CN113513024A - 一种软基开挖结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种软基开挖结构及其施工方法，属于土木工程技术领域。一种软基开挖结构，包括具有容纳腔的开挖结构本体，容纳腔的顶部具有开口，开挖结构本体包括微型桩组和混凝土面层，混凝土面层包括相互连接的侧壁和底面，以在侧壁和底面之间界定形成容纳腔，微型桩组包括多个间隔设置的混凝土柱，混凝土柱包括钢筋以及包覆在钢筋外周的混凝土层，混凝土柱用于伸入至软基土层中，多个混凝土柱的端部分别与混凝土面层连接。一种软基开挖结构的施工方法用于制备上述的软基开挖结构。本申请既能提高如集水坑的软基开挖结构的使用寿命，又能降低形成软基开挖结构的成本。

Description

一种软基开挖结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体而言，涉及一种软基开挖结构及其施工方法。

背景技术

软基，又叫软地基，因工程需要，经常会在软地基进行工程施工，例如，在软地基处要实现集水，需要对软地基进行开挖，以形成集水坑，但是，由于软地基的坚固性差，因此，在形成集水坑之前，首先要对形成集水坑区域进行加固，现有技术中，通常是将多块钢板插设在软地基中，而多块钢板围合形成的空间即为待开挖的集水坑区域，但是，钢板容易生锈，影响集水坑的使用寿命，同时，大量使用钢板，提高了形成集水坑的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种软基开挖结构及其施工方法，既能提高如集水坑的软基开挖结构的使用寿命，又能降低形成软基开挖结构的成本。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，提供一种软基开挖结构，包括：具有容纳腔的开挖结构本体，容纳腔的顶部具有开口，开挖结构本体包括微型桩组和混凝土面层，混凝土面层包括相互连接的侧壁和底面，以在侧壁和底面之间界定形成容纳腔，微型桩组包括多个间隔设置的混凝土柱，混凝土柱包括钢筋以及包覆在钢筋外周的混凝土层，混凝土柱用于伸入至软基土层中，多个混凝土柱的端部分别与混凝土面层连接。

可选地，多个混凝土柱之间相互平行。

可选地，混凝土柱沿竖直方向伸入至软基土层。

可选地，在侧壁与竖直方向之间设置预设夹角。

可选地，预设夹角的范围在30°-60°之间。

可选地，在混凝土面层上还设置有连接钢板，连接钢板与混凝土柱的钢筋的端部铰接。

可选地，连接钢板包括多个，多个连接钢板与多个混凝土柱一一对应。

可选地，还包括设置在相邻两个连接钢板之间的连接钢杆，连接钢杆包括多个。

本发明实施例的另一方面，提供一种软基开挖结构的施工方法，该施工方法包括：在预设开挖区域挖掘形成预设容纳腔；在预设容纳腔的侧壁和底面的软基土层钻入注浆孔，提钻并向注浆孔内注入水泥浆；向注入水泥浆的注浆孔内插入钢筋；固化水泥浆形成混凝土柱；在预设容纳腔的侧壁和底面铺设混凝土面层，以将预设容纳腔界定为容纳腔。

可选地，在预设容纳腔的侧壁和底面的软基土层钻入注浆孔，提钻并向注浆孔内注入水泥浆包括：

采用带注浆管的螺旋钻向预设容纳腔的侧壁和底面的软基土层钻入以形成注浆孔。

可选地，在预设容纳腔侧壁和底面的软基土层钻入注浆孔，提钻并向注浆孔内注入水泥浆包括：根据预设容纳腔的形状对预设开挖区域进行标高；根据标高向注浆孔内注入预设高度的水泥浆。

