CN110219305A - 支护结构的成桩方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种支护结构的成桩方法，涉及地下工程的技术领域，应用于松软土层中控制基坑内，在支护桩内侧(靠近基坑的一侧)设置坑内钢板桩，在支护桩外侧(背离基坑的一侧)设置坑外三轴搅拌桩，不仅可以在支护桩成孔时起到护壁的作用，还可以在支护桩施工过程中，起到阻隔作用，防止流态混凝土向土体中扩散或缩径，有效控制支护桩的充盈系数，为支护桩的施工质量提供了保障，缓解了现有技术中存在的支护结构的成桩方法无法满足松软土层中基坑的作业需求的技术问题，可广泛应用于松软土层丰富地区的基坑支护中。

Description

支护结构的成桩方法

技术领域

本发明涉及地下工程技术领域，尤其是涉及一种支护结构的成桩方法，具体涉及应用于松软土层中控制基坑内的支护结构的成桩方法。

背景技术

目前城市进行基坑施工时，常使用支护桩作为基坑竖向支护结构。

但是针对松软土层，如淤泥质土、泥炭质土、松散的粉砂、粉土等土层中施做支护桩时，由于土层具有压缩性高、孔隙比大、饱水等特点，由于土体是软流塑状态的泥炭质土，成孔过程中易产生塌孔，成桩时在塌孔位置处产生扩径；另一方面，高流态混凝土浇灌过程中对桩周软流塑状态的泥炭质土有挤扩作用，产生扩径，因此现有技术中的支护结构的成桩方法无法满足松软土层中基坑的作业需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种支护结构的成桩方法，以缓解现有技术中存在的支护结构的成桩方法无法满足松软土层中基坑的作业需求的技术问题。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明提供的一种支护结构的成桩方法，应用于松软土层中控制基坑内，包括以下步骤：

平整场地，对支护桩进行定位；

对于定位后的支护桩位置背离挖设基坑的位置施工坑外三轴搅拌桩；

对于定位后的支护桩位置靠近挖设基坑的位置施工坑内钢板桩；

待三轴搅拌桩凝固达到强度要求后，在三轴搅拌桩和钢板桩之间进行支护桩的施工；

待支护桩初凝后，将坑内的钢板桩抽出；

沿着支护桩背离三轴搅拌桩的一侧开挖基坑。

在本发明较佳的实施例中，支护桩的施工包括在三轴搅拌桩和钢板桩之间设置止水帷幕桩形成水泥土搅拌桩复合体，待止水帷幕桩桩身达到强度要求后，在止水帷幕桩桩心位置设置灌注桩孔；在灌注桩孔中下放钢筋笼，在下放了钢筋笼的灌注桩孔中浇筑混凝土，完成灌注支护桩。

