CN115262624A - 一种pc工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PC工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法，包括如下步骤：1）对管线下桩间土层开挖、整平；2）桩间挡土墙钢筋绑扎，钢筋与钢管桩焊接；3）模板安装及加固；4）逆向混凝土浇筑；5）模板拆除及混凝土养护；6）下一层模筑挡土墙施工。上述的一种PC工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法，能有效弥补因地面因素导致PC工法桩无法施工的部分围护结构，钢筋绑扎及模板加固能充分利用PC工法桩与钢筋的焊接作用，不需要进场喷设混凝土等设备，操作方便，施工成本低且形成的挡土墙强度高、止水性能好，结构表面平整；在保证安全的前提下，不影响基坑开挖施工；在推动PC工法桩类绿色低碳建材在施工中的应用上具有积极意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种PC工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法。
背景技术
PC工法桩（Pipe-Combination，钢管桩组合）作为一种新型围护结构，因其施工速度快、主材可回收利用、施工不会产生泥浆等优点，已在沿海地区房建、地铁基坑开挖工程中得到推广。当基坑开挖范围内涉及电缆等管线无法迁改时，管线底部围护结构在基坑开挖前无法施工，如何在基坑开挖过程中及时完成管线底部受影响段围护结构施工，确保底部影响段基坑安全顺利开挖是当前亟需解决的问题。传统类似围护结构多采用挂网喷射混凝土，但仅此小部分围护结构即进场喷射混凝土机具设备，造价较高，施工不方便，且挂网喷射混凝土孔洞多，密实度差，易出现渗漏水；传统桩间模筑混凝土方法中，模板支架常需要支撑在基坑土层上，在软弱地层基坑中支撑效果差且影响基坑开挖。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种PC工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种PC工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法，包括如下步骤：
（1）对管线下部桩间土层开挖、整平，确保土层到钢管桩最外侧净距满足模筑混凝土要求；
（2）对相邻两根钢管桩进行清理，确保易于焊接钢筋；对上部已浇筑混凝土进行清理、凿毛，方便其与下部逆向浇筑混凝土连接，避免形成渗漏水通道；
（3）根据里、外层钢管桩之间的距离，在考虑两端焊接弯头长度的基础上，确定横、竖向钢筋长度；
（4）在相邻两根钢管桩间安装双向钢筋，其中横向钢筋与钢管桩焊接，竖向钢筋与横向钢筋采用绑扎连接；
（5）在靠基坑内侧设置模板，模板两端与钢管桩外侧紧贴，其中顶部模板采用假牛腿方式设置；模板采用竖向次楞、横向主楞连接、加固，横向主楞通过与两侧钢管桩焊接固定；
（6）在模板内填砂将底部钢筋包裹；
（7）混凝土浇筑采用泵送混凝土入模板，泵管末端绑扎橡胶软管并深入侧墙内部下料，分层浇筑，分层振捣，每层厚度300~500mm；
（8）顶部与上部挡土墙接触段混凝土加强振捣，牛腿处混凝土面高于挡土墙浇筑面；
（9）混凝土浇筑完成后，待混凝土达到初凝条件后及时将顶部牛腿处凸出混凝土敲除；在混凝土基面上挂土工布湿水养护，保证混凝土处于湿润状态。
优选的，所述土层到钢管桩外侧净距离取400mm，即模筑混凝土厚度为400mm。
