CN112900449A - 一种装配式复合波纹钢隔离墙及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种装配式复合波纹钢隔离墙及施工方法，属于土木工程施工技术领域。一种装配式复合波纹钢隔离墙，该复合波纹钢隔离墙由若干个复合波纹钢段相互拼接组成，该复合波纹钢隔离墙位于建构筑物与基坑之间，该复合波纹钢隔离墙与基坑围护结构相互平行；复合波纹钢隔离墙中相邻的两个波峰之间竖立钢管桩，且钢管桩紧贴复合波纹钢板段。本发明采用工厂预制的装配式复合波纹钢和钢管桩，一方面所采用的结构均可回收，另一方面可以控制施工预制件的质量及缩短现场施工工期。同时采用装配式复合波纹钢结合钢管桩改善传统钢板桩的结构刚度低的特点，充分利用土拱效应将隔离墙前土体的作用力传递到波峰后的钢管桩，提高结构的整体稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种装配式复合波纹钢隔离墙及施工方法，属于土木工程施工技术领域。
背景技术
随着城市建设的飞速发展，城市空间日益紧张，地下空间的开发利用已成为必然趋势，越来越多的深基坑邻近既有建（构）筑物开挖。邻近建（构）筑物的基坑开挖不仅要考虑基坑的安全，也需考虑基坑开挖对邻近建（构）筑物的影响。目前的基坑工程实践中，对周边环境的保护主要有两种思路：（1）主动保护法：在施工前对地质和环境作深入的调查，通过提出减少地层位移的施工工艺和施工参数从源头控制基坑开挖对周边环境的影响；（2）被动保护法，根据偏于安全的沉降估计预先实施防治灾害性破坏影响的工程措施，一般有隔断法、被保护建（构）筑物结构补强等方法，这些方法是偏于安全和保险的，适用于地质特别复杂而保护要求较高的地段。
现在所采用的防护措施主要为隔断法，即在已有建（构）筑物与施工面间设置隔断墙予以保护的方法。如在基坑开挖施工中，常采用钻孔灌注桩作隔离桩的方式保护邻近既有建（构）筑物，这种隔离方式虽然隔离效果好，但施工成本高且隔离桩无法回收利用，留在地下的隔离桩影响场地生态环境以及后期工程。而成本低且可回收的钢板桩因其结构刚度低仅适用于做浅层基坑开挖时保护隔离措施。因此，研发一种可回收利用且整体结构刚度满足要求的隔离桩（墙）及其对应的施工方法是目前基坑施工环境保护领域的迫切需求。
发明内容
本发明针对上述问题提供了一种装配式复合波纹钢隔离墙及施工方法，通过设置若干装配式复合波纹钢板结合钢管桩，有效控制或减弱基坑开挖卸荷对邻近土体影响，保证满足邻近建（构）筑物的最大变形控制的要求。
本发明采用如下技术方案：
本发明所述的装配式复合波纹钢隔离墙，该复合波纹钢隔离墙由若干个复合波纹钢段相互拼接组成，该复合波纹钢隔离墙位于建构筑物与基坑之间，该复合波纹钢隔离墙与基坑围护结构相互平行；复合波纹钢隔离墙中相邻的两个波峰之间竖立钢管桩，且钢管桩紧贴复合波纹钢板段。
本发明所述的装配式复合波纹钢隔离墙，所述的复合波纹钢段的两个侧端面分别为拼接端面，若干个复合波纹钢段通过卯榫结构相互拼接；所述的复合波纹钢段的一个拼接端面为燕尾状凹槽，复合波纹钢段的另一个拼接端面为该燕尾状凹槽形状相匹配的凸块；所述的燕尾状凹槽或与燕尾状凹槽形状相匹配的凸块沿复合波纹钢段的拼接端面延伸方向长度一致。
本发明所述的装配式复合波纹钢隔离墙，所述的复合波纹钢段其内为三层层叠结构组成，其上层与下层为厚混凝土层，上层厚混凝土层与下层厚混凝土层之间为厚波纹钢层。
本发明所述的装配式复合波纹钢隔离墙，所述的复合波纹钢板段为一倍波长1000mm；
