CN103452101A - 预应力混凝土桩及支护桩墙 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预应力混凝土桩及支护桩墙，该预应力混凝土桩包括至少一个预应力混凝土构件，所述预应力混凝土构件的截面呈哑铃型，包括对称设置的的上翼缘、下翼缘和设置在所述上翼缘、下翼缘之间的腹板，所述预应力混凝土构件的内部设置有受力钢筋、预应力筋和箍筋；该支护桩墙包括若干个水泥土搅拌桩和设置在所述水泥土搅拌桩内的预应力混凝土桩。通过上述方式，本发明的预应力混凝土桩具有良好的抗弯刚度，在保证基坑支护安全可靠的前提下，能够降低工程成本，施工方便；本发明的支护桩墙具有较好的抗弯刚度和抗侧移能力。

Description

预应力混凝土桩及支护桩墙

技术领域

本发明涉及建筑、市政、交通、水利、电力、工业等所有建设工程领域，特别是涉及一种预应力混凝土桩及支护桩墙。

背景技术

基坑工程技术方案主要从安全可靠性、经济合理性、施工难度、施工工期等方面进行考虑。在我国沿海周边软土地区对SMW工法桩、灌注桩、地下连续墙的应用比较多。

型钢水泥土搅拌墙，通常称为SMW工法，是一种在连续套接的三轴水泥土搅拌桩内插入型钢形成的复合挡土隔水结构。即利用三轴搅拌桩钻机在原地层中切削泥土，同时钻机前段低压注入水泥浆液，与切碎土体充分搅拌形成隔水性较高的水泥土桩列式挡墙，在水泥土浆液尚未硬化前插入型钢的一种地下工程施工技术。SMW工法桩是基于深层搅拌桩施工工艺发展起来的，这种结构充分发挥了水泥土混合体和型钢的力学特性，具有经济、工期短、隔水性强、对周围环境影响小等特点。型钢水泥土搅拌墙维护结构在地下室施工完成后，可以将H型钢从水泥土搅拌桩中拔出，达到回收和再次利用的目的。因此该工法与常规的维护形式相比不仅工期短，施工过程无污染，场地整洁干净、噪声小，而且可以节约社会资源，避免维护体在地下室施工完毕后永久遗留于地下，成为地下障碍物。在提倡建设节约型社会，实现可持续发展的今天，推广应用该工法更加具有现实意义。

但SMW工法桩存在以下缺点：SMW工法桩中大多使用H型钢，H型钢的造价高，在实际建筑工程使用过程中，型钢的运输费用和租赁费用都很高，尤其是工期较长的情况下，型钢的租赁费用会大大增加使用成本。另外型钢一般在地下室施工结束后，需要进行拔除，可能会导致型钢的弯曲、拉断等损耗，当场地限制无法拔出时又会大大增加工程成本。

灌注桩的钢筋和混凝土的用量较多，还需另外设置止水帷幕，施工较繁琐，对环境的影响比较大。

因此，现有的建筑基坑工程中所用的支护结构还不能完全满足工程需求，需要开发出一种新型的基坑支护结构，安全可靠，经济合理，施工方便。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种预应力混凝土桩及支护桩墙，该预应力混凝土桩具有良好的抗弯刚度，在保证基坑支护安全可靠的前提下，能够降低工程成本，施工方便；支护桩墙具有较好的抗弯刚度和抗侧移能力。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种预应力混凝土桩，包括：该预应力混凝土桩包括至少一个预应力混凝土构件，所述预应力混凝土构件的截面呈哑铃型，包括对称设置的的上翼缘、下翼缘和设置在所述上翼缘、下翼缘之间的腹板，所述预应力混凝土构件的内部设置有受力钢筋、预应力筋和箍筋。

在本发明一个较佳实施例中，所述腹板的两侧面为对称结构，所述侧面包括两个斜边和一个中间边，两个斜边对称设置，所述斜边与中间边之间的夹角大于等于135°。

在本发明一个较佳实施例中，所述腹板的两侧面为对称结构，所述侧面包括内凹的圆弧边。

在本发明一个较佳实施例中，所述腹板的两侧面为对称结构，所述侧面包括对称的第一边和第二边，所述第一边和第二边之间的夹角为钝角。

在本发明一个较佳实施例中，所述预应力混凝土桩包括多个预应力混凝土构件，所述预应力混凝土构件沿轴线方向设有多个通孔，所述多个预应力混凝土构件通过贯穿所述通孔的抗弯绳串接在一起，所述抗弯绳张紧后分别与所述预应力混凝土桩的两端固定连接，每两个相邻预应力混凝土构件的连接处均固定安装有加强抗剪板。

