CN112609705A - 适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系及支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系及支护方法，包括：U型钢板桩主体，以及设置在所述U型钢板桩主体两侧的卡扣板，且所述卡扣板与所述U型钢板桩主体为一体结构；T型加固板，其设置在所述U型钢板桩主体的内壁上，且与所述U型钢板桩主体焊接连接；平面底板，其设置在所述T型加固板的下表面，且与所述T型加固板为一体结构；定位槽，其设置在所述平面底板的内部，且所述定位槽设置有四个；调节柱，其设置在所述定位槽的内部。其实现了依靠T型加固板和接地桩结构提高插桩后的强度以及稳定性，从而有效的避免了现有的拉森钢板桩仅依靠相互间的连接结构以及自身定桩深度实现固定，稳定性以及强度一般的问题。

Description

适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系及支护方法

技术领域

本发明涉及基坑支护技术领域，尤其涉及一种适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系及支护方法。

背景技术

随着我国化工建设的发展，基坑支护技术已经成为地基处理领域的一个难点和热点。尤其在化工厂中施工，往往其淤泥性质及开挖深度等各种不稳定因素给基坑施工带来众多困难，其支护方式的选择尤为重要。目前国内复杂地质下的支护方式主要为两种：一是采用钢筋混凝土灌注排桩支护加深层搅拌水泥桩做止水帷幕，二是采用拉森钢板桩支护。其中，钢筋混凝土排桩加水泥搅拌桩支护方法止水效果比较好，施工进度稍慢，可以进行机械大开挖，可以提高施工进度，但是灌注桩于水泥搅拌桩的施工周期较长，且在涌水较大的软土地区易发生质量问题使桩变形，从而影响桩的强度，灌注桩中的钢筋是不可回收的。而钢板桩支护方法，适用于浅水区域的软土地基施工，具有很好的封水及挡土的功能。这种支护结构最大的优点是施工工艺成熟，可再回收利用，具有环保耐用、止水性好、施工周期短等突出特点。

但是，现有的拉森钢板桩仅依靠相互间的连接结构以及自身定桩深度实现固定，稳定性以及强度一般。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系及支护方法，实现了依靠T型加固板和接地桩结构提高插桩后的强度以及稳定性，从而有效的避免了现有的拉森钢板桩仅依靠相互间的连接结构以及自身定桩深度实现固定，稳定性以及强度一般的问题。

为实现上述目的和一些其他的目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系，包括：

U型钢板桩主体，以及设置在所述U型钢板桩主体两侧的卡扣板，且所述卡扣板与所述U型钢板桩主体为一体结构；

T型加固板，其设置在所述U型钢板桩主体的内壁上，且与所述U型钢板桩主体焊接连接；

平面底板，其设置在所述T型加固板的下表面，且与所述T型加固板为一体结构；

定位槽，其设置在所述平面底板的内部，且所述定位槽设置有四个；

调节柱，其设置在所述定位槽的内部，所述调节柱设置有四个，且均与所述定位槽焊接连接；

接地桩，其设置在所述调节柱的下端，且所述接地桩设置有四个。

优选的是，所述卡扣板的内壁上安装有弹性橡胶垫，且弹性橡胶垫与卡扣板焊接连接。

优选的是，所述接地桩的上端设置有外螺纹结构，且外螺纹结构与接地桩为一体结构，所述调节柱的内部设置有内螺纹结构，所述接地桩的上端通过外螺纹结构与调节柱内的内螺纹结构螺纹连接。

