CN220768081U - 一种组合斜桩撑基坑支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种组合斜桩撑基坑支护结构，该支护结构包括挡土构件、斜桩钢管、斜桩连接、扩径构件、扩径肋板、钢管加强芯六部分，其中的斜桩钢管是倾斜放置的具备轴向抗压承载功能的且带有中空通道的构件或构件组合，扩径构件是与斜桩钢管底部牢固连接的具备劈裂土体扩孔功能的构件，扩径肋板是与斜桩钢管牢固连接且沿着斜桩钢管长度方向分布的由水泥浆、水泥砂浆或混凝土中的一种或几种组合形成的构件，斜桩钢管与挡土构件共同作用形成基坑支护结构，本实用新型施工机械化程度高、造价低、速度快，适于避让基坑内部的工程桩，施工质量好。

Description

一种组合斜桩撑基坑支护结构

技术领域

本实用新型涉及基坑支护工程领域中的一种组合斜桩撑基坑支护结构。

背景技术

在基坑支护工程领域，利用斜桩撑代替水平内支撑，挖土方便，施工速度快，可节省基坑内支撑的安装、养护、拆除及换撑与养护时间，对于面积较大的基坑，则可节省大量的水平内支撑结构与支撑立柱结构，工程造价低。斜桩撑是向基坑内部施打的斜向抗压桩，用以支撑基坑围护的挡土构件，相对于锚杆而言，基坑围护构件可控制在用地红线内。但现有的斜桩撑单桩轴向承载力低，施工时经常与在先施工的工程桩发生碰撞，影响施工效率，成本较高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种组合斜桩撑基坑支护结构，该种基坑支护结构施工速度快，施工质量好，造价低，施工速度快，机械化施工程度高，承载力高。

该种组合斜桩撑基坑支护结构包括挡土构件、斜桩钢管、斜桩连接、扩径构件、扩径肋板、钢管加强芯六部分，其中的挡土构件是具备挡土止水功能的竖向构件，斜桩钢管是倾斜放置的具备轴向抗压承载功能的且带有中空通道的构件或构件组合，斜桩连接是将挡土构件与斜桩钢管牢固连接的构件或构件组合，扩径构件是与斜桩钢管底部牢固连接的具备劈裂土体扩孔功能的构件，扩径肋板是与斜桩钢管牢固连接且沿着斜桩钢管长度方向分布的由水泥浆、水泥砂浆或混凝土中的一种或几种组合形成的构件，钢管加强芯是填充于斜桩钢管中空部位的由水泥浆、水泥砂浆或混凝土中的一种或几种组合形成的构件，挡土构件上部与斜桩钢管的上部通过斜桩连接形成共同受力的整体，扩径肋板位于斜桩钢管的外侧，扩径构件位于斜桩钢管的底部附近，扩径肋板的一部分侧表面与土体连接，扩径肋板另一部分侧表面与斜桩钢管连接，扩径肋板的下表面与扩径构件连接。

在上述的组合斜桩撑基坑支护结构中，上述的扩径构件为多个相互错开的杆件组合。

在上述的组合斜桩撑基坑支护结构中，上述的挡土构件是钢管桩连续墙。

在上述的组合斜桩撑基坑支护结构中，上述的斜桩连接包括混凝土围檩、斜桩顶板、抗冲切锚固钢筋、钢筋螺帽四部分，其中的斜桩顶板是直径大于斜桩钢管横截面的板状构件，且斜桩顶板上设置有多个螺栓孔，抗冲切锚固钢筋为具备抗拉承载力且一端设置有螺纹的构件，钢筋螺帽位于斜桩顶板的上部，钢筋螺帽通过丝扣与抗冲切锚固钢筋的螺纹端连接，抗冲切锚固钢筋穿越斜桩顶板上的螺栓孔并锚固于混凝土围檩中，斜桩顶板盖在斜桩钢管的上部端口。

在上述的组合斜桩撑基坑支护结构中，上述的挡土构件为钢管桩，且上述的斜桩连接包括型钢混凝土围檩，其中的型钢混凝土围檩由槽钢、对拉螺栓、填充混凝土三部分组成，槽钢位于型钢混凝土围檩的两侧，对拉螺栓是穿越型钢混凝土围檩两侧的槽钢并与槽钢牢固连接的受拉构件，槽钢位于钢管桩的两侧，填充混凝土是充填于槽钢与钢管桩之间空隙的混凝土构件。