可选地，在预设容纳腔的侧壁和底面铺设混凝土面层之前，方法还包括：在多个混凝土柱内的钢筋的端部分别铰接连接钢板；调节连接钢板与预设容纳腔的侧壁贴合；在相邻两个连接钢板上焊接固定连接钢杆。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的一种软基开挖结构及其施工方法，一种软基开挖结构包括：具有容纳腔的开挖结构本体，容纳腔的顶部具有开口，开挖结构本体包括微型桩组和混凝土面层，混凝土面层包括相互连接的侧壁和底面，以在侧壁和底面之间界定形成容纳腔，微型桩组包括多个间隔设置的混凝土柱，混凝土柱包括钢筋以及包覆在钢筋外周的混凝土层，混凝土柱用于伸入至软基土层中，多个混凝土柱的端部分别与混凝土面层连接。通过微型桩组插入软基土层中以对软基土层进行加固，通过设置混凝土面层以对软基土层的表面进行加固。微型桩组包括钢筋和包覆在钢筋上的混凝土层，通过钢筋以及包覆在钢筋上的混凝土层代替现有技术中的钢板，钢筋和混凝土的成本相对于钢板较低，同时，由于钢筋被混凝土包覆，降低了钢筋氧化腐蚀的程度，进一步提高了钢筋的使用寿命，进而提高了开挖结构的使用寿命。另外，本实施例提供的一种软基开挖结构的施工方法用于制备上述的软基开挖结构，通过上述施工方法制备的软基开挖结构既能提高如集水坑的软基开挖结构的使用寿命，又能降低形成软基开挖结构的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的软基开挖结构的剖面图；

图2为本发明实施例提供的软基开挖结构的一个视角的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的软基开挖结构中连接钢板和连接钢杆的连接关系图；

图4为本发明实施例提供的软基开挖结构的施工方法的流程图。

图标：100-软基开挖结构；110-底面；120-侧壁；1211-连接钢板；1212-连接钢杆；122-混凝土柱；1221-混凝土层；1222-钢筋。

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“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”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。

图1为本发明实施例提供的软基开挖结构100的剖面图，图2为本发明实施例提供的软基开挖结构100的一个视角的结构示意图，请结合参照图1和图2，本发明实施例的一方面，提供一种软基开挖结构100，包括：具有容纳腔的开挖结构本体，容纳腔的顶部具有开口，开挖结构本体包括微型桩组和混凝土面层，混凝土面层包括相互连接的侧壁120和底面110，以在侧壁120和底面110之间界定形成容纳腔，微型桩组包括多个间隔设置的混凝土柱122，混凝土柱122包括钢筋1222以及包覆在钢筋1222外周的混凝土层1221，混凝土柱122用于伸入至软基土层中，多个混凝土柱122的端部分别与混凝土面层连接。

在本实施例中，容纳腔是在软土基的预设开挖区域开挖形成的，容纳腔用于容纳集水，如图2所示，容纳腔的形状可以是矩形，梯形或者正方形等，在此不作限定，例如，容纳腔的开口呈矩形，容纳腔具有侧壁120和底面110，容纳腔的侧壁120与竖直方向之间呈预设夹角，以便于使得混凝土柱122通过容纳腔的侧壁120伸入至土层中。另外，在其他实施例中，容纳腔还可以有其他功能。

微型桩组包括多个间隔设置的混凝土柱122，多个混凝土柱122之间的设置关系具有多种，例如，位于容纳腔同一侧壁120的多个混凝土柱122平行设置，且位于不同侧壁120上的多个混凝土柱122不平行，又例如，组成微型桩组的多个混凝土柱122均平行设置，本领域技术人员可根据施工需要进行选择多个混凝土柱122不同设置形式。

通过将钢筋1222设置在混凝土柱122内，既能增强微型桩组的连接强度，又能提高微型桩组的支撑刚度，同时，通过混凝土包裹钢筋1222，能有效降低钢筋1222的氧化腐蚀的程度，进一步提高钢筋1222的使用寿命，进而提高微型桩组的使用寿命。

通过钢筋1222以及包覆在钢筋1222上的混凝土层1221代替现有技术中的钢板，钢筋1222和混凝土的成本相对于钢板较低，同时，由于钢筋1222被混凝土包覆，降低了钢筋1222氧化腐蚀的程度，进一步提高了钢筋1222的使用寿命，进而提高了软基开挖结构100的使用寿命。

进一步地，请结合参照图1和图2，在容纳腔的侧壁120的同一水平高度间隔设置有多个混凝土柱122，同一水平高度多个混凝土柱122形成一侧支撑加固层，支撑加固层包括多层，多层支撑加固层沿容纳腔开口方向间隔且均布设置。

