CN108612111B - 一种钢管桩和基坑围护结构及基坑围护结构的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管桩和基坑围护结构及基坑围护结构的施工方法，涉及基坑围护技术领域，解决了钢管桩打入土层深度不足的问题；该基坑围护结构的施工方法包括如下步骤：S1，钢管桩打入到土层中；钢管桩包括桩体和锁扣，两个锁扣位于钢管桩截面的同一直径上；锁扣上增设有冲水管；在将钢管桩打入土层的过程中通过冲水管往土层中冲高压水；S2，将拉森钢板桩的连接件与锁扣以插接的方式对齐，并将拉森钢板桩打入土层中；拉森钢板桩进入土层的深度小于钢管桩进入土层的深度；S3，按照上述方法依次打入一根钢管桩和1‑2根拉森钢板桩形成闭合的围护单元，每个围护单元在端部互相连接形成基坑围护结构；本发明具有延长钢管桩打入土层深度的优点。

Description

一种钢管桩和基坑围护结构及基坑围护结构的施工方法

技术领域

本发明涉及基坑围护技术领域，更具体地说，它涉及一种钢管桩和基坑围护结构及基坑围护结构的施工方法。

背景技术

在基坑开挖过程中，为了防止或者减少基坑的塌方，通常会在基坑的四周制作围护结构。拉森钢板桩是常用的基坑围护材料，通过将多块拉森钢板打入土层中进行基坑边缘的围护。拉森钢板桩在基坑周壁形成闭合的形状，且相邻的两块拉森钢板桩之间互相插接配合。

随着城市建设的发展，地下空间的利用越来越重要，深基坑的开挖和围护也变成了重中之重。由于拉森钢板桩具有一定的柔性，纯粹的拉森钢板桩的基坑围护结构无法满足基坑支护的强度要求，会出现拉森钢板桩弯曲甚至破坏的情况。

在上述施工条件的要求下，PC工法因运而生。PC工法是钢管桩和拉森钢板桩的结合，它具有更强的支撑强度和稳定性。将拉森钢板桩两侧的连接件切割下来，并将连接件焊接于钢管桩的两侧形成锁扣，将钢管桩和拉森钢板桩依次打入土层中，同时钢管桩上的锁扣与拉森钢板桩上的连接件插接配合。

授权公告号为CN1837512B、授权公告日为2011年04月20日的中国专利公开了一种钢板桩和钢管桩组合围堰，两根钢管桩之间设置至少一片钢板桩，相邻的钢板桩和钢管桩之间通过企口连接，钢管桩和钢板桩的入土深度一致。

现有技术的不足之处在于，在粉砂土、粉质黏土、淤泥质土等土层的施工现场，由于钢管桩与土层之间的摩阻力较大，利用压桩的方法将钢管桩打到一定深度后就很难再打下去，导致施工困难。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种用于基坑维护的钢管桩，其解决了钢管桩不易打入土层的问题；通过在钢管桩两侧设置冲水管，在将钢管桩打入土层的同时通过冲水管往土层中冲高压水，达到了增加钢管桩打入土层的深度的效果。

为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：一种用于基坑维护的钢管桩，包括桩体和设置于桩体上的锁扣，所述桩体或者锁扣上设有冲水管，所述冲水管沿桩体轴向设置；所述冲水管呈两端开口且中空设置。

通过上述技术方案，使用时，在冲水管的端部连接软管，且软管连接于高压水泵上，在将钢管桩打入土层的同时，利用高压水冲击土层，提供更大的作用力使得钢管桩进入到土层更深的位置，延长了钢管桩进入土层的深度。

进一步优选为：所述冲水管固定于锁扣上且与锁扣呈一体设置。

采用上述设置，提高冲水管和锁扣的整体强度，且锁扣和冲水管整塑后再连接于钢管桩上，能够减少单独运输过程中损坏的情况。

进一步优选为：所述冲水管包括内管和套设于所述内管外部的外管；所述内管的两端均呈开口设置；所述外管的一端固定于内管上，并与内管的外壁形成封闭的端部；所述外管上贯通开设有多个抽水孔。

采用上述设置，将冲水管设置成内管和外管的双层结构，其一能够提高冲水管的结构强度。其二，冲水管能够作为降水井点使用。当需要给钢管桩提供向下的作用力方便钢管桩进入土层时，向内管中注入高压水，并喷射到土层中。当需要对地下水进行井点降水时，先将内管的端部用软塞等工具堵住，在外管的顶端外接软管，再将软管连接到抽水泵上，对内管外壁和外管内部之间形成的空间进行抽水，地下水通过外管上的抽水孔被抽出。

