CN102124163B - 椅式自支撑挡土墙的施工方法 - Google Patents

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/18Bulkheads or similar walls made solely of concrete in situ

Abstract

本发明涉及一种椅式自支撑挡土墙的施工方法,该方法用于在挖基之前形成支撑土压等外力的挡土墙。本发明在挖掘区域的边缘形成具有多个桩体的第一桩体列。并且,在挖掘区域中,在第一桩体列外侧指定的位置,沿着挖掘区域边缘以指定间隔连续形成多个穿孔,并插入H梁(H-beam),之后在H梁腹板的左右侧空间填充土沙,在H梁翼板的外侧空间填充流动硬化材料,从而形成具有多个桩体的第二桩体列。并且,本发明还包括利用连接件将第一桩体列和第二桩体列固定连接的步骤,在挖掘区域的边缘外侧间隔形成第一桩体列和第二桩体列,并利用连接件连接以形成椅式自支撑挡土墙。

Description

椅式自支撑挡土墙的施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种椅式自支撑挡土墙的施工方法,特别是,涉及在挖基坑之前通过利用改良的两列桩体结构的支撑技术,进行用于支撑土压等外力的挡土墙的施工,以克服现有架设技术中的支柱支撑技术或地锚(Ground Anchor)技术等的各种缺点的椅式自支撑挡土墙的施工方法。
背景技术
[0002] 通常,在实施填土、削土、挖掘等工程时,通常设置边坡来维持地面的稳定性。但在为了更有效确保土地利用度或为了对城市建筑物的基础及建筑物的地下室进行施工而挖掘,无法设置边坡时,通常都会实施垂直挖掘。因此,为了防止垂直挖掘中的相邻地面坍塌,在垂直面周边必须设置挡土墙。但是,设置所述挡土墙所需的挡土墙架设技术除了要考虑土质条件、地面条件、对地面周边的影响、工程费用、工期及施工性等因素外,还应充分分辨 各种技术的特性从而进行选择。
[0003] 在挡土墙支撑技术中,目前通常使用的挡土墙施工方法有支柱(strut)支撑技术。该施工方法是通过支柱的压缩力支撑土压,因此,通常情况下,支柱在纵向及长度方向上以几米的间隔紧凑地设置。如果是大型挖掘,需要使用大量钢材,工程费用会大幅增加,设置的支柱将会阻碍挖掘现场内挖掘装置的移动和挖掘土沙及材料搬运等现场作业。并且,以后还会妨碍建筑物的钢筋或模具作业,使得作业效率降低。并且,所述支柱支撑技术还会因形成在建筑物上的许多贯通孔,给完工后的地下建筑物的耐久性及防水性带来问题。
[0004] 在现有挡土墙支撑技术中不利用支柱的挡土墙施工方法包括地锚(EarehAnchor)技术。该技术可以充分确保内部空间,可以轻松进行后续工程。但是,此技术的最大缺点是可能侵犯相邻的地皮,如果是城市中心工程的话,会受施工现场条件的限制,如果不是大规模挖掘的话,高额的工程费用也是一大问题。
[0005] 作为另一项现有技术,还有土钉(soil nailing)墙技术,该技术是在进行挖掘工程的同时在挖掘背面上形成穿孔,将钉子插入所述穿孔后填充水泥浆(grout),壁面上灌注喷凝土(shotcrete)以形成挡土墙。该技术的施工方法简单,没有支柱的妨碍,因此在后续工程中能够减少工期。另外,还可以减轻施加于地下建筑物的土压,可以减少建筑物截面厚度。但是,对于地下水位较高的地面及凹陷性地面存在四面破坏的隐患。并且,因削土而存在严重的边坡变形,也存在相邻地面的下陷危险。并且,也很难或者需要谨慎地在特定条件的地面上使用。
[0006] 又一项现有技术是斜桩(raker)技术,该技术首先施工挡土墙,之后在其内侧形成边坡,给之前施工的基础建筑物施加反作用力,并在挡土墙设置倾斜支柱(strut)以进行挖掘。该技术施工简单,减少了支柱孔,倾斜支柱较短,因此收缩或连接部的流动较少。但是,对于较脆弱的地面存在四面稳定性问题,不适合较深的挖掘,在对斜桩内的建筑物进行施工时空间狭窄、作业性较差。[0007] 作为另一项现有技术,有预应力(prestress)腰梁技术。该技术首先在已设置的腰梁上再设置腰梁,使得钢线拉紧而扩宽支柱之间的间隔,是一种具有附加腰梁或加强现有H梁(H-beam)的翼板的方法。但该技术中的钢线直线布置,因土压而在腰梁上产生的力矩及预应力所产生的抵抗力矩都不同,材料长期承受不均匀力矩,如果长度拉长,则会产生局部不均匀负荷。并且,安装装置的刚性有限,增加偏心率也受到一定限制,因此,预应力腰梁长度的延长也受限。
