述第一铰接杆的一端与所述抗拉钢筋铰接，所述第一铰接杆的另一端连接有用于驱动所述第一铰接杆摆动的驱动组件，还包括套筒，随所述第一铰接杆的摆动，所述第一铰接杆分为收拢状态与展开状态，收拢状态时，所述第一铰接杆与所述抗拉钢筋均套设于所述套筒内部，展开状态时，所述第一铰接杆从所述套筒内部脱出，所述第一铰接杆向所述抗拉钢筋所处的方向摆动至二者呈一定角度，所述第一铰接杆与地层锚定。

较之现有技术，本发明的优点在于：

本发明通过需要建造止水帷幕时：

步骤一：在地层开挖深孔，将钢筋笼放置于深孔内部，向深孔内部浇筑混凝土，在相邻的桩体之间预留连接孔；

步骤二：桩体浇筑完成后，通过在连接孔中浇筑混凝土形成连接部，通过连接部连接相邻的桩体；

步骤三：对桩体进行钻孔，直至钻入圆砾层；

步骤四：钻孔完成后将套筒与抗拉钢筋插入桩体内部的孔中，直至第一铰接杆到达圆砾层；

步骤五：当端板到达圆砾层时，向外抽取套筒，套筒与第一铰接杆脱离接触后，驱动组件驱动第一铰接杆摆动，第一铰接杆在圆砾层内部撑开；

步骤六：第一铰接杆与第二铰接杆在圆砾层内部撑开后，向套筒内部灌注混凝土，混凝土沿套筒与抗拉钢筋之间的缝隙进入地层内部流入第一铰接杆与圆砾层之间；继续拉取套筒，混凝土继续流入抗拉钢筋与桩体之间的间隙中；待混凝土固结后，第一铰接杆与圆砾层相对固定，抗拉钢筋与桩体相对固定。

连接部连接相邻的桩体，对地层进行钻孔，直至钻入圆砾层，钻孔完成后将套筒插入桩体内部的孔中，当套筒的末端插入圆砾层后，向外抽取套筒，驱动组件驱动第一铰接杆转动，第一铰接杆与抗拉钢筋之间有夹角，继续拉取滑动拉筋，同时向套筒内部灌注混凝土，混凝土沿套筒与抗拉钢筋之间的缝隙进入地层内部流入第一铰接杆与圆砾层之间，待混凝土固结后，第一铰接杆与圆砾层相对固定，由于第一铰接杆与抗拉钢筋之间存在夹角，同时混凝土、圆砾层与第一铰接杆的相对固定，第一铰接杆难以相对圆砾层移动，抗拉钢筋与地层的锚定完成。

优选地，所述驱动组件包括滑动拉筋34以及第二铰接杆36，所述第二铰接杆36的一端与所述滑动拉筋34铰接，所述滑动拉筋34的另一端贯穿所述桩体10,所述第二铰接杆36的另一端与所述第一铰接杆35的另一端铰接。

优选地，所述滑动拉筋34与所述第二铰接杆36之间设有端板37，所述滑动拉筋34与所述端板37固定连接，所述端板37与所述第二铰接杆36铰接，所述端板37的直径大于所述套筒30的内侧直径。

优选地，所述驱动组件还包括弹性球38，所述弹性球38设置于所述滑动拉筋34上且位于所述第一铰接杆35和/或所述第二铰接杆36的长度范围，所述弹性球38用于与所述第一铰接杆35和/或所述第二铰接杆36抵压。

优选地，所述抗拉钢筋33环形阵列设有多个，所述滑动拉筋34位于多个所述抗拉钢筋33的阵列中心。

优选地，所述套筒30内部开设有滑槽31，所述抗拉钢筋33上设有滑轨32，所述滑槽31与所述滑轨32滑动连接。

优选地，所述桩体10内部设有钢筋笼12，所述钢筋笼12内部设有用于与抗拉钢筋33固定连接的空壳20。

优选地，所述滑动拉筋34与所述抗拉钢筋33之间设有气囊24，所述气囊24用于支撑所述抗拉钢筋33在所述空壳20内部发生形变，所述气囊24连接有导气管25，所述导气管25连接有气泵。

优选地，所述空壳20上设有用于对所述空壳20进行定位的定位轴22。

优选地，所述桩体10内部还设有钢筋笼12，所述钢筋笼12包括纵筋13以及箍筋14，所述纵筋13环设有多个，所述箍筋14沿所述纵筋13的长度方向设有多个，所述箍筋14还与所述纵筋13固定连接，所述空壳20位于多个所述纵筋13与多个所述箍筋14围合的空间内。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为钢筋笼的局部放大示意图；