进一步优选为：所述内管内部固定有过滤网，所述过滤网覆盖所有抽水孔。

采用上述设置，当冲水管作为降水井点进行降水时，过滤网的设置能够减少抽水过程中土层中的泥土等杂质进入到外管内部。

进一步优选为：所述过滤网与所述内管之间增设有加固杆。

采用上述设置，提高过滤网与外管之间的连接强度，同时能够提高内管与外管之间的连接强度，减少在使用过程中内管在外管内部发生偏移的情况。

进一步优选为：所述锁扣上穿设有连接杆，所述连接杆与所述锁扣螺纹配合。

采用上述设置，基坑围护结构的还有一个作用在于止水，而通过锁扣与连接件插接配合的方式只能够延长地下水渗入的渗径，却无法阻止地下水的渗入。在锁扣上穿设与其螺纹配合的连接杆，当发现钢管桩和钢板桩的连接处渗水时，旋转连接杆并从锁扣中取出。接着将注浆管插入到原来连接连接杆的位置，将水泥浆或者防渗剂注入锁扣与连接件之间，阻止地下水从锁扣和连接件的连接处进入。由于锁扣和连接件之间的空间相对较小，对水泥浆或者防渗剂的需求也相对较少，能够通过较少的资源达到非常好的止水效果，体现了资源的合理利用。

进一步优选为：所述锁扣上穿设有连接杆，所述连接杆呈中空且两端开口设置；所述连接杆的一端螺纹配合有螺盖，所述螺盖密封连接杆该端的开口。

采用上述设置，当发现钢管桩与拉森钢板桩的连接处渗水时，转动螺盖并使其从连接杆上脱离。然后将注浆管插入到连接杆的中空部位进行水泥浆或者防渗剂的注射，操作方便快捷，止水效果起效快速。

本发明的目的二在于提供一种基坑围护结构。

为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：一种基坑围护结构，包括钢管桩，相邻两个钢管桩之间设置有拉森钢板桩，所述锁扣与所述拉森钢板桩上的连接件插接配合。

通过上述技术方案，钢管桩具有较大的强度，能够提高基坑围护结构的结构强度。当钢管桩打入土层的同时，通过钢管桩上的冲水管对土层冲高压水，从而加快钢管桩进入土层的速度。由于钢管桩具有较大的刚度，当钢管桩在打入到土层时发生偏移时，具有柔性的拉森钢板桩能够进行一定的形变从而对基坑围护结构进行纠偏。

进一步优选为：所述钢管桩位于土层上部的长度大于拉森钢板桩位于土层上部的长度。

采用上述设置，使得钢管桩顶部和拉森钢板桩顶部之间形成空腔，方便在基坑围护结构的顶部浇筑钢筋混凝土梁时箍筋的放置。也就是说在绑扎箍筋时，箍筋的底部支承于拉森钢板桩的顶部，然后在浇筑钢筋混凝土梁时，将钢管桩的顶部到拉森钢板桩顶部的距离全部浇筑到钢筋混凝土梁内部，提高了基坑围护结构的整体强度和稳定性。

本发明的目的三在于提供一种基坑围护结构的施工方法。

为实现上述目的三，本发明提供了如下技术方案：一种基坑围护结构的施工方法，包括如下步骤：

S1，将钢管桩打入到土层中；钢管桩包括桩体和设置于桩体两侧的锁扣，两个所述锁扣位于钢管桩截面的同一直径上；所述锁扣上增设有冲水管；在将钢管桩打入土层的过程中通过冲水管往土层中冲高压水；

S2，将拉森钢板桩的连接件与锁扣以插接的方式对齐，并将拉森钢板桩打入土层中；且拉森钢板桩进入土层的深度小于钢管桩进入土层的深度；

S3，按照上述方法依次打入一根钢管桩和1-2根拉森钢板桩形成围护单元，每个围护单元在端部互相连接形成闭合的基坑围护结构。

通过上述技术方案，能够实现钢管桩快速打入土层的效果，同时提高基坑围护结构的整体强度。由于钢管桩主要具有支撑效果，而拉森钢板桩主要具有止水效果。所以将钢管桩打入到更加深的土层中来提高基坑围护结构的整体强度和稳定性，而将拉森钢板桩打入土层的深度缩小能够在达到止水效果的同时减少材料的浪费。当然，拉森钢板桩打入土层的深度是需要结构设计师进行精确的计算，方能够在实现围护的同时减少材料的损耗。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过在钢管桩的锁扣上设置冲水管，从而增加钢管桩打入到土层中的深度以及加快钢管桩打入土层时的速度；