[0008] 作为另一项现有技术,还有桁架(truss)腰梁技术。该技术可适用于深度较浅的工程中,在地表面附近以格栅形形成为双重H梁,用垂直材料和倾斜材料进行加强,使得设置在上部的2个层的桁架承受土压。该方法是为了克服地面支撑用架设设备的支柱所产生的挖掘及建筑物的建设困难而开发的,可以在挖掘的地面下方插入较宽的建筑物,上部插入较窄的建筑物时使用。
[0009] 上述挡土墙架设技术大部分是使用H梁进行施工。也有一些使用板桩(sheet pile)的情况,但当对防水等的要求并不高时,挡土墙设置工程可以以大约2m的间隔在穿孔中插入H梁,之后在挖掘区域进行挖掘的同时将(木质)挡土板插入H梁之间的方式进行。在所述挡土墙架设技术中,将H梁插设于地面的方式可以采取直接打桩于地面的方法。但因为土壤中的石子或其他地面情况,打桩不顺利的情况较多,特别是因为在打桩时产生的噪音,大部分现场以螺旋钻法(augering)代替打桩的地面穿孔方式将H梁插设。这种施工方法可以减少将H梁插设于穿孔中时的打桩噪音,也由于几乎不受地面中的石子等的影响,可迅速进行挖掘作业。
[0010] 此时,如图10所示,通过螺旋钻孔形成的穿孔500和插设于该穿孔中的H梁520之间需要形成插设所需的间隔,因此,插设的H梁520可以发生IOcm左右的变位。由此,为了减少变位的可能性,在现场插入H梁之后,使用包括现场土的各种土沙530填充穿孔500。但是,因为穿孔500的深度通常为IOm以上,与间隔的空间相比穿孔的深度过深,因此无法实现充分的填充。并且,即使填充充分,也需要将土沙充分压实才能达到所期待的效果。但这种压实作业很难在穿孔的地面Im左右区间外获得所期待的效果。由此,如图11所示,在挖掘初期H梁520在穿孔500内向挖掘区域倾斜520’。
[0011] 上述严重的变位问题,可以通过在现有的施工方法基础上将H梁520插设于穿孔500后注入水泥浆540的方法解决。但是,如果采用使用水泥540的方法,工程结束后较难进行回收插入的H梁520的拉拔作业,即使回收也需要去除包覆H梁520表面硬化的水泥块。因此,上述水泥浆注入方式实际上是很难适用于需回收H梁520的工程中。
[0012] 特别是在自支撑挡土墙技术中施工H梁时,上述填充问题非常重要。S卩,本发明人通过国际公开号 W02007/117050 “UNDERGROUND RETAINING WALL FOR PUBLIC WORKS ANDMETHOD FOR CONSTRUCTING THE SAME”提出的自支撑挡土墙技术中的荷重作用如图12所示,如图所示,在自支撑挡土墙技术中受作用于H梁的水平力(主动土压及被动土压)而产生的变位影响较大。因此,需要充分的穿孔填充作业。但是,如上所述,实际在施工上存在很多问题。在需要回收H梁的大部分自支撑挡土墙工程中,不充分的穿孔填充作业导致自支撑挡土墙的严重变位,成为减小自支撑程度的原因。
发明内容[0013] 本发明的目的在于,提供一种新型椅式自支撑挡土墙施工方法,该方法能够有效利用有限的土地,避免在进行建筑作业的挖掘区域使用支柱,从而提高经济性和后续作业的施工性,解除侵犯临近地区的问题,并通过改良进一步减少架设作业导致的地面下陷及变位,从而使挖掘施工所带来的破坏最小化,还可以增加挖掘深度。
[0014] 本发明的另一个目的在于,提供一种新型椅式自支撑挡土墙施工方法,该方法在施工用于支撑土压等外力的挡土墙时,易于再利用H梁的同时,可有效防止在穿孔内发生的H梁的变位。
[0015] 本发明的又一个目的在于,提供一种改良的椅 式自支撑挡土墙施工方法,该方法解决了本发明人在国际公开号 W02007/117050“UNDERGROUND RETAINING WALL FOR PUBLICWORKS AND METHOD FOR CONSTRUCTING THE SAME”提出的自支撑挡土墙技术中导致H梁变位的穿孔填充不充分问题,并使得H梁的回收更加容易,可以维持经济性及施工性,解决变位问题,大幅改善了采用两列桩体结构的挡土墙技术的性能。
