CN105804093B - 预制双排桩与止水帷幕一体化基坑支护结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预制双排桩与止水帷幕一体化基坑支护结构及其施工方法，其包括双排桩、钢架梁、冠梁、水泥土搅拌桩，双排桩是指以前、后两根间隔设置的混凝土管桩为单元，以该单元沿基坑边部均匀排列形成前、后两排桩，各单元的两根混凝土管桩的顶部之间固定连接可卸式的钢架梁；双排桩的相邻钢架梁之间固定连接可卸式的冠梁；双排桩的前排混凝土管桩之间，以及前与后排之间设置水泥土搅拌桩，即形成止水帷幕。施工方法为：对双排桩及构成止水帷幕的水泥土搅拌桩的桩位进行划分并打桩，浇入水泥土，在对应的双排桩桩位插入预制的混凝土管桩，各单元的两根混凝土管桩之间固定连接钢架梁，各钢架梁之间固定连接冠梁，待水泥土料固化后，即完成施工。

Description

预制双排桩与止水帷幕一体化基坑支护结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，是一种预制双排桩与止水帷幕一体化基坑支护结构及其施工方法。

背景技术

基坑支护结构体系的类型较多，各有其适用范围。从结构形式看，在软土地区较多采用排桩（墙）+内支撑系统（或外锚杆）。其中，排桩常用的是钻孔灌注桩，内支撑系统多为现浇钢筋混凝土结构。这些结构在施工过程种均会对环境造成较大的影响，原材料消耗较多，尤其是内支撑系统，随施工进程相继要拆除并清理，增加的建筑垃圾及清理等一系列工序。而后发展起来的挡土和止水帷幕一体化的型钢水泥连续墙（SMW工法）、渠式切割水泥连续墙（TRD工法）以及派生出的植入预制钢筋混凝土工字型围护桩墙技术（SCPW工法）等均通过三轴水泥搅拌桩（用于止水）中插入H型钢，或预制钢筋混凝土工字型桩的形式来达到挡土功能。由于通过水泥搅拌桩机作业，在桩径范围内的土体扰动，所以插入H型钢或工字型钢的混凝土桩就较容易，挤土现象也较弱，成桩省工省材，其中H型钢还可回收重复利用，具有一定的经济性。但是这些结构形式均还需内支撑体系来配套使用，而且，虽然H型钢可以回收重复利用，但当水泥土强度较高时，型钢回收难度增加，回收成本也增加；鉴于型钢一次性投资较大，利用率不高，目前市场尚未形成租赁业务，所以其经济性并不明显。而预制工字型钢筋混凝土不回收，但生产成本相对预应力混凝土管桩要大得多，也存在经济性问题。

而传统意义上的双排桩结构形式，由于刚度大、变形小，只要基坑外围有足够的场地，对于深基坑、大面积开挖时，采用这种支护形式还是相对较为合理，但也常仍要用内支撑系统，经济性不如排桩+内支撑；而成桩的做法还是以钻孔灌注桩为主，所以也存在经济性和对环境的不利影响等不足。为此，有待对现有的基坑支护结构及施工方法进行改进。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种预制双排桩与止水帷幕一体化基坑支护结构及其施工方法，使其解决现有基坑支护结构投入成本较大，易造成环境污染，以及回收不便的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种预制双排桩与止水帷幕一体化基坑支护结构，该基坑支护结构包括双排桩、钢架梁、冠梁、水泥土搅拌桩，其中双排桩是指以前、后两根桩为单元，以该单元沿基坑边部均匀排列形成前、后两排桩，且前排桩位于基坑范围的边界，后排桩位于基坑范围的外部；其特征在于所述双排桩的单元是指前、后两根间隔设置的混凝土管桩，各单元的两根混凝土管桩的顶部之间固定连接所述钢架梁，且钢架梁与混凝土管桩之间为可卸式连接；所述双排桩的相邻钢架梁之间固定连接所述冠梁，且冠梁与钢架梁之间为可卸式连接；所述双排桩的前排混凝土管桩之间，以及前排混凝土管桩与后排混凝土管桩之间设置所述水泥土搅拌桩，即形成止水帷幕。上述结构与现有技术相比，主要优点在于：双排桩采用了混凝土管桩，相比现有采用预浇的实心混凝土双排桩，或直接采用预制工型钢或插入H型钢的混凝土桩所形成的基坑支护结构，成本较低，且所采用的钢架梁、冠梁均为可拆卸结构设计，从而施工完成后可拆卸回收，循环利用，大大降低施工成本，且拆卸组装较为方便，减少工人劳动强度和施工难度。

所述钢架梁与混凝土管桩之间为抱箍式连接，即钢架梁由两部分通过螺栓锁紧而成，且钢架梁内部设有与所述单元内的两根混凝土管桩对应抱箍锁紧的箍圈，箍圈随所述钢架梁的两部分锁紧而与所述混凝土管桩锁紧。或者，钢架梁内部设有与所述单元内的两根混凝土管桩对应抱箍锁紧的箍圈，箍圈设有调节箍圈锁紧力的螺栓。抱箍式结构连接较为可靠，且安装拆卸较为方便。

