CN105586975A - 预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造及施工方法，结构墙和围护桩之间预留有空间，在所述空间内依次施作有找平层和防水层，且结构墙和围护桩之间设置有多个垂直于结构墙的抗剪装置，抗剪装置包括受力构件和防水构件，受力构件包括型钢，型钢垂直插入到结构墙内，型钢一端焊接有与围护桩预埋钢板相连的端板，另一端焊接有插装在结构墙内的抗剪钉；防水构件包括钢管和异形防水卷材，钢管套在型钢外圈，钢管一端与端板焊接，另一端插入到结构墙内且包裹有异形防水卷材。

Description

预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造及施工方法

技术领域

本发明公开了一种预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造及施工方法。

背景技术

随着现代城市的发展，城市地下空间的开发利用已成为世界性的发展趋势，并成为衡量城市现代化的重要标志。深基坑工程支护体系一般采用钻孔灌注围护桩或地连墙，支护体系仅作为开挖期间临时结构考虑，待主体现浇钢筋混凝土结构完成后，将支护体系作为安全储备。这种设计方法地下空间占用量大，且造成了临时支护体系的大量浪费。

专利(CN103669402A)提供了一种考虑基坑围护桩作为永久使用阶段地下室侧壁挡土结构一部分的桩墙一体化构造，这种构造在围护桩与地下室外墙中间存在找平层、保温层和柔性防水层空间，属于一种复合墙构造；其受力机理是根据桩墙刚度分配土压力，水压力全部由墙承担；由于围护桩相比结构墙刚度较小，分担荷载小，实际围护桩利用率较低；为更大程度发挥围护桩作用，减少材料浪费，降低外墙尺寸，减少地下空间使用面积，亟需提供一种新型桩墙一体化构造。

现有的桩墙传力构件和防水构件连接复杂，传力构件一般采用型钢，型钢表面复杂，止水构件不易与之连接，防水效果差。

发明内容

针对背景技术中存在的问题和不足之处，本发明提出一种预制围护桩与地下室结构墙相叠合的一体化构造及施工方法。本发明的受力机理是区别于桩墙复合，将桩墙看作T形截面，通过抗剪装置代替传统抗剪钢筋，连接桩墙，共同承担外部水土压力。

本发明采用的技术方案如下：

一种预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造，结构墙和围护桩之间预留有空间，在所述空间内依次施作有找平层和防水层，且结构墙和围护桩之间设置有多个垂直于结构墙的抗剪装置，抗剪装置包括承受弯矩、剪力和扭矩的受力构件和套装在受力构件上的防水构件，所述的受力构件与围护桩预埋钢板相连。

进一步的，抗剪装置包括受力构件和防水构件，受力构件包括型钢，型钢垂直插入到结构墙内，型钢一端焊接有与围护桩预埋钢板相连的端板，另一端焊接有插装在结构墙内的抗剪钉；防水构件包括钢管和异形防水卷材，钢管套在型钢外圈，钢管一端与端板焊接，另一端插入到结构墙内且包裹有异形防水卷材。