优选的是，所述接地桩与调节柱的连接处安装有锁紧螺母，且锁紧螺母与外螺纹结构螺纹连接。

优选的是，所述接地桩的下端安装有导流杆，所述导流杆的下端安装有倒勾座。

优选的是，所述倒勾座的下端安装有破土尖头，且破土尖头与倒勾座焊接连接。

优选的是，所述的适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系的支护方法，包括以下步骤：

步骤一：首先进行定位放线，确定水池所在位置，并在水池范围内开挖探坑，一次开挖至-2m深度；

步骤二：破除并清理开挖时地下产生的障碍物；

步骤三：将围檩支架转运至现场，拼接并安装于坑内四壁；

步骤四：旋转U型钢板桩主体上的接地桩，依靠螺纹结构调节其长度，使其与标高深度适配，调节完毕后，通过锁紧螺母固定；

步骤五：利用液压振动锤将调节完毕的U型钢板桩主体吊至围檩支架内侧的插桩点处，依靠液压振动锤的冲压力进行插桩，将U型钢板桩主体由9m高打至5m；

步骤六：插桩时采用屏风式打入法，将相邻U型钢板桩主体侧面的卡扣板锁口对准，待全部的钢板桩打入完毕后，进行二次打桩，使其与导梁高度平齐；

步骤七：二次打桩完毕后，将围檩支架拆除，并进行第三次打桩，使U型钢板桩主体到达设计标高，钢板桩自身高度为9m，设计标高为3.9m至4.7m之间；

步骤八：全部打桩完毕后，进行二次开挖，直至水池深度到达标高基底深度后，设置排水沟进行抽水，并按施工顺序进行后续施工。

优选的是，所述步骤五中，在打桩时，为保证垂直度，需要用两台经纬仪在两个方向加以控制。且为防止卡扣板锁口出现中心平面位移，在打桩进行方向的卡扣板处需设卡板，以阻止U型钢板桩主体位移。

优选的是，所述步骤五中，在打设第一、二块U型钢板桩主体时，为确保位置和方向的精度，每打入1m测量一次。

优选的是，所述步骤五中，液压振动锤可与自由落锤，蒸汽锤、空气锤、柴油锤等同类型冲击打桩机械等效替代。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明通过在U型钢板桩支护体系的后端面设置T型加固板，且T型加固板与U型钢板桩焊接连接，与常规的钢板桩相比，其上端新增的T型结构，可以有效增强U型钢板桩上端的结构强度，有效避免钢板桩在液压振动锤的持续冲击作用下，上端容易开裂的情况发生，提高了水池施工时基坑支护的安全性能，提高安全控制，便于把控。

2、通过在T型加固板的下端设置四组接地桩，接地桩的插入结构分为破土尖头、倒勾座和导流杆三部分，在插入土层时，破土尖头能够方便的破开上层较硬土质，使倒勾座进入，并持续破开土地，在深入的过程中，导流杆依靠自身的弧形平滑结构，使土壤重新滑入倒勾座上方，并在冲压作用下填补压实，以减少沉降量、提高地基的承载力以及稳定性，与传统的钢板桩相比，使每块板桩在原有单一的插入结构上，增加了四组新的位点进行支撑，从而提高了插桩后的稳定性。

3、通过将接地桩与平面底板上的调节柱螺纹连接，使其可以根据标高深度调节到适宜的长度，长度后调节完毕后依靠螺母锁紧固定，以保证插桩时的稳定性，调长范围为1m，提高了接地桩的泛用性。

4、通过在卡扣板的内壁上设置弹性橡胶垫，弹性橡胶垫能够在相邻板桩连接后，依靠弹性作用填补扣槽间因精度问题产生的缝隙，使连接结构更加紧密、牢靠，且能有效提高连接处的密封性能，避免渗水漏水情况发生。

5、通过采用钢板桩作为主要支护体系，现场施工所需条件简单，在任何环境下施工都较为方便，便于复杂地质、可用于地下障碍物不明等情况的施工，作业环境好，相较于钢筋混凝土排桩加水泥搅拌桩的支护方式，能够有效减轻劳动负荷，大大缩短了工期，提高了经济效益。

附图说明

图1是本发明提供的适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系的支护方法示意图；

图2是本发明提供的适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系结构示意图；

图3是本发明提供的适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系内部结构示意图；

图4是本发明提供的适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系底面结构示意图；

图5是本发明提供的适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系拼接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明，以令本领域普通技术人员参阅本说明书后能够据以实施。

如图1-5所示，一种适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系，包括：U型钢板桩主体1，以及设置在所述U型钢板桩主体1两侧的卡扣板2，且所述卡扣板2与所述U型钢板桩主体1为一体结构，卡扣板2用于在插桩时，将相邻U型钢板桩主体1的两侧拼接锁位，以保证相互间的稳定性；T型加固板4，其设置在所述U型钢板桩主体1的内壁上，且与所述U型钢板桩主体1焊接连接，T型加固板4能够提高U型钢板桩主体1上端的强度，避免冲压过程中，U型钢板桩主体1上端出现开裂现象；平面底板5，其设置在所述T型加固板4的下表面，且与所述T型加固板4为一体结构；定位槽6，其设置在所述平面底板5的内部，且所述定位槽6设置有四个；调节柱7，其设置在所述定位槽6的内部，所述调节柱7设置有四个，且均与所述定位槽6焊接连接，调节柱7用于连接和调节接地桩9；接地桩9，其设置在所述调节柱7的下端，且所述接地桩9设置有四个，接地桩9能够与地面稳定连接，增大支护体系插入后的牢固度。

