CN219690535U - 一种内插预制桩trd墙结合斜撑式ims搅拌桩基坑组合支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内插预制桩TRD墙结合斜撑式IMS搅拌桩基坑组合支护结构，涉及建筑施工技术领域，包括TRD墙、预制桩、IMS搅拌桩、型钢斜撑、止水钢板和基坑，所述基坑外围通过TRD桩机施工TRD墙，且预制桩插入TRD墙内，使TRD墙作为止水帷幕和围护墙，TRD墙靠近基坑的一侧浇筑压顶梁，且预制桩顶部锚入压顶梁内，压顶梁靠近基坑的一侧浇筑加强墩；所述IMS搅拌桩朝向基坑内侧并相对TRD墙倾斜布置，型钢斜撑一端插入IMS搅拌桩内，型钢斜撑的另一端锚入加强墩内；所述止水钢板布置在基坑的底板处，且止水钢板与型钢斜撑固定连接。本实用新型具有强度高、扰动小、受力性好等优点，并兼具止水帷幕及围护桩的作用，可适应各种土层及多种地下工程。

Description

一种内插预制桩TRD墙结合斜撑式IMS搅拌桩基坑组合支护 结构

技术领域

本实用新型涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种内插预制桩TRD墙结合斜撑式IMS搅拌桩基坑组合支护结构。

背景技术

基坑工程具有工程量大、技术难度高、不可预见因素多的特点，基坑支护的安全可靠性不仅影响基坑工程本身，而且往往会影响基坑的周边环境。正因为如此，基坑支护方案必须结合周边环境情况进行选择；另一方面，基坑支护虽然是临时结构，但其费用很高，对工程总造价的影响不容忽视。因此，如何选择既能保护环境又经济合理的基坑支护形式，具有十分重要的现实意义。

基坑面积大、形状不规则、周边环境复杂的单层地下结构施工，基坑支护可选方案较多。支护结构包括钻孔灌注桩支护、复合土钉支护、SMW工法支护、水泥搅拌桩重力式挡土墙等；支撑形式有混凝土水平支撑、钢管斜撑及预应力锚杆等。基坑支护方案的优选对周边环境安全、施工技术和经济投入的影响都非常巨大。

为寻求环境保护和经济效益的最佳结合点，区别对待环境对支护体系的具体要求，对基坑支护形式进行了优化比较，形成了一种内插预制桩TRD墙结合斜撑式IMS搅拌桩基坑组合支护结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种内插预制桩TRD墙结合斜撑式IMS搅拌桩基坑组合支护结构，具有强度高、扰动小、受力性好等优点，并兼具止水帷幕及围护桩的作用，可适应各种土层及多种地下工程。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：这种内插预制桩TRD墙结合斜撑式IMS搅拌桩基坑组合支护结构，包括TRD墙、预制桩、IMS搅拌桩、型钢斜撑、止水钢板和基坑，所述基坑外围通过TRD桩机施工TRD墙，且预制桩插入TRD墙内，使TRD墙作为止水帷幕和围护墙，TRD墙靠近基坑的一侧浇筑压顶梁，且预制桩顶部锚入压顶梁内，压顶梁靠近基坑的一侧浇筑加强墩；所述IMS搅拌桩朝向基坑内侧并相对TRD墙倾斜布置，型钢斜撑一端插入IMS搅拌桩内，型钢斜撑的另一端锚入加强墩内；所述止水钢板布置在基坑的底板处，且止水钢板与型钢斜撑固定连接。

作为进一步的技术方案，所述型钢斜撑插入IMS搅拌桩后与水平面所成角度为45°。

作为进一步的技术方案，所述型钢斜撑顶部锚入加强墩的深度≥550mm，加强墩采用钢筋混凝土浇筑，加强墩内钢筋与型钢斜撑焊接处理。

作为进一步的技术方案，所述加强墩的浇筑高度与压顶梁相同。

作为进一步的技术方案，所述预制桩顶部锚入压顶梁的深度≥200mm。

作为进一步的技术方案，所述止水钢板设置在底板厚度的中部附近，并与型钢斜撑满焊。

本实用新型的有益效果为：

1、组合支护结构有机结合了内插预制桩TRD墙和IMS桩组合斜撑的优点，TRD墙稳定性高、通过性好，且成桩速度较快，IMS桩组合斜撑设置灵活、装拆方便；

2、基坑中间区域盆式开挖无障碍，操作空间大，土方开挖效率高；

3、可以同时组织基坑周边土方开挖和底板施工，能加快地下室施工进度。

附图说明

图1为本实用新型内插预制桩TRD墙结合斜撑式IMS搅拌桩基坑组合支护结构的平面布置图。

图2为图1中A区域的局部放大示意图。

图3为图2的A-A剖视图。

附图标记说明：TRD墙1、预制桩2、IMS搅拌桩3、型钢斜撑4、压顶梁5、加强墩6、止水钢板7、基坑8、底板9。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：

