CN102828506A

CN102828506A - 超深大截面方形支护桩及其施工方法

Info

Publication number: CN102828506A
Application number: CN2012103337395A
Authority: CN
Inventors: 邓江权; 石立国; 张茅; 冯金波; 余德浩
Original assignee: China Construction Second Engineering Bureau Co Ltd
Current assignee: China Construction Second Engineering Bureau Co Ltd
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2012-12-19

Abstract

一种超深大截面方形支护桩及其施工方法，设置在基坑靠地铁盾构区域的一侧，该超深大截面方形支护桩包括桩孔护壁和桩芯，桩孔护壁和桩芯均为现浇钢筋混凝土结构，并且桩孔护壁是由一段一段的方形护筒拼接而成的，方形护筒的内侧面为由下向上朝桩芯倾斜的斜面，在上下两段方形护筒的接缝处、下层方形护筒的上端面靠桩芯一侧设有凸台，凸台与方形护筒之间的缝隙处填有由水玻璃和水泥浆组成的双浆液体。该超深大截面方形支护桩的抗滑能力大，所以采用这种支护桩以后，基坑支护施工和地铁盾构施工不再会产生冲突，基坑支护施工可以与地铁盾构交错进行，大大节约了基坑支护的施工工期。

Description

超深大截面方形支护桩及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种基坑支护技术，特别是一种基坑支护桩及其施工方法。

背景技术

随着旧城改造，城市新区的扩张，各个城市的高层建筑大量涌现，建筑高度不断增加，根据其构造及使用上的要求，基础埋深也随之不断增深，由此带来了施工用地紧张、工程地质条件复杂、基坑周边原有建筑物和市政设施多等一系列问题。如何保证基坑施工的稳定、基坑临近既有建筑物和市政设施的安全使用，已经成为基础施工首先要解决的技术问题。目前，我国在基坑支护设计施工技术方面，发展了多种实用的基坑支护方法，而且在设计计算理论方面不断改进，施工工艺方面不断完善。

排桩支护是基坑支护工程形式的一种，根据不同水文地质条件，其桩型及成孔方式也不相同，现有的桩型有圆柱形和方形，成孔方式有人工挖孔和机械成孔。关于桩型，现有的方形桩抵抗孔壁侧压力较弱，所以不常使用在支护桩中；关于成孔方式，经常使用的成孔方式都是机械成孔，人工挖孔由于存在许多不安全因素，而且对护壁支护要求严格，尤其是超深、截面尺寸大的桩孔，对其护壁要求更高，所以也不常使用。基于上述原因，现有的基坑支护一般都是采用圆柱形支护桩和机械成孔。

在地铁盾构区域旁边的基坑中，受地铁盾构区域的影响，地铁盾构施工与基坑支护施工会产生冲突（基坑支护结构在地铁盾构区域所处的层面不能打锚索，所以基坑侧壁在该处的支护就完全靠支护桩来完成，而普通的支护桩的抗滑能力不够，如果在地铁盾构施工的同时，在地铁盾构区域旁边挖基坑并进行基坑支护施工，容易出事故），所以一般都需要等地铁盾构施工结束以后再进行基坑支护施工，这必然会影响到基坑施工的进度，所以需要改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种超深大截面方形支护桩及其施工方法，要解决在地铁盾构区域的旁边进行基坑支护施工时，地铁盾构施工与基坑支护施工会产生冲突的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种超深大截面方形支护桩，设置在基坑靠地铁盾构区域的一侧，其特征在于：该超深大截面方形支护桩的截面长度为2.6米～3.6米，截面宽度为2.0米～3.0米，深度为40.0米～45.0米；该超深大截面方形支护桩包括桩孔护壁和桩芯，桩孔护壁和桩芯均为现浇钢筋混凝土结构，并且桩孔护壁是由一段一段的方形护筒拼接而成的，方形护筒的内侧面为由下向上朝桩芯倾斜的斜面，在上下两段方形护筒的接缝处、下层方形护筒的上端面靠桩芯一侧设有凸台，凸台与方形护筒之间的缝隙处填有由水玻璃和水泥浆组成的双浆液体。