[0016] 为了达到上述目的,本发明提供一种椅式自支撑挡土墙的施工方法,该施工方法用于施工支撑土压等外力的挡土墙,其特点在于,该施工方法包括:形成第一桩体列的步骤,所述第一桩体列沿着挖掘区域的边缘具有多个桩体;形成第二桩体列的步骤,所述第二桩体列具有多个桩体,所述第二桩体列是在所述挖掘区域的第一桩体列外侧指定位置,沿着所述挖掘区域的边缘以指定间距连续形成多个穿孔,将H梁(H-beam)插入所述穿孔后,在所述H梁腹板的左右侧空间填充土沙,在所述H梁翼板的外侧空间填充流动硬化材料形成;还包括利用连接件将所述第一桩体列和第二桩体列固定连接的步骤,在挖掘区域的边缘外侧间隔形成第一桩体列和第二桩体列,并利用连接件进行连接以形成地下挡土墙。
[0017] 所述的椅式自支撑挡土墙的施工方法中,所述第一桩体列的多个桩体,通过沿着所述挖掘区域的边缘以指定间隔连续形成多个穿孔,在各个穿孔内插入H梁之后,在所述H梁的腹板左右侧空间填充土沙,在所述H梁的翼板外侧空间填充流动硬化材料的方式形成。
[0018] 所述的椅式自支撑挡土墙的施工方法中,所述第一桩体列的多个桩体为选自H梁、挡土板、板桩(sheet pile)、灌注桩(cast in place pile)及水泥土墙(soil cementwall)中的一种。
[0019] 所述椅式自支撑挡土墙的施工方法中,利用所述连接件固定连接所述第一桩体列和第二桩体列的步骤包括:在挖掘所述挖掘区域之前,在地面上将第一腰梁平行地结合于构成所述第一桩体列的多个桩体的步骤;将第二腰梁平行地结合于构成所述第二桩体列的多个桩体的步骤;及设置固定条,使得所述固定条的两端结合于所述第一腰梁和所述第二腰梁的步骤。
[0020] 所述的椅式自支撑挡土墙的施工方法中,利用所述连接件固定连接所述第一桩体列和第二桩体列的步骤包括:在挖掘所述挖掘区域的过程中,形成从地面上的所述第二桩体列连通至所述挖掘区域的子挖掘区域的步骤;沿着所述第二桩体列形成子挖掘区域的同时,将挡土板结合于所述第二桩体列的步骤;在所述子挖掘区域的地面上,将第一腰梁平行地结合于构成所述第一桩体列的多个桩体的步骤;将第二腰梁平行地结合于构成所述第二桩体列的多个桩体的步骤;设置固定条,使得所述固定条的两结合于所述第一腰梁和所述第二腰梁的步骤;沿着所述第一桩体列形成挖掘区域的同时,将挡土板结合于所述第一桩体列的步骤。
[0021] 通过本发明的椅式自支撑挡土墙施工方法,可以改善目前为止的支柱(strut)支撑技术或地锚技术等现有架设技术所具有的各种缺点。即,本发明中无需使用支柱,可以减少钢材使用量而节省工程费用、缩短工期,可顺利进行挖掘现场内的重设备工程作业,并且随着后续的模具作业更加容易,施工性也提高。并且,与地锚技术相比较,本发明通过形成自支撑架设结构体,可以消除将锚施工于地面时发生的临近土地侵犯问题,因此可以避免城市临近工程等在施工上受的限制。并且,与本发明人在国际公开号W02007/117050 “UNDERGROUND RETAINING WALL FOR PUBLIC WORKS AND METHOD FOR CONSTRUCTING THE SAME”提出的自支撑挡土墙技术相比,本发明减少地面下沉和变位,可以减少挖掘导致的相邻建筑物的破坏,可以加深挖掘可能深度。特别是,从H梁的两侧翼板外侧可以注入水泥浆等流动硬化剂,从H梁的两侧翼板内侧注入现场土等土沙,可以从穿孔内支撑H梁。因此,虽然现有的方式是将H梁永远埋藏于地下,但新的方法可使得H梁的再利用更加容易,可有效防止在穿孔内发生的H梁的变位。由此,可以在穿孔内实现H梁的稳定支撑,减少挡土墙的变位,从而可加强利用两列桩体结构的自支撑挡土墙的优点。并且,通过将灌注桩(CIP, cast in place pile)、水泥土墙(SCW, soil cement wall)、板桩(sheet pile)等各种墙体作为第一桩体列使用,可以与各种墙体结合,可以防水,具有隆起(heaving)抑制效果,因此其应用性卓越。并且,本发明的椅式自支撑挡土墙支撑技术可以将现有的传统挡土墙支撑技术作为补充一起使用。如此施工时,具有本发明的技术效果的同时,还可以加深地下挖掘深度。如果将支柱支撑技术作为补充支撑技术结合使用,可以减少支柱施工间隔和使用量,从而提高施工性和经济性。如果将地锚(Earth Anchor)技术作为补充支撑技术结合使用,则地锚的施工间隔和使用量减少,可以提高施工性和经济性。
附图说明
[0022] 图I为本发明中用椅式自支撑挡土墙的施工方法形成的挡土墙的平面示意图;