在本发明一个较佳实施例中，所述抗弯绳采用钢绞线、钢丝绳、预应力钢筋或普通钢筋，位于基坑底面处的预应力混凝土构件至少有三分之二的嵌固长度埋在基坑底面以下。

本发明还提供了一种具有上述预应力混凝土桩的支护桩墙，所述支护桩墙包括若干个水泥土搅拌桩和设置在所述水泥土搅拌桩内的预应力混凝土桩。

在本发明一个较佳实施例中，所述水泥土搅拌桩采用三轴水泥土搅拌桩施工机械进行施工，每次加工出三个相互咬合的水泥土搅拌桩，分别为前桩、中间桩和后桩，形成一个水泥土搅拌桩单元，通过多种施工方式形成所述水泥土支护桩墙，在所述水泥土搅拌桩内连续或间隔插设有预应力混凝土桩。

在本发明一个较佳实施例中，所述支护桩墙由多个水泥土搅拌桩单元错位排列而成，前一个水泥土搅拌桩单元的后桩与后一个水泥土搅拌桩的前桩相互咬合，形成交错式结构，所述水泥土搅拌桩内连续或间隔插设有预应力混凝土桩。

在本发明一个较佳实施例中，所述支护桩墙包括由多个依次排列相互咬合的水泥土搅拌桩组成的水泥土墙基体，在所述水泥土墙基体一侧间隔设有多个平行于所述水泥土墙基体的水泥土搅拌桩单元，所述水泥土搅拌桩单元的三个桩分别与水泥土墙基体上的三个桩相互咬合，形成外凸式结构，所述水泥土搅拌桩内连续或间隔插设有预应力混凝土桩。

本发明预应力混凝土桩及支护桩墙，具有以下有益效果：

1、本发明的预应力混凝土桩采用钢筋混凝土、预应力筋等作为原材料，在基坑深度较深的情况下，可以将预应力混凝土桩分成多段，便于运输，降低了运输成本。

2、与钻孔灌注桩相比，本发明的预应力混凝土桩所采用的钢筋和混凝土的用量少，节约成本，且对环境影响小。

3、与SMW工法桩相比，本发明的预应力混凝土桩，在基坑深度较深的情况下，可以采用多段预应力混凝土构件组合，相对于型钢，增加了强度，降低了运输成本，且不需要拔除，避免了工程完成后型钢的拔除损耗问题。

4、本发明的预应力混凝土桩，通过将多段预应力混凝土构件串接，且通过抗弯绳和加强抗剪板，使串接后形成的预应力混凝土桩达到施工要求，对于不同深度的基坑工程，可以选择预应力混凝土构件进行组合，施工更灵活，更经济合理。

5、本发明的支护桩墙，采用交错式或外凸式结构，增强了整体的抗弯刚度和抗侧移能力。

综上所述，本发明预应力混凝土桩及支护桩墙，即保证基坑支护结构的安全可靠，又具有良好的经济效益，施工方便，环境影响小，进一步满足了基坑工程建设的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是所述预应力混凝土构件的截面结构示意图一；

图2是所述预应力混凝土构件的截面结构示意图二；

图3是所述预应力混凝土构件的截面结构示意图三；

图4是本发明支护桩墙的交错式结构示意图；

图5是本发明支护桩墙的外凸式结构示意图；

图6是所述预应力混凝土桩的组装结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例包括：

实施例一：

参阅图1和图4，一种预应力混凝土桩，包括：该预应力混凝土桩10包括一个预应力混凝土构件11，该预应力混凝土桩11适合用在基坑深度不深的情况下，一个预应力混凝土构件11可以直接用作预应力混凝土桩10。

所述预应力混凝土构件的截面呈哑铃型，包括对称设置的的上翼缘111、下翼缘112和设置在所述上翼缘111、下翼缘112之间的腹板113，所述预应力混凝土构件11的内部设置有受力钢筋114、预应力筋115和箍筋116，结构合理，抗弯刚度高。

如图1所示，所述腹板113的两侧面为对称结构，所述侧面包括两个斜边1131和一个中间边1132，两个斜边1131对称设置，所述斜边1131与中间边1132之间的夹角α大于等于135°，结构设置合理，能够满足工程需求；

如图4所示，本发明还提供了一种具有上述预应力混凝土桩的支护桩墙，所述支护桩墙包括若干个水泥土搅拌桩和设置在所述水泥土搅拌桩内的预应力混凝土桩10。

所述水泥土搅拌桩采用三轴水泥土搅拌桩施工机械进行施工，每次加工出三个相互咬合的水泥土搅拌桩，分别为前桩、中间桩和后桩，形成一个水泥土搅拌桩单元，通过多种施工方式形成墙体，在所述水泥土搅拌桩内连续或间隔插设有预应力混凝土桩10。