在本发明较佳的实施例中，支护桩的施工包括在三轴搅拌桩和钢板桩之间通过流态混凝土直接进行灌注成型。

在本发明较佳的实施例中，进行支护桩的施工的步骤还包括以下步骤：

支护桩进行跳桩施工；

进行相邻的三个根支护桩时，先施工第一根支护桩和第三根支护桩，待第一根支护桩和第三根支护桩成型后施工中间第二根支护桩。

在本发明较佳的实施例中，所述三轴搅拌桩的桩径范围为650mm-850mm；每幅所述三轴搅拌桩的搭接宽度范围为：250mm-350mm。

在本发明较佳的实施例中，所述三轴搅拌桩与所述支护桩的搭接宽度范围为100mm-200mm，所述三轴搅拌桩长度大于所述支护桩至少1m。

在本发明较佳的实施例中，所述钢板桩呈直线型钢板桩；

所述直线型钢板桩采用分段施工，相邻的两个所述直线型钢板桩连接；且每段所述直线型钢板桩的长度范围为20m-30m。

在本发明较佳的实施例中，所述直线型钢板桩与所述支护桩贴合设置，且所述直线型钢板桩的总长度大于所述支护桩至少1m。

在本发明较佳的实施例中，所述钢板桩的外部涂设有润滑层。

在本发明较佳的实施例中，所述三轴搅拌桩凝固达到强度要求包括三轴搅拌桩和钢板桩能够达到基坑中支护桩成孔或成槽时，不会坍塌的最低强度；同时，三轴搅拌桩凝固后能够限制支护桩在灌注时流态混凝土挤压外扩或缩径的最低强度。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供的一种支护结构的成桩方法，应用于松软土层中控制基坑内，在支护桩内侧(靠近基坑的一侧)设置坑内钢板桩，在支护桩外侧(背离基坑的一侧)设置坑外三轴搅拌桩，不仅可以在支护桩成孔时起到护壁的作用，还可以在支护桩施工过程中，起到阻隔作用，防止流态混凝土向土体中扩散或缩径，有效控制支护桩的充盈系数，为支护桩的施工质量提供了保障，缓解了现有技术中存在的支护结构的成桩方法无法满足松软土层中基坑的作业需求的技术问题，可广泛应用于松软土层丰富地区的基坑支护中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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方式，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为本发明实施例提供的支护结构的成桩方法的三轴搅拌桩的平面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的支护结构的成桩方法的三轴搅拌桩和钢板桩的平面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的支护结构的成桩方法的三轴搅拌桩和钢板桩的纵向剖面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的支护结构的成桩方法的支护桩施工流程第一步的平面结构示意图；

图5为本发明实施例提供的支护结构的成桩方法的支护桩施工流程第二步的平面结构示意图；

图6为本发明实施例提供的支护结构的成桩方法的支护桩施工完成的平面结构示意图；

图7为本发明实施例提供的支护结构的成桩方法的支护桩施工完成的纵向剖面结构示意图；

图8为本发明实施例提供的支护结构的成桩方法的钢板桩拔出的纵向剖面结构示意图；

图9为本发明实施例提供的支护结构的成桩方法的开挖基坑的平面结构示意图；

图10为本发明实施例提供的支护结构的成桩方法的止水帷幕桩的纵向剖面结构示意图；

图11为本发明实施例提供的支护结构的成桩方法的放置钢筋笼的纵向剖面结构示意图；

图12为本发明实施例提供的支护结构的成桩方法的支护桩灌注完成的纵向剖面结构示意图。

图标：1-三轴搅拌桩；2-钢板桩；3-支护桩；4-止水帷幕桩；5-钢筋笼。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

一般具有松软土层的地区地下水丰富，基坑的隔水防渗方面需要加强，因此更加需要本实施例提供的支护结构的成桩方法进行对于松软土层中控制基坑的防护。

如图1-图12所示，本实施例提供的一种支护结构的成桩方法，应用于松软土层中控制基坑内，包括以下步骤：平整场地，对支护桩3进行定位；对于定位后的支护桩3位置背离挖设基坑的位置施工坑外三轴搅拌桩1；对于定位后的支护桩3位置靠近挖设基坑的位置施工坑内钢板桩2；待三轴搅拌桩1凝固达到强度要求后，在三轴搅拌桩1和钢板桩2之间进行支护桩3的施工；待支护桩3初凝后，将坑内的钢板桩2抽出；沿着支护桩3背离三轴搅拌桩1的一侧开挖基坑。

其中，三轴搅拌桩1是长螺旋桩机的一种，同时有三个螺旋钻孔，施工时三条螺旋钻孔同时向下施工；三轴搅拌桩1在基坑围护工程起到重要的作用，一种中间不插型钢，只作为止水用，如需挡土应与其他工艺结合应用；一种是搅拌桩桩体内插H型钢(俗称SMW工法)既可以起到止水亦可以作挡土墙，适用于挖深较浅的基坑；本实施例提供的三轴搅拌桩1属于现有技术可以制作的结构，此处将不再赘述具体生产步骤。

支护桩3是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施；支护桩3作为基坑竖向支护结构，优选地，通过混凝土灌注成型。

