CN103967017A - 一种采用高强钢筋制作的灌注桩与fcw工法搅拌桩相咬合的新型竖向围护结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种灌注桩与搅拌桩相咬合的竖向围护结构及其施工方法，所述的竖向围护结构包括多个搅拌桩和多个灌注桩，多个搅拌桩间隔设置，灌注桩设在搅拌桩的间隔内，且与搅拌桩咬合连接；所述的施工方法包括以下步骤：一台高效无置换智能化五（六）轴水泥土搅拌墙桩机，简称（FCW工法桩机）进行搅拌桩的施工；钻机驱动套管下沉，使套管以旋转方式钻入搅拌桩的间隔内，同时实时监测测套管的垂直度；套管下沉时，钻机内置的螺旋钻杆同时取土；编笼机制作钢筋笼；螺旋钻杆取土完成后，将钢筋笼吊放入套管内，通过导管向钢筋笼内灌注混凝土，形成灌注桩，同时实时监测套管的垂直度；一组施工完成后，拔起套管，进行下一组施工。与现有技术相比，本发明具有施工周期短、机械化程度高、围护结构稳定性强、工程造价低等优点。

Description

一种采用高强钢筋制作的灌注桩与FCW工法搅拌桩相咬合的新型竖向围护结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种工程中对软弱岩土加固和支护技术，尤其是涉及一种采用新工艺施工的灌注桩与搅拌桩相咬合的竖向围护结构及其施工方法，能有效缩短工期、大大的降低工程造价。

背景技术

随着人口数量的日益增加，对建筑空间的需求量也越来越大，高层已不能完全满足人类活动空间的需求，地下空间的拓展已经刻不容缓，这样也就造成对搅拌桩的要求也越来越高。在我国长三角等经济发达地区，每年基坑围护中的费用高达千亿万元以上。目前我国基坑围护中所采用的挡土结构主要有地下连续墙、灌注桩、SMW工法桩、土钉墙及桩锚结构等，这些结构的施工工艺各有优势，但仍有值得改进的地方。如灌注桩排桩围护墙的造价过大，且施工时需先施工外围的隔水帷幕，再施工灌注桩排桩，这样造成了工期的拖沓。二轴搅拌桩是80年代沿用至今的传统工法，其机架为井字架走管式行走，稳定性差，功效低，劳动强度大，且成一幅桩宽度仅为1.2m，造成冷缝的机率大；三轴搅拌桩是从日本引进主要配合施工劲性搅拌桩的施工，但为了获得良好的水泥土浆液流动性及桩体均匀性，该工法是以桩体的强度和单方造价为代价，且三轴搅拌桩在施工过程中产生大量的置换土，置换出的土体为碱性，无法回归农田，造成大量污染。另外，深层搅拌桩桩体本身强度较低，常常只能作为止水帷幕使用，而不能单个作为挡土结构使用。然后为了达到挡土的目的，需要在搅拌桩中插入H型钢。此种围护结构和地下连续墙，灌注桩一样都需结合内支撑或锚杆，才能形成整体挡土结构，这样不仅给设计和施工造成较大困难，还使得施工成本过大。本发明所涉及的搅拌桩为新型的五（六）轴水泥土搅拌墙（以下简称FCW工法），该工法使用新型的智能化五（六）轴桩机施工，一次最多可成桩五（六）根，无置换土，在一定程度上解决了上述几种搅拌桩工艺的不足，具有高效、无置换、 智能化、绿色环保的特点。

发明内容

本发明的目的就是为了对上述现有技术的补充而提供一种施工周期短、机械化程度高、围护结构稳定性强的灌注桩与搅拌桩相咬合的竖向围护结构及其施工方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种灌注桩与搅拌桩相咬合的竖向围护结构，该竖向围护结构包括多个搅拌桩和多个灌注桩，所述的多个搅拌桩间隔设置，所述的灌注桩设在搅拌桩的间隔内，且与搅拌桩咬合连接。

相邻灌注桩之间至少设有一根搅拌桩。

所述的灌注桩与搅拌桩的直径相同。

所述的灌注桩的直径大于搅拌桩的直径。

一种灌注桩与搅拌桩相咬合的竖向围护结构的施工方法，通过搅拌桩机、钻机和编笼机进行施工，所述的钻机为全螺旋套管式钻机，该钻机上设有套管和螺旋钻杆，套管套设在螺旋钻杆外侧，所述的施工方法包括以下步骤：