实施例：如附图1～3所示，这种内插预制桩TRD墙结合斜撑式IMS搅拌桩基坑组合支护结构，包括TRD墙1、预制桩2、IMS搅拌桩3、型钢斜撑4、压顶梁5、加强墩6、止水钢板7、基坑8和底板9。

参考附图1，在基坑8外围通过TRD桩机施工TRD墙1，并将预制桩2插入TRD墙1内，使TRD墙1起到止水帷幕和围护墙的作用。如图2所示，在TRD墙1靠近基坑8的一侧浇筑压顶梁5，且预制桩2顶部锚入压顶梁5内，优选地，预制桩2顶部锚入压顶梁5的深度≥200mm。压顶梁5靠近基坑8的一侧浇筑加强墩6，加强墩6的浇筑高度与压顶梁5相同。

IMS搅拌桩3朝向基坑8内侧并相对TRD墙1倾斜布置，型钢斜撑4一端插入IMS搅拌桩3内，型钢斜撑4的另一端锚入加强墩6内，优选地，型钢斜撑4顶部锚入加强墩6的深度≥550mm，加强墩6采用钢筋混凝土浇筑，加强墩6内钢筋与型钢斜撑4进行焊接处理，型钢斜撑4插入IMS搅拌桩3后与水平面所成角度为45°。优选地，止水钢板7布置在基坑8的底板9处(底板9厚度的中部附近)，且止水钢板7与型钢斜撑4满焊。

本实用新型的施工过程：本实用新型提供的内插预制桩TRD墙结合斜撑式IMS搅拌桩基坑组合支护结构主要由TRD墙1、内插预制桩2形成的复合挡土止水围护结构和IMS搅拌桩3内插型钢斜撑4的组合支撑结构组成，能充分利用预制桩2高抗弯能力承受侧向水土压力作用，利用TRD墙1一次成型以及低渗透性阻止地下水渗流运动，利用IMS桩3内插型钢斜撑4组合支撑系统的强大刚度以及结构底板的自承能力有效地控制基坑开挖卸载引起的地层变形。基坑的施工基本顺序为先采用TRD桩机沿地下室周边施工TRD墙、插入预制桩；然后利用IMS桩机根据设计点位斜向打设IMS搅拌桩3，并插入型钢斜撑4，型钢斜撑4打设完毕后将土体开挖至压顶梁底，并及时施工压顶梁5及加强墩6，型钢斜撑4端部需锚入加强墩6；接着按照设计工况要求，遵循分区、分块、对称开挖等原则开挖土方；土方开挖结束后，地下室底板混凝土浇注前进行止水钢板7施工，止水钢板7应设在承台或底板厚度的中部附近，并与型钢斜撑4满焊；随后进行浇筑底板传力带、地下室主体结构施工、土方回填及拆除钢管斜撑等施工工序。

施工过程具体包括以下步骤：

(1)TRD工法成墙

开挖沟槽→吊放预埋箱→桩机就位→切割箱与主机连接→安装测斜仪→TRD工法成墙

①开挖沟槽

围护墙中心线放样后，利用挖机沿围护墙中心线平行方向开挖工作沟槽，沟槽宽度约为1000mm，深度约为1000mm。

②吊放预埋箱

用挖掘机开挖深度约3m、长度约2m、宽度约1m的预埋穴，下放预埋箱，然后将切割箱逐段吊放入预埋箱内，待切割箱全部安装完成后，回填预埋穴，回填应密实。

③桩机就位

在施工场地一侧架设全站仪，调整桩机的位置。统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正，桩机应平稳、平整。施工设备的参数如下表1所示：