所述支护桩墙由多个水泥土搅拌桩单元错位排列而成，前一个水泥土搅拌桩单元的后桩与后一个水泥土搅拌桩单元的前桩相互咬合，形成交错式结构，增强了整体的抗弯刚度和抗侧移能力。在实际施工过程中，可以在单独的水泥土搅拌桩中插入小尺寸的预应力混凝土桩，在错位处的相互咬合的水泥土搅拌桩中插入大尺寸的预应力混凝土桩。

实施例二：

参阅图2、图5和图6，一种预应力混凝土桩，包括：该预应力混凝土桩20包括多个预应力混凝土构件21，该预应力混凝土桩20适合用在基坑深度较深的情况下，可以在工厂预制出多个长度较短的预应力混凝土构件21，便于运输到现场，可以方便的现场拼接。

所述预应力混凝土构件21的截面呈哑铃型，包括对称设置的的上翼缘211、下翼缘212和设置在所述上翼缘211、下翼缘212之间的腹板213，所述预应力混凝土构件21的内部设置有受力钢筋214、预应力筋215和箍筋216，结构合理，抗弯刚度高。

如图2所示，所述腹板213的两侧面为对称结构，所述侧面包括内凹的圆弧边2131。

如图5所示，本发明还提供了一种具有上述预应力混凝土桩的支护桩墙，所述支护桩墙包括若干个水泥土搅拌桩和设置在所述水泥土搅拌桩内的预应力混凝土桩20。

所述水泥土搅拌桩采用三轴水泥土搅拌桩施工机械进行施工，每次加工出三个相互咬合的水泥土搅拌桩，分别为前桩、中间桩和后桩，形成一个水泥土搅拌桩单元，通过多种施工方式形成墙体，在所述水泥土搅拌桩内连续或间隔插设有预应力混凝土桩20。

所述支护桩墙包括由多个依次排列相互咬合的水泥土搅拌桩组成的水泥土墙基体，在所述水泥土墙基体一侧间隔设有多个平行于所述水泥土墙基体的水泥土搅拌桩单元，间隔的距离可以为一个水泥土搅拌桩或多个水泥土搅拌桩，根据实际的水泥土墙基体的长度而定，所述水泥土搅拌桩单元的三个桩分别与水泥土墙基体上的三个桩相互咬合，形成外凸式结构，所述水泥土搅拌桩内连续或间隔插设有预应力混凝土桩20，增强了整体的抗弯刚度和抗侧移能力。在实际施工过程中，可以在单独的水泥土搅拌桩中插入小尺寸的预应力混凝土桩，在外凸式结构处的相互咬合的水泥土搅拌桩中插入大尺寸的预制桩。

所述预应力混凝土构件21沿轴线方向设有多个通孔，所述多个预应力混凝土构件通过贯穿所述通孔的抗弯绳22串接在一起，所述抗弯绳22张紧后分别与所述预应力混凝土桩20的两端固定连接，每两个相邻预应力混凝土构件的连接处均固定安装有加强抗剪板23。

通过将多个预应力混凝土构件21串接，且通过抗弯绳22和加强抗剪板23，使串接后形成的预应力混凝土桩达到施工要求，对于不同深度的基坑工程，可以选择多个预应力混凝土构件进行组合，再用打桩机将组合好的预应力混凝土桩压入水泥土搅拌桩内，施工更灵活，更经济合理。

优选的，所述抗弯绳22采用钢绞线、钢丝绳、预应力钢筋或普通钢筋，通过抗弯绳22将所述多个预应力混凝土构件紧密串接在一起，使得预应力混凝土构件组成的预应力混凝土桩可以达到抗土压水压的要求。

位于基坑底面处的预应力混凝土构件21至少有三分之二的嵌固长度埋在基坑底面以下，在预应力混凝土构件与基坑底面接触处所受的剪力较大，而预应力混凝土构件之间连接处的抗剪能力较小，所以这样设置，更安全合理。

所述加强抗剪板23采用钢板，与所述预应力混凝土构件采用栓钉连接，将相邻的预应力混凝土构件固定在一起，防止插置过程中出现错位，也一定程度上增强了所述预应力混凝土桩的整体刚度。

实施例三：

如图3所示，本发明的第三实施例与第二实施例基本相同，主要区别在于，所述预应力混凝土构件31的截面呈哑铃型，包括对称设置的的上翼缘311、下翼缘312和设置在所述上翼缘311、下翼缘312之间的腹板313，所述预应力混凝土构件31的内部设置有受力钢筋314、预应力筋315和箍筋316，结构合理，抗弯刚度高。

