CN110424408A - 一种基坑围护结构的装配式pc板桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基坑围护结构的装配式PC板桩，该PC板桩为预应力钢筋混凝土空腹构件，断面形状分为单孔和多孔的T形与矩形；PC板桩尺寸按标准化模数设计，长度不大于16米，宽度不大于4.0米，厚度小于1.8米；PC板桩沿轴向接长主筋采用机械连接件和混凝土面粘合方式，使每根主筋用等强机械连接接头连接，混凝土接触面和连接件内间隙用流态的树脂粘合剂充填并固化粘接；通过装配形成基坑排桩围护结构和相互咬合的地下连续墙围护结构；这种装配形成的基坑围护结构具有绿色、环保和安全可靠的社会效益，同时能降低造价和缩短工期，具有重大的经济价值。

Description

一种基坑围护结构的装配式PC板桩

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体来说是一种基坑围护结构实现装配化，需要制作一种装配式的PC板桩。

背景技术

基坑工程的围护结构，主要为现浇混凝土灌注桩和水下混凝土浇筑连续墙。由于成孔、成槽及护壁中产生大量泥浆，孔壁及槽壁的不稳定和水下混凝土浇筑质量难以保证等原因，对基坑的安全与周边环境的损害已越来越被严重。

灌注桩用作深基坑围护桩结构，在各类地下建设工程中应用量非常大，仅我国每年使用的这类灌注桩量就达到近亿立方米，基坑工程完成之后，这些围护结构就没有任何作用了。随着市政工程、轨道交通、高层建筑和地下空间开发量的不断加大，基坑围护结构的用量将越来越大。

现行的泥浆护壁型灌注桩和成槽法现浇地下连续墙施工技术决定了该技术对环境的严重影响、工程的安全性难以保证，施工工效之低和劳动强度之大难以改变。

由于是水下现浇混凝土，成型的质量受成孔或成槽的稳定性影响较大，开挖后出现混凝土面凹凸情况比较严重，用作地下室的外墙，形成二墙合一或桩墙合一，对混凝土桩或墙表面修整量很大，此外，标高定位的不准确，使预埋的钢筋连接套筒无法使用，增加了较多的工程成本。

目前，在基坑围护结构中所采用的主要有工字形截面预制板桩或矩型板墙，大部分仍在施工现场预制，质量难以保证。此外，这类预制板桩的长度是按基坑开挖深度要求确定，采用的单节桩，没有形成标准化长度和高强快速接头，导致运输和吊装困难重重，增加大量施工成本。由于单根板桩的长度较长，重量较大，运输和吊装成本高，加之截面的实体率高，植入时排土排浆量大，施工安装困难等原因限制其推广应用。

因此，工程界亟需寻找一种装配式PC板桩，既能克服传统围护排桩和地下连续墙存在的缺陷，又能降低造价，加快施工速度，保护我们的环境，实现文明施工。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有排桩结构断面受力不合理、施工周期长、造价高、板桩运输与吊装和安装困难等不足，提供一种新型的装配式围护结构的PC板桩。

为达到上述目的，本专利采用的技术方案是：

所述的一种基坑围护结构的装配式PC板桩为预应力钢筋混凝土空腹构件，断面形状分为单孔和多孔的T形与矩形；PC板桩尺寸按标准化模数设计，长度不大于16米，宽度不大于4.0米，厚度小于1.8米；标准化PC板桩沿轴向能装配式连接；装配式PC板桩沿轴向连接的受力主筋用机械式连接件连接，混凝土接触面用流态的树脂粘合剂直接粘合。