图3为空壳的剖视放大示意图；

图4为空壳与抗拉钢筋的连接示意图；

图5为抗拉钢筋的收拢状态示意图；

图6为抗拉钢筋的展开状态示意图；

图7为气囊的膨胀剖视示意图。

附图标记：10、桩体；11、连接部；12、钢筋笼；13、纵筋；14、箍筋；15、定位筋；20、空壳；21、加强筋；22、定位轴；23、把手；24、气囊；25、导气管；30、套筒；31、滑槽；32、滑轨；33、抗拉钢筋；34、滑动拉筋；35、第一铰接杆；36、第二铰接杆；37、端板；38、弹性球。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

参照图1和图2所示，本实施例提供一种用于穿透圆砾层的TRD工法桩止水帷幕，可通过对抗拉钢筋结构上的改变增强抗拉钢筋与地层之间的锚定，以降低钻孔深度，进而提高施工效率，降低施工成本。

一种用于穿透圆砾层的TRD工法桩止水帷幕，包括多个桩体10以及用于与地层锚定的抗拉钢筋33，所述抗拉钢筋33与所述桩体10固定连接，所述桩体10上开设有用于连接相邻两个所述桩体10的连接部11，所述抗拉钢筋33上设有第一铰接杆35，所述第一铰接杆35的一端与所述抗拉钢筋33铰接，所述第一铰接杆35的另一端连接有用于驱动所述第一铰接杆35摆动的驱动组件，还包括套筒30，随所述第一铰接杆35的摆动，所述第一铰接杆35分为收拢状态与展开状态，收拢状态时，所述第一铰接杆35与所述抗拉钢筋33均套设于所述套筒30内部，展开状态时，所述第一铰接杆35从所述套筒30内部脱出，所述第一铰接杆35向所述抗拉钢筋33所处的方向摆动至二者呈一定角度，所述第一铰接杆35与地层锚定。

具体的：

结合图5和图6所示，为了驱动所述第一铰接杆35转动，所述驱动组件包括滑动拉筋34以及第二铰接杆36，所述第二铰接杆36的一端与所述滑动拉筋34铰接，所述第二铰接杆36的另一端与所述第一铰接杆35的另一端铰接，通过第二铰接杆36与滑动拉筋34的设置实现驱动第一铰接杆35转动，实现第一铰接杆35向抗拉钢筋33方向的摆动。

结合图4、图5和图6所示，为了保证第一铰接杆35与第二铰接杆36的正常展开，所述滑动拉筋34与所述第二铰接杆36之间设有端板37，所述滑动拉筋34与所述端板37连接，所述端板37与所述第二铰接杆36铰接，所述端板37的直径大于所述套筒30的内侧直径，通过端板37的设置避免在地层内部放置第一铰接杆35与第二铰接杆36时，泥沙进入套筒30内部导致套筒30与第一铰接杆35无法分离或分离时损坏第一铰接杆35与第二铰接杆36。

结合图4、图5和图6所示，为了保证第一铰接杆35与第二铰接杆36收拢与套筒30内部，同时保证二者的正常展开，所述驱动组件还包括弹性球38，所述弹性球38设置于所述第一铰接杆35或所述第二铰接杆36二者至少其一与所述滑动拉筋34之间，所述弹性球38与所述滑动拉筋34滑动连接，通过弹性球38的设置使得在第一铰接杆35与第二铰接杆36进入地层时，第一铰接杆35与第二铰接杆36收拢于套筒30内部，当第一铰接杆35与第二铰接杆36导致指定位置时，第一铰接杆35与第二铰接杆36相对抗拉钢筋33发生摆动以保证第一铰接杆35与第二铰接杆36的顺利展开。

结合图4、图5和图6所示，为了提高抗拉钢筋33与地层的锚定强度，所述抗拉钢筋33环形阵列设有多个，所述滑动拉筋34位于多个所述抗拉钢筋33的阵列中心，通过环形阵列设置的多个抗拉钢筋33的设置，使得第一铰接杆35在展开时呈放射状，在增大抗拉钢筋33与圆砾层之间的锚定面积，进而增强锚定效果。

结合图4、图5和图6所示，为了保证抗拉钢筋33的锚定强度，需要避免抗拉钢筋33发生扭转，所述套筒30内部开设有滑槽31，所述抗拉钢筋33上设有滑轨32，所述滑槽31与所述滑轨32滑动连接，由于当抗拉钢筋33发生扭转时，抗拉钢筋33内部应力增加，应力增加导致抗拉钢筋33的抗拉强度减弱，进而导致抗拉钢筋33更易发生断裂。