优选的，在钢管桩间安装的双向钢筋直径为20mm、间距为150mm；横向钢筋两端成直角弯曲，弯头长度大于100mm，钢筋弯头与钢管桩双面焊接；竖向钢筋与横向钢筋绑扎连接。
优选的，所述竖向次楞采用95mm×95mm方木，间距300mm。
优选的，横向主楞为直径32mm钢筋、间距150mm，两端成直角弯曲，弯头长度大于160mm，钢筋弯头与钢管桩双面焊接固定。
优选的，所述的模板底部填砂基面与水平面呈30度，内侧低，外侧高，避免混凝土将底部钢筋全部包裹，导致与下一层挡土墙钢筋绑扎连接时，需要对上一层挡土墙混凝土进行凿除。
优选的，所述的假牛腿为钢制模板，采用Q235钢板制作，厚3mm，通过两侧与钢管桩焊接固定。
优选的，所述的混凝土为C30商品混凝土，坍落度控制在120~160mm。
优选的，所述的外挑牛腿混凝土面高于新旧混凝土接触面100mm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1）本方案操作方便简单，利用施工现场现有材料就能实施，无须进场喷射混凝土设备。
2）本方案模筑形成的混凝土密实度高，挡土强度高，自防水性性能好，优于喷射混凝土。
3）本方案形成的模筑混凝土表面平整性好，钢围檩安装后背部无空隙，钢围檩与钢管桩间接触良好，有利于挡土墙、钢管桩与钢围檩均匀受力，基坑支护安全系数提高。
4）本方案充分利用PC工法桩钢管钢制特征，挡土墙内部钢筋与钢管桩采用焊接连接，共同受力，形成了一个可靠、完整的围护结构体系。相比其他围护结构，如钻孔灌注桩采用植筋搭接等措施，本发明形成的挡土墙操作更加简单、受力更加稳定。
5）本方案中模板加固横向主楞采用钢筋（受力较大时可采用钢管），通过其与两侧钢管桩进行焊接固定。相对其他类似结构模板加固采用方木+外接地斜撑（软弱地层适用性差）的形式，操作更加简单，支护可靠，不受基坑地层影响，且不影响基坑开挖。
6）针对逆向模筑混凝土施工过程中出现的上下层钢筋搭接，本方案提出了在上一层挡土墙底部用砂土填实的方法，避免了底部钢筋被混凝土包裹。待下部开挖完成后，只需将砂土清理干净后即可进行上下层钢筋搭接焊，避免对上层钢筋包裹部分混凝土凿除误工费时。
7）针对逆向模筑混凝土施工过程中出现的上下层混凝土接触不密实现象，本方案采用设置假牛腿的方式进行浇筑，牛腿模板采用定制钢模，通过其与两侧钢管桩焊接固定，操作方便，确保了上、下层新旧混凝土浇筑密实。
8）PC工法桩（Pipe-Combination，钢管桩组合）作为一种新型围护结构，因其施工速度快、主材可回收利用、施工不会产生泥浆等优点，已在沿海地区房建、地铁基坑开挖工程中得到推广。针对因地面障碍物导致钢管桩无法施工的部位，本方案提出了一种适用于PC工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法，钢筋绑扎及模板加固能充分利用PC工法桩与钢筋的焊接作用，操作方便，形成的挡土墙强度高、止水性能好。
9）本方案推动了PC工法桩的应用，在响应国家实现“双碳”目标的决策，推广绿色低碳建材在施工中的应用上具有积极意义。
综上所述，本发明设计新颖合理、操作方便简单、施工速度快、施工成本低且形成的挡土墙强度高、止水性能好；在保证安全的前提下，不影响基坑开挖施工。在推动绿色低碳建材在施工中的应用上具有积极意义。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1是本发明的平视结构示意图。
图2是本发明的侧视结构示意图。
图3是本发明的俯视结构示意图。