2、通过在锁扣上设置连接杆，当发现锁扣和拉森钢板桩的连接处渗水时，将注浆管伸入到连接处进行水泥砂浆或者防渗剂的注入，提高防渗效果；

3、通过在中水管内部设置过滤网，将冲水管作为降低基坑水位的井点降水装置，使得钢管桩具有多项功能，节约材料和场地。

附图说明

图1是实施例1的整体结构图；

图2是图1的A部放大图；

图3是实施例2的整体结构图；

图4是图3的B部放大图；

图5是实施例2中锁扣和冲水管的部分结构的竖向剖面图；

图6是实施例3的整体结构图；

图7是实施例3的部分俯视图；

图8是实施例4的部分的横向剖面图；

图9是实施例5的整体结构图；

图10是实施例6的整体结构图；

图11是实施例7的整体结构图；

图12是实施例8的整体结构图。

图中，1、桩体；2、锁扣；21、连接部；22、背水部；23、插接部；3、冲水管；31、内管；311、加固杆；32、外管；321、管头；322、抽水孔；323、过滤网；4、连接杆；41、施力端部；42、螺盖；5、拉森钢板桩；51、第一钢板桩；52、第二钢板桩。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1：一种用于基坑维护的钢管桩，包括桩体1和设置有桩体1上的两个锁扣2。桩体1呈两端开口且中空的圆柱形设置，两个锁扣2位于桩体1的两侧且处于桩体1截面的同一直径上。锁扣2沿着桩体1的长度方向设置，锁扣2顶部与桩体1的顶部留有一定距离，锁扣2底端与桩体1的底端齐平。

如图2所示，锁扣2包括连接于桩体1上的连接部21、连接于连接部21上的背水部22和固定于背水部22一端的插接部23。其中，背水部22的延长线经过桩体1的圆心。插接部23呈勾状设置，且插接部23自背水部22上相靠近连接部21的方向弯曲设置。

如图2所示，锁扣2的背水部22上远离插接部23的一侧增设有冲水管3，冲水管3呈两端开口设置，且冲水管3的长度与锁扣2一致。

冲水管3与锁扣2均选用钢材制作，且将锁扣2和冲水管3设置为一体并在工厂进行生产。在生产过程中，锁扣2的截面与拉森钢板桩5的连接件一致，可以根据不同类型和尺寸的拉森钢板桩5的连接件，对锁扣2进行调整。然后将带有冲水管3的锁扣2焊接于钢管桩的两侧，方便钢管桩和锁扣2的单独运输，也减少了锁扣2在运输过程中与钢管桩相互挤压而损坏的情况。

实施例2：一种钢管桩，如图3所示，与实施例1的区别在于，冲水管3的结构不同。

结合图3和图4，冲水管3包括内管31和套设于内管31外部的外管32，内管31和外管32的顶部与锁扣2的顶部齐平。如图5所示，内管31呈两端开口设置；外管32的底部向靠近内管31方向倾斜向下设置形成管头321，管头321的底端与内管31的外壁连接成一体。外管32的管壁上贯通开设有多个抽水孔322，抽水孔322均布于外管32上靠近底部4/5长度范围内。由于在基坑围护施工过程中，外管32大约有2/3-4/5的长度位于土层下方，故在外管32该段长度范围内开设抽水孔322能够更大程度地提高降水效果。

如图5所示，外管32的内壁上固定有筒状的过滤网323，过滤网323与外管32的内壁抵紧设置。过滤网323自外管32底部覆盖所有的抽水孔322，且过滤网323的内壁与内管31的外壁之间固定有加固杆311，加固杆311沿过滤网323轴向均布设置。

实施例3：一种钢管桩，结合图6和图7，与实施例2的区别在于，背水部22上穿设有连接杆4，连接杆4与冲水管3相邻设置。连接杆4与锁扣2之间螺纹配合，且连接杆4上远离锁扣2的一端固定有施力端部41，方便转动连接杆4；且施力端41位于连接杆4上远离背水部22的一端。连接杆4至冲水管3顶部的长度不大于冲水管3全长的1/3，本实施例中取1/4。