所述方形护筒中的护壁钢筋由双层竖筋和双层箍筋组成，并且上一段的方形护筒中的双层竖筋的下端插在与之相邻的下一段的方形护筒中。

所述桩芯中的桩芯钢筋笼由设在桩芯靠近基坑一侧和远离基坑一侧的双层竖向通常主筋、位于桩芯左右两侧的单层竖向构造主筋、以及水平箍筋组成。

一种上述超深大截面方形支护桩的施工方法，其特征在于施工步骤如下：步骤一、结合勘察资料，在方桩开挖区域，进行软弱土层加固；步骤二、定位方桩；步骤三、采用人工掘进1.0米深的桩孔，在桩孔中安装护壁钢筋，并采用内支撑法安装桩孔护壁模板，再次校正护壁钢筋；步骤四、浇筑护壁混凝土；步骤五、当护壁混凝土的强度达到要求后，拆除桩孔护壁模板；步骤六、不断重复步聚三至步聚五，继续向下掘进，直至掘进到设计深度，并报监理做成孔验收，在整个掘进过程中，上下桩孔护壁模板的接口部位采用由水玻璃和水泥浆组成的双桨液体进行护壁止水，在掘进的同时，还进行桩芯钢筋笼的主筋机械套丝和水平箍筋制作；步骤七、成孔验收后，在桩孔内吊放桩芯钢筋笼；步骤八、采用回灌法，将桩孔内注满水，避免相邻桩孔浇筑混凝土时，因侧压力造成桩孔垮塌；步骤九、采用水下浇筑，浇筑桩芯混凝土。

所述步骤七中，吊放桩芯钢筋笼的具体步骤是：步骤a、在桩孔旁边搭设钢管脚手架，作为桩芯钢筋笼的安装操作平台；步骤b、在安装操作平台上制作第一节桩芯钢筋笼；步骤c、采用吊车将第一节桩芯钢筋笼放入桩孔内，并保证第一节桩芯钢筋笼的上端部外露井口2.0米高，该外露的上端部作为连接部位与加厚钢管连接，第一节桩芯钢筋笼通过加厚钢管架空在桩孔上；步骤d、在安装操作平台上继续制作第二节桩芯钢筋笼；步骤e、采用吊车吊放第二节桩芯钢筋笼，即先用吊车将第二节桩芯钢筋笼吊放至第一节桩芯钢筋笼的正上方，用直螺纹套筒将第二节桩芯钢筋笼中的主筋与第一节桩芯钢筋笼中的主筋连接，然后断开第一节桩芯钢筋笼与加厚钢管的连接，用吊车将第二节桩芯钢筋笼和第一节桩芯钢筋笼下沉至桩孔中，使第二节桩芯钢筋笼的上端部外露井口2.0米高，该外露的上端部作为连接部位与加厚钢管连接，第二节桩芯钢筋笼通过加厚钢管架空在桩孔上；步骤f、依次类推，不断重复步骤d和步骤e，直至桩芯钢筋笼达到设计长度为止。

所述步骤三中，采用内支撑法安装桩孔护壁模板的具体步骤是，在桩孔护壁模板的拉杆孔位置安装水平槽钢，即用螺母和拉结螺杆将水平槽钢固定在拉杆孔中，使水平槽钢与桩孔护壁模板紧贴；然后在水平槽钢之间设置十字交错的丝杆，丝杆通过螺纹连接在丝杆端部的内螺纹套筒顶紧水平槽钢，用丝杠支撑加固，利用内螺纹套筒调节丝杠长度，使丝杠顶紧槽钢，以满足尺寸要求，并固定牢固，所有的水平槽钢、丝杆、内螺纹套筒、螺母和拉结螺杆组成了稳固的桩孔护壁模板内支撑体系。

所述步骤四中，护壁混凝土的浇筑为分层连续浇筑，每层控制在200mm～400mm。

所述步骤九中，桩芯混凝土的浇筑为连续浇筑，间歇时间不大于1小时,防止断桩。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：本发明应用在与地铁盾构区域相邻的的大基坑中，所述的支护桩是一种超深且截面超大的方形支护桩，这种支护桩虽然是方形，但是抗滑能力非常大，也就是抵抗孔壁侧压力的能力非常强，所以采用这种支护桩以后，基坑支护施工和地铁盾构施工不再会产生冲突，基坑支护施工可以与地铁盾构交错进行，大大节约了基坑支护的施工工期。