所述冠梁为桁架式结构，冠梁与钢架梁之间通过螺栓固定。通过该结构方便冠梁、钢架梁的组装拆卸。

所述双排桩的前排桩各混凝土管桩之间，以及后排桩各混凝土管桩之间均独立设置与所述钢架梁固定的冠梁。该结构有利于提高基坑支护的整体稳定性。

所述混凝土管桩为先张法预应力混凝土管桩，且混凝土管桩的管孔内与所述钢架梁底部齐平的位置预埋支撑钢筋，支撑钢筋上方支撑混凝土底托板。通过该结构，方便对混凝土管桩的管孔补充浇筑，以提高混凝土管桩支撑强度和抗剪承载能力。

所述双排桩各单元对应的钢架梁的两端之间通过预应力筋、锚具、转向块形成预应力，钢架梁的两端是指双排桩内前排桩与后排桩之间排向的两端；所述双排桩内位于同一排向上的所有钢架梁之间通过预应力筋、锚具、转向器形成预应力。通过施加预应力，并调整预应力，使基坑支护结构整体更加稳定、牢固。

该预制双排桩与止水帷幕一体化基坑支护结构的施工方法为：根据基坑支护的范围，对双排桩及构成止水帷幕的水泥土搅拌桩的桩位进行划分并打桩，打桩完成后浇入水泥土料，待水泥土料固化前，在对应的双排桩桩位插入预制的混凝土管桩，在双排桩内各所述单元的两根混凝土管桩之间固定连接钢架梁，各钢架梁之间固定连接冠梁，且在双排桩各单元的钢架梁的两端之间，以及双排桩内位于同一排向上的所有钢架梁之间通过预应力筋、锚具、转向器形成预应力，待水泥土料固化后，即完成该基坑支护结构的施工。

本发明具有较好的经济性，省略了内支撑布置，方便基坑开挖；钢架梁、冠梁均为预制化结构，对施工现场无环境污染问题，且冠梁、刚架梁均可回收利用，节约材料。同时，体外预应力可调整，使基坑支护结构变形、受力更协调，使用更安全、合理；适合作为建筑施工的基坑支护结构使用或施工，或同类结构和施工方法的改进。

附图说明

图1是本发明双排桩结构的顶面结构示意图。

图2是本发明双排桩的正面结构示意图。

图3是本发明双排桩排列的顶面结构示意图

图4是本发明形成止水帷幕的排列结构示意图。

图5是本发明混凝土管桩的管控内浇筑混凝土结构示意图。

图中序号及名称为：1、混凝土管桩，2、钢架梁，201、箍圈，3、冠梁，4、预应力筋，5、水泥土搅拌桩，6、支撑钢筋，7、混凝土底托板。

具体实施方式

现结合附图，对本发明作进一步描述。

如图1-4所示，该预制双排桩与止水帷幕一体化基坑支护结构包括双排桩、钢架梁2、冠梁3、水泥土搅拌桩5，其中双排桩采用先张法预应力混凝土管桩1，以前、后两根间隔设置的混凝土管桩为单元，以该单元沿基坑边部均匀排列形成前、后两排混凝土管桩，且前排混凝土管桩位于基坑范围的边界，后排混凝土管桩位于基坑范围的外部。双排桩各单元的两根混凝土管桩的顶部之间固定连接钢架梁，且钢架梁与混凝土管桩之间为抱箍式连接，即钢架梁由两部分通过螺栓锁紧而成，且钢架梁内部设有与单元内的两根混凝土管桩对应抱箍锁紧的箍圈201，箍圈随钢架梁的两部分锁紧而与混凝土管桩锁紧。双排桩的相邻钢架梁之间固定连接冠梁，冠梁为桁架式结构，且冠梁与钢架梁之间过螺栓固定，形成可卸式连接。为了提高基坑支护整体的结构稳定性和可靠性，双排桩各单元对应的钢架梁的两端之间通过预应力筋4、锚具、转向块形成预应力，钢架梁的两端是指双排桩内前排桩与后排桩之间排向的两端；双排桩内位于同一排向上的所有钢架梁之间通过预应力筋、锚具、转向器形成预应力。双排桩的前排混凝土管桩之间，以及前排混凝土管桩与后排混凝土管桩之间设置齿合式三轴水泥土搅拌桩，即形成止水帷幕。

上述钢架梁与混凝土管桩的抱箍式连接亦可设计为：钢架梁2内部设有与双排桩单元内的两根混凝土管桩1对应抱箍锁紧的箍圈201，箍圈设有调节箍圈锁紧力的螺栓。

考虑到双排桩前排与后排之间的间距是根据实际基坑范围而定，当间距较大时，双排桩的前排桩各混凝土管桩之间，以及后排桩各混凝土管桩1之间均独立设置与钢架梁2固定的冠梁3，保证冠梁连接的结构稳定性。