实施例4：一种钢管桩，如图8所示，与实施例2的区别在于，背水部22上穿设有与其成一体设置的连接杆4，连接杆4呈中空且两端开口设置。连接杆4上远离背水部22的一端螺纹连接有一螺盖42，螺盖42密封连接杆4的该端。连接杆4至冲水管3顶部的长度不大于冲水管3全长的1/3，本实施例中取1/4。

实施例5：一种基坑围护结构，如图9所示，包括实施例1中的钢管桩。每两根钢管桩之间设置有1-2根拉森钢板桩5，本实施例以两根拉森钢板桩5为例进行说明，将两根拉森钢板桩5分别命名为第一钢板桩51和第二钢板桩52。该基坑围护结构的施工方法如下：

S1，在冲水管3的顶部连接软管，并将软管连接于高压水泵上。在将钢管桩打入土层的过程中通过冲水管3往土层中冲高压水，直至钢管桩到达合适的深度。打入到土层中的钢管桩上的冲水管3位于背水面。

S2，将第一钢板桩51的连接件与锁扣2以插接的方式对齐，并将第一钢板桩51打入到土层中，直至第一钢板桩51到达施工图纸的指定位置，此时锁扣2的顶部与第一钢板桩51的顶部齐平或者锁扣2的顶部位于第一钢板桩51顶部的上方。当第一钢板桩51进入到土层后，第一钢板桩51进入土层的深度小于钢管桩进入土层的深度。将第二钢板桩52的连接件与第一钢板桩51的连接件对齐，并将第二钢板桩52打入到土层中，直至第二钢板桩52的顶部与第一钢板桩51的顶部齐平。

S3，将按照上述方法依次打入土层中的钢管桩、第一钢板桩51和第二钢板桩52形成的结构称为围护单元，相邻的围护单元在端部互相连接形成闭合的基坑围护结构。

S4，在基坑围护结构的顶部绑扎钢筋笼（图中未示出），钢筋笼的箍筋位于相邻的两根钢管桩之间形成的空间内。在钢筋笼外部支护模板，并在模板内部浇筑钢筋混凝土形成钢筋混凝土梁，钢筋混凝土梁将钢管桩和拉森钢板桩5的顶部连接成整体。

S5，挖去基坑围护结构内部的土层，形成基坑，挖去的土层的深度为钢管桩总长的1/3，具体深度按照施工要求进行确定。

实施例6：一种基坑围护结构，如图10所示，与实施例5的区别在于，选用实施例2中的钢管桩代替实施例1中的钢管桩，每两根钢管桩之间设置有1-2根拉森钢板桩5，其余结构均一致；本实施例以一根拉森钢板桩5为例进行说明：

S1，在冲水管3的内管31的顶部连接软管，并将软管连接于高压水泵上。在将钢管桩打入土层的过程中通过冲水管3往土层中冲高压水，直至钢管桩到达合适的深度。打入到土层中的钢管桩上的冲水管3位于背水面。

S2，将第一钢板桩51的连接件与锁扣2以插接的方式对齐，并将第一钢板桩51打入到土层中，直至第一钢板桩51到达施工图纸的指定位置，此时锁扣2的顶部与第一钢板桩51的顶部齐平或者锁扣2的顶部位于第一钢板桩51顶部的上方。当第一钢板桩51进入到土层后，第一钢板桩51进入土层的深度小于钢管桩进入土层的深度。将第二钢板桩52的连接件与第一钢板桩51的连接件对齐，并将第二钢板桩52打入到土层中，直至第二钢板桩52的顶部与第一钢板桩51的顶部齐平。

S3，将按照上述方法依次打入土层中的钢管桩、第一钢板桩51和第二钢板桩52形成的结构称为围护单元，相邻的围护单元在端部互相连接形成闭合的基坑围护结构。

S4，在每一根冲水管3的内管31和外管32的顶部均连接加长管，然后在基坑围护结构的顶部绑扎钢筋笼（图中未示出），钢筋笼的箍筋位于相邻的两根钢管桩之间形成的空间内。在钢筋笼外部支护模板，并在模板内部浇筑钢筋混凝土梁，钢筋混凝土梁将钢管桩和拉森钢板桩5的顶部连接成整体，同时两根加长管穿过钢筋混凝土梁。