本发明所述的支护桩的施工方法完全能够保证桩孔护壁的施工质量，并且，该施工方法虽然为人工挖孔，但是却完全可以保证人工挖孔的安全，此外，在整个施工过程中，桩孔护壁的支护操作非常简单、方便，所以能够更好更安全地加快成孔速度，节约周转材料。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是超深大截面方形支护桩设置在基坑中的结构示意图。

图2是图1中A-A剖面的示意图。

图3是超深大截面方形支护桩的结构示意图。

图4是桩孔护壁上支设桩孔护壁内支撑体系的示意图。

图5是桩芯中的桩芯钢筋笼的示意图。

图6是图6中B-B剖面的示意图。

图7是桩孔护壁中的护壁钢筋的示意图。

图8是图8中C-C剖面的示意图。

附图标记：1－超深大截面方形支护桩、2－桩孔护壁、3－方形护筒、4－斜面、5－凸台、6－护壁钢筋、7－桩芯、8－桩芯钢筋笼、9－基坑、10－地铁盾构区域、11－拟建地下室外墙、12－钢筋砼腰梁、13－锚索、14－腰梁立柱、15－双排旋喷止水帷幕、16－地下管网、17－水平槽钢、18－丝杆、19－内螺纹套筒、20－双浆液体、21－桩孔护壁模板。

具体实施方式

实施例参见图1-3所示，这种超深大截面方形支护桩1，设置在基坑9靠地铁盾构区域10的一侧。该超深大截面方形支护桩1的截面长度a为2.6米～3.6米，截面宽度b为2.0米～3.0米，深度c为40.0米～45.0米。该超深大截面方形支护桩1包括桩孔护壁2和桩芯7，桩孔护壁2和桩芯7均为现浇钢筋混凝土结构，并且桩孔护壁2是由一段一段的方形护筒3拼接而成的，方形护筒的内侧面为由下向上朝桩芯倾斜的斜面4。

参见图3、图4，在上下两段方形护筒的接缝处、下层方形护筒的上端面靠桩芯一侧设有凸台5，凸台5与方形护筒3之间的缝隙处填有由水玻璃和水泥浆组成的双浆液体20，双浆液体20起护壁止水作用。

参见图2、图5、图6，所述方形护筒中的护壁钢筋6由双层竖筋6.1和双层箍筋6.2组成，并且上一段的方形护筒中的双层竖筋6.1的下端插在与之相邻的下一段的方形护筒中。

参见图2、图7、图8，所述桩芯中的桩芯钢筋笼8由设在桩芯靠近基坑一侧和远离基坑一侧的双层竖向通常主筋8.2、位于桩芯左右两侧的单层竖向构造主筋8.1、以及水平箍筋8.3组成。

上述超深大截面方形支护桩的施工方法，其施工步骤如下。

步骤一、结合勘察资料，在方桩开挖区域，进行软弱土层加固（主要加固回填土、含砂层、含水层）。

步骤二、定位方桩。

步骤三、采用人工掘进1.0米深的桩孔（一般为1m，流沙层为0.5m），在桩孔中安装护壁钢筋，并采用内支撑法安装桩孔护壁模板21，再次校正护壁钢筋。参见图4，本实施例中，在桩孔护壁模板的拉杆孔位置安装水平槽钢17（上下间距两道），即用螺母和拉结螺杆将水平槽钢17固定在拉杆孔中，使水平槽钢17与桩孔护壁模板紧贴；然后在水平槽钢17之间设置十字交错的丝杆18（短向三道，长向五道），丝杆18通过螺纹连接在丝杆端部的内螺纹套筒19顶紧水平槽钢17，用丝杠支撑加固，利用内螺纹套筒调节丝杠长度，使丝杠顶紧槽钢，以满足尺寸要求，并固定牢固，所有的水平槽钢17、丝杆18、内螺纹套筒19、螺母和拉结螺杆组成了稳固的桩孔护壁模板内支撑体系。在其它实施例中，也可以采用其他形式的桩孔护壁模板内支撑体系。

