CN106836236A - 一种超深钢管砼地下连续墙结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土木工程领域中的地下工程领域中的一种超深钢管砼地下连续墙结构及其施工方法，该超深钢管砼地下连续墙结构包括钢管桩(1)、桩间导向结构、充填混凝土(10)、测斜装置(8)四部分，在施工过程中，通过施工钢管桩(1)控制施工垂直度，并确保邻桩施工严格平行不开叉，在钢管桩及邻桩接缝处灌注砼形成连续的钢管(型钢)砼地下连续墙体，施工垂直度与严格平行问题可在施工过程适时监测与处理，施工深度不受限制，质量稳定可靠，特别适用于超深地下结构的建造及基坑围护工程。

Description

一种超深钢管砼地下连续墙结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程领域中的地下工程领域。

背景技术

对于超深基坑围护，目前基本上均采用地下连续墙进行围护，当深度很深时，可采用铣槽机成槽，或采用抓铣结合成槽，泥浆护壁，成槽后下钢筋笼，再灌注砼，目前常用的地下连续墙一般深度可达40～60米，对于更深的基坑，钢筋砼地下连续墙施工工艺遭遇到巨大挑战，主要是因为对于超深地下连续墙施工，不论是抓土成槽还是铣槽机成槽，成槽的垂直度高精度控制是当今世界级难题，对于近百米深的地下连续墙，即使是千分之一的垂直度误差也可能导致底部20cm的开叉，从而达不到挡土止水的目的，即使采用国际上最先进的设备，也难以确保施工质量可靠。因此，对于超深基坑围护结构，有必要一改现有技术构思方向，采用可靠、可测的技术措施与技术手段，确保万无一失。本发明人此前提出的自钻进连续桩墙施工技术，解决了相邻钢管桩施工确保不开叉难题，为超深基坑围护形式的出现指明了方向。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种超深钢管砼地下连续墙施工方法，该超深钢管砼地下连续墙施工方法可实现施工全过程监测，可及时校正施工误差，可确保墙体平整、连续、不开叉，可确保施工质量安全可靠。

该超深钢管砼地下连续墙施工方法包括以下步骤：

a)固定安装导向架；

b)将带有导向装置的钢管桩放置于导向架内，在钢管桩底部安装钻头，使得钻杆位于钢管桩内，并在钢管桩侧壁安装测斜装置；

c)通过钻杆带动钻头钻进土体，将钢管桩沉入土体，同时测量调节钢管桩的垂直度；

d)完成钢管桩的沉桩施工；

e)将待施工的钢管桩上的导向器与在先施工的钢管桩的导向装置相互套接，并在钢管桩底部安装钻头，使得钻杆位于钢管内，并在要施工的钢管桩侧壁安装测斜装置，重复步骤c)至步骤d)，完成下一根钢管桩的沉桩施工；

f)通过测斜装置测定已施工钢管桩的垂直度是否满足设计要求，并测定相邻的钢管桩是否开叉，如不满足设计要求，则可上拔钢管桩重新施工，若满足设计要求，则可将钢管桩、邻桩连接处的空隙灌注砼，并可继续下一根桩施工，从而完成本发明的超深钢管砼地下连续墙施工方法。

在上述的超深钢管砼地下连续墙施工方法中，在上述的步骤c)中，可辅以振动法或静压法将钢管桩及其连接件沉入土体。

在上述的超深钢管砼地下连续墙施工方法中，在上述的步骤c)中，可采用铣槽机代替钻头完成方形钢管砼桩地下连续墙的施工。

在上述的超深钢管砼地下连续墙施工方法中，在上述的步骤b)中，在钢管桩的侧壁安装注浆管或高压旋喷桩施工导向装置。

本发明的第二个目的是提供一种超深钢管砼地下连续墙结构，该超深钢管砼地下连续墙结构施工质量可靠，特别是可确保邻桩平行不开叉，垂直度控制精度高，邻桩间有砼灌注，可形成连续的型钢(钢管)砼墙体，施工深度不受限制，特别适用于超深基坑围护与地下结构的建造。

该超深钢管砼地下连续墙结构包钢管桩、桩间导向结构、充填混凝土、测斜装置四部分，其中，桩间导向结构包括分别与相邻的钢管桩连接的导向器与导向装置两部分，导向器与导向装置为相互套接的子扣或母扣，充填混凝土位于钢管桩或桩间连接缝隙内，测斜装置与钢管桩或桩间导向结构连接。