图中：1-冠梁、2-钢管桩、3-模板、4-竖向次楞、5-横向主楞、6-竖向钢筋、7-横向钢筋、8-填砂、9-钢模、10-挡墙。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1~3所示，本实施例提供了一种PC工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法，此方法无须桩间挂网进行喷射混凝土，无须在基坑内设置作用在基坑土层上的支架，充分利用钢管桩与钢筋的焊接作用，施工方便；形成的模筑混凝土挡土墙强度高、止水效果好；形成的挡土墙与钢管桩基坑平整度好，有利于挡土墙、钢管桩与钢围檩均匀受力，提高了围护结构整体性。包括如下步骤：
（1）对管线下部桩间土层开挖、整平，确保土层到钢管桩最外侧净距满足模筑混凝土要求；
（2）对相邻两根钢管桩进行清理，确保易于焊接钢筋；对上部已浇筑混凝土进行清理、凿毛，方便其与下部逆向浇筑混凝土连接，避免形成渗漏水通道；
（3）根据里、外层钢管桩之间的距离，在考虑两端焊接弯头长度的基础上，确定横、竖向钢筋长度；
（4）在相邻两根钢管桩间安装双向钢筋，其中横向钢筋与钢管桩焊接，竖向钢筋与横向钢筋采用绑扎连接；
（5）在靠基坑内侧设置模板，模板两端与钢管桩外侧紧贴，其中顶部模板采用假牛腿方式设置；模板采用竖向次楞、横向主楞连接、加固，横向主楞通过与两侧钢管桩焊接固定；
（6）在模板内填砂将底部钢筋包裹；
（7）混凝土浇筑采用泵送混凝土入模板，泵管末端绑扎橡胶软管并深入侧墙内部下料，分层浇筑，分层振捣，每层厚度300~500mm；
（8）顶部与上部挡土墙接触段混凝土加强振捣，牛腿处混凝土面略高于挡土墙浇筑面；
（9）混凝土浇筑完成后，待混凝土达到初凝条件后及时将顶部牛腿处凸出混凝土敲除；在混凝土基面上挂土工布湿水养护，保证混凝土处于湿润状态。
在本发明实施例中，所述土层到钢管桩外侧净距离取400mm，即模筑混凝土厚度为400mm。
在本发明实施例中，在钢管桩间安装的双向钢筋直径为20mm、间距为150mm；横向钢筋两端成直角弯曲，弯头长度大于100mm（大于5倍钢筋直径），钢筋弯头与钢管桩双面焊接；竖向钢筋与横向钢筋绑扎连接。
在本发明实施例中，所述竖向次楞采用95mm×95mm方木，间距300mm。
在本发明实施例中，横向主楞为直径32mm钢筋、间距150mm，两端成直角弯曲，弯头长度大于160mm（大于5倍钢筋直径），钢筋弯头与钢管桩双面焊接固定。
在本发明实施例中，所述的模板底部填砂基面与水平面呈30度，内侧低（深度大于10倍钢筋直径），外侧高，避免混凝土将底部钢筋全部包裹，导致与下一层挡土墙钢筋绑扎连接时，需要对上一层挡土墙混凝土进行凿除。
在本发明实施例中，所述的假牛腿为钢制模板，采用Q235钢板制作，厚3mm，通过两侧与钢管桩焊接固定。
在本发明实施例中，所述的混凝土为C30商品混凝土，坍落度控制在120~160mm。
在本发明实施例中，所述的外挑牛腿混凝土面高于新旧混凝土接触面100mm。
具体实施过程：
（1）对管线底部桩间土层开挖、整平
1）土层开挖
管线下部挡土墙部分土层采用人工配合机械开挖。桩间挡土墙从上向下施作，严格按照每开挖一米、支护一米。开挖过程中严格按照开挖方案实施，严禁开挖过深，开挖基面与钢管桩外侧净距离满足400mm挡土墙厚度即可。施工现场备足抢险器材及物资，地面设专人监护，以防突发事件发生。
2）基面整平
开挖过程中，做好基面整平处理。快速清理钢管桩表层泥土，为后续钢筋焊接、增强模筑混凝土挡土墙与钢管桩之间的连接提供条件，避免形成渗漏水通道。
3）凿毛
对上部已浇筑段（或冠梁）模筑混凝土挡土墙底部进行凿毛，增强上下混凝土之间的附着力。
（2）桩间挡土墙钢筋绑扎、焊接
1）钢筋制作