1）搅拌桩机采用FCW工法间隔均布式进行搅拌桩的施工；

2）钻机驱动套管下沉，使套管以旋转方式钻入搅拌桩的间隔内，使之与搅拌桩咬合，同时实时检测套管的垂直度；

3）套管下沉时，钻机内置的螺旋钻杆同时取土；

4）编笼机制作钢筋笼；

5）螺旋钻杆取土完成后，将钢筋笼吊放入套管内，通过导管向钢筋笼内灌注混凝土，形成灌注桩，同时实时监测套管的垂直度；

6）一组施工完成后，拔起套管，进行下一组施工。

所述的搅拌桩机为带有多轴可拆卸钻杆的FCW工法机。

所述的FCW工艺是指采用特种智能化机械就地将软土和固化剂强制搅拌的工艺。

所述的套管为钢套管。

所述的钢筋为高强度钢筋。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明的竖向围护结构充分结合了深搅桩的止水和灌注桩的挡土效 果，使被加固土体的强度得到大幅度提高，支护土体的稳定性也得到加强、水平和竖向位移降低，同时具备了一般挡土结构所没有的止水效果；

2、本发明运用FCW工法机分布式施工和多功能套管钻机成孔同时施工，搅拌桩一次性成桩数量增加，冷缝出线机率降低，无置换土，充分利用水泥保证桩体强度，使得施工工期大大缩短，配合管桩钢筋骨架滚焊机（编笼机）工程造价大幅度降低；

3、灌注桩采用套管钻机施工，机械化程度高，成孔速度快、无孔壁坍塌问题，成孔垂直度好精度高；

4、灌注桩钢筋笼采用高强度钢筋，即预应力混凝土用钢棒，也叫管桩钢丝，PC钢棒，它主要用作高强度预应力混凝土管桩(PHC)的配筋，代号PCB-1420-35-L-HG其抗拉强度不小于1420Mpa，其特点在于低松弛、良好的镦锻性能和点焊性能，无需焊接，一次成型，使得墙体的抗弯，抗拉性能得到提高；且可成盘运输，不受长度限制；钢筋采用内刻痕，提高与混凝土的握裹力，且利于自动编笼。

5、较之SMW工法更为安全可靠，较之传统灌注桩排桩围护形式造价方面可减少30%～50%。

附图说明

图1为本发明竖向围护结构的示意图，其中a为搅拌桩与灌注桩一一对应的竖向围护结构示意图，b为两根搅拌桩与一根灌注桩循环布桩竖向围护结构示意图，图中A1～A8为搅拌桩，B1～B5为灌注桩；

图2为等径咬合的竖向围护结构示意图；

图3为变径咬合的竖向围护结构示意图；

图4为本发明施工方法的流程示意图；

图5为本发明施工过程示意图，其中a为搅拌桩的施工示意图，b为钻入套管示意图，c为灌注桩的施工示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，一种采用上述施工方法施工的灌注桩与搅拌桩相咬合的竖向围护结构，包括多个搅拌桩和多个灌注桩，所述的多个搅拌桩间隔设置，所述的灌注桩设在搅拌桩的间隔内，且与搅拌桩咬合连接。搅拌桩与灌注桩的中心线可以在一条直线上，也可以不在一条直线上。

相邻灌注桩之间至少设有一根搅拌桩，如图1（a）所示，相邻灌注桩间设有一根搅拌桩，搅拌桩和灌注桩一一对应间隔布置；如图1（b）所示，相邻灌注桩间设有两根搅拌桩。

如图2和图3所示，灌注桩的直径可与搅拌桩的直径相同形成等径咬合的竖向围护结构，也可大于搅拌桩的直径形成变径咬合的竖向围护结构。

该竖向围护结构充分结合了深搅桩的止水和灌注桩的挡土效果，使被加固土体的强度得到大幅度提高，支护土体的稳定性也得到加强、水平和竖向位移降低。

如图4-图5所示，一种灌注桩与搅拌桩相咬合的竖向围护结构的施工方法，通过搅拌桩机、钻机和编笼机进行施工，所述的钻机为全螺旋套管式钻机，该钻机上设有套管和螺旋钻杆，套管套设在螺旋钻杆外侧，所述的施工方法包括以下步骤：

