CN103410158A - 一种可回收直立式门架自稳围护结构及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于基坑工程技术领域，具体涉及一种可回收直立式门架自稳围护结构及其应用方法，其特征在于所述围护结构包括压顶板、两道水泥土搅拌墙以及至少三组钢管；两道所述水泥土搅拌墙设置于所述压顶板下方且与其垂直设置，三组所述钢管的一端分别与所述压顶板连接固定，三组所述钢管中，位于外侧位置的外组钢管斜向设置，其余两组所述钢管与所述压顶板垂直设置，并分别内插于两道所述水泥土搅拌墙内部。本发明的优点是，结构安装和拆卸简单，便于施工、可循环利用，绿色环保；造价低，推广便利；兼有加筋抗滑、挡土、止水多重作用，围护范围内土体的抗滑能力、抵抗变形能力显著提高。
Description
技术领域
本发明属于基坑工程技术领域，具体涉及一种用于软土基坑的可回收直立式门架自稳围护结构及其应用方法。
背景技术
对于软土地区开挖深度5m范围内的基坑工程，目前现有支护技术中使用的围护结构形式一般采用水泥土重力式围护墙、型钢水泥土搅拌墙、放坡开挖。
水泥土重力式围护墙特征是该挡土结构由纵横多列连续搭接的“格栅状”水泥土桩组成，所述水泥土桩是以水泥系材料为固化剂，通过搅拌机械采用喷浆施工将固化剂和地基土强行搅拌，形成连续搭接的、有一定厚度和嵌固深度的加固体挡墙，依靠墙体自重、墙底摩阻力和墙前基坑开挖面以下土体的被动土压力稳定墙体，以满足围护墙的整体稳定、抗倾稳定、抗滑稳定和控制墙体变形等要求。其优点是：一般坑内无支撑，便于快速挖土，兼有挡土和止水的双重功能。缺点在于位移控制能力较弱、施工质量难以控制、经济性一般。
型钢水泥土搅拌墙是在连续搭接的三轴水泥土桩内插入型钢形成的复合挡土隔水结构。具有适用土质范围较广，对周围环境影响小、防渗性能好、环保节能、适用土层范围广、工期短、投资省等优点。但对于5m以内的基坑每米造价较高，且施工要求较高，水泥土桩成桩质量不易控制。
放坡开挖是一种采用留设斜向土坡的基坑开挖方式，其特征是在无支护措施下，通过加大挖土上口宽度，同时采取分级放坡、护坡、降水等维持边坡稳定的辅助措施，可防止土壁崩塌，保持开挖过程中边坡稳定，具有工期较短，造价低的优点，缺点是放坡坡比要求较大，需同时满足边坡稳定要求和上口宽度要求，且对周边环境影响较大。
综上所述，目前的基坑支护结构还无法回收重复利用，以降低施工成本。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种可回收直立式门架自稳围护结构及其应用方法，该围护结构通过在基坑边线外一定距离设置由压顶板、水泥土搅拌墙以及至少三组钢管组成的装配式结构，以达到增强基坑坑壁稳定性以及围护结构可回收循环利用的目的。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种可回收直立式门架自稳围护结构，涉及软土基坑，其特征在于所述围护结构包括压顶板、两道水泥土搅拌墙以及至少三组钢管；两道所述水泥土搅拌墙设置于所述压顶板下方且与其垂直设置，三组所述钢管的一端分别与所述压顶板连接固定，三组所述钢管中，位于外侧位置的外组钢管斜向设置，其余两组所述钢管与所述压顶板垂直设置，并分别内插于两道所述水泥土搅拌墙内部。
每组所述钢管至少由一排钢管构成。
两道所述水泥土搅拌墙之间相隔一定水平距离，且与所述压顶板连接构成门架式结构，每道所述水泥土搅拌墙由连续搭接的单排双轴搅拌桩组成。
所述的连接固定是指所述压顶板上具有至少一组定位孔，三组所述钢管中，外组钢管伸入与之对应的所述定位孔中，通过螺栓及垫板与所述压顶板固定，其余两组所述钢管与所述压顶板为一体结构。