在本实施例中，通过带中空注浆管的螺旋钻向土层中钻孔，在中空注浆管内注入水泥浆，在螺旋钻提钻的同时向钻孔内注入水泥浆，向注入水泥浆的钻孔内插入钢筋1222，等到水泥浆固化后，就形成了设置有钢筋1222的混凝土柱122。此外，在其他实施例中，还可以采用其他的设备和其他的方式在软基土层中形成设置有钢筋1222的混凝土柱122。

其中，钻孔的直径在60-100mm之间，由于钻孔的直径较小，一般不会发生坍塌，即就是说，形成的混凝土柱122得直径在60-100mm之间。

可选地，钢筋1222的直径为14-18mm之间，例如，钢筋1222的直径为16mm，通过选用直径较小的钢筋1222，既能减少钢材料成本，又能提高混凝土柱122的强度和刚度。

混凝土面层包括相互连接的侧壁120和底面110，通过在形成容纳腔的侧壁120的土层上铺设混凝土面层形成侧壁120、在形成容纳腔的底面110的土层上铺设混凝土面层形成底面110，以对容纳腔的侧壁120和底面110进行加固。

综上，本发明实施例提供的一种软基开挖结构100，包括具有容纳腔的开挖结构本体，容纳腔的顶部具有开口，开挖结构本体包括微型桩组和混凝土面层，混凝土面层包括相互连接的侧壁120和底面110，以在侧壁120和底面110之间界定形成容纳腔，微型桩组包括多个间隔设置的混凝土柱122，混凝土柱122包括钢筋1222以及包覆在钢筋1222外周的混凝土层1221，混凝土柱122用于伸入至软基土层中，多个混凝土柱122的端部分别与混凝土面层连接。通过微型桩组插入软基土层中以对软基土层进行加固，通过设置混凝土面层以对软基土层的表面进行加固。微型桩组包括钢筋1222和包覆在钢筋1222上的混凝土层1221，通过钢筋1222以及包覆在钢筋1222上的混凝土层1221代替现有技术中的钢板，钢筋1222和混凝土的成本相对于钢板较低，同时，由于钢筋1222被混凝土包覆，降低了钢筋1222氧化腐蚀的程度，进一步提高了钢筋1222的使用寿命，进而提高了软基开挖结构100的使用寿命。

可选地，多个混凝土柱122之间相互平行。

通过多个混凝土柱122平行设置，既能降低施工难度，又能提高多个混凝土柱122对软基土层加固的效果。

可选地，混凝土柱122沿竖直方向伸入至软基土层。

混凝土柱122竖直设置在软基土层中，即混凝土柱122的一端沿竖直方向延伸至软基土层中、另一端位于容纳腔的侧壁120并与混凝土面层连接，通过混凝土柱122的竖直设置，既能提高混凝土柱122施工的便利性，还能提高混凝土柱122支撑的强度和刚度。

可选地，侧壁120和竖直方向之间具有预设夹角，通过设置侧壁120与竖直方向之间具有预设夹角，以使侧壁120倾斜设置，便于在侧壁120上设置多层支撑加固层，进一步提高对软基开挖结构100的加固效果。在侧壁120朝向土层的一侧连接有微型桩组，通过微型桩组和侧壁120对容纳腔侧壁120处的软基土层进行加固，以防容纳腔侧壁120处的土层塌落。

可选地，预设夹角夹角的范围在30°-60°之间。

当侧壁120与竖直方向之间的夹角在30°-60°之间时，软基开挖结构100的稳定性以及施工便利性较佳。

可选地，请参照图3，在混凝土面层上还设置有连接钢板1211，连接钢板1211与混凝土柱122的钢筋1222的端部铰接。

通过设置钢板与钢筋1222铰接，能够调节钢板与容纳腔侧壁120贴合，当调节钢板与容纳腔侧壁120贴合后，向容纳腔侧壁120上铺设混凝土以使通过混凝土面层将调节钢板连接起来，进一步提高软基开挖结构100的加固效果。