1）搅拌桩机采用FCW工法间隔着进行搅拌桩的施工，如图5（a）所示；

所述的深层搅拌工艺是指就地将软土和固化剂强制搅拌，主要有以下六个步骤：定位下沉；深入到设计深度；喷浆搅拌提升；原位重复搅拌下沉；重复搅拌提升；搅拌完成通过固化剂形成加固桩体；

2）钻机驱动套管下沉，使套管以旋转方式钻入搅拌桩的间隔内，使之与搅拌桩咬合，如图5（b）所示，同时实时检测套管的垂直度；

3）套管下沉时，钻机内置的螺旋钻杆同时取土；

4）编笼机制作钢筋笼；

5）螺旋钻杆取土完成后，将钢筋笼吊放入套管内，通过导管向钢筋笼内灌注混凝土，形成灌注桩，如图5（c）所示，同时实时检测套管的垂直度；

6）一组施工完成后，拔起套管，进行下一组施工。

本实施例的搅拌桩机包括多个可拆卸钻杆，施工时各钻杆分布式间隔施工，搅拌桩机的钻头可根据不同的围护形式需要进行拆卸组合。采用多轴的搅拌桩机可一次性成桩根数多，施工效率高，并且可有效控制桩位的水平位 移偏差，有效地缩短工期。以六轴搅拌桩机为例，如将六轴的1、3、4、6轴拆除，可配合全螺旋套管机械做咬合桩结构。

本实施例的套管为钢套管。钢套管旋转下沉，所成孔垂直度高，有钢管护壁，孔洞不易坍塌。

所述的钢筋为高强度钢筋，运输时可成盘多圈运输，到现场无需焊接，且现场条件限制没有相应强度的焊条，所以直接用编笼机制作。

Claims (9)

1.一种灌注桩与搅拌桩相咬合的竖向围护结构，其特征在于，该竖向围护结构包括多个搅拌桩和多个灌注桩，所述的多个搅拌桩间隔设置，所述的灌注桩设在搅拌桩的间隔内，且与搅拌桩咬合连接。

2.根据权利要求1所述的一种灌注桩与搅拌桩相咬合的竖向围护结构，其特征在于，相邻灌注桩之间至少设有一根搅拌桩。

3.根据权利要求1所述的一种灌注桩与搅拌桩相咬合的竖向围护结构，其特征在于，所述的灌注桩与搅拌桩的直径相同。

4.根据权利要求1所述的一种灌注桩与搅拌桩相咬合的竖向围护结构，其特征在于，所述的灌注桩的直径大于搅拌桩的直径。

5.一种如权利要求1所述的灌注桩与搅拌桩相咬合的竖向围护结构的施工方法，通过多轴水泥土搅拌墙FCW工法机、钻机和编笼机进行施工，所述的钻机为全螺旋套管式钻机，该钻机上设有套管和螺旋钻杆，套管套设在螺旋钻杆外侧，其特征在于，所述的施工方法包括以下步骤：

1）搅拌桩机采用新型FCW工艺间隔着进行搅拌桩的施工；

2）钻机驱动套管下沉，使套管以旋转方式钻入搅拌桩的间隔内，使之与搅拌桩咬合，同时实时检测套管的垂直度；

3）套管下沉时，钻机内置的螺旋钻杆同时取土；

4）编笼机制作钢筋笼；

5）螺旋钻杆取土完成后，将钢筋笼吊放入套管内，通过导管向钢筋笼内灌注混凝土，形成灌注桩，同时实时检测套管的垂直度；

6）一组施工完成后，拔起套管，进行下一组施工。

6.根据权利要求5所述的一种灌注桩与搅拌桩相咬合的竖向围护结构的施工方法，其特征在于，所述的搅拌桩机为带有多轴可拆卸钻杆的搅拌桩机。

7.根据权利要求5所述的一种灌注桩与搅拌桩相咬合的竖向围护结构的施工方法，其特征在于，所述的深层搅拌工艺是指就地将软土和固化剂强制搅拌。

8.根据权利要求5所述的一种灌注桩与搅拌桩相咬合的竖向围护结构的施工方法，其特征在于，所述的套管为钢套管。

9.根据权利要求5所述的一种灌注桩与搅拌桩相咬合的竖向围护结构的施工方法，其特征在于，所述的钢筋为高强度钢筋。