本实用新型的组合斜桩撑基坑支护结构施工可不占用总工期，斜桩撑与土体接触面大，承载力高，且施工速度快，人工用量省。

附图说明

图1为本实用新型的第一个实施例所用的一种组合斜桩撑基坑支护结构平面布置示意图；

图2为本实用新型的第一个实施例所用的一种组合斜桩撑基坑支护结构剖面示意图；

图3为本实用新型的第一个实施例所用的一种组合斜桩撑基坑支护结构的组合斜桩撑横截面构造示意图；

图4为本实用新型的第一个实施例所用的一种组合斜桩撑基坑支护结构扩径构件在垂直面内的剖面示意图；

图5为本实用新型的第一个实施例所用的一种组合斜桩撑基坑支护结构扩径构件在斜向平面内的剖面示意图；

图6为本实用新型的第一个实施例所用的一种组合斜桩撑基坑支护结构扩径构件仰视图；

图7为本实用新型的第一个实施例所用的一种组合斜桩撑基坑支护结构扩径构件加劲立板形状示意图；

图8为本实用新型的第二个实施例所用的一种组合斜桩撑基坑支护结构扩径构件分布剖面示意图；

图9为本实用新型的第二个实施例所用的一种组合斜桩撑基坑支护结构扩径构件分布俯视图；

图10为本实用新型的第二个实施例所用的一种组合斜桩撑基坑支护结构的组合斜桩撑横截面构造示意图；

图11为本实用新型的第一个实施例所用的一种组合斜桩撑基坑支护结构所用的斜桩顶板构造示意图；

图12为本实用新型的第一个实施例所用的一种组合斜桩撑基坑支护结构所用的抗冲切锚固钢筋连接构造示意图。

具体实施方式

附图标记说明：1-挡土构件；2-斜桩钢管；3-斜桩连接；4-扩径构件；5-扩径肋板；6-钢管加强芯；7-扩径面板；8-扩径立板；9-扩径杆；10-注浆孔；11-斜桩顶板；12-抗冲切锚固钢筋；13-钢筋螺帽；14-螺栓孔。