所述的装配式PC板桩是，两根空腹T形PC板桩之间插入一根两侧有凹槽的空腹矩形板桩，装配成相互咬合的连续墙式围护结构；

所述的装配式PC板桩是，PC板桩按一定的间隔植入到预引孔的地层中，形成离散式排桩基坑围护结构；

所述的装配式PC板桩是，PC板桩按一定的间隔插入到多轴水泥土搅拌桩中，装配成离散式排桩围护结构；

所述的装配式PC板桩是，PC板桩中的腹腔、PC板桩之间及与地层之间的间隙是由流态自凝固化土充填的，并与PC板桩粘合成整体；

所述的装配式PC板桩是，空腹T形PC板桩的两翼呈梯形外凸；

所述的装配式PC板桩是，空腹矩形PC板桩的受拉侧侧面呈梯形凹槽；

所述的装配式PC板桩是，PC板桩的端部受拉侧面预埋有螺母，用以在接头处安装钢制封口板；

所述的装配式PC板桩是，PC板桩有临基坑开挖面侧预埋螺母，用于安装腰梁及支挡桩间土挡板和挂网喷层；

所述的装配式PC板桩是在板桩的顶部设置预制钢筋混凝土冠梁或现浇钢筋混凝土冠梁，将PC板桩连接形成整体结构。

本发明现场施工可操作性强、构件装配化程度高、作业效率高，能够保证结构的整体性和施工质量，降低工程造价，工程实施效果良好。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1单孔T形PC板桩的三维示意图；

图2单孔T形PC板桩的截面示意图；

图3二孔T形PC板桩的三维示意图；

图4二孔T形PC板桩的截面示意图；

图5单孔矩型PC板桩的三维示意图；

图6单孔矩型PC板桩的截面示意图；

图7二孔矩型PC板桩的三维示意图；

图8二孔矩型PC板桩的截面示意图；

图9基坑围护的PC板桩接长的机械连接件；

图10基坑围护的PC板桩轴向接缝的钢制封板；

图11搅拌桩内插入单孔T形PC板桩装配成的排桩结构三维图；

图12搅拌桩内插入单孔T形PC板桩装配成的排桩结构平面图；

图13矩型槽内插入单孔T形和矩型PC板桩装配成连续墙三维图；

图14矩型槽内插入单孔T形和矩型PC板桩装配成连续墙平面图；

图15矩型槽内插入二孔T形和单孔矩型PC板桩装配成连续墙三维图；

图16矩型槽内插入二孔T形和单孔矩型PC板桩装配成连续墙平面图；

图17矩型槽内插入二孔T形和二孔矩型PC板桩装配成连续墙三维图。

图18矩型槽内插入二孔T形和二孔矩型PC板桩装配成连续墙平面图。

图中：1—PC板桩，11—单孔T型预制板桩，12—单孔两侧带凹槽矩形桩，13—双孔T型预制板桩，14—双孔两侧带凹型槽矩形桩，15—侧向梯形凸起，16—梯形凹槽，17—上节预制板桩，18—下节预制板桩，19—封口钢板，2—机械连接接头件，21—预埋套筒，22—机械连接件，23—充填粘合剂，24—上节PC板桩的主筋，25—轴向连接接缝，26—下节PC板桩的主筋，27—连接封口钢板螺栓，31—深层水泥土搅拌桩，32—开挖的矩形槽，33—流态自凝固化土体。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

用于基坑围护结构的PC板桩1是一种可以沿轴向接长，两侧可以咬合装配式预制构件，在PC板桩的上下两端的主筋位置设置有机械连接的接头件2，在端部受拉侧位置有预埋螺母21，用于上下节预制构件接长时接缝封口钢板的固定。其单孔T形PC板桩11的三维示意如图1所示，截面如图2所示，其两翼外侧呈梯形凸起15；二孔T形PC板桩12的三维示意如图3所示，截面如图4所示，其两翼外侧呈梯形凸起15；单孔矩型PC板桩13的三维示意如图5所示，截面如图6所示，其两翼外侧有梯形凹槽16；二孔矩型PC板桩14的三维示意如图7所示，截面如图8所示，其两翼外侧有梯形凹槽16。

实例一、PC板桩的轴向接长和增强连接

图9所示为PC板桩的接长示意图，从图中可看出，上节板桩17和下节板桩18经定位和调整垂直度后，上节板桩17的端面主筋24位置上安装有连接件22，在下节板桩18的端面涂上流态高强树脂23，将连接螺锁栓对准下节板桩18上主筋26位置中的连接锁套筒并插入，实现受力主筋24和26的机械式对接。