所述腹板313的两侧面为对称结构，所述侧面包括对称的第一边3131和第二边3132，所述第一边3131和第二边3132之间的夹角为钝角。

本发明预应力混凝土桩及支护桩墙，具有以下有益效果：本发明的预应力混凝土桩采用钢筋混凝土、预应力筋等作为原材料，在基坑深度较深的情况下，可以将预应力混凝土桩分成多段，便于运输，降低了运输成本；与钻孔灌注桩相比，本发明的预应力混凝土桩所采用的钢筋和混凝土的用量少，节约成本，且对环境影响小；与SMW工法桩相比，本发明的预应力混凝土桩，在基坑深度较深的情况下，可以采用多段预应力混凝土构件组合，相对于型钢，增加了强度，降低了运输成本，且不需要拔除，避免了工程完成后型钢的拔除损耗问题；本发明的预应力混凝土桩，通过将多段预应力混凝土构件串接，且通过抗弯绳和加强抗剪板，使串接后形成的预应力混凝土桩达到施工要求，对于不同深度的基坑工程，可以选择预应力混凝土构件进行组合，施工更灵活，更经济合理；本发明的支护桩墙，采用交错式或外凸式结构，增强了整体的抗弯刚度和抗侧移能力；综上所述，本发明预应力混凝土桩及支护桩墙，即保证基坑支护结构的安全可靠，又具有良好的经济效益，施工方便，环境影响小，进一步满足了基坑工程建设的需求。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种预应力混凝土桩，其特征在于，包括：该预应力混凝土桩包括至少一个预应力混凝土构件，所述预应力混凝土构件的截面呈哑铃型，包括对称设置的上翼缘、下翼缘和设置在所述上翼缘、下翼缘之间的腹板，所述预应力混凝土构件的内部设置有受力钢筋、预应力筋和箍筋。

2.根据权利要求1所述的预应力混凝土桩，其特征在于，所述腹板的两侧面为对称结构，所述侧面包括两个斜边和一个中间边，两个斜边对称设置，所述斜边与中间边之间的夹角大于等于135°。

3.根据权利要求1所述的预应力混凝土桩，其特征在于，所述腹板的两侧面为对称结构，所述侧面包括内凹的圆弧边。

4.根据权利要求1所述的预应力混凝土桩，其特征在于，所述腹板的两侧面为对称结构，所述侧面包括对称的第一边和第二边，所述第一边和第二边之间的夹角为钝角。

5.根据权利要求1所述的预应力混凝土桩，其特征在于，所述预应力混凝土桩包括多个预应力混凝土构件，所述预应力混凝土构件沿轴线方向设有多个通孔，所述多个预应力混凝土构件通过贯穿所述通孔的抗弯绳串接在一起，所述抗弯绳张紧后分别与所述预应力混凝土桩的两端固定连接，每两个相邻预应力混凝土构件的连接处均固定安装有加强抗剪板。

6.根据权利要求5所述的预应力混凝土桩，其特征在于，所述抗弯绳采用钢绞线、钢丝绳、预应力钢筋或普通钢筋，位于基坑底面处的预应力混凝土构件至少有三分之二的嵌固长度埋在基坑底面以下。

7.一种支护桩墙，其特征在于，所述支护桩墙包括若干个水泥土搅拌桩和设置在所述水泥土搅拌桩内的预应力混凝土桩，所述预应力混凝土桩为权利要求1~6任一项所述的预应力混凝土桩。

8.根据权利要求7所述的支护桩墙，其特征在于，所述水泥土搅拌桩采用三轴水泥土搅拌桩施工机械进行施工，每次加工出三个相互咬合的水泥土搅拌桩，分别为前桩、中间桩和后桩，形成一个水泥土搅拌桩单元，通过多种施工方式形成墙体，在所述水泥土搅拌桩内连续或间隔插设有预应力混凝土桩。

9.根据权利要求8所述的支护桩墙，其特征在于，所述支护桩墙由多个水泥土搅拌桩单元错位排列而成，前一个水泥土搅拌桩单元的后桩与后一个水泥土搅拌桩的前桩相互咬合，形成交错式结构，所述水泥土搅拌桩内连续或间隔插设有预应力混凝土桩。

10.根据权利要求8所述的支护桩墙，其特征在于，所述支护桩墙包括由多个依次排列相互咬合的水泥土搅拌桩组成的水泥土墙基体，在所述水泥土墙基体一侧间隔设有多个平行于所述水泥土墙基体的水泥土搅拌桩单元，所述水泥土搅拌桩单元的三个桩分别与水泥土墙基体上的三个桩相互咬合，形成外凸式结构，所述水泥土搅拌桩内连续或间隔插设有预应力混凝土桩。

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