作为本实用新型的第一个实施例，下面结合图1～图7及图11、图12，介绍本实用新型的组合斜桩撑基坑支护结构及其施工方法。本实施例中介绍的组合斜桩撑基坑支护结构包括挡土构件、斜桩钢管、斜桩连接、扩径构件、扩径肋板、钢管加强芯六部分，其中的挡土构件是具备挡土止水功能的竖向构件。在本实施例中，挡土构件可以是SMW工法桩、钻孔灌注桩、钢管桩排桩、钢管桩连续墙、组合钢板桩、钢板桩等结构形式。挡土构件的主要功能是实现对基坑侧壁的挡土止水。在本实施例中，斜桩钢管是倾斜放置的具备轴向抗压承载功能的且带有中空通道的构件或构件组合，斜桩钢管可以是向基坑内侧斜向施工的钢管桩、型钢及其组合，斜向钢管需要具备抗压承载能力。在本实施例中，斜桩连接是将挡土构件与斜桩钢管牢固连接的构件或构件组合，斜桩连接的作用是将组合斜桩撑与挡土构件牢固连接、共同作用平衡挡土构件外侧的水土压力。在本实施例中，斜桩连接包括钢筋混凝土围檩与斜桩顶板两部分，钢筋混凝土围檩的作用是将挡土构件在顶部相互连接成整体，并与组合斜桩撑连接，斜桩顶板可以预埋在钢筋混凝土围檩中，可采用比斜桩钢管横截面大的钢板作为斜桩顶板，斜桩顶板盖在斜桩钢管的顶部，提高斜桩钢管抗冲切承载力。当组合斜桩撑在钢筋混凝土围檩中的抗冲切承载力要求较高时，可采用如图11、图12所示的斜桩顶板构造形式，即在斜桩顶板周边设置螺栓孔，在抗冲切锚固钢筋的一端设置螺纹，通过设置于斜桩顶板上部的钢筋螺帽固定抗冲切锚固钢筋，将抗冲切锚固钢筋延伸至斜桩顶板以下并锚固于钢筋混凝土围檩中，提供抗冲切承载力。扩径构件是与斜桩钢管底部牢固连接的具备劈裂土体扩孔功能的构件，在本实施例中，扩径构件可设置为如图4～图7所示的结构，扩径构件包括扩径面板与扩径立板两部分组成，其中的扩径面板直接焊接在斜桩钢管的底部，扩径立板焊接在扩径面板的下表面，如图4～图6所示，可设置多块扩径立板，扩径立板的作用是提高扩径面板的强度与抗变形能力，并与扩径面板共同作用，产生劈裂土体扩孔的效果。在本实施例中，扩径面板可设置为圆形或多边形。当基坑内侧工程桩分布较密时，可将扩径面板设置为长方形，并使得长边位于竖直平面内，以便于避让工程桩。扩径肋板是与斜桩钢管牢固连接且沿着斜桩钢管长度方向分布的由水泥浆、水泥砂浆或混凝土的一种或几种组合形成的构件，扩径肋板的一部分侧表面与土体连接，扩径肋板另一部分侧表面与斜桩钢管连接，扩径肋板的下表面与扩径构件连接。扩径肋板的作用包括两方面，一方面提高组合斜桩撑的承载力，另一方面大幅度减小组合斜桩撑打桩时的桩侧阻力，降低打桩难度。相对于垂直桩与水平施工入土的构件，倾斜施工的斜桩撑施工难度大，成本高，效率低，其主要原因是施加斜向沉桩反力难度大。因此，降低沉桩阻力对于斜桩施工而言，具有重要的工程价值。钢管加强芯是填充于斜桩钢管中空部位的由水泥浆、水泥砂浆或混凝土中的一种或几种组合形成构件，其主要作用是提高斜桩钢管的轴向抗压承载力，与斜桩钢管一起形成型钢混凝土抗压构件。挡土构件上部与斜桩钢管的上部通过斜桩连接形成共同受力的整体，扩径肋板位于斜桩钢管的外侧，扩径构件位于斜桩钢管的底部附近。这样便形成了外侧为扩径肋板，中部为斜桩钢管，内部为钢管加强芯，底部为扩径构件的组合斜桩撑基坑支护结构。本实施例的以下部分，主要结合图1～图7，介绍本实用新型的组合斜桩撑基坑支护结构施工方法。第一步，施工挡土构件、开挖混凝土围檩施工槽、制造扩径构件、并将扩径构件与斜桩钢管底部牢固连接，安装注浆管，将注浆管的一端与注浆泵连接，将注浆管的另一端安装在扩径构件附近。在本步骤中，当采用中空构件作为斜桩钢管时，可以利用斜桩钢管作为注浆管的一部分，即在斜桩钢管的底部预留注浆孔，在每节斜桩钢管的上部焊接注浆管接头，并将斜桩钢管上部封闭，将注浆管接头与注浆管连接，形成连通至斜桩钢管底部的注浆通道，也可以将注浆管牢固连接在斜桩钢管的底部，完成本步骤。在注浆结束后，注浆钢管进入土体的部分作为组合斜桩撑的一部分，注浆管的其他部分重复使用。完成第一步，进入第二步。使机械手与斜桩钢管的上端连接，用机械手提起斜桩钢管，将第一步中施工完成的底部连接有扩径构件的斜桩钢管底部放置在桩位处，并通过机械手的机械臂的移动，将斜桩钢管以满足设计要求的倾斜度斜向放置。斜桩撑均是倾斜放置的，放置时，可先用机械手与斜桩钢管的顶部连接，将斜桩钢管垂直吊运至桩位处放置，然后让机械手的机械臂前倾，将斜桩钢管放到倾斜度满足设计要求的角度。放置时，可将斜桩钢管的底部插入土体，利用机械手将斜桩钢管的上端向基坑外侧方向移动，使得斜桩钢管绕着其底部旋转即可完成斜桩钢管的斜向放置。完成第二步，进入第三步。本步骤中，用机械手将斜桩钢管沿第二步中确定的倾斜度插入土体。本步骤中，可用机械臂在斜桩钢管的顶部施加斜向压力，也可用机械手的振动将斜桩钢管边振动边压入土体。完成第三步，进入第四步。利用第一步中安装的扩径构件，将土体劈裂，形成扩径肋板施工所需的扩径空间，并使得扩径空间侧壁中至少有一个面为斜桩钢管的外表面或者斜桩钢管外表面的一部分。本步骤中，在劈裂土体的过程中，需要克服土体阻力，在劈裂土体后，因扩径空间的存在，斜桩钢管与土体之间的摩阻力将减小，在软土地区施工时，可设置较大的扩径构件。完成第四步，进入第五步。通过第一步中安装的注浆管，向第四步中施工形成的扩径空间内注入水泥浆、水泥砂浆或混凝土中的一种或几种组合形成的流体，因充填的流体与斜桩钢管之间的摩擦力很小，因此斜桩钢管的沉桩侧阻力得以大幅度减小。完成第五步，进入第六步。本步骤中，利用第四步中施工形成的扩径空间的侧壁约束第五步中注入的水泥浆、水泥砂浆或混凝土中的一种或几种组合形成流体的流向，同时用注入的流体平衡第四步中形成的扩径空间所承受的土体压力。因注入的流体的比重大于水，因此可利用注入的流体平衡土体压力。完成第六步，进入第七步。本步骤为重复步骤，重复第三步至第六步，直至扩孔空间内的注浆量满足设计要求后，养护第五步中注入的流体形成扩径肋板，并使得扩径肋板的一部分侧表面与斜桩钢管凝结，扩径肋板的另一部分侧表面与土体凝结，扩径肋板的底部与扩径构件凝结，与灌注在斜桩钢管内的钢管加强芯形成共同受力的组合斜桩撑。在本步骤中，可待扩径肋板初步凝固后，采用二次注浆施工工艺对组合斜桩撑的底部、侧壁进行二次注浆，提高单根斜桩斜向承载力。完成第七步，进入第八步。本步骤中，将第七步中施工形成的组合斜桩撑通过斜桩连接与第一步中施工的挡土构件连接为组合斜桩撑基坑支护结构。在本步骤中，可将斜桩钢管的顶部、挡土构件的上部一起浇筑在钢筋混凝土围檩内形成共同受力体，从而完成本实用新型的组合斜桩撑基坑支护结构施工方法。