[0023] 图2为本发明一个实施方式中椅式自支撑挡土墙的施工方法的示意图;
[0024] 图3为通过图2中椅式自支撑挡土墙的施工方法形成的挡土墙的示意图;
[0025] 图4为本发明另一个实施方式中椅式自支撑挡土墙的施工方法的示意图;
[0026] 图5为通过图4中的椅式自支撑挡土墙的施工方法形成的挡土墙的示意图;
[0027] 图6为本发明一个实施方式中椅式自支撑挡土墙的施工方法中的第二桩体列施工方法的示意图;
[0028] 图7为本发明一个实施方式中椅式自支撑挡土墙的施工方法中连接件的应用例示意图;
[0029] 图8为本发明一个实施方式中椅式自支撑挡土墙的施工方法中第一桩体列的各种例的不意图;
[0030] 图9为本发明一个实施方式中椅式自支撑挡土墙的施工方法中使用地锚的示意图;
[0031] 图10为现有挡土墙施工方法中H梁施工形态的示意图;
[0032] 图11为现有技术中问题点说明示意图;
[0033] 图12为椅式自支撑挡土墙中因作用于H梁的水平力产生的变位影响的示意图。具体实施方式
[0034] 根据图I至图9,对本发明的较佳实施方式进行详细说明。并且,在各个图中,将简略或省略可以通过通常的挡土墙技术及应用于本发明的相关技术显而易见的结构、作用及效果的图及详细说明,重点图 示与本发明相关的部分。
[0035] 图I为本发明中用椅式自支撑挡土墙的施工方法形成的挡土墙的平面示意图;图2为本发明一个实施方式中椅式自支撑挡土墙的施工方法示意图;图3为通过图2中椅式自支撑挡土墙的施工方法形成的挡土墙的示意图;图4为本发明另一个实施方式中椅式自支撑挡土墙的施工方法的示意图;图5为通过图4中的椅式自支撑挡土墙的施工方法形成的挡土墙的示意图;图6为本发明一个实施方式中椅式自支撑挡土墙的施工方法中的第二桩体列施工方法的示意图。
[0036] 如图I所示,本发明的椅式自支撑挡土墙的施工方法用于施工挡土墙,该挡土墙用于防止在道路工程、地铁工程及建筑物新建工程等工程中因切割面或地下挖基工程中发生的土沙坍塌。本发明的椅式自支撑挡土墙的施工方法中的所述挡土墙10包括第一桩体列20、第二桩体列30以及连接件60。
[0037] 此时,通过本发明的椅式自支撑挡土墙的施工方法形成的挡土墙10的第一桩体列20由沿着挖掘区域的边缘设置多个桩体22构成。如后述实施方式,在本发明中所述第一桩体列20可以通过第二桩体列30的施工方法(此时,如图2及图4所示,第一桩体列20的多个桩体22通过在挖掘区域的边缘以固定间隔连续形成多个穿孔21,在各个穿孔21中插入H梁22后,与后述的第二桩体列30相同地,在H梁22的腹板(WEB)的左右侧空间填充土沙,在H梁22的翼板外侧空间填充流动硬化材料的方式来形成)及在该技术领域中公知的各种技术(可使用H梁及挡土板、CIP (cast in place pile)、PHC桩体、SCW(soilcement wall)、板桩(sheet pile)等)形成。
[0038] 并且,如图2、图4及图6所示,第二桩体列30通过在挖掘区域由第一桩体列20外侧的指定的位置,沿着挖掘区域的边缘以指定间隔连续形成多个穿孔31,将多个H梁(H-beam) 32作为桩体插入,之后在H梁32的腹板34的左右侧空间填充土沙40,在H梁32的翼板36的外侧空间填充流动硬化材料50的方式形成。此时,在填充步骤中填充于腹板34的左右侧空间的土沙40包括现场供应的现场土、沙、包括微细骨料的骨料类等。并且,土沙40无需密实填充或压实作业。所述松弛状态的土沙40在日后为了回收而拉拔H梁32时可以减少机械装置要承受的拉拔力,使得拉拔作业更加容易。并且,作为其他填充材料,填充于H梁32的翼板36外侧空间的流动硬化材料50具有流动性和硬化性。所述流动硬化材料50的流动性优越,可以填入至较难填充的狭窄空间中,防止产生剩余空间。尤其,如图6所示,施加压力并注入流动硬化材料50时(图6中末端上侧图示的形态),该流动硬化材料填充至穿孔31周边地面的缝隙中,可同时带来整体改良穿孔31周边地面的效果。因此,即使地面土质条件较差也可以使用这种技术。所述流动硬化材料50具有硬化性,在充分填充空隙之后,随着时间的流逝发生硬化反应,变得牢固。这种效果与充分压实土沙而获得的土沙的性能相比,其效果更加显著。因此,无需压实土沙所需的施工人力,可以缩短工期、节省费用。并且,已施工部分的压缩性能更优越,进一步减少自支撑挡土墙的变位现象。