钢板桩2是一种边缘带有联动装置，且这种联动装置可以自由组合以便形成一种连续紧密的挡土或者挡水墙的钢结构体；钢板桩2可以采用多种方式，例如：U型钢板桩2、Z型钢板桩2、L型钢板桩2和直线型钢板桩2，优选地，钢板桩2采用直线型钢板桩2。

通过钢板桩2和三轴搅拌桩1既能很好的保证支护桩3的成型质量，控制充盈系数，节约施工成本，又能起到止水帷幕的作用。

本发明实施例的有益效果是：

本实施例提供的一种支护结构的成桩方法，应用于松软土层中控制基坑内，在支护桩3内侧(靠近基坑的一侧)设置坑内钢板桩2，在支护桩3外侧(背离基坑的一侧)设置坑外三轴搅拌桩1，不仅可以在支护桩3成孔时起到护壁的作用，还可以在支护桩3施工过程中，起到阻隔作用，防止流态混凝土向土体中扩散或缩径，有效控制支护桩3的充盈系数，为支护桩3的施工质量提供了保障，通过钢板桩2和三轴搅拌桩1既能很好的保证支护桩3的成型质量，控制充盈系数，节约施工成本，又能起到止水帷幕的作用；缓解了现有技术中存在的支护结构的成桩方法无法满足松软土层中基坑的作业需求的技术问题，可广泛应用于松软土层丰富地区的基坑支护中。

在上述实施例的基础上，进一步地，在本发明较佳的实施例中，支护桩3的施工还可以包括在三轴搅拌桩1和钢板桩2之间设置止水帷幕桩4形成水泥土搅拌桩复合体，待止水帷幕桩4桩身达到强度要求后，在止水帷幕桩4桩心位置设置灌注桩孔；在灌注桩孔中下放钢筋笼5，在下放了钢筋笼5的灌注桩孔中浇筑混凝土，完成灌注支护桩3。

止水帷幕是用于阻止或减少基坑侧壁及基坑底地下水流入基坑而采取的连续止水体；为了保证三轴搅拌桩1和钢板桩2之间的护壁作用，可以在三轴搅拌桩1和钢板桩2之间设置止水帷幕桩4形成水泥土搅拌桩复合体，其中，止水帷幕桩4仍然可以采用三轴搅拌桩进行设置，另外，也可以采用采用环壁混凝土桩，也可以采用埋设护筒的方式；其中，护筒的埋设是为了起到定入导向、保护孔口、维护泥浆面和防止塌方的作用；护筒通常是采用钢板制作，可选地，可以在护筒上部适宜开设1～2各溢浆孔洞。可选地，止水帷幕桩4采用埋设护筒的方式。

具体地，在基坑开挖边线外围设置止水帷幕桩4形成水泥土搅拌桩复合体，待止水帷幕桩4桩身强度达到初始设计要求后；在止水帷幕桩4桩心位置隔桩设置灌注桩孔，在灌注桩孔中下放钢筋笼5到设计标高，在下放了钢筋笼5的灌注桩孔中浇筑混凝土，待混凝土达到设计强度后形成灌注桩；其中，止水帷幕桩4直径至少比灌注支护桩3的直径大250mm。

优选地，灌注支护桩3的可以采用隔桩灌注，即支护桩3进行跳桩施工；进行相邻的三个根支护桩3时，先施工第一根支护桩3和第三根支护桩3，待第一根支护桩3和第三根支护桩3成型后施工中间第二根支护桩3；当完成三个支护桩3的成型后，沿着第三根支护桩3间隔的位置设置第五个支护桩3，待第五根支护桩3成型后，施工中间第四根支护桩3，以此类推。

另外，根据具体情况的使用，由于钢板桩2和三轴搅拌桩1能够起到止水帷幕的作用，在本发明较佳的实施例中，支护桩3的施工包括在三轴搅拌桩1和钢板桩2之间通过流态混凝土直接进行灌注成型。