步骤四、浇筑护壁混凝土，护壁混凝土的浇筑为分层人工连续浇筑，每层控制在200mm～400mm，并插捣密实。

步骤五、当护壁混凝土的强度达到要求后，拆除桩孔护壁模板。

步骤六、不断重复步聚三至步聚五，继续向下掘进，直至掘进到设计深度，并报监理做成孔验收，在整个掘进过程中，上下桩孔护壁模板的接口部位采用由水玻璃和水泥浆组成的双桨液体进行护壁止水，在掘进的同时，还进行桩芯钢筋笼的主筋机械套丝和水平箍筋制作。

步骤七、成孔验收后，在桩孔内吊放桩芯钢筋笼。

步骤八、采用回灌法，将桩孔内注满水，避免相邻桩孔浇筑混凝土时，因侧压力造成桩孔垮塌。

步骤九、采用水下浇筑，浇筑桩芯混凝土，桩芯混凝土的浇筑为连续浇筑，间歇时间不大于1小时，防止断桩。

所述步骤七中，吊放桩芯钢筋笼的具体步骤是：步骤a、在桩孔旁边搭设10米高的钢管脚手架，作为桩芯钢筋笼的安装操作平台；步骤b、在安装操作平台上制作第一节桩芯钢筋笼，其主筋的长度12米，分节焊接箍筋、加劲筋；步骤c、采用吊车将第一节桩芯钢筋笼放入桩孔内，并保证第一节桩芯钢筋笼的上端部外露井口2.0米高，该外露的上端部作为连接部位与加厚钢管连接，第一节桩芯钢筋笼通过加厚钢管架空在桩孔上；步骤d、在安装操作平台上继续制作第二节桩芯钢筋笼；步骤e、采用吊车吊放第二节桩芯钢筋笼，即先用吊车将第二节桩芯钢筋笼吊放至第一节桩芯钢筋笼的正上方，用直螺纹套筒将第二节桩芯钢筋笼中的主筋与第一节桩芯钢筋笼中的主筋连接，然后断开第一节桩芯钢筋笼与加厚钢管的连接，用吊车将第二节桩芯钢筋笼和第一节桩芯钢筋笼下沉至桩孔中，使第二节桩芯钢筋笼的上端部外露井口2.0米高，该外露的上端部作为连接部位与加厚钢管连接，第二节桩芯钢筋笼通过加厚钢管架空在桩孔上；步骤f、依次类推，不断重复步骤d和步骤e，直至桩芯钢筋笼达到设计长度为止。

本发明的施工重点和难点：超深大截面方形支护桩施工为人工开挖成孔，且位于地铁盾构旁，其重点难点为：护壁模板支设，成孔尺寸的保证；孔内护壁止水；超长方形钢筋笼如何加工、制作、安装且防止变形。

Claims

1.一种超深大截面方形支护桩（1），设置在基坑（9）靠地铁盾构区域（10）的一侧，其特征在于：该超深大截面方形支护桩（1）的截面长度（a）为2.6米～3.6米，截面宽度（b）为2.0米～3.0米，深度（c）为40.0米～45.0米，该超深大截面方形支护桩（1）包括桩孔护壁（2）和桩芯（7），桩孔护壁（2）和桩芯（7）均为现浇钢筋混凝土结构，并且桩孔护壁（2）是由一段一段的方形护筒（3）拼接而成的，方形护筒的内侧面为由下向上朝桩芯倾斜的斜面（4），在上下两段方形护筒的接缝处、下层方形护筒的上端面靠桩芯一侧设有凸台（5），凸台（5）与方形护筒（3）之间的缝隙处填有由水玻璃和水泥浆组成的双浆液体（20）。

2.根据权利要求1所述的超深大截面方形支护桩，其特征在于：所述方形护筒中的护壁钢筋（6）由双层竖筋（6.1）和双层箍筋（6.2）组成，并且上一段的方形护筒中的双层竖筋（6.1）的下端插在与之相邻的下一段的方形护筒中。

3.根据权利要求1所述的超深大截面方形支护桩，其特征在于：所述桩芯中的桩芯钢筋笼（8）由设在桩芯靠近基坑一侧和远离基坑一侧的双层竖向通常主筋（8.2）、位于桩芯左右两侧的单层竖向构造主筋（8.1）、以及水平箍筋（8.3）组成。