[0039] 如上所述,第一桩体列20和第二桩体列30施工后,第一桩体列20和第二桩体列30通过连接件60固定连接,从而形成如图3或图5所示的椅式自支撑挡土墙。此时,连接件60包括:第一腰梁62,该第一腰梁62与构成第一桩体列20的多个桩体(图I至图5中使用H梁22)平行地结合;第二腰梁64,该第二腰梁64与构成第二桩体列30的多个H梁32平行地结合;及固定条66,该固定条66两端结合于第一腰梁62与第二腰梁64。
[0040] 所述结构的挡土墙10通过以下本发明的椅式自支撑挡土墙的施工方法形成。SP,如图I及图2所示,根据本发明中用于施工支撑土压及外力的挡土墙的椅式自支撑挡土墙施工方法,首先在挖掘区域的边缘以指定间隔连续形成多个穿孔21 (S200);在各个穿孔21内设置桩体22来形成第一桩体列20(S210)。并且,在挖掘区域的第一桩体列20外侧指定位置,沿着挖掘区域边缘以指定间隔连续形成多个穿孔31 (S210);在各个穿孔31内设置H梁 32(S220)。
[0041] 此时,穿孔和H梁22、32施工通常是使用该技术领域的常用穿孔及桩体插入装置100。并且,形成第一桩体列20和第二桩体列30的穿孔作业和H梁插入作业可以根据作业的便利性而设定其顺序及方法。例如,就第一桩体列来说,可以通过打夯及其他传统方法形 成桩体列。并且,在本发明中的第二桩体列30提示了通常使用的仅设置一列的形态,但根据需要可以形成多个列,这属于本发明技术思想范围内。
[0042] 另外,本发明的椅式自支撑挡土墙的施工方法,如图2及图6所示,在挖掘区域的第一桩体列20外侧的指定位置,沿着挖掘区域边缘形成用于第二桩体列30的穿孔31(S210);在该穿孔31内插入H梁32,从而施工第二桩体列30,该H梁的两侧翼板(flange) 36相对于挖掘区域呈水平(S220);之后,在H梁32的翼板36之间(“a”区间),即,在腹板(web) 34两侧空间投入土沙40,使得土沙40填充在H梁32的翼板36之间(“a”区间)(S230)。并且,向第二桩体列30的各个H梁32的两侧翼板36外侧(“b”区间)供应流动硬化材料50而进行填充(S240)。
[0043] 通过上述施工方法,在经过一定期间后,第二桩体列30的H梁32根据“a”区间的土沙40和“b”区间的流动硬化材料50稳定支撑于穿孔31内,由此,可以有效防止H梁32在穿孔31内发生变位,当日后为了回收而拉拔H梁32时,“b”区间的流动硬化材料50容易脱落,从而便于H梁32的再利用。
[0044] 参照图6具体说明,在本发明的具体实施方式中用于第二桩体列30的H梁32为H-300X300X10X15,穿孔31的直径为450mm,这种情况下,用于插入H梁32的穿孔31内留有多余间距,长度约l_8cm。在完成H梁32的插入的状态下,填充穿孔31的过程分为两个步骤。第一步骤为向第二桩体列30的各个H梁32的两侧翼板36之间(“a”区间)供应由现场土、沙或其他填充用骨料构成的土沙40进行填充的过程(S230)。第二过程为向第二桩体列30的各个H梁32的两侧翼板36外侧(“b”区间)供应水泥浆、水泥土等流动硬化材料50进行填充的过程(S240)。当然,所述第一步骤(S230)和第二步骤(S240)可以调换施工顺序或同时进行。
[0045] 填充第二桩体列30的H梁32是由流动硬化材料50在流动状态下在各个H梁32的两侧翼板36的“b”区间流动而填充。并且,随着时间硬化后,就会成为比压实土沙具有更好抗变型能力的填充材料。填充至各个H梁32的两侧翼板36之间(“a”区间)的土沙40在不实施额外的压实的状态下会维持松弛的状态,但由于土沙40位于H梁32的腹板34(参照图5)部分,因此与H梁32的在挡土墙方向的变位是无关的。由于所述松弛的腹板34部分的土沙40,为回收而拉拔H梁32时易于拉拔。并且,由于填充的土沙可以防止流动硬化材料50块粘贴于腹板34部分的现象,使得H梁32的再利用作业更加容易。
[0046] 由此,利用本实施方式中的椅式自支撑挡土墙的施工方法,可大幅抑制两列桩体技术的变位,架设钢材H梁32的再利用的拉拔作业更加容易,无须H梁的清理洗涤过程,从而可从整体上提高技术的施工性、经济性,特别是去除了重要的变位发生因素,大幅提高了技术的性能。