表1TRD墙施工设备参数表

④切割箱与主机连接

用指定的履带式吊车将切割箱逐段吊放入预埋穴，利用支撑台固定；TRD主机移动至预埋穴位置连接切割箱，主机再返回预定施工位置进行切割箱自行打入挖掘工序。

⑤安装测斜仪

切割箱自行打入到设计深度后，安装测斜仪。通过安装在切割箱内部的多段式测斜仪，可进行墙体的垂直精度管理，确保1/250的精度。

⑥TRD工法成墙

测斜仪安装完毕后，主机与切割箱连接。在切割箱底部注入挖掘液或固化液，使其与原位土体强制混合搅拌，形成850mm等厚水泥土地下连续墙。TRD工法成墙的质量控制标准如下表2所示：

表2TRD成墙质量控制标准对照表

序号	检查项目	允许偏差	检查方法
				1	墙深偏差(mm)	+100/-50	自行打入后卷尺检查
2	墙位偏差(mm)	50	挖掘时激光经纬仪、卷尺检查
				3	墙厚	设计值以上	卷尺检查
4	墙体垂直度	≤1/250	自行打入后多段式倾斜仪监控

(2)插预制桩

浆液流动度测试→插预制桩→置换土处理→拔出切割箱。

①浆液流动度测试

用流动仪检测浆液流动度。

②插预制桩

在一段TRD工法成墙之后，继续下一段TRD墙的施工，在上一段TRD墙初凝前，将表面涂抹减摩剂的预制桩(选取截面宽度比TRD水泥墙宽度小100mm-150mm的预制桩，本实施例选取HP400-600-Ⅲ型预制桩，间距900，长度12m)，通过履带吊机吊起，优先采用液压沉桩方式按照预先设计的位置插入TRD墙体内，成墙搅拌3小时内插入预制桩，利用经纬仪控制预制桩的垂直度；预制桩插入后利用水准仪控制预制桩的标高，预制桩的垂直度不大于1/250。TRD墙厚度、深度以及预制桩间距、长度等需根据地质情况而定，但需确保预制桩顶部锚入压顶梁深度不小于200mm，且底部插入力学性能好的土层。预制桩插入的允许偏差如下表3所示：

表3预制桩插入允许偏差对照表

③置换土处理

将内插预制桩TRD墙施工过程中产生的废弃泥浆统一堆放，集中处理。

④拔出切割箱

工作面施工结束后,利用TRD主机将切割箱分段拔出。

(3)施工IMS微扰动水泥搅拌桩

本实施例IMS搅拌桩桩径1.2m，长度10m，具体包括以下步骤：桩位放样→桩机就位→钻孔→提升、注入浆液、混合搅拌→成桩

①桩位放样

桩位测量放线，应与设计提供的桩位平面图一致，并有放线控制点拨角和距离，以便检验校核数据，桩位定位偏差不超过50mm。

②桩机就位

钻孔前必须做好钻机的就位工作，钻机就位时，必须校对桩位中心，轴线及水平位置。桩机就位必须正确水平稳固，确保在施工中不发生倾斜和移动。IMS微扰动水泥搅拌桩施工设备参数如下表4所示：

表4IMS微扰动水泥搅拌桩施工设备参数表

③钻孔

钻头回转中心对准桩位后开始钻孔，钻孔时控制钻具下沉及提升速度，一般下沉、提升速度不大于1.0m/min，打设范围为基坑底至预制桩底，钻孔时需时刻关注实时显示仪器中垂直度、深度、转数等参数，应确保桩径偏差不超过50mm。

④提升、注入浆液、混合搅拌

在IMS钻机附近设置制浆系统，由水泥料仓、水泥搅拌机、水箱、发电机、注浆泵等组成，钻孔完成后在提钻过程中通过注浆泵、钻杆及出浆口向孔洞内注入浆液，并充分混合搅拌，注浆需时刻关注实时显示仪器中注浆压力、注浆流量等参数。IMS水泥搅拌桩采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量30％(空搅减半)，土体重度按19.00kN/m3计算；水灰比为0.8～1.0，水泥应新鲜、干燥、无结块现象，并应对地基土体的有机质成分及其含量进行调查，必要时采用外加剂以保证成桩质量。

⑤成桩

IMS水泥搅拌桩成桩后，重复①—④步骤施工下一幅。IMS微扰动水泥搅拌桩施工的允许偏差如下表5所示：

表5IMS微扰动水泥搅拌桩施工允许偏差对照表

(4)打设型钢斜撑

标记出锚孔位置，孔位允许偏差为±15mm；孔距误差不超过150mm。

在IMS成桩之后，继续下一段IMS桩的施工，在上一段IMS桩初凝前，标记出型钢斜撑打设位置，孔位允许偏差为±15mm；孔距误差不超过150mm。随即通过液压设备将表面涂抹减摩剂的型钢约45°斜向压入IMS桩(本实施例选用H400×400×13×21型钢斜撑，长度13m，且锚入IMS桩6.5m)，型钢斜撑应采用无变形、无裂纹的结构专用型钢材料。