可选地，请参照图3，连接钢板1211包括多个，多个连接钢板1211与多个混凝土柱122一一对应。

由于，连接钢板1211与钢筋1222的端部铰接，因此，钢筋1222通过连接钢板1211与混凝土面层连接，以提高钢筋1222与混凝土面层连接的效果。

可选地，软基开挖结构100还包括设置在相邻两个连接钢板1211之间的连接钢杆1212，连接钢杆1212包括多个。

通过设置连接钢杆1212将相邻两个连接钢板1211固定连接，使得加强相邻两个连接钢板1211对应的两个混凝土柱122之间的稳定性，同时，通过连接钢杆1212分别与多个连接钢板1211的连接，能够使位于侧壁120上的混凝土柱122中的钢筋1222通过连接钢板1211被连接以形成网状结构，最后，在网状结构上铺设混凝土，以使网状结构与混凝土面层连接，进一步提高软基开挖结构100加固的效果。

图4为本发明实施例提供的软基开挖结构100的施工方法的流程图，请参照图4，本发明实施例的另一方面，提供一种软基开挖结构100的施工方法，该施工方法包括：

S10、在预设开挖区域挖掘形成预设容纳腔。

可选地，预设容纳腔的侧壁120与竖直方向具有预设夹角，即侧壁120倾斜设置，通过侧壁120倾斜设置，以便在侧壁120上钻设注浆孔，同时，通过侧壁120倾斜设置，使得相同大小的底面110和相同深度的容纳腔的容积较大。此外，对容纳腔的容积和深度等不作限定。

在其他实施例中，容纳腔还可以是其他结构。

S20、在预设容纳腔的侧壁和底面的软基土层钻入注浆孔，提钻并向注浆孔内注入水泥浆。

在本实施例在，注浆孔在60-100mm之间，由于，钻孔的直径较小，一般不会发生坍塌，通过向该钻孔内注入水泥浆，固化形成混凝土柱122的直径在60-100mm之间，即，形成的混凝土柱122为微型混凝土柱。

S30、向注入水泥浆的注浆孔内插入钢筋。

通过向未固化的水泥浆中插设钢筋1222，以在水泥浆固化形成混凝土柱122后，钢筋1222固定设置在混凝土柱122中。

S40、固化水泥浆形成混凝土柱。

等到水泥浆固化后，在注浆孔内形成包括钢筋1222的混凝土柱122，且在钢筋1222的外周形成包裹钢筋1222的混凝土层1221，也即是固化之后的水泥浆。

S50、在预设容纳腔的侧壁和底面铺设混凝土面层，以将预设容纳腔界定为容纳腔。

例如，容纳腔用于集水，当在预设容纳腔的侧壁120中形成多个混凝土柱122时，混凝土柱122对侧壁120的软基图层进行了加固，在通过向预设容纳腔的侧壁120和底面110铺设混凝土形成混凝土面层，以对预设容纳腔的侧壁120和底面110进行了加固，混凝土面层围合形成的空间被界定未容纳腔。

可选地，在预设容纳腔的侧壁120和底面110的软基土层钻入注浆孔，提钻并向注浆孔内注入水泥浆包括：

采用带注浆管的螺旋钻向预设容纳腔的侧壁120和底面110的软基土层钻入以形成注浆孔。

在本实施例中，通过带中空注浆管的螺旋钻向土层中钻孔，在中空注浆管内注入水泥浆，在螺旋钻提钻的同时向钻孔内注入水泥浆，向注入水泥浆的钻孔内插入钢筋1222，等到水泥浆固化后，就形成了设置有钢筋1222的混凝土柱122。

可选地，在预设容纳腔侧壁120和底面110的软基土层钻入注浆孔，提钻并向注浆孔内注入水泥浆包括：

根据预设容纳腔的形状对预设开挖区域进行标高；根据标高向注浆孔内注入预设高度的水泥浆。

在进行软基开挖结构100开挖之前，工作人员会根据软基开挖结构100的用途对软基开挖结构100进行设计并进行标高，标高完成后，工作人员可根据标高数据对应的进行施工操作，例如，对侧壁120上的同一水平高度处的一层支撑加固层的标高为混凝土柱122深入至软基土层中的深度为1.5m，那么，对应的侧壁120上钻设1.5m的钻孔，并向钻孔内注入水泥浆，直至水泥浆溢出侧壁120的表面，即完成了向注浆孔内注射水泥浆的操作，然后，在水泥浆未凝固之前向水泥浆中插设钢筋1222，以再水泥浆固化后形成包括钢筋1222额混凝土柱122。