作为本实用新型的第二个实施例，主要结合图8～图10，介绍本实用新型的组合斜桩撑基坑支护结构第二种形式。本实施例与第一个实施例基本相似，不同点在于扩径构件的结构形式不同。如图8～图9所示，在本实施例中采用多个扩径杆作为扩径构件，扩径杆可以是大直径的钢筋或圆钢、钢管、钢条、型钢等杆状构件，各个扩径杆在斜桩钢管径向不同位置分散布置，各个扩径杆也可沿着斜桩钢管的长度方向分散布置。本实施例的优点是因组成扩径构件的杆件横截面挡土面积小，因此，能以渐进破坏的形式减小沉桩端阻力，施工方法也与第一个实施例相近。本实施例施工完成后的组合斜桩撑的横截面构造形式如图10所示，与第一个实施例的不同点是扩径肋板为多个长方形横截面构件，扩径肋板中含有部分被搅拌的土体。在本实施例中，扩径肋板也可以是通过扩径构件的往复运动并掺入水泥浆后形成的水泥土搅拌桩。

本专利包括但不限于本领域内专业人士可替代使用的其他结构形式。

Claims (5)

1.一种组合斜桩撑基坑支护结构，其特征是包括挡土构件、斜桩钢管、斜桩连接、扩径构件、扩径肋板、钢管加强芯六部分，其中的挡土构件是具备挡土止水功能的竖向构件，斜桩钢管是倾斜放置的具备轴向抗压承载功能的且带有中空通道的构件或构件组合，斜桩连接是将挡土构件与斜桩钢管牢固连接的构件或构件组合，扩径构件是与斜桩钢管底部牢固连接的具备劈裂土体扩孔功能的构件，扩径肋板是与斜桩钢管牢固连接且沿着斜桩钢管长度方向分布的由水泥浆、水泥砂浆或混凝土中的一种或几种组合形成的构件，钢管加强芯是填充于斜桩钢管中空部位的由水泥浆、水泥砂浆或混凝土中的一种或几种组合形成的构件，挡土构件上部与斜桩钢管的上部通过斜桩连接形成共同受力的整体，扩径肋板位于斜桩钢管的外侧，扩径构件位于斜桩钢管的底部附近，扩径肋板的一部分侧表面与土体连接，扩径肋板另一部分侧表面与斜桩钢管连接，扩径肋板的下表面与扩径构件连接。

2.根据权利要求1所述的组合斜桩撑基坑支护结构，其特征是上述的扩径构件为多个相互错开的杆件组合。

3.根据权利要求1所述的组合斜桩撑基坑支护结构，其特征是上述的挡土构件是钢管桩连续墙。

4.根据权利要求1所述的组合斜桩撑基坑支护结构，其特征是上述的斜桩连接包括混凝土围檩、斜桩顶板、抗冲切锚固钢筋、钢筋螺帽四部分，其中的斜桩顶板是直径大于斜桩钢管横截面的板状构件，且斜桩顶板上设置有多个螺栓孔，抗冲切锚固钢筋为具备抗拉承载力且一端设置有螺纹的构件，钢筋螺帽位于斜桩顶板的上部，钢筋螺帽通过丝扣与抗冲切锚固钢筋的螺纹端连接，抗冲切锚固钢筋穿越斜桩顶板上的螺栓孔并锚固于混凝土围檩中，斜桩顶板盖在斜桩钢管的上部端口。

5.根据权利要求1所述的组合斜桩撑基坑支护结构，其特征是上述的挡土构件为钢管桩，且上述的斜桩连接包括型钢混凝土围檩，其中的型钢混凝土围檩由槽钢、对拉螺栓、填充混凝土三部分组成，槽钢位于型钢混凝土围檩的两侧，对拉螺栓是穿越型钢混凝土围檩两侧的槽钢并与槽钢牢固连接的受拉构件，槽钢位于钢管桩的两侧，填充混凝土是充填于槽钢与钢管桩之间空隙的混凝土构件。