一种涉及上述可回收直立式门架自稳围护结构的应用方法，其特征在于至少包括如下步骤：在基坑边线退后一定距离处施作两道所述水泥土搅拌墙，将两组所述钢管分别垂直插于两道所述水泥土搅拌墙内部直至墙底，并将其顶端一定长度预留于所述水泥土搅拌墙之外；浇筑所述压顶板以使两组位于所述水泥土搅拌墙内部的钢管与其构成一体结构，同时在其上至少预留一组定位孔；将所述外组钢管穿过所述压顶板内预留的定位孔并斜向深入土体，所述斜向具体指背向所述基坑开挖方向，将所述外组钢管底端与土体固定连接。
所述外组钢管底端与土体固定连接具体指外组钢管底端通过注浆钢管注浆以形成锚固体。
所述外组钢管底端与土体固定连接具体指外组钢管底端与土体中的地锚相连接。
三组所述钢管以及水泥土搅拌墙深入土体的深度均大于所述基坑的开挖深度。
本发明的优点是，围护结构兼备加筋、挡土、止水多重作用，约束了土体变形，增强了基坑坑壁稳定性，可直立开挖，避免了常规放坡开挖方法占用场地面大的问题，同时大幅减小常规水泥土重力式围护墙和型钢水泥土搅拌墙体量，克服其施工速度慢，造价高，墙体质量不易控制等缺点；利用钢管结构能够方便拔除的特点，施工完毕后可回收，一次性投入，循环利用，经济性可大大增强，可广阔应用于软土地区7m以内基坑工程。
附图说明
图1为本发明中的整体结构示意图；
图2为本发明中压顶板结构平面图；
图3为本发明中的另一整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-3，图中标记1-10分别为：压顶板1、水泥土搅拌墙2、内组钢管3、中组钢管4、外组钢管5、注浆钢管6、锚固体7、螺栓及垫块8、定位孔9、地锚10。
实施例：如图1、2、3所示，本实施例具体涉及一种用于软土基坑的可回收直立式门架自稳围护结构及其应用方法，该围护结构由压顶板1、两道水泥土搅拌墙2、内组钢管3、中组钢管4以及外组钢管5构成，兼备加筋、挡土、止水多重作用，约束了土体变形，增强了基坑坑壁稳定性，可直立开挖，避免了常规放坡开挖方法占用场地面大的问题，同时大幅减小常规水泥土重力式围护墙和型钢水泥土搅拌墙体量，克服其施工速度慢，造价高，墙体质量不易控制等缺点；利用钢管结构能够方便拔除的特点，施工完毕后可回收，一次性投入，循环利用，经济性可大大增强。
如图1、2所示，压顶板1为现浇筑钢筋混凝土结构，具体沿地面上的基坑边线布置，在其上靠外侧位置预留有一组定位孔9。
如图1、2所示，两道水泥土搅拌墙2与压顶板1垂直设置组成门架式结构，布置在基坑开挖边线外侧一定范围。水泥土搅拌墙2是由连续搭接的单排双轴水泥土搅拌桩组成的墙体，并分为内侧和外侧两道墙体，其具备挡土和止水双重作用。为增强水泥土搅拌墙2横向抗剪、抗弯能力，并提高墙体在基坑开挖阶段抵抗变形的能力，每道墙体内部每隔一定间距垂直内插内组钢管3和中组钢管4，钢管插入长度延至墙体底部，同时钢管顶端预留一定距离露出墙体，用以同压顶板1浇筑构成一体结构。每组钢管都为一排，中组钢管4之间的水平间距可根据土体性质条件适当增大。
如图1、2、3所示，外组钢管5用于防止土体滑移，增强土体强度，其排数应至少为一排，根据土体性质可适当增加至两排或三排，外组钢管5位于压顶板1下方土体中，背向基坑开挖方向每隔一定水平间距斜向布置，其顶端伸入预留的定位孔9内，并通过螺栓及垫块8固定于压顶板1上，构成装配式结构以利回收。外组钢管5底端连接注浆钢管6，在其深入土体的过程中，分若干次进行注浆，形成若干锚固体7，以增加钢管与土体之间的锚固力，如图1所示。当然外组钢管5的底端也可以不连接注浆钢管6，而是连接地锚10，通过地锚10与深层土体的紧固作用，增强外组钢管5的抗拔和抗滑能力。
值得注意的是，水泥土搅拌墙2的宽度和深度，内组钢管3、中组钢管4、外组钢管5的水平间距，外组钢管5的排数、长度和倾角，均需依据地基土体性质确定，并满足基坑安全稳定性计算要求。
如图1、2、3所示，无论是水泥土搅拌墙2，还是内组钢管3、中组钢管4，以及外组钢管5，其深入土体的深度均大于基坑开挖的深度，这样做的目的可以有效确保基坑开挖深度内的土体得到有效支护和增强，以避免开挖深度范围内发生基坑失稳现象。
如图1-3所示，上述可回收直立式门架自稳围护结构的施工方法具体包括以下步骤：