根据里、外层钢管桩之间的距离，确定横、竖向钢筋长度（需要考虑两端焊接弯头的长度），钢筋两端呈90°弯曲，弯头长度要满足焊接长度要求（双面焊大于5倍钢筋直径，单面焊大于10倍钢筋直径），便于与钢管桩焊接。
2）冠梁植筋
首段模筑挡土墙因在冠梁底部，竖向钢筋绑扎前需要对冠梁进行植筋，植筋深度750mm。
3）钢筋安装
除首段外其他模筑段挡土墙里层、外层竖向钢筋均采用直径20mm钢筋，间距150mm，上部钢筋与挡土墙预留钢筋采用焊接搭接；里、外层横向钢筋均采用直径20mm钢筋，间距150mm，两端外头向下，与钢管桩接触面焊接；竖向钢筋与横向钢筋之间采用扎丝进行绑扎连接，里、外层钢筋间拉筋按150mm×150mm间距加密设置。
（3）模板安装及加固
① 模板安装前先进行模板清理，杜绝粘模现象，用扁铲清理模板板面，铲掉混凝土残渣，用滚刷涂刷油质脱膜剂，用抹布将板面的附油擦净。在钢筋上安装保护层垫块，根据测量控制线，立外侧模板。大块木模板采用横向放置，上下对接拼装。
② 为方便底部钢筋与下一层挡土墙钢筋焊接，模板底部200mm范围内用砂土填实，填砂基面与水平面呈30度，内侧低（深度大于10倍钢筋直径），外侧高，避免混凝土将底部钢筋全部包裹。下部开挖完成后，只需将砂土清理干净后即可以进行上下层钢筋焊接，避免混凝土凿除误工费时。
③ 每段挡土墙顶部混凝土采用设置假牛腿的方式进行浇筑，牛腿模板采用定制钢模，钢模与两侧钢管桩焊接固定。
④ 在木模板背后固定竖向次楞，用铁钉将木模板固定在竖向次楞上。模板底部及与钢管桩接触处垫海绵条，防止漏浆。
⑤ 安装完成模板和竖向次楞后，安装横向主楞。横向主楞采用直径32mm钢筋，钢筋两端预先呈90°弯曲，弯头长度大于5倍钢筋直径，将弯头部分与钢管桩进行双面焊接。模板加固完成后，应检查钢筋与钢管桩焊接质量，模板拼缝是否严密，拼缝两侧是否有错台，两端及底部是否密实。
（4）逆向混凝土浇筑
模筑挡墙混凝土采用C30混凝土浇筑。浇筑工艺流程如下：
1）浇筑前检查
① 浇筑前对钢筋绑扎、焊接质量再次检查，确保安装间距、数量、焊接质量等满足设计要求；对模板加固情况、两端及底部密室度再次检查，避免浇筑过程中出现漏浆。
② 做好进场混凝土坍落度检查，坍落度控制在120~160mm，混凝土拌合物入仓时振捣后的含气量控制在3%~5%。
2）混凝土浇筑
① 混凝土施工采用1台混凝土泵浇注挡土墙混凝土，软混凝土泵管插入钢筋骨架中。混凝土两侧对称浇筑，分层下料，分层振捣，混凝土分层厚度为300~500mm，上下两层浇筑时间间隔不得超过混凝土的初凝时间。
② 混凝土振捣是确保混凝土内实外光、保证防水效果的重要施工工序，必须确保振捣密室，禁止采用振捣棒赶料。采用φ30软轴插入式振捣器振捣，混凝土振捣要掌握好时间，使用振捣棒要快插慢拔，振捣时间控制在10~30秒，以混凝土表面呈水平不显著下沉、不出气泡，出现表面泛浆为止。且每棒要插入下部混凝土不少于50mm，振捣棒要与侧模保持一定距离。
③浇筑过程中要观察模板底部及两侧缝隙是否有漏浆情况，发现有漏浆应及时封堵，避免造成混凝土浪费。同时观察横向主楞钢筋与钢管桩连接情况，发现焊接钢筋有脱落要及时停止浇筑，待模板加固、受力满足要求后再浇筑。
④浇筑顶部假牛腿处混凝土时，要注意振捣棒不要碰触到钢模板，以混凝土表面呈水平不显著下沉、不出气泡，出现表面泛浆为止。
（5）模板拆除
在混凝土强度达到2.5MPa后，先进行假牛腿处模板拆除，并及时对假牛腿突出部分混凝土进行凿除。其他部位模板在混凝土达到强度后再拆除。
（6）混凝土养护