本发明所述的装配式复合波纹钢隔离墙，所述钢管桩由空心钢管制成；所述的空心钢管的直径为273~426mm, 空心钢管的管壁厚6~10mm。
本发明所述的装配式复合波纹钢隔离墙的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）预制钢管桩与装配式复合波纹钢板；
（2）在既有建构筑物与基坑之间测量放样，根据设计坐标，标出各复合波纹钢板及钢管桩在地表对应的坐标点位置；
（3）安装过程中由两块平行钢板组成的定位装置进行定位，两块平行钢板间距略大于隔离墙厚度，以保证隔离墙可以紧贴钢板压入土体，采用静压法将钢管桩和复合波纹钢板压入到设计位置处；
（4）在基坑开挖过程中，根据监测情况，当出现变形趋势增大时，及时向钢管中注入混凝土以增加结构刚度；
（5）施工完成后，采用振荡拔桩机，逐根拔出复合波纹钢板和钢管桩，拔出后桩孔及时用砂或土填实。
有益效果
本发明提供装配式复合波纹钢隔离墙，采用工厂预制的装配式复合波纹钢和钢管桩，一方面所采用的结构均可回收，另一方面可以控制施工预制件的质量及缩短现场施工工期。同时采用装配式复合波纹钢结合钢管桩改善传统钢板桩的结构刚度低的特点，充分利用土拱效应将隔离墙前土体的作用力传递到波峰后的钢管桩，提高结构的整体稳定性。
本发明提供装配式复合波纹钢隔离墙的施工方法，可确保隔离墙安装至设计指定位置，保证安装结束后隔离墙的垂直度，同时可减小隔离结构施工对被保护建构筑物的影响。
附图说明
图1为本发明的位置结构示意图。
图2为本发明的复合波纹钢隔离墙示意图。
图3为本发明的复合波纹钢隔离墙俯视图。
图4为本发明的复合波纹钢板连接处大样图。
图中：1、建或构筑物；2、复合波纹钢隔离墙；3、基坑；4、凹槽；5、复合波纹钢板段；6、凸块；7、钢管桩；8、混凝土层；9、波纹钢层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
如图1、图2、图3所示：本发明中采用装配式复合波纹钢隔离墙控制基坑开挖影响的方法，是在既有建、构筑物及开挖基坑之间设置装配式复合波纹钢板及钢管桩，充分利用土拱效应，形成波纹式隔离墙围护结构，从而减小开挖对邻近既有建、构筑物的影响。
装配式复合波纹钢隔离墙2，包括：装配式复合波纹钢板段5、钢管桩7；复合波纹钢隔离墙2位于被保护建、构筑物2和基坑3之间；复合波纹钢板2布置与基坑3围护结构平行，复合波纹钢桩板是由各复合波纹钢板段5装配而来，各复合波纹钢板段5间的连接借助滑槽采用燕尾半榫连接的方式。
如图3所示：复合波纹钢板段5分三层组成：为混凝土层8、波纹钢层9；上下两层30~50mm厚混凝土夹10~30mm厚波纹钢，单幅部件宽度取一倍波长1000mm, 波高480mm，具体结构尺寸可根据实际情况采用有限元数值分析的方法调整确定。在工厂预制过程中应保证三部分紧密连接，确保复合波纹钢板的整体性。钢管桩7置于复合波纹钢板2波峰后且与复合波纹钢板段5紧贴。本发明中采用的装配式复合波纹钢板2、钢管桩7均为预制成型。
所述钢管桩7由空心钢管制成，截面尺寸根据需要宜选择直径273~426mm,壁厚6~10mm，桩长依据具体基坑开挖深度确定。在施工监测中若发现钢管桩抗剪或抗弯承载力无法满足要求，则在所述钢管桩内注混凝土。
如图4所示：复合波纹钢板部件一端为燕尾状凹槽4，另一端为与所述凹槽仿形设置凸块6，凹槽4与凸块6沿复合钢板长度方向延伸设置。在施工过程中，相邻钢板安装时应沿槽压入，形成卯榫连接确保横向连接的可靠性，保证整体稳定性。