当进行直接灌注成型时，在本发明较佳的实施例中，进行支护桩3的施工的步骤还包括以下步骤：支护桩3进行跳桩施工；进行相邻的三个根支护桩3时，先施工第一根支护桩3和第三根支护桩3，待第一根支护桩3和第三根支护桩3成型后施工中间第二根支护桩3。优选地，支护桩3采用间隔施工(采用一桩一跳)，在相邻支护桩3桩身混凝土强度达到设计强度的70％后(24小时后)，方可进行相邻后一批桩成孔施工。

在本发明较佳的实施例中，三轴搅拌桩1的桩径范围为650mm-850mm；每幅三轴搅拌桩1的搭接宽度范围为：250mm-350mm。

在本发明较佳的实施例中，三轴搅拌桩1与所述支护桩3的搭接宽度范围为100mm-200mm，三轴搅拌桩1长度大于支护桩3至少1m；优选地，在满足防护的要求情况下，为了操作的方便性，直线型钢板桩2的总长度比支护桩3的长度长1m即可。

在本发明较佳的实施例中，钢板桩2呈直线型钢板桩2；直线型钢板桩2采用分段施工，相邻的两个直线型钢板桩2连接；且每段直线型钢板桩2的长度范围为20m-30m。

直线型钢板桩2由于其高度底，接近于直线，直线型钢板桩2可以形成一道稳固的钢板桩墙，从而保证向下顺利开挖，而不受两侧踏方，地下水的影响；有助于稳定地基，从而保障的两侧建筑物的稳定。

相邻的两个直线型钢板桩2的连接方式可以为多种，例如：卡接、铆接、通过螺栓连接等，优选地，相邻的两个直线型钢板桩2的连接方式为卡接。

在本发明较佳的实施例中，直线型钢板桩2与支护桩3贴合设置，且直线型钢板桩2的总长度大于支护桩3的长度至少1m；优选地，在满足防护的要求情况下，为了操作的方便性，直线型钢板桩2的总长度比支护桩3的长度长1m即可。

在本发明较佳的实施例中，钢板桩2的外部涂设有润滑层；优选地，润滑层可以采用在钢板桩2的外部涂设有润滑油，从而可以保证在支护桩3初凝后可以将其抽出，循环使用。

在本发明较佳的实施例中，三轴搅拌桩1凝固达到强度要求包括三轴搅拌桩1和钢板桩2能够达到基坑中支护桩3成孔或成槽时，不会坍塌的最低强度；同时，三轴搅拌桩1凝固后能够限制支护桩3在灌注时流态混凝土挤压外扩或缩径的最低强度。

举例说明：在泥炭质土、粉土和粉质黏土互层地层中施工基坑支护体系时，当基坑的开挖深度为8m时，因此，支护桩3可以采用桩径为800mm，长18m的长螺旋钻孔灌注桩；此时需要相对于基坑的处于坑外三轴搅拌桩1采用桩径为650mm，长19m的三轴搅搅桩；具体地，处于坑外的三轴搅拌桩1每幅的搭接长度可以为250mm，并且与支护桩3的搭接宽度可以为100mm；处于基坑的坑内钢板桩2选用YSP-FL型号(新日铁技术参数)，此时钢板桩2的长至少需要19m。施工时，先施工处于基坑坑外三轴搅拌桩1，再在直线型钢板桩2上涂抹润滑油，施工在支护桩3内侧，待三轴搅拌桩1的强度提高至可以限制支护桩3成孔成桩时流态混凝土挤压外扩或缩径时，在钢板桩2与三轴搅拌桩1中间进行跳桩施工支护桩3；待支护桩3初凝后将钢板桩2拔出，待支护桩3的强度达到初始设计值时，遵循“分层、分段、对称、均衡、适时”的原则开挖基坑。