在上述方案中，钢板桩支护体系在插桩时，可采用屏风式打入法，将相邻U型钢板桩侧面的卡扣板锁口对准，以保证插入后相互间的稳定性，卡扣板内设置有弹性橡胶垫，能够依靠弹性作用填补扣槽间因精度问题产生的缝隙，使连接结构更加紧密、牢靠，且保证了防水性能，U型钢板桩主体的内壁上设置有T型加固板，且T型加固板与其焊接连接，可有效增强连接处强度，因其设置于上端，所以能够有效避免钢板桩因液压振动锤作用，导致上端容易开裂的情况发生，U型钢板桩主体下端设置有四根接地桩，使每块板桩在原有单一的插入结构上，增加了四组点支撑结构，从而提高了插桩后的稳定性，接地桩由破土尖头、倒勾座和导流杆三部分，在插入土层时，破土尖头能够方便的破开上层较硬土质，使倒勾座进入，并持续破开土地，在深入的过程中，导流杆依靠自身的弧形平滑结构，使土壤重新滑入倒勾座上方，并在冲压作用下填补压实，以减少沉降量、提高地基的承载力，以上结构提高了该支护体系插桩后的强度以及稳定性，从而有效的避免了现有的拉森钢板桩结构单一，仅依靠相互间的连接结构以及自身定桩深度实现固定，稳定性以及强度一般的问题。

一个优选方案中，所述卡扣板2的内壁上安装有弹性橡胶垫3，且弹性橡胶垫3与卡扣板2焊接连接。

在上述方案中，卡扣板内壁的弹性橡胶垫能够在相邻板桩连接后，依靠弹性作用填补扣槽间因精度问题产生的缝隙，使连接结构更加紧密、牢靠，且能有效提高连接处的密封性能，避免渗水漏水情况发生。

一个优选方案中，所述接地桩9的上端设置有外螺纹结构10，且外螺纹结构10与接地桩9为一体结构，所述调节柱7的内部设置有内螺纹结构8，所述接地桩9的上端通过外螺纹结构10与调节柱7内的内螺纹结构8螺纹连接。

在上述方案中，接地桩采用螺纹连接的方式与调节柱固定，使其可以根据标高深度调节到适宜的长度，调长范围为1m，提高了接地桩的泛用性。

一个优选方案中，所述接地桩9与调节柱7的连接处安装有锁紧螺母11，且锁紧螺母11与外螺纹结构10螺纹连接。

在上述方案中，锁紧螺母可以在接地桩调节到适宜长度后，将其锁紧固定，以保证插桩时的稳定性，因接地桩易摩擦损耗，所以采用该结构进行连接时，拆装和更换较为方便。

一个优选方案中，所述接地桩9的下端安装有导流杆12，所述导流杆12的下端安装有倒勾座13。

在上述方案中，接地桩插入土层时，倒勾座能够持续破开土地，在深入的过程中，导流杆能够依靠自身的弧形平滑结构，使土壤重新滑入倒勾座上方，并在冲压作用下填补压实，以提高地基稳定性。

一个优选方案中，所述倒勾座13的下端安装有破土尖头14，且破土尖头14与倒勾座13焊接连接。

在上述方案中，破土尖头为尖端结构，在冲压打桩时，能够方便破开上层较硬的土质。

一个优选方案中，所述的适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系的支护方法，包括以下步骤：

步骤一：首先进行定位放线，确定水池所在位置，并在水池范围内开挖探坑，一次开挖至-2m深度；

步骤二：破除并清理开挖时地下产生的障碍物；

步骤三：将围檩支架转运至现场，拼接并安装于坑内四壁；

步骤四：旋转U型钢板桩主体1上的接地桩9，依靠螺纹结构调节其长度，使其与标高深度适配，调节完毕后，通过锁紧螺母11固定；

步骤五：利用液压振动锤将调节完毕的U型钢板桩主体1吊至围檩支架内侧的插桩点处，依靠液压振动锤的冲压力进行插桩，将U型钢板桩主体1由9m高打至5m；

步骤六：插桩时采用屏风式打入法，将相邻U型钢板桩主体1侧面的卡扣板2锁口对准，待全部的钢板桩打入完毕后，进行二次打桩，使其与导梁高度平齐；

步骤七：二次打桩完毕后，将围檩支架拆除，并进行第三次打桩，使U型钢板桩主体1到达设计标高，钢板桩自身高度为9m，设计标高为3.9m至4.7m之间；

步骤八：全部打桩完毕后，进行二次开挖，直至水池深度到达标高基底深度后，设置排水沟进行抽水，并按施工顺序进行后续施工。

一个优选方案中，所述步骤五中，在打桩时，为保证垂直度，需要用两台经纬仪在两个方向加以控制。且为防止卡扣板2锁口出现中心平面位移，在打桩进行方向的卡扣板2处需设卡板，以阻止U型钢板桩主体1位移。