在上述的超深钢管砼地下连续墙结构中，可在上述的相邻的钢管桩接缝位置处设置止水槽与止水结构。

本发明的超深钢管砼地下连续墙结构可实现任意工程所需深度的地下连续墙体施工，且可准确控制先后施工的邻桩平行不开叉，可在施工过程中适时监测控制施工墙体的垂直度，施工质量可靠，速度快，造价低。

附图说明

图1为本发明的一个实施例所用的一种超深钢管砼地下连续墙结构构造示意图。

具体实施方式

作为如图1所示的本发明的一个实施例，主要是结合图1介绍本发明的超深钢管砼地下连续墙的施工步骤与施工方法及施工完成后形成的钢管砼地下连续墙结构构造。如图1所示，本发明的施工要完成的超深钢管砼地下连续墙包括钢管桩(1)、桩间导向结构、充填混凝土(10)、测斜装置(8)四部分，其中，桩间导向结构与钢管桩(1)连接，充填混凝土(10)位于钢管桩(1)或桩间连接缝隙内，测斜装置(8)与钢管桩(1)或桩间导向结构连接。在本实施例中，桩间导向结构可设计为分别与邻桩连接的导向器(4)与导向装置(5)两部分，导向器(4)及导向装置(5)可通过如图1所示的H型钢(2)与钢管桩(1)连接，当H型钢(2)尺寸与钢管桩(1)及其连接件不能很好匹配时，可采用如图1所示的连接板(6)连接。在本实施例中，为了提高邻桩接缝的止水效果，可在相邻的钢管桩(1)接缝位置处设置如图1所示的止水槽(7)与止水结构(9)，止水结构(9)可以是遇水膨胀体，也可以是充气充水的止水袋，主要目的是封堵邻桩接缝。在本实施例中，H型钢(2)的腹板(3)与钢管桩(1)之间的空隙也可以采用充填混凝土(10)充填。本实施例的以下部分主要是结合图1介绍本发明的超深钢管砼地下连续的施工步骤与方法。该超深钢管砼地下连续墙施工方法包括以下步骤：第一步，固定安装导向架，导向架的作用主要是控制第一根钢管桩(1)在施工过程中的垂直度，因钢管桩(1)横向刚度大，在施工过程中通过控制钢管桩(1)的垂直控制施工完成后钢管砼地下连续墙的垂直度。完成本发明的第一步，进入第二步。在本步骤中，将带有导向装置(5)的钢管桩(1)放置于导向架内，在钢管桩(1)底部安装钻头，使得钻杆位于钢管桩(1)内，并在钢管桩(1)侧壁安装测斜装置(8)，钻头的直径可以比钢管桩(1)的外径大，这样，施工完成后，可将钻头置于土中，只拆除钻杆再利用。主要目的是使得钻出的钻孔直径大于钢管桩(1)的直径，便于钢管桩(1)在施工过程中调整垂直度。也可以使钻头的直径略小于钢管桩(1)的直径，通过钻头在钻进过程中的晃动钻出更大直径的钻孔。当采用的校准设备的校准能力较高时，也可以使钻孔直径小于钢管桩(1)的外径，这样的好处是钢管桩(1)沉桩施工完成后无需处理桩体外侧的孔洞。否则，在沉桩后需对钢管桩(1)周边的空隙进行处理。可以通过在钢管桩(1)的外侧连接注浆管注浆封堵桩周空隙，也可采用高压旋喷的方法封堵钢管桩(1)周边的空隙，考虑到钢管桩(1)属超深地下结构，可在钢管桩(1)的侧壁预先设置高压旋喷桩的钻杆或钻头的导向，以防止旋喷桩在深远处偏离钢管桩(1)。从而完成本实施例的第二步，进入第三步。在本步骤中，通过钻杆带动钻头钻进土体，将钢管桩(1)下部的土体钻松或钻成泥浆，将钢管桩(1)沉入土体，钢管桩(1)沉入土体后可兼作钻孔桩的护筒，保护孔壁不塌方，在钢管桩(1)沉入钻孔的过程中，同时测量调节钢管桩的垂直度，使钢管桩(1)始终保持垂直，同时可通过钢管桩(1)的约束确保钻孔始终垂直，且使钻孔始终与邻桩严格平行。完成第三步，进入第四步。本步骤主要是持续钻孔至预期深度，同时将钢管桩(1)下沉至预期标高。在完成钢管桩(1)的沉桩施工后，可将置于钢管桩(1)内的钻杆取出再利用。完成本实施例的第四步，进入第五步。在本步骤中，将待施工的钢管桩(1)上的导向器(4)插入在先施工的钢管桩(1)的导向装置(5)内，并在要施工的钢管桩(1)的底部安装钻头，使得钻杆位于钢管内，并在钢管桩(1)侧壁安装测斜管，重复第三步至第四步，完成下一根钢管桩(1)的沉桩施工。在本实施例中，导向器(4)与导向装置(5)可以是子母扣中的子扣或母扣，完成本实施例的第五步，进入第六步。在本步骤中，通过测斜装置(8)测定已施工钢管桩(1)的垂直度是否满足设计要求，并测定邻桩是否开叉，如不满足设计要求，则可上拔钢管桩(1)重新施工，若满足设计要求，则可将钢管桩、邻桩连接处的空隙灌注砼，并可继续下一根桩施工，从而完成本发明的超深钢管砼地下连续墙施工方法。在本实施例中，在上述的第三步中，可辅以振动法或静压法将钢管桩(1)及其连接件沉入土体。另外，在本实施例中，在上述的第三步中，可采用铣槽机代替钻头完成方形钢管砼桩地下连续墙的施工。