[0047] 此时,特别是本发明的第二桩体列30使用的H梁(H-beam,H-piles)通常是指长度方向上的垂直截面为H形的结构。但是,所述H梁的描述并不限于上述形状,也可以包括与本发明相关的各国规定中提出的I形钢、非对称H梁(H-beam)及各种形状的桩(pile)
坐 寸o
[0048] 另外,供应土沙40和流动硬化材料50的顺序优选先供应土沙40,但并不限于此。并且,考虑到施工装置使用上的连续性,在插入第二桩体列30的所有H梁32后依次供应土沙40和流动硬化材料50为佳,但也不限于此,在本发明的技术思想范围内,考虑现场作业情况可以各种形态进行各个工序。并且,在本发明中土沙40优选为现场土,但也可以从由现场土、沙及其他骨料等构成的材料中选择一种使用。并且,流动硬化材料50可以是水泥衆(cement paste)、水泥土等。
[0049] 如上所述,形成第一桩体列20和第二桩体列30之后,考虑两种作业方式,可以用连接件60固定连接第一桩体列20和第二桩体列30(S250、S250’)。即,如图2及图3所示,一种方法S250是在挖掘该挖掘区域地面之前,在地面上将第一腰梁62平行地结合于构成第一桩体列20的多个桩体22 (在图2及图3中示出了在第一桩体列20使用H梁22和挡土板70的实施方式,如图8所示,通过各种技术形成第一桩体列20时,本发明中所指的第一桩体列20的桩体22相当于起到各个技术中的桩体功能的H梁22、22c、22d及板22b),将第二腰梁64平行地结合于构成第二桩体列30的多个桩体32 (即H梁)后设置连接件60,使得固定条66的两端与第一腰梁62和第二腰梁64结合。
[0050] 如图4及图5所示,另一种方法S250’是在挖掘区域的挖掘过程中形成从地面上的第二桩体列30连通到挖掘区域的子挖掘区域(如图4及图5所示,指在第一桩体列20和第二桩体列30之间的阶梯形状的空间),沿着第二桩体列30形成子挖掘区域的同时将挡土板80结合于第二桩体列30,之后在子挖掘区域的地面上根据上述实施方式的形态设置连接件60。这种方法可以减少作用于挖掘区域下部的土压影响。
[0051] 上述连接件60使得在挖掘区域的外缘向外侧方向以一定间隔形成的第一桩体列20和第二桩体列30相互固定连接而形成自支撑结构。此时,连接件可以是型钢、条钢、螺纹钢等的各种类型。在此,连接件60的第一腰梁62、第二腰梁64及固定条66通常是用焊接、螺栓、耦合等方式结合,使用支架68 (参照图3)等固定设置于第一桩体列20及第二桩体列30的各个H梁22、32。此外,虽然未图示,为了加强固定条66的约束力,也可以一起施工斜构件(brace)。为了施工上的便利性及架设设备的拆解,所述第一腰梁62、第二腰梁64及固定条66的结合方式主要采用螺栓结合方式,但根据现场条件需要,也可以选用焊接及耦合等其他结合方式。
[0052] 并且,与通常的挡土墙相同,挖掘挖掘区域的同时在挖掘区域内侧设置挡土板70(S260)。[0053] 图7为本发明一实施方式中椅式自支撑挡土墙的施工方法中连接件的应用例示意图;图8为本发明一实施方式中椅式自支撑挡土墙的施工方法中第一桩体列的各种实施方式的示意图;图9为本发明一实施方式中椅式自支撑挡土墙的施工方法中使用地锚的实施方式示意图。
[0054] 参照图7,如上所述,适用于本发明较佳实施方式中的椅式自支撑挡土墙的施工方法的连接件60,可以设置在将第一桩体列的桩体22和第二桩体列的桩体32之间挖掘至指定深度而形成的子挖掘区域的地面上(a),或在挖掘挖掘区域之前设置在地面上(b)。并且,如图7的(c)及(d)所示,本发明的椅式自支撑挡土墙的施工方法使用该技术领域中以补强为目的使用的各种方法,可以使用辅助连接件60’。