为了保证混凝土管桩1与钢架梁2连接处不易破碎，如图5所示，混凝土管桩的管孔内与钢架梁底部齐平的位置预埋支撑钢筋6，支撑钢筋上方支撑混凝土底托板7。这样，便可根据连接强度需要，向混凝土管桩的管孔内注入混凝土，以提高整体的强度和抗剪承载能力。

本发明的施工方法为：根据基坑支护的范围，对双排桩及构成止水帷幕的水泥土搅拌桩5的桩位进行划分并打桩，打桩完成后浇入水泥土料，待水泥土料固化前，在对应的双排桩桩位插入预制的混凝土管桩1，在双排桩内各单元的两根混凝土管桩之间固定连接钢架梁2，各钢架梁之间固定连接冠梁3，且在双排桩各单元的钢架梁的两端之间，以及双排桩内位于同一排向上的所有钢架梁之间通过预应力筋4、锚具、转向器形成预应力，待水泥土料固化后，即完成该基坑支护结构的施工。

以上内容旨在说明本发明的技术手段，并非限制本发明的技术范围。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进，亦落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种预制双排桩与止水帷幕一体化基坑支护结构，该基坑支护结构包括双排桩、钢架梁（2）、冠梁（3）、水泥土搅拌桩（5），其中双排桩是指以前、后两根桩为单元，以该单元沿基坑边部均匀排列形成前、后两排桩，且前排桩位于基坑范围的边界，后排桩位于基坑范围的外部；其特征在于所述双排桩的单元是指前、后两根间隔设置的混凝土管桩（1），各单元的两根混凝土管桩的顶部之间固定连接所述钢架梁（2），且钢架梁与混凝土管桩之间为可卸式连接；所述双排桩的相邻钢架梁之间固定连接所述冠梁（3），且冠梁与钢架梁之间为可卸式连接；所述双排桩的前排混凝土管桩之间，以及前排混凝土管桩与后排混凝土管桩之间设置所述水泥土搅拌桩（5），即形成止水帷幕。

2.根据权利要求1所述的预制双排桩与止水帷幕一体化基坑支护结构，其特征在于所述钢架梁（2）与混凝土管桩（1）之间为抱箍式连接，即钢架梁由两部分通过螺栓锁紧而成，且钢架梁内部设有与所述单元内的两根混凝土管桩对应抱箍锁紧的箍圈（201），箍圈随所述钢架梁的两部分锁紧而与所述混凝土管桩锁紧。

3.根据权利要求1所述的预制双排桩与止水帷幕一体化基坑支护结构，其特征在于所述钢架梁（2）与混凝土管桩（1）之间为抱箍式连接，即钢架梁内部设有与所述单元内的两根混凝土管桩对应抱箍锁紧的箍圈（201），箍圈设有调节箍圈锁紧力的螺栓。

4.根据权利要求1所述的预制双排桩与止水帷幕一体化基坑支护结构，其特征在于所述冠梁（3）为桁架式结构，冠梁与钢架梁（2）之间通过螺栓固定。

5.根据权利要求1或4所述的预制双排桩与止水帷幕一体化基坑支护结构，其特征在于所述双排桩的前排桩各混凝土管桩（1）之间，以及后排桩各混凝土管桩之间均独立设置与所述钢架梁（2）固定的冠梁（3）。

6.根据权利要求1所述的预制双排桩与止水帷幕一体化基坑支护结构，其特征在于所述混凝土管桩（1）为先张法预应力混凝土管桩，且混凝土管桩的管孔内与所述钢架梁（2）底部齐平的位置预埋支撑钢筋（6），支撑钢筋上方支撑混凝土底托板（7）。

7.根据权利要求1所述的预制双排桩与止水帷幕一体化基坑支护结构，其特征在于所述双排桩各单元对应的钢架梁（2）的两端之间通过预应力筋（4）、锚具、转向块形成预应力，钢架梁的两端是指双排桩内前排桩与后排桩之间排向的两端；所述双排桩内位于同一排向上的所有钢架梁之间通过预应力筋、锚具、转向器形成预应力。

8.一种如权利要求1所述的预制双排桩与止水帷幕一体化基坑支护结构的施工方法，其特征在于根据基坑支护的范围，对双排桩及构成止水帷幕的水泥土搅拌桩（5）的桩位进行划分并打桩，打桩完成后浇入水泥土料，待水泥土料固化前，在对应的双排桩桩位插入预制的混凝土管桩（1），在双排桩内各所述单元的两根混凝土管桩之间固定连接钢架梁（2），各钢架梁之间固定连接冠梁（3），且在双排桩各单元的钢架梁的两端之间，以及双排桩内位于同一排向上的所有钢架梁之间通过预应力筋（4）、锚具、转向器形成预应力，待水泥土料固化后，即完成该基坑支护结构的施工。