混凝土浇筑完成后，在12小时内开始养护，采用对混凝土无腐蚀的自来水进行养护。拆模后的基面混凝土采用挂土工布覆盖湿水养护。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种PC工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）对管线下部桩间土层开挖、整平，确保土层到钢管桩最外侧净距满足模筑混凝土要求；
（2）对相邻两根钢管桩进行清理，确保易于焊接钢筋；对上部已浇筑混凝土进行清理、凿毛，方便其与下部逆向浇筑混凝土连接，避免形成渗漏水通道；
（3）根据里、外层钢管桩之间的距离，在考虑两端焊接弯头长度的基础上，确定横、竖向钢筋长度；
（4）在相邻两根钢管桩间安装双向钢筋，其中横向钢筋与钢管桩焊接，竖向钢筋与横向钢筋采用绑扎连接；
（5）在靠基坑内侧设置模板，模板两端与钢管桩外侧紧贴，其中顶部模板采用假牛腿方式设置；模板采用竖向次楞、横向主楞连接、加固，横向主楞通过与两侧钢管桩焊接固定；
（6）在模板内填砂将底部钢筋包裹；
（7）混凝土浇筑采用泵送混凝土入模板，泵管末端绑扎橡胶软管并深入侧墙内部下料，分层浇筑，分层振捣，每层厚度300~500mm；
（8）顶部与上部挡土墙接触段混凝土加强振捣，牛腿处混凝土面高于挡土墙浇筑面；
（9）混凝土浇筑完成后，待混凝土达到初凝条件后及时将顶部牛腿处凸出混凝土敲除；在混凝土基面上挂土工布湿水养护，保证混凝土处于湿润状态。
2.根据权利要求1所述的PC工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法，其特征在于：所述土层到钢管桩外侧净距离取400mm，即模筑混凝土厚度为400mm。
3.根据权利要求1所述的PC工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法，其特征在于：在钢管桩间安装的双向钢筋直径为20mm、间距为150mm；横向钢筋两端成直角弯曲，弯头长度大于100mm，钢筋弯头与钢管桩双面焊接；竖向钢筋与横向钢筋绑扎连接。
4.根据权利要求1所述的PC工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法，其特征在于：所述竖向次楞采用95mm×95mm方木，间距300mm。
5.根据权利要求1所述的PC工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法，其特征在于：横向主楞为直径32mm钢筋、间距150mm，两端成直角弯曲，弯头长度大于160mm，钢筋弯头与钢管桩双面焊接固定。
6.根据权利要求1所述的PC工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法，其特征在于：所述的模板底部填砂基面与水平面呈30度，内侧低，外侧高，避免混凝土将底部钢筋全部包裹，导致与下一层挡土墙钢筋绑扎连接时，需要对上一层挡土墙混凝土进行凿除。
7.根据权利要求1所述的PC工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法，其特征在于：所述的假牛腿为钢制模板，采用Q235钢板制作，厚3mm，通过两侧与钢管桩焊接固定。
8.根据权利要求1所述的PC工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法，其特征在于：所述的混凝土为C30商品混凝土，坍落度控制在120~160mm。
9.根据权利要求1所述的PC工法桩间逆向模筑挡土墙施工方法，其特征在于：所述的外挑牛腿混凝土面高于新旧混凝土接触面100mm。
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