[0055] 参照图8,如上所述,本发明较佳实施方式中的椅式自支撑挡土墙的施工方法可以使用将第一桩体列20(参照图2)适用于本发明的第二桩体列30(参照图2)的方法,但也可以使用本领域公知的各种技术。即,在图8中(a)是沿着挖掘区域的边缘打入或者在预先穿设的穿孔内插设H梁22后,将挡土板79夹设于H梁22之间形成的H梁(H-pile)和 挡土板技术形态。并且,(b)是沿着挖掘区域边缘以结合部对接的方式连续形成多个板桩22b (sheet pile)后,利用打桩装置将板桩22b打入地中而形成挡土墙的板桩技术的适用形态。(C)是沿着挖掘区域边缘以指定间隔连续形成多个穿孔后,填入在地面上组装的铁网22c’和较粗的骨料并注入灰衆(mortar),或灌注混凝土的灌注桩(cast in place pile)技术的适用形态。(d)是在穿孔装置的导管(卫卜0丨竺)搅拌轴前端设置切割工具(cutter),边混合硬化材料和土边挖掘,在挖掘前端喷射水泥衆(cement milk),混合土和灰衆同时拔出导管而形成柱列墙的水泥土墙(soil cement wall)技术的适用形态。如上所述,本发明较佳实施方式的椅式自支撑挡土墙的技术方法可以使用各种技术施工第一桩体列20,具有容易规定其施工范围的优点。当然,用于连接件设置的腰梁及固定条作业相同。在本实施方式中,用于形成第一桩体列20的多个桩体22的H梁(H-pile)和挡土板、板桩、灌注桩(cast in place pile)及水泥土墙(soil cement wall)等为本技术领域的公知技术,包括LW(Labiles wasserglass)等药液注入技术,所述技术等可以根据本领域从事者或委托者的需要进行选择及组合,详细说明将省略。
[0056] 参照图9,本发明较佳实施方式中的椅式自支撑挡土墙的施工方法通常使用为提高挡土墙10的支撑力而使用的地锚(Earth Anchor) 100或土钉(soil nailing),有效增加挖掘区域的挖掘深度。即,在以往的挡土墙施工中使用地锚,但本发明中的椅式自支撑挡土墙的施工方法可以减少地锚100数量的同时,更有效地实现深度挖掘。此时,地锚100的施工及作用等为本领域公知的内容,详细说明将省略。
[0057] 如上所述,通过上述说明及附图图示了本发明较佳实施方式中的椅式自支撑挡土墙的施工方法,但所述仅为示例,在不超出本发明技术思想的范围内,本领域普通技术人员可以进行各种变化及变更。
[0058] 如图I所示,本发明的椅式自支撑挡土墙的施工方法用于施工挡土墙,该挡土墙用于防止在道路工程、地铁工程及建筑物新建工程等工程中因切割面或地下挖基工程中发生的土沙坍塌。本发明的椅式自支撑挡土墙的施工方法中的所述挡土墙10包括第一桩体列20、第二桩体列30以及连接件60。
[0059] 此时,通过本发明的椅式自支撑挡土墙的施工方法形成的挡土墙10的第一桩体列20由沿着挖掘区域的边缘设置多个桩体22构成。如后述实施方式,在本发明中所述第一桩体列20可以通过第二桩体列30的施工方法(此时,如图2及图4所示,第一桩体列20的多个桩体22通过在挖掘区域的边缘以固定间隔连续形成多个穿孔21,在各个穿孔21中插入H梁22后,与后述的第二桩体列30相同地,在H梁22的腹板(WEB)的左右侧空间填充土沙,在H梁22的翼板外侧空间填充流动硬化材料的方式来形成)及在该技术领域中公知的各种技术(可使用H梁及挡土板、CIP (cast in place pile)、PHC桩体、SCW(soilcement wall)、板桩(sheet pile)等)形成。
[0060] 并且,如图2、图4及图6所示,第二桩体列30通过在挖掘区域由第一桩体列20外侧的指定的位置,沿着挖掘区域的边缘以指定间隔连续形成多个穿孔31,将多个H梁(H-beam) 32作为桩体插入,之后在H梁32的腹板34的左右侧空间填充土沙40,在H梁32的翼板36的外侧空间填充流动硬化材料50的方式形成。此时,在填充步骤中填充于腹板34的左右侧空间的土沙40包括现场供应的现场土、沙、包括微细骨料的骨料类等。并且,土沙40无需密实填充或压实作业。所述松弛状态的土沙40在日后为了回收而拉拔H梁32时可以减少机械装置要承受的拉拔力,使得拉拔作业更加容易。并且,作为其他填充材料,填 充于H梁32的翼板36外侧空间的流动硬化材料50具有流动性和硬化性。所述流动硬化材料50的流动性优越,可以填入至较难填充的狭窄空间中,防止产生剩余空间。尤其,如图6所示,施加压力并注入流动硬化材料50时(图6中末端上侧图示的形态),该流动硬化材料填充至穿孔31周边地面的缝隙中,可同时带来整体改良穿孔31周边地面的效果。因此,即使地面土质条件较差也可以使用这种技术。所述流动硬化材料50具有硬化性,在充分填充空隙之后,随着时间的流逝发生硬化反应,变得牢固。这种效果与充分压实土沙而获得的土沙的性能相比,其效果更加显著。因此,无需压实土沙所需的施工人力,可以缩短工期、节省费用。并且,已施工部分的压缩性能更优越,进一步减少自支撑挡土墙的变位现象。