①基坑开挖之前，在基坑边线退后一定距离进行水泥土搅拌墙2的施工，期间为增强墙体抗剪、抗弯及抵抗变形能力，将内组钢管3和中组钢管4按一定水平间距垂直插入墙内直至墙底，并在墙顶以上预留一定长度钢管，排数为1排；
②开槽浇筑压顶板1，并将其与内组钢管3和中组钢管4的预留段一体现浇固定，并在其内部预留定位孔9；
③将外组钢管5穿过压顶板1上预留的定位孔9，背向基坑开挖方向，按一定水平间隔斜向打入（压入）土体；外组钢管5底端如果连接注浆钢管6，在其深入土体的过程中，分若干次进行注浆，形成若干锚固体7，以增加钢管与土体内之间的锚固力；外组钢管5底端如果连接地锚10，则一次性打入（压入）土体，通过地锚与深层土体的紧固作用，增强外组钢管5的抗拔和抗滑能力；中组钢管5主要起加筋抗滑作用，并增强土体抗剪和抵抗变形的能力，确保基坑放坡时边坡整体稳定性，其采用的长度、水平间距、水平倾角、排数需依据地基土体性质确定，并满足基坑稳定性计算要求；其打入（压入）施工完毕后，末端利用螺栓及垫块8与压顶板1锁紧固定；
④由于上述结构对土体抗滑、抗剪、变形能力的增强，基坑可直立式开挖；
⑤当基坑内基础施工完毕后，可拆卸并回收上述钢管及水泥土搅拌墙2，以重复利用于下一基坑工程。
从本实施例中可以看出，利用上述可回收直立式门架自稳围护体系，可发挥加筋、挡土、止水作用，约束了土体变形，增强围护结构抵抗变形能力，提高其安全稳定性，解决了常规放坡开挖方法中坡比过大、占用场地面大，以及其它直立式围护体体量大、造价高的问题。同时，采用可回收重复利用的预制构件，现场装配施工速度快，且易拆除，具备绿色环保、经济的优点。
Claims (8)
1.一种可回收直立式门架自稳围护结构，涉及软土基坑，其特征在于所述围护结构包括压顶板、两道水泥土搅拌墙以及至少三组钢管；两道所述水泥土搅拌墙设置于所述压顶板下方且与其垂直设置，三组所述钢管的一端分别与所述压顶板连接固定，三组所述钢管中，位于外侧位置的外组钢管斜向设置，其余两组所述钢管与所述压顶板垂直设置，并分别内插于两道所述水泥土搅拌墙内部。
2.根据权利要求1所述的一种可回收直立式门架自稳围护结构，其特征在于每组所述钢管至少由一排钢管构成。
3.根据权利要求1所述的一种可回收直立式门架自稳围护结构，其特征在于两道所述水泥土搅拌墙之间相隔一定水平距离，且与所述压顶板连接构成门架式结构，每道所述水泥土搅拌墙由连续搭接的单排双轴搅拌桩组成。
4.根据权利要求1所述的一种可回收直立式门架自稳围护结构，其特征在于所述的连接固定是指所述压顶板上具有至少一组定位孔，三组所述钢管中，外组钢管伸入与之对应的所述定位孔中，通过螺栓及垫板与所述压顶板固定，其余两组所述钢管与所述压顶板为一体结构。
5.一种涉及权利要求1-4所述可回收直立式门架自稳围护结构的应用方法，其特征在于至少包括如下步骤：在基坑边线退后一定距离处施作两道所述水泥土搅拌墙，将两组所述钢管分别垂直插于两道所述水泥土搅拌墙内部直至墙底，并将其顶端一定长度预留于所述水泥土搅拌墙之外；浇筑所述压顶板以使两组位于所述水泥土搅拌墙内部的钢管与其构成一体结构，同时在其上至少预留一组定位孔；将所述外组钢管穿过所述压顶板内预留的定位孔并斜向深入土体，所述斜向具体指背向所述基坑开挖方向，将所述外组钢管底端与土体固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种可回收直立式门架自稳围护结构的应用方法，其特征在于所述外组钢管底端与土体固定连接具体指外组钢管底端通过注浆钢管注浆以形成锚固体。
7.根据权利要求5所述的一种可回收直立式门架自稳围护结构的应用方法，其特征在于所述外组钢管底端与土体固定连接具体指外组钢管底端与土体中的地锚相连接。
8.根据权利要求5所述的一种可回收直立式门架自稳围护结构的应用方法，其特征在于三组所述钢管以及水泥土搅拌墙深入土体的深度均大于所述基坑的开挖深度。
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