本专利包括但不限于本领域内专业人士可替代使用的其他施工方法。

Claims (6)

1.一种超深钢管砼地下连续墙施工方法，包括以下步骤：

a)固定安装导向架；

b)将带有导向装置(5)的钢管桩(1)放置于导向架内，在钢管桩(1)底部安装钻头，使得钻杆位于钢管桩(1)内，并在钢管桩(1)侧壁安装测斜装置(8)；

c)通过钻杆带动钻头钻进土体，将钢管桩(1)沉入土体，同时测量调节钢管桩(1)的垂直度；

d)完成钢管桩(1)的沉桩施工；

e)将待施工的钢管桩(1)上的导向器(4)与在先施工的钢管桩(1)的导向装置(5)相互套接，并在钢管桩(1)底部安装钻头，使得钻杆位于钢管内，并在要施工的钢管桩(1)侧壁安装测斜装置(8)，重复步骤c)至步骤d)，完成下一根钢管桩(1)的沉桩施工；

f)通过测斜装置(8)测定已施工钢管桩(1)的垂直度是否满足设计要求，并测定相邻钢管桩(1)之间是否开叉，如不满足设计要求，则可上拔钢管桩(1)重新施工，若满足设计要求，则可将钢管桩(1)、邻桩连接处的空隙灌注砼，并可继续下一根桩施工，从而完成本发明的超深钢管砼地下连续墙施工方法。

2.根据权利要求1所述的超深钢管砼地下连续墙施工方法，其特证是在上述的步骤c)中，辅以振动法或静压法将钢管桩(1)及其连接件沉入土体。

3.根据权利要求1所述的超深钢管砼地下连续墙施工方法，其特证是在上述的步骤c)中，采用铣槽机代替钻头完成方形钢管砼桩地下连续墙的施工。

4.根据权利要求1所述的超深钢管砼地下连续墙施工方法，其特证是在上述的步骤b)中，在钢管桩(1)的侧壁安装注浆管或高压旋喷桩施工导向装置。

5.一种超深钢管砼地下连续墙结构，其特征是包括钢管桩(1)、桩间导向结构、充填混凝土(10)、测斜装置(8)四部分，其中，桩间导向结构包括分别与相邻的钢管桩(1)连接的导向器(4)与导向装置(5)两部分，导向器(4)与导向装置(5)为相互套接的子扣或母扣，充填混凝土(10)位于钢管桩(1)或桩间连接缝隙内，测斜装置(8)与钢管桩(1)或桩间导向结构连接。

6.根据权利要求5所述的超深钢管砼地下连续墙结构，其特征是在上述的相邻的钢管桩(1)接缝位置处设置止水槽(7)与止水结构(9)。