[发明专利]一种充气柱隔离桩结构及其施工方法

权利要求书

1.一种充气柱隔离桩结构，其特征在于，包括充气柱(1)、自动调压系统(9)和空压机(15)；充气柱(1)的内部为钢芯管(2)，钢芯管(2)上设有气压管(3)，钢芯管(2)外侧套有高压橡皮气囊(8)，气压管(3)连接高压橡皮气囊(8)，高压橡皮气囊(8)外侧装有土压力计(4)；气压管(3)通过气动快插接头(5)连接出气管(10)，出气管(10)通向自动调压系统(9)；自动调压系统(9)内设有气压传感器(14)、多通道显示仪表(11)、压力调控器(12)和压力阀(13)；多通道显示仪表(11)连接压力调控器(12)，压力阀(13)连接进气管(16)，进气管(16)通向空压机(15)。

2.根据权利要求1所述的充气柱隔离桩结构，其特征在于，充气柱(1)是分节的，每节长2～3m，钢芯管(2)直径为60～80mm，钢芯管(2)上端设有外螺纹(6)，钢芯管(2)下端设有内螺纹(7)，每节充气柱(1)之间通过螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的充气柱隔离桩结构，其特征在于，高压橡皮气囊(8)采用合成橡胶、天然橡胶与纤维加强层硫化后制成。

4.根据权利要求1所述的充气柱隔离桩结构，其特征在于，每段高压橡皮气囊(8)外侧高度三分之一和三分之二处均安装有土压力计(4)，同一高度处均匀分布四个土压力计(4)。

5.根据权利要求1所述的充气柱隔离桩结构，其特征在于，进气管(16)和出气管(10)均为高压PU气管，进气管(16)和出气管(10)的孔径均为8～12mm，壁厚均为5～12mm。

6.根据权利要求1所述的充气柱隔离桩结构，其特征在于，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所述的充气柱隔离桩结构，其特征在于，所述多通道显示仪表(11)设有16～32个测量通道。

8.根据权利要求1所述的充气柱隔离桩结构，其特征在于，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)。

9.一种如权利要求1所述的充气柱隔离桩结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)首先确定充气柱隔离桩的布设位置，充气柱隔离桩布设成三角、矩形或梅花形，充气柱隔离桩布设3～5排，充气柱隔离桩间距50cm～100cm；

2)在基坑开挖前，通过钻机成孔，然后将各节充气柱(1)下放，边下放边连接，以达到设计标高，形成一个充气柱隔离桩；

3)当充气柱隔离桩埋设完成后给每个充气柱(1)充气，通过不同深度侧向土压力计算值，给定每段充气柱(1)的初始压力；

4)观察多通道显示仪表(11)上每段充气柱(1)内的压力和土压力计(4)上的压力值变化，调整充气柱(1)内的压力使得外侧土压处于稳定值；

5)随着基坑开挖的进行，深层土体朝向坑内运动，从而影响充气柱(1)周围土压值的改变，使充气柱(1)的体积变大压力减小，这时通过自动调压系统(9)补充压力大小，扩大充气柱(1)体积，使的充气柱(1)远离基坑侧的深层土体位移不变；

6)在基坑开挖的整个过程中自动调压系统(9)时时调整不同深度的充气柱(1)内的压力；

7)在基坑开挖完成，地下结施工结束后，排出充气柱(1)内的气体，回收每段充气柱(1)，并用双液水泥浆填充留下的孔洞。