[發明專利]基于互鎖式擴孔鋼沉管的深層土壤開挖及回填施工方法

在審

• 申請號: 202011593315.3
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112726623A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 徐方才;江志安;楊曉蓉;蘇杭;胡微;王宏遠;苗志斌;王亦鵬;吳文博
• 申請（專利權）人: 中國水電基礎局有限公司
• 主分類號: E02D17/00
• 分類號: E02D17/00;E02D7/00;E02D5/28;E02D17/18
• 代理公司: 天津市鼎拓知識產權代理有限公司 12233
• 代理人: 李冬梅

1.一種基于互鎖式擴孔鋼沉管的深層土壤開挖及回填施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步驟：

步驟S1，準備至少四根互鎖式鋼沉管運輸到施工現場，安裝沉樁設備及起拔設備；所述互鎖式鋼沉管設置有同軸心的從上至下分布的正六邊形擴孔錐體，鋼沉管底部為底部靴管；擴孔錐體的六個邊中間有貫穿上下的缺口，缺口內設置有貫穿上下的互鎖結構，互鎖結構焊接于鋼沉管外壁上，從底部靴管的底刃上部沿軸線方向延伸至管口；

步驟S2，劃定待開挖區域的最大邊界，并在邊界線上選定起始點；

步驟S3，以起始點為第一互鎖式鋼沉管中心，通過沉樁設備將第一互鎖式鋼沉管沉入待開挖的土壤中；

步驟S4，以第一互鎖式鋼沉管上離邊界線最近的互鎖結構為基點，將當前互鎖結構與第二互鎖式鋼沉管的互鎖結構進行鎖定，確定第二互鎖式鋼沉管的沉入點，通過沉樁設備將第二互鎖式鋼沉管沉入待開挖土壤中，鋼沉管下部通過正六邊形的方式實現密合連接；

步驟S5，以第一互鎖式鋼沉管和第二互鎖式鋼沉管中心連線向邊界線內側、且距離最近的兩個未鎖定的互鎖結構為基礎，與第三跟鋼沉管對接互鎖聯結，并沉入待開挖的土壤中，三個鋼沉管下部通過正六邊形的方式實現聯接貼合，同時，三個鋼沉管的中心形成正三角形；

步驟S6，在邊界線內側以開挖推進方向上的兩個互鎖式鋼沉管的距離最近的兩個未鎖定的互鎖結構為基礎，與第四鋼沉管對接互鎖聯結，通過沉樁設備將第四互鎖式鋼沉管沉入待開挖土壤中；

步驟S7，對第一互鎖式鋼沉管內的土壤進行開挖清理完成后，吊出第一鋼沉管，并在吊出過程進行回填；

步驟S8，判斷鋼沉管是否覆蓋邊界線內所有需要待開挖區域；若是，則結束施工；若否，則將第一互鎖式鋼沉管作為第四互鎖式鋼沉管，留在土壤中的三根鋼沉管順次變更為第一、第二和第三鋼沉管，轉入步驟S6。

2.根據權利要求1所述的深層土壤開挖及回填施工方法，其特征在于，所述步驟S6中的推進方向，從構成正三角形頂點的第三互鎖式鋼沉管中心點出發的兩條邊中，選擇其中一條邊對應的成120度角的兩個未鎖定的互鎖結構，作為推進方向。

3.根據權利要求1或2所述的深層土壤開挖及回填施工方法，其特征在于，所述互鎖式鋼沉管采用壁厚大于10mm的厚壁鋼管。

4.根據權利要求1或2所述的深層土壤開挖施工方法，其特征在于，所述從上至下分布的正六邊形每個角對應的擴孔錐體內，分別具有一個空腔和預埋于空腔兩側的壓力水管；所述空腔內充填無收縮水泥砂漿；所述壓力水管用于沉管時輔助高壓沖水，輔助沉管施工。

5.根據權利要求1或2所述的深層土壤開挖及回填施工方法，其特征在于，所述互鎖結構，為帶有三個折角的J形或L形勾狀結構，一個插入到另外一個形成互鎖，其中長邊與鋼管主體焊接在一起。

6.根據權利要求1或2所述的深層土壤開挖及回填施工方法，其特征在于，所述鋼沉管底部的擴孔靴管除中間的互鎖機構外，整體是一個外部為正六邊形、內部為圓形、從上至下逐漸外擴的六瓣形結構，形成具有外傾角的喇叭口底刃，鋼沉管下沉過程中將喇叭口對應的土壤擠入鋼沉管內部。

7.根據權利要求1或2所述的深層土壤開挖及回填施工方法，其特征在于，對所述鋼沉管內的土壤進行開挖，通過螺旋鉆斗和旋挖料斗，實現鋼沉管內的土體的開挖取料，進行處理，然后再進行回填。

8.根據權利要求1或2所述的深層土壤開挖及回填施工方法，其特征在于，步驟S7還包括：在回填到高程后，為了確保回填密實度和加快沉降，堆高回填土體。

9.根據權利要求1或2所述的深層土壤開挖及回填施工方法，其特征在于，所述方法還包括：在同一邊界線內分組進行施工，準備現場施工孔位和順序布置圖，每組四根鋼沉管，向一側交替推進；多組配合，且每組鋼沉管施工時邊緣部位或已處理部位預留至少20cm以上的重疊覆蓋區。