进一步的，所述的预制围护桩为方桩、矩形桩或工字型桩。

进一步的，所述预留空间的横向距离在50～200mm之间。

进一步的，所述防水层为防水涂料或柔性防水卷材，所述的卷材在抗剪装置位置预留孔洞。

进一步的，相邻抗剪装置沿桩身纵向间距满足桩墙叠合构造要求，型钢选型满足桩墙叠合强度要求。

进一步的，所述型钢与端板、端板与围护桩预埋钢板均为满焊，型钢、薄壁钢管和端板中心在一条直线上。

进一步的，所述型钢为方形钢、工字钢、带肋圆钢管或H型钢。

进一步的，所述的钢管为薄壁钢管，其深入结构墙的长度小于等于100mm，型钢嵌入结构墙长度为200～400mm。

进一步的，防水卷材通过卡扣固定在薄壁钢管上，卡扣是截面为V型的圆形构件，直径与薄壁钢管直径匹配。

所述的预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造的施工方法，包含以下步骤：

步骤1围护桩施工，基坑开挖，凿除围护桩侧面的土层，露出围护桩身的预埋钢板；

步骤2通过螺栓定位，将抗剪装置与预埋钢板固定，并满焊连接；

步骤3在围护桩的侧面挂网喷射找平层，施作外墙防水层，防水层在抗剪装置位置预留孔洞；

步骤4将异形防水卷材展开，与外墙防水卷材搭接；

步骤5绑扎结构墙钢筋，浇筑结构墙混凝土，完成施工。

本发明创造与现有技术相比，所具有的优点和积极效果：

(1)抗剪装置取代传统抗剪钢筋，实现了桩墙叠合作用，共同承担外部水土荷载，大大增加了围护桩利用率；抗剪装置结构简单，受力明确，实现了桩墙叠合受力受力构件和防水构件相结合，保证了基坑外侧全包防水。

(2)薄壁钢管表面可以与外墙防水卷材密实铺贴，构成第一道防水；异性防水卷材与外墙防水卷材搭接，构成第二道防水；两道防水组成了基坑外侧全外包防水，防水效果良好。

(3)预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造实现了围护桩与结构墙叠合构造，相比复合桩墙构造，更大程度的实现了临时支护体系的利用率，考虑围护桩在永久试用阶段的贡献之后减薄结构墙厚度，减少地下空间使用面积，节省社会资源。

(4)本发明可广泛应用于地下空间预制围护桩与主体结构墙之间的内力传递，形成桩墙叠合一体化构造。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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他的附图。

图1为本发明的预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造示意图。

图中：1-围护桩；2-结构墙；3-找平层；4-防水层；5-围护桩预埋钢板；6-端板；7-螺栓；8-薄壁圆形钢管；9-异形防水卷材；10-卡扣；11-抗剪钉；12-型钢。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

如图1所示，本发明提出一种预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造及施工方法；本发明的受力机理是区别于桩墙复合，将桩墙看作T形截面，通过抗剪装置代替传统抗剪钢筋，连接桩墙，共同承担外部水土压力，具体的结构如下：

预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造，其结构墙2与预制围护桩1之间预留有50～200mm的空间；在所述空间内，依次施作挂网喷找平层3、防水层4，并在结构墙和围护桩之间设置抗剪装置。

上述的抗剪装置垂直于结构墙，包括受力构件和防水构件；受力构件分为型钢12、端板6和抗剪钉11三部分，承受弯矩、剪力和扭矩；型钢12一端与端板6焊接，另一端四周焊接抗剪钉11；防水构件分为薄壁圆形钢管8和异性防水卷材9，薄壁圆形钢管8套在受力构件型钢12外侧，一端与端板6焊接，另一端包裹异形防水卷材9，异形防水卷材9通过卡扣10固定在薄壁圆形钢管8上；抗剪装置通过螺栓7与围护桩预埋钢板5定位后，焊接连接。

预制围护桩1与结构墙2相叠合的一体化构造实现了围护桩与结构墙叠合构造，相比复合桩墙构造，更大程度的实现了临时支护体系的利用率，考虑围护桩在永久试用阶段的贡献之后减薄结构墙厚度，减少地下空间使用面积，节省社会资源。

其中：预制围护桩1首选方桩，还可以为矩形桩、工字型桩等。

进一步的，防水层4首选防水涂料，还可以为柔性防水卷材，卷材在抗剪装置位置预留孔洞。

进一步的，抗剪装置沿桩身纵向间距满足桩墙叠合构造要求，型钢选型满足桩墙叠合强度要求。

进一步的，型钢12与端板6、端板6与围护桩预埋钢板5均为满焊，型钢、薄壁圆形钢管8和端板6中心在一条直线上。

进一步的，型钢12首选方形钢，还可以为工字钢、带肋圆钢管、H型钢等。

进一步的，抗剪装置薄壁圆形钢管8深入主体结构墙长度不大于100mm，型钢6嵌入结构墙2尺寸为200～400mm；薄壁圆形钢管8表面与异形防水卷材9密实铺贴，衔接良好，防水效果好。