对PC板桩轴长接头缝的增强方法如图10所示，将封口钢板19覆盖在接缝25上，利用在端部上预埋套筒21与螺栓27拧紧，即可将封口钢板19安装在接缝位置。

实例二、搅拌桩内插入的PC板桩及其形成的排桩结构

采用SMW工法形成的基坑围护结构内插入的H型钢可以用本发明的PC板桩来代替，如图11和12所示，从图中可以看出，在岩土3中利用多轴搅拌机形成水泥土搅拌桩31，然后在搅拌桩31内插入PC板桩11，搅拌桩31固化后与板桩11粘结在一起形成了基坑围护的排桩结构。

实例三、开槽内插入的PC板桩装配成地下连接墙结构

当需要形成地下连续墙时，应先在地下连续墙位置开挖成槽32，开挖到槽底后，将槽内的泥浆部分渣土加入水凝性固化剂并混合均匀，使槽内充填流态自凝固化土体33。使用专用的安装台座，将板桩1植入到矩形槽32内。当这种流态自凝固化土体33凝固后，与PC板桩粘结成一起，便形成了装配式地下连续墙。

图13、14所示为植入单孔空腹T形桩11与空腹矩形桩12，相互咬合形成的连续墙，从图中可看出，在两侧单孔空腹T形桩11中间插入一个单孔空腹矩形桩12，利用他们接触面之间的槽口，形成了相互咬合连接。

图15、16所示植入双孔空腹T形桩13与单孔空腹矩形桩12咬合形成连续墙围护结构。从图中可看出，在两侧双孔空腹T形桩13中间插入一个单孔空腹矩形桩12，利用他们接触面之间的槽口，形成了相互咬合的连接。

图17、18所示植入双孔空腹T形桩13与双孔空腹矩形桩14咬合形成连续墙围护结构。从图中可看出，在两侧双孔空腹T形桩13中间插入一个双孔空腹矩形桩14，利用他们接触面之间的槽口，形成了相互咬合的连接。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种基坑围护结构的装配式PC板桩，其特征是，PC板桩为预应力钢筋混凝土空腹构件，断面形状分为单孔和多孔的T形与矩形；PC板桩尺寸按标准化模数设计，长度不大于16米，宽度不大于4.0米，厚度小于1.8米；标准化PC板桩沿轴向能装配式连接；装配式PC板桩沿轴向连接的受力主筋用机械式连接件连接，混凝土接触面用流态的树脂粘合剂直接粘合。

2.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构的装配式PC板桩，其特征是，两根空腹T形PC板桩之间插入一根两侧有凹槽的空腹矩形板桩，装配成相互咬合的连续墙式围护结构。

3.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构的装配式PC板桩，其特征是，PC板桩按一定的间隔植入到预引孔的地层中，形成离散式排桩基坑围护结构。

4.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构的装配式PC板桩，其特征是，PC板桩按一定的间隔插入到多轴水泥土搅拌桩中，装配成离散式排桩围护结构。

5.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构的装配式PC板桩，其特征是，PC板桩中的腹腔、PC板桩之间及与地层之间的间隙是由流态自凝固化土充填的，并与PC板桩粘合成整体。

6.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构的装配式PC板桩，其特征是，空腹T形PC板桩的两翼呈梯形外凸。

7.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构的装配式PC板桩，其特征是，空腹矩形PC板桩的受拉侧侧面呈梯形凹槽。

8.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构的装配式PC板桩，其特征是，PC板桩的端部受拉侧面预埋有螺母，用以在接头处安装钢制封口板。

9.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构的装配式PC板桩，其特征是，PC板桩有临基坑开挖面侧预埋螺母，用于安装腰梁及支挡桩间土挡板和挂网喷层。

10.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构的装配式PC板桩，其特征是，在板桩的顶部设置预制钢筋混凝土冠梁或现浇钢筋混凝土冠梁，将PC板桩连接形成整体结构。