可选地，在预设容纳腔的侧壁120和底面110铺设混凝土面层之前，方法包括：

在多个混凝土柱122内的钢筋1222的端部分别铰接连接钢板1211。

调节连接钢板1211与预设容纳腔的侧壁120贴合。

在相邻两个连接钢板1211上焊接固定连接钢杆1212。

在形成混凝土柱122之后，首先在钢筋1222的端部铰接连接钢板1211，并调节连接钢板1211，使得连接钢板1211与侧壁120贴合，然后，在通过连接钢杆1212将相邻两个连接钢板1211固定连接，其中，连接钢杆1212包括多个，且连接钢杆1212内部中空，通过多个连接钢杆1212将多个连接钢板1211中任意相邻两个连接钢板1211固定连接，以形成网状结构，通过网状结构设置在侧壁120上，能有效提高对侧壁120加固的效果，最后，在网状结构上铺设混凝土，以使混凝土面层与网状结构连接，提高对软基开挖结构100加固的效果。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软基开挖结构，其特征在于，包括：具有容纳腔的开挖结构本体，所述容纳腔的顶部具有开口，所述开挖结构本体包括微型桩组和混凝土面层，所述混凝土面层包括相互连接的侧壁和底面，以在所述侧壁和所述底面之间界定形成所述容纳腔，所述微型桩组包括多个间隔设置的混凝土柱，所述混凝土柱包括钢筋以及包覆在所述钢筋外周的混凝土层，所述混凝土柱用于伸入至软基土层中，多个所述混凝土柱的端部分别与所述混凝土面层连接。

2.如权利要求1所述的软基开挖结构，其特征在于，多个所述混凝土柱之间相互平行。

3.如权利要求2所述的软基开挖结构，其特征在于，所述混凝土柱沿竖直方向伸入至所述软基土层。

4.如权利要求1所述的软基开挖结构，其特征在于，在所述混凝土面层上还设置有连接钢板，所述连接钢板与所述混凝土柱的钢筋的端部铰接。

5.如权利要求4所述的软基开挖结构，其特征在于，所述连接钢板包括多个，多个所述连接钢板与多个所述混凝土柱一一对应。

6.如权利要求5所述的软基开挖结构，其特征在于，还包括设置在相邻两个所述连接钢板之间的连接钢杆。

7.一种软基开挖结构的施工方法，其特征在于，所述方法包括：

在预设开挖区域挖掘形成预设容纳腔；

在预设容纳腔的侧壁和底面的软基土层钻入注浆孔，提钻并向所述注浆孔内注入水泥浆；

向注入所述水泥浆的所述注浆孔内插入钢筋；

固化所述水泥浆形成混凝土柱；

在所述预设容纳腔的侧壁和底面铺设混凝土面层，以将所述预设容纳腔界定为容纳腔。

8.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，所述在预设容纳腔的侧壁和底面的软基土层钻入注浆孔包括：

采用带注浆管的螺旋钻向预设容纳腔的侧壁和底面的软基土层钻入以形成注浆孔。

9.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，所述在预设容纳腔侧壁和底面的软基土层钻入注浆孔，提钻并向所述注浆孔内注入水泥浆包括：

根据所述预设容纳腔的形状对所述预设开挖区域进行标高；

根据所述标高向所述注浆孔内注入预设高度的所述水泥浆。

10.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于，在所述预设容纳腔的侧壁和底面铺设混凝土面层之前，所述方法还包括：

在多个所述混凝土柱内的所述钢筋的端部分别铰接连接钢板；

调节所述连接钢板与所述预设容纳腔的侧壁贴合；

在相邻两个所述连接钢板上焊接固定连接钢杆。

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