4.一种上述权利要求1中所述的超深大截面方形支护桩的施工方法，其特征在于施工步骤如下：

步骤一、结合勘察资料，在方桩开挖区域，进行软弱土层加固；

步骤二、定位方桩；

步骤三、采用人工掘进1.0米深的桩孔，在桩孔中安装护壁钢筋，并采用内支撑法安装桩孔护壁模板，再次校正护壁钢筋；

步骤四、浇筑护壁混凝土；

步骤五、当护壁混凝土的强度达到要求后，拆除桩孔护壁模板；

步骤六、不断重复步聚三至步聚五，继续向下掘进，直至掘进到设计深度，并报监理做成孔验收，在整个掘进过程中，上下桩孔护壁模板的接口部位采用由水玻璃和水泥浆组成的双桨液体进行护壁止水，在掘进的同时，还进行桩芯钢筋笼的主筋机械套丝和水平箍筋制作；

步骤七、成孔验收后，在桩孔内吊放桩芯钢筋笼；

步骤八、采用回灌法，将桩孔内注满水，避免相邻桩孔浇筑混凝土时，因侧压力造成桩孔垮塌；

步骤九、采用水下浇筑，浇筑桩芯混凝土。

5.根据权利要求4所述的超深大截面方形支护桩的施工方法，其特征在于：所述步骤七中，吊放桩芯钢筋笼的具体步骤是：

步骤a、在桩孔旁边搭设钢管脚手架，作为桩芯钢筋笼的安装操作平台；

步骤b、在安装操作平台上制作第一节桩芯钢筋笼；

步骤c、采用吊车将第一节桩芯钢筋笼放入桩孔内，并保证第一节桩芯钢筋笼的上端部外露井口2.0米高，该外露的上端部作为连接部位与加厚钢管连接，第一节桩芯钢筋笼通过加厚钢管架空在桩孔上；

步骤d、在安装操作平台上继续制作第二节桩芯钢筋笼；

步骤e、采用吊车吊放第二节桩芯钢筋笼，即先用吊车将第二节桩芯钢筋笼吊放至第一节桩芯钢筋笼的正上方，用直螺纹套筒将第二节桩芯钢筋笼中的主筋与第一节桩芯钢筋笼中的主筋连接，然后断开第一节桩芯钢筋笼与加厚钢管的连接，用吊车将第二节桩芯钢筋笼和第一节桩芯钢筋笼下沉至桩孔中，使第二节桩芯钢筋笼的上端部外露井口2.0米高，该外露的上端部作为连接部位与加厚钢管连接，第二节桩芯钢筋笼通过加厚钢管架空在桩孔上；

步骤f、依次类推，不断重复步骤d和步骤e，直至桩芯钢筋笼达到设计长度为止。

6.根据权利要求4所述的超深大截面方形支护桩的施工方法，其特征在于：所述步骤三中，采用内支撑法安装桩孔护壁模板的具体步骤是，在桩孔护壁模板的拉杆孔位置安装水平槽钢（17），即用螺母和拉结螺杆将水平槽钢（17）固定在拉杆孔中，使水平槽钢（17）与桩孔护壁模板紧贴；然后在水平槽钢（17）之间设置十字交错的丝杆（18），丝杆（18）通过螺纹连接在丝杆端部的内螺纹套筒（19）顶紧水平槽钢（17），用丝杠支撑加固，利用内螺纹套筒调节丝杠长度，使丝杠顶紧槽钢，以满足尺寸要求，并固定牢固，所有的水平槽钢（17）、丝杆（18）、内螺纹套筒（19）、螺母和拉结螺杆组成了稳固的桩孔护壁模板内支撑体系。

7.根据权利要求4所述的超深大截面方形支护桩的施工方法，其特征在于：所述步骤四中，护壁混凝土的浇筑为分层连续浇筑，每层控制在200mm～400mm。

8.根据权利要求4所述的超深大截面方形支护桩的施工方法，其特征在于：所述步骤九中，桩芯混凝土的浇筑为连续浇筑，间歇时间不大于1小时，防止断桩。