S5，利用软塞或者管盖等工具将内管31上部的加长管管口堵塞；然后在外管32的加长管上连接软管，并将软管连接于水泵上，对地下水进行井点降水。降水完成后，挖去基坑围护结构内部的土层，形成基坑，挖去的土层的深度按照施工要求进行确定，且外管32上所有的抽水孔322均位于基坑底部以下。

实施例7：一种基坑围护结构，如图11所示，与实施例6的区别在于，选用实施例3中的钢管桩代替实施例2中的钢管桩，每两根钢管桩之间布置有一根拉森钢板桩5，其余结构均一致；且该基坑围护结构的施工方法增加如下步骤：

S6，当钢管桩和拉森钢板桩5的连接处发生渗水时，转动渗水处锁扣2上的连接杆4，使得连接杆4远离冲水管3。然后将注浆管插入到原来安装连接杆4的位置，对锁扣2和拉森钢板桩5的连接件的接缝处注入水泥砂浆或者其他防渗剂。

实施例8：一种基坑围护结构，如图11所示，与实施例7的区别在于，选用实施例4中的钢管桩代替实施例3中的钢管桩，其余结构均一致；且该基坑围护结构的施工方法中的S6步骤不同，具体操作如下：

S6，当钢管桩和拉森钢板桩5的连接处发生渗水时，转动渗水处锁扣2上连接杆4端部的螺盖42，使得螺盖42远离连接杆4。然后将注浆管插入到连接杆4中，对锁扣2和拉森钢板桩5的连接件的接缝处注入水泥砂浆或者其他防渗剂。然后取出注浆管，将螺盖42重新固定于连接杆4上并密封连接杆4的端部。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，在实际使用过程中，桩体1可以根据需要更换为工字型钢等型钢或者其余的钢制桩体等结构。

本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基坑围护结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，将钢管桩打入到土层中，在将钢管桩打入土层的过程中通过冲水管(3)往土层中冲高压水；

钢管桩包括桩体(1)和设置于桩体(1)上的锁扣(2)，所述桩体(1)或者锁扣(2)上设有冲水管(3)，所述冲水管(3)沿桩体(1)轴向设置；所述冲水管(3)呈两端开口且中空设置；所述锁扣(2)上穿设有连接杆(4)，所述连接杆(4)与所述锁扣(2)螺纹配合；锁扣(2)包括连接于桩体(1)上的连接部(21)、连接于连接部(21)上的背水部(22)和固定于背水部(22)一端的插接部(23)；所述背水部(22)的延长线经过桩体(1)的圆心；所述插接部(23)呈勾状设置，且插接部(23)自背水部(22)上相靠近连接部(21)的方向弯曲设置；连接杆(4)穿设于背水部(22)上；

S2，将拉森钢板桩(5)的连接件与锁扣(2)以插接的方式对齐，并将拉森钢板桩(5)打入土层中；且拉森钢板桩(5)进入土层的深度小于钢管桩进入土层的深度；

S3，按照上述方法依次打入一根钢管桩和1-2根拉森钢板桩(5)形成围护单元，每个围护单元在端部互相连接形成闭合的基坑围护结构；当发生渗水时，旋转连接杆从锁扣(2)上取下，并通过锁扣(2)上原先连接连接杆(4)的位置注入水泥浆或者防渗剂。

2.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构的施工方法，其特征在于，所述冲水管(3)固定于锁扣(2)上且与锁扣(2)呈一体设置。

3.根据权利要求2所述的一种基坑围护结构的施工方法，其特征在于，所述冲水管(3)包括内管(31)和套设于所述内管(31)外部的外管(32)；所述内管(31)的两端均呈开口设置；所述外管(32)的一端固定于内管(31)上，并与内管(31)的外壁形成封闭的端部；所述外管(32)上贯通开设有多个抽水孔(322)。

4.根据权利要求3所述的一种基坑围护结构的施工方法，其特征在于，所述内管(31)内部固定有过滤网(323)，所述过滤网(323)覆盖所有抽水孔(322)。

5.根据权利要求4所述的一种基坑围护结构的施工方法，其特征在于，所述过滤网(323)与所述内管(31)之间增设有加固杆(311)。

6.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构的施工方法，其特征在于，所述连接杆(4)呈中空且两端开口设置；所述连接杆(4)的一端螺纹配合有螺盖(42)，所述螺盖(42)密封连接杆(4)该端的开口。

7.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构的施工方法，其特征在于，所述钢管桩位于土层上部的长度大于拉森钢板桩(5)位于土层上部的长度。

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