[0061] 如上所述,第一桩体列20和第二桩体列30施工后,第一桩体列20和第二桩体列30通过连接件60固定连接,从而形成如图3或图5所示的椅式自支撑挡土墙。此时,连接件60包括:第一腰梁62,该第一腰梁62与构成第一桩体列20的多个桩体(图I至图5中使用H梁22)平行地结合;第二腰梁64,该第二腰梁64与构成第二桩体列30的多个H梁32平行地结合;及固定条66,该固定条66两端结合于第一腰梁62与第二腰梁64。
[0062] 所述结构的挡土墙10通过以下本发明的椅式自支撑挡土墙的施工方法形成。SP,如图I及图2所示,根据本发明中用于施工支撑土压及外力的挡土墙的椅式自支撑挡土墙施工方法,首先在挖掘区域的边缘以指定间隔连续形成多个穿孔21 (S200);在各个穿孔21内设置桩体22来形成第一桩体列20(S210)。并且,在挖掘区域的第一桩体列20外侧指定位置,沿着挖掘区域边缘以指定间隔连续形成多个穿孔31 (S210);在各个穿孔31内设置H梁 32(S220)。
[0063] 此时,穿孔和H梁22、32施工通常是使用该技术领域的常用穿孔及桩体插入装置100。并且,形成第一桩体列20和第二桩体列30的穿孔作业和H梁插入作业可以根据作业的便利性而设定其顺序及方法。例如,就第一桩体列来说,可以通过打夯及其他传统方法形成桩体列。并且,在本发明中的第二桩体列30提示了通常使用的仅设置一列的形态,但根据需要可以形成多个列,这属于本发明技术思想范围内。
[0064] 另外,本发明的椅式自支撑挡土墙的施工方法,如图2及图6所示,在挖掘区域的第一桩体列20外侧的指定位置,沿着挖掘区域边缘形成用于第二桩体列30的穿孔31 (S210);在该穿孔31内插入H梁32,从而施工第二桩体列30,该H梁的两侧翼板(flange) 36相对于挖掘区域呈水平(S220);之后,在H梁32的翼板36之间(“a”区间),即,在腹板(web) 34两侧空间投入土沙40,使得土沙40填充在H梁32的翼板36之间(“a”区间)(S230)。并且,向第二桩体列30的各个H梁32的两侧翼板36外侧(“b”区间)供应流动硬化材料50而进行填充(S240)。
[0065] 通过上述施工方法,在经过一定期间后,第二桩体列30的H梁32根据“a”区间的土沙40和“b”区间的流动硬化材料50稳定支撑于穿孔31内,由此,可以有效防止H梁32在穿孔31内发生变位,当日后为了回收而拉拔H梁32时,“b”区间的流动硬化材料50容易脱落,从而便于H梁32的再利用。 [0066] 本发明的椅式自支撑挡土墙的施工方法用于施工挡土墙,该挡土墙用于防止在道路工程、地铁工程及建筑物新建工程等工程中因切割面或地下挖基工程发生的土沙坍塌。

Claims (3)

1. 一种椅式自支撑挡土墙的施工方法,该施工方法用于施工支撑土压等外力的挡土墙,其特征在于,该施工方法包括: 形成第一桩体列的步骤,该第一桩体列沿着挖掘区域的边缘具有多个桩体; 形成第二桩体列的步骤,该第二桩体列具有多个桩体,该多个桩体通过在所述挖掘区域,在第一桩体列外侧指定位置沿着所述挖掘区域的边缘以指定间距连续形成多个穿孔,将H梁插入所述穿孔后,在所述H梁腹板的左右侧空间填充土沙,在所述H梁翼板的外侧空间填充流动硬化材料的方式来形成;以及 利用连接件将所述第一桩体列和第二桩体列固定连接的步骤,该步骤包括:在挖掘所述挖掘区域之前,在地面上将第一腰梁平行地结合于构成所述第一桩体列的多个桩体的步骤;将第二腰梁平行地结合于构成所述第二桩体列的多个桩体的步骤;以及设置固定条,以使所述固定条的两端结合于所述第一腰梁和所述第二腰梁的步骤, 从而在挖掘区域的边缘外侧间隔地形成第一桩体列和第二桩体列并利用连接件进行连接,以形成地下挡土墙。
2.根据权利要求I所述的椅式自支撑挡土墙的施工方法,其特征在于,所述第一桩体列的多个桩体通过沿着所述挖掘区域的边缘以指定间隔连续形成多个穿孔,在各个穿孔内插入H梁之后,在所述H梁的腹板左右侧空间填充土沙,在所述H梁的翼板外侧空间填充流动硬化材料的方式来形成。
3.根据权利要求I所述的椅式自支撑挡土墙的施工方法,其特征在于,所述第一桩体列的多个桩体选自H梁、板桩及灌注桩中的一种。
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