(5)施工压顶梁及加强墩

型钢斜撑打设完毕以及第一阶段开挖土体至压顶梁底后，及时施工压顶梁及加强墩，加强墩高度同压顶梁，宽度宜为600mm，先行打设完成的型钢斜撑顶部锚入加强墩长度≥550mm，加强墩内钢筋与型钢斜撑需焊接处理。压顶梁采用现浇钢筋混凝土结构，达到80％以上强度时,方可进行第二阶段土方开挖。

(6)土方开挖

①土方开挖前在基坑外进行井点降水，保持基坑内无水，便于挖土，机械进出口通道及四周采用换填并铺垫钢板以扩散压力，减小侧压力。

②土方开挖要求结合后浇带严格进行分区、分块、对称开挖，坑边分段长度不大于20米，严禁超挖，应采取有效的措施减小长边效应及大面积施工对基坑的不利影响，并根据监测数据调整挖土方法。

③坑内土方高差及立柱桩两侧土方高差不大于1.5米，立柱桩避免侧向偏位，挖土施工机械严禁碰撞立柱及支撑体系。

(7)施工止水钢板

止水钢板应在挖土结束后，地下室底板混凝土浇注前施工，止水钢板应设在承台或底板厚度的中部附近，并与型钢斜撑满焊。

(8)工程监测

为使内插预制桩TRD墙结合斜撑式IMS搅拌桩基坑组合支护正常有效的发挥作用，避免斜撑平面外失稳等异常情况发生，基坑的全方位监测必不可少，工程监测包括：地表沉降监测，土体水平变形监测，坑底隆起变形监测，支护结构内力监测，地下水位监测；根据工程监测反馈结果，掌握地层的变形量及变形规律以指导施工。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种内插预制桩TRD墙结合斜撑式IMS搅拌桩基坑组合支护结构，其特征在于：包括TRD墙(1)、预制桩(2)、IMS搅拌桩(3)、型钢斜撑(4)、止水钢板(7)和基坑(8)，所述基坑(8)外围通过TRD桩机施工TRD墙(1)，且预制桩(2)插入TRD墙(1)内，使TRD墙(1)作为止水帷幕和围护墙，TRD墙(1)靠近基坑(8)的一侧浇筑压顶梁(5)，且预制桩(2)顶部锚入压顶梁(5)内，压顶梁(5)靠近基坑(8)的一侧浇筑加强墩(6)；所述IMS搅拌桩(3)朝向基坑(8)内侧并相对TRD墙(1)倾斜布置，型钢斜撑(4)一端插入IMS搅拌桩(3)内，型钢斜撑(4)的另一端锚入加强墩(6)内；所述止水钢板(7)布置在基坑(8)的底板(9)处，且止水钢板(7)与型钢斜撑(4)固定连接。

2.根据权利要求1所述的内插预制桩TRD墙结合斜撑式IMS搅拌桩基坑组合支护结构，其特征在于：所述型钢斜撑(4)插入IMS搅拌桩(3)后与水平面所成角度为45°。

3.根据权利要求2所述的内插预制桩TRD墙结合斜撑式IMS搅拌桩基坑组合支护结构，其特征在于：所述型钢斜撑(4)顶部锚入加强墩(6)的深度≥550mm，加强墩(6)采用钢筋混凝土浇筑，加强墩(6)内钢筋与型钢斜撑(4)焊接处理。

4.根据权利要求3所述的内插预制桩TRD墙结合斜撑式IMS搅拌桩基坑组合支护结构，其特征在于：所述加强墩(6)的浇筑高度与压顶梁(5)相同。

5.根据权利要求4所述的内插预制桩TRD墙结合斜撑式IMS搅拌桩基坑组合支护结构，其特征在于：所述预制桩(2)顶部锚入压顶梁(5)的深度≥200mm。

6.根据权利要求5所述的内插预制桩TRD墙结合斜撑式IMS搅拌桩基坑组合支护结构，其特征在于：所述止水钢板(7)设置在底板(9)厚度的中部附近，并与型钢斜撑(4)满焊。