结合图1和图2所示，为了增强桩体10的强度同时便于控制空壳20在桩体10内部的位置,所述桩体10内部设有钢筋笼12，所述钢筋笼12内部设有空壳20，通过钢筋笼12的设置对空壳20进行定位，进而控制空壳20在桩体10内部的位置。

结合图4、图5和图7所示，为了增强抗拉钢筋33与桩体10的锚定，所述滑动拉筋34与所述抗拉钢筋33之间设有气囊24，所述气囊21与所述抗拉钢筋33滑动连接，所述气囊24用于支撑所述抗拉钢筋33在所述空壳20内部发生形变，所述气囊24连接有导气管25，所述导气管25连接有气泵，通过向气囊24内部充气控制抗拉钢筋33在空壳20内部弯曲，进而避免抗拉钢筋33相对于桩体10发生滑动，进而增强抗拉钢筋33与桩体10的锚定。

结合图2和图3所示，为了提高抗拉钢筋33与桩体10的锚定效果，需要使抗拉钢筋33从空壳20的中部穿过，所述空壳20上设有用于对所述空壳20进行定位的定位轴22，通过定位轴22的设置便于寻找空壳20的中心位置，使得抗拉钢筋33能够从空壳20的中部穿过，进而提高抗拉钢筋33与桩体10的锚定效果。

结合图2和图3所示，为了便于将定位轴22从空壳20内部取出，所述定位轴22上固定设有把手23，通过旋转把手便于拔出将定位轴22从桩体与空壳20内部拔出。

结合图3和图4所示，为了提高抗拉钢筋33与桩体10的锚定效果，所述空壳20内部设有多个加强筋21，通过加强筋21的设置提升了空壳20内部的混凝土与空壳的连接效果，进而提高抗拉钢筋33与桩体10的锚定效果。

结合图1和图2所示，为了控制空壳20在桩体10中的位置，所述桩体10内部还设有钢筋笼12，所述钢筋笼12包括纵筋13、箍筋14以及定位筋15，所述纵筋13设有多个，所述定位筋15设有多个，所述定位筋15与所述箍筋14固定连接，所述箍筋14上用于放置所述空壳20，所述定位筋15还与所述纵筋13固定连接，由于空壳20放置于箍筋14上，通过控制箍筋14的位置进而改变空壳20在钢筋笼12内部的位置。

结合图1所示，为了对多个桩体10进行整体加固，在桩体10邻侧设有勇于连接多个抗拉钢筋33的连接板。

实施原理：需要建造止水帷幕时：

步骤一：在地层开挖深孔，将钢筋笼12放置于深孔内部，向深孔内部浇筑混凝土，在相邻的桩体10之间预留连接孔；

步骤二：桩体10浇筑完成后，通过在连接孔中浇筑混凝土形成连接部11，通过连接部11连接相邻的桩体10；

步骤三：磨削桩体10的圆周外侧寻找定位轴22，通过定位轴22对空壳20进行定位，拔出定位轴22后以桩体10上留下的孔为中心对桩体10进行钻孔，直至钻入圆砾层；

步骤四：钻孔完成后将端板37与套筒30插入桩体10内部的孔中，由于端板37对套筒30的端口的遮挡，地层内部的泥沙无法进入套筒30内部，直至端板37到达圆砾层；

步骤五：当端板37到达圆砾层时，向外抽取套筒30，套筒30与第一铰接杆35脱离接触后，弹性球38复位支撑第一铰接杆35向抗拉钢筋33的方向摆动，拉取滑动拉筋34,滑动拉筋34通过端板37带动第二铰接杆36继续摆转，第二铰接杆36带动第一铰接杆35继续摆转，第一铰接杆35与第二铰接杆36在圆砾层内部撑开；

步骤六：第一铰接杆35与第二铰接杆36在圆砾层内部撑开后，向套筒30内部灌注混凝土，混凝土沿套筒30与抗拉钢筋33之间的缝隙进入地层内部流入第一铰接杆35与圆砾层之间；继续拉取套筒30，同时通过导气管25拉动气囊24，使气囊24位于空壳20内部，当套筒30从空壳20内部脱出时，通过导气管25向气囊24内部泵气，气囊24膨胀推动抗拉钢筋33在空壳20内部发生弯曲，抗拉钢筋33弯曲完成后，通过导气管25排出气囊24内部的空气，随后通过导气管25抽出气囊24，混凝土继续流入空壳20内部；待混凝土固结后，第一铰接杆35与圆砾层相对固定，弯曲的抗拉钢筋33与空壳20相对固定，由于空壳20与弯曲的抗拉钢筋33的存在，空壳20内部固结的混凝土难以相对桩体10移动；

步骤七：在桩体10的邻侧设置连接板连接多个抗拉钢筋33，进而实现多个桩体10的整体加固。

以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围。