一个优选方案中，所述步骤五中，在打设第一、二块U型钢板桩主体1时，为确保位置和方向的精度，每打入1m测量一次。

一个优选方案中，所述步骤五中，液压振动锤可与自由落锤，蒸汽锤、空气锤、柴油锤等同类型冲击打桩机械等效替代。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系，其特征在于，包括：

U型钢板桩主体，以及设置在所述U型钢板桩主体两侧的卡扣板，且所述卡扣板与所述U型钢板桩主体为一体结构；

T型加固板，其设置在所述U型钢板桩主体的内壁上，且与所述U型钢板桩主体焊接连接；

平面底板，其设置在所述T型加固板的下表面，且与所述T型加固板为一体结构；

定位槽，其设置在所述平面底板的内部，且所述定位槽设置有四个；

调节柱，其设置在所述定位槽的内部，所述调节柱设置有四个，且均与所述定位槽焊接连接；

接地桩，其设置在所述调节柱的下端，且所述接地桩设置有四个。

2.如权利要求1所述的适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系，其特征在于，所述卡扣板的内壁上安装有弹性橡胶垫，且弹性橡胶垫与卡扣板焊接连接。

3.如权利要求1所述的适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系，其特征在于，所述接地桩的上端设置有外螺纹结构，且外螺纹结构与接地桩为一体结构，所述调节柱的内部设置有内螺纹结构，所述接地桩的上端通过外螺纹结构与调节柱内的内螺纹结构螺纹连接。

4.如权利要求3所述的适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系，其特征在于，所述接地桩与调节柱的连接处安装有锁紧螺母，且锁紧螺母与外螺纹结构螺纹连接。

5.如权利要求1所述的适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系，其特征在于，所述接地桩的下端安装有导流杆，所述导流杆的下端安装有倒勾座。

6.如权利要求5所述的适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系，其特征在于，所述倒勾座的下端安装有破土尖头，且破土尖头与倒勾座焊接连接。

7.如权利要求1-6任意一项所述的适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系的支护方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：首先进行定位放线，确定水池所在位置，并在水池范围内开挖探坑，一次开挖至-2m深度；

步骤二：破除并清理开挖时地下产生的障碍物；

步骤三：将围檩支架转运至现场，拼接并安装于坑内四壁；

步骤四：旋转U型钢板桩主体上的接地桩，依靠螺纹结构调节其长度，使其与标高深度适配，调节完毕后，通过锁紧螺母固定；

步骤五：利用液压振动锤将调节完毕的U型钢板桩主体吊至围檩支架内侧的插桩点处，依靠液压振动锤的冲压力进行插桩，将U型钢板桩主体由9m高打至5m；

步骤六：插桩时采用屏风式打入法，将相邻U型钢板桩主体侧面的卡扣板锁口对准，待全部的钢板桩打入完毕后，进行二次打桩，使其与导梁高度平齐；

步骤七：二次打桩完毕后，将围檩支架拆除，并进行第三次打桩，使U型钢板桩主体到达设计标高，钢板桩自身高度为9m，设计标高为3.9m至4.7m之间；

步骤八：全部打桩完毕后，进行二次开挖，直至水池深度到达标高基底深度后，设置排水沟进行抽水，并按施工顺序进行后续施工。

8.如权利要求7所述的适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系及支护方法，其特征在于，所述步骤五中，在打桩时，为保证垂直度，需要用两台经纬仪在两个方向加以控制。且为防止卡扣板锁口出现中心平面位移，在打桩进行方向的卡扣板处需设卡板，以阻止U型钢板桩主体位移。

9.如权利要求7所述的适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系及支护方法，其特征在于，所述步骤五中，在打设第一、二块U型钢板桩主体时，为确保位置和方向的精度，每打入1m测量一次。

10.如权利要求7所述的适用于浅水软土基坑的钢板桩支护体系及支护方法，其特征在于，所述步骤五中，液压振动锤可与自由落锤，蒸汽锤、空气锤、柴油锤等同类型冲击打桩机械等效替代。

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