又如：在泥炭质土、粉土和粉质黏土互层地层中施工基坑支护体系时，当基坑的开挖深度为12m时；此时，支护桩3采用桩径为1000mm，长20m的旋挖钻孔灌注桩；此时需要相对于基坑的处于坑外三轴深搅桩采用桩径为800mm，长21m的三轴搅搅桩；具体地，处于坑外三轴搅拌桩1每幅的搭接长度可以为300mm，并且与支护桩3的搭接宽度可以为150mm；坑内直线型钢板桩2选用YSP-FXL型号(新日铁技术参数)，此时钢板桩2的长至少需要21m。施工时，先施工处于基坑坑外三轴搅拌桩1，再在直线型钢板桩2上涂抹润滑油，施工在支护桩3内侧，待三轴搅拌桩1的强度提高至可以限制支护桩3灌注时流态混凝土挤压外扩或缩径时，在钢板桩2与三轴搅拌桩1中间进行跳桩施工支护桩3；待支护桩3初凝后将钢板桩2拔出，待支护桩3的强度达到初始设计值时，遵循“分层、分段、对称、均衡、适时”的原则开挖基坑。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种支护结构的成桩方法，应用于松软土层中控制基坑内，其特征在于，包括以下步骤：

平整场地，对支护桩进行定位；

对于定位后的支护桩位置背离挖设基坑的位置施工坑外三轴搅拌桩；

对于定位后的支护桩位置靠近挖设基坑的位置施工坑内钢板桩；

待三轴搅拌桩凝固达到强度要求后，在三轴搅拌桩和钢板桩之间进行支护桩的施工；

待支护桩初凝后，将坑内的钢板桩抽出；

沿着支护桩背离三轴搅拌桩的一侧开挖基坑。

2.根据权利要求1所述的支护结构的成桩方法，其特征在于，支护桩的施工包括在三轴搅拌桩和钢板桩之间设置止水帷幕桩形成水泥土搅拌桩复合体，待止水帷幕桩桩身达到强度要求后，在止水帷幕桩桩心位置设置灌注桩孔；在灌注桩孔中下放钢筋笼，在下放了钢筋笼的灌注桩孔中浇筑混凝土，完成灌注支护桩。

3.根据权利要求1所述的支护结构的成桩方法，其特征在于，支护桩的施工包括在三轴搅拌桩和钢板桩之间通过流态混凝土直接进行灌注成型。

4.根据权利要求1-3任一项所述的支护结构的成桩方法，其特征在于，进行支护桩的施工的步骤还包括以下步骤：

支护桩进行跳桩施工；

进行相邻的三个根支护桩时，先施工第一根支护桩和第三根支护桩，待第一根支护桩和第三根支护桩成型后施工中间第二根支护桩。

5.根据权利要求1所述的支护结构的成桩方法，其特征在于，所述三轴搅拌桩的桩径范围为650mm-850mm；每幅所述三轴搅拌桩的搭接宽度范围为：250mm-350mm。

6.根据权利要求5所述的支护结构的成桩方法，其特征在于，所述三轴搅拌桩与所述支护桩的搭接宽度范围为100mm-200mm，所述三轴搅拌桩长度大于所述支护桩至少1m。

7.根据权利要求1所述的支护结构的成桩方法，其特征在于，所述钢板桩呈直线型钢板桩；

所述直线型钢板桩采用分段施工，相邻的两个所述直线型钢板桩连接；且每段所述直线型钢板桩的长度范围为20m-30m。

8.根据权利要求7所述的支护结构的成桩方法，其特征在于，所述直线型钢板桩与所述支护桩贴合设置，且所述直线型钢板桩的总长度大于所述支护桩至少1m。

9.根据权利要求1所述的支护结构的成桩方法，其特征在于，所述钢板桩的外部涂设有润滑层。

10.根据权利要求1所述的支护结构的成桩方法，其特征在于，所述三轴搅拌桩凝固达到强度要求包括三轴搅拌桩和钢板桩能够达到基坑中支护桩成孔或成槽时，不会坍塌的最低强度；同时，三轴搅拌桩凝固后能够限制支护桩在灌注时流态混凝土挤压外扩或缩径的最低强度。