进一步的，卡扣10是截面为V型的圆形构件，直径与薄壁圆形钢管8直径匹配。

预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造的施工方法，包含以下步骤：

步骤1预制围护桩1，并进行施工；然后开挖基坑，同时凿除围护桩侧的土层，露出桩身预埋钢板；

步骤2通过螺栓7定位，将抗剪装置与预埋钢板固定，并将抗剪装置的端板6与预埋钢板满焊连接；同时要求型钢12与端板6、端板6与桩身预埋钢板均为满焊，型钢、薄壁钢管和端板中心在一条直线上。

步骤3在围护桩1的侧面挂网喷射找平层，施作外墙防水卷材，且防水卷材在抗剪装置位置预留孔洞，抗剪装置中的型钢、薄壁钢管要穿过孔洞；

步骤4将薄壁圆形钢管8端部的异形防水卷材展开，与外墙防水层4搭接；防水层4首选防水涂料，还可以为柔性防水卷材；

步骤5绑扎结构墙2钢筋，并且浇筑结构墙2混凝土，完成施工。

上述步骤中的抗剪装置在施工前已经提前组装好了，在施工时直接使用即可。

本发明可广泛应用于地下空间预制围护桩与主体结构墙之间的内力传递，形成桩墙叠合一体化构造。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造，其特征在于，结构墙和围护桩之间预留有空间，在所述空间内依次施作有找平层和防水层，且结构墙和围护桩之间设置有多个垂直于结构墙的抗剪装置，抗剪装置包括承受弯矩、剪力和扭矩的受力构件和套装在受力构件上的防水构件，所述的受力构件与围护桩预埋钢板相连。

2.如权利要求1所述的预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造，其特征在于，所述的受力构件包括型钢，型钢垂直插入到结构墙内，型钢一端焊接有与围护桩预埋钢板相连的端板，另一端焊接有插装在结构墙内的抗剪钉。

3.如权利要求2所述的预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造，其特征在于，所述型钢为方形钢、工字钢、带肋圆钢管或H型钢。

4.如权利要求2所述的预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造，其特征在于，防水构件包括钢管和异形防水卷材，钢管套在型钢外圈，钢管一端与端板焊接，另一端插入到结构墙内且包裹有异形防水卷材。

5.如权利要求4所述的预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造，其特征在于，所述的钢管为薄壁钢管，其深入结构墙的长度小于等于100mm，型钢嵌入结构墙长度为200～400mm。

6.如权利要求4所述的预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造，其特征在于，所述型钢与端板、端板与围护桩预埋钢板均为满焊，型钢、钢管和端板中心在一条直线上。

7.如权利要求1所述的预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造，其特征在于，异形防水卷材通过卡扣固定在钢管上，卡扣是截面为V型的圆形构件，直径与薄壁钢管直径匹配。

8.如权利要求1所述的预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造，其特征在于，所述防水层为防水涂料或柔性防水卷材，所述的卷材在抗剪装置位置预留孔洞。

9.如权利要求1所述的预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造，其特征在于，相邻抗剪装置沿桩身纵向间距满足桩墙叠合构造要求，型钢选型满足桩墙叠合强度要求。

10.如权利要求1-9任一所述的预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造的施工方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1围护桩施工，基坑开挖，凿除围护桩侧面的土层，露出围护桩身的预埋钢板；

步骤2通过螺栓定位，将抗剪装置与预埋钢板固定，并满焊连接；

步骤3在围护桩的侧面挂网喷射找平层，施作外墙防水层，防水层在抗剪装置位置预留孔洞；

步骤4将异形防水卷材展开，与外墙防水层搭接；

步骤5绑扎结构墙钢筋，浇筑结构墙混凝土，完成施工。