本发明实施例还提供了施工方法，包括以下步骤：
1：预制钢管桩与复合波纹钢板；钢管桩及复合波纹钢板的长度、装配式复合纹钢幅数等需要根据设计事先确定。
2：在既有建构筑物与基坑之间测量放样，根据设计坐标，标出各复合波纹钢板及钢管桩在地表对应的坐标点位置；
3：装定位装置，采用静压法将钢管桩和复合波纹钢板压入到设计位置处；
利用液压设备采取静压的方式带滑槽的复合波纹钢板5，压至标高符合终压控制条件为止，静压过程中应保持慢速防止复合波纹钢板受损。利用冲抓设备在钢管桩7被旋转压入过程中挖掘桩内土体。
4：在基坑开挖过程中，根据监测情况，当出现变形趋势增大时，及时向钢管中注入混凝土以增加结构刚度。
5：施工完成后，采用振荡拔桩机，逐根拔出复合波纹钢板和钢管桩，拔出后桩孔及时用砂或土填实。
本发明采用复合波纹钢隔离墙将基坑与邻近既有建、构筑物隔离开，保证基坑开挖对邻近建构筑物的影响满足控制要求。该复合波纹钢隔离墙由装配式复合波纹钢板结合钢管桩组成，基坑开挖之前在基坑围护结构与被保护建筑物之间的主动区土体依次采用静压法压入复合波纹钢板装配部件及部件后的钢管桩。本发明的实现方法成本较低，对现场要求低，施工影响低，且施工结束后可回收，满足基坑开挖对已有邻近既有建（构）筑物的变形控制要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种装配式复合波纹钢隔离墙，其特征在于：该复合波纹钢隔离墙由若干个复合波纹钢段相互拼接组成，该复合波纹钢隔离墙位于建构筑物与基坑之间，该复合波纹钢隔离墙与基坑围护结构相互平行；复合波纹钢隔离墙中相邻的两个波峰之间竖立钢管桩，且钢管桩紧贴复合波纹钢板段。
2.根据权利要求1所述的装配式复合波纹钢隔离墙，其特征在于：所述的复合波纹钢段的两个侧端面分别为拼接端面，若干个复合波纹钢段通过卯榫结构相互拼接；所述的复合波纹钢段的一个拼接端面为燕尾状凹槽，复合波纹钢段的另一个拼接端面为该燕尾状凹槽形状相匹配的凸块；所述的燕尾状凹槽或与燕尾状凹槽形状相匹配的凸块沿复合波纹钢段的拼接端面延伸方向长度一致。
3.根据权利要求1所述的装配式复合波纹钢隔离墙，其特征在于：所述的复合波纹钢段其内为三层层叠结构组成，其上层与下层为厚混凝土层，上层厚混凝土层与下层厚混凝土层之间为厚波纹钢层。
4.根据权利要求1所述的装配式复合波纹钢隔离墙，其特征在于：所述的复合波纹钢板段为一倍波长1000mm。
5.根据权利要求1所述的装配式复合波纹钢隔离墙，其特征在于：所述钢管桩由空心钢管制成；所述的空心钢管的直径为273~426mm, 空心钢管的管壁厚6~10mm。
6.如权利要求1至5任一项所述的装配式复合波纹钢隔离墙的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）预制钢管桩与装配式复合波纹钢板；
（2）在既有建构筑物与基坑之间测量放样，根据设计坐标，标出各复合波纹钢板及钢管桩在地表对应的坐标点位置；
（3）通过定位装置采用静压法将钢管桩和复合波纹钢板压入到设计位置处；
（4）在基坑开挖过程中，根据监测情况，当出现变形趋势增大时，及时向钢管中注入混凝土以增加结构刚度；
（5）施工完成后，采用振荡拔桩机，逐根拔出复合波纹钢板和钢管桩，拔出后桩孔及时用砂或土填实。
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