CN104831735B - 一种桩幕合一的止水支护结构及其施工方法和施工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种桩幕合一的止水支护结构，包括一排间隔设置的混凝土灌注桩以及每两个相邻混凝土灌注桩之间的侧展；所述侧展与其两侧的混凝土灌注桩浇筑成一体。各所述侧展的中心的连线与各所述混凝土灌注桩中心的连线处在同一直线上。本发明提供的桩幕合一的止水支护结构节省场地空间，还避免了施工场地多种机械穿插作业，施工效率高；工程造价，比传统的采用支护加止水帷幕施工节省造价达10％以上；同时施工工艺简单，可有效缩短整体施工工期。另外，即使出现局部渗漏，也只是刚性窄缝或空洞，处理也非常简单，可以通过施工一根高压旋喷桩即可达到堵漏止水目的，处理费用低。

Description

一种桩幕合一的止水支护结构及其施工方法和施工设备

技术领域

本发明属于地下连续墙施工技术领域，尤其是涉及一种桩幕合一的止水支护结构及其施工方法和施工设备。

背景技术

地下工程特别是地下水位较高的深基坑工程施工时，深基坑的支护止水一直都停留在地下连续墙、钻孔灌注桩支护外加深层搅拌桩或高压旋喷桩止水帷幕，地下连续墙在一些特殊的地质条件下，施工难度很大，如果施工方法不当或地质条件特殊，可能出现相邻墙段不能对齐和漏水的问题，而且地下连续墙如果用作临时的挡土结构，价格高昂，比其他所用的费用高。钻孔灌注桩支护外加深层搅拌桩或高压旋喷桩止水帷幕工艺造价虽较地下连续墙经济，但总体造价仍较高，且现场需多种设备穿插作业，工序较为复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种桩幕合一的止水支护结构及其施工方法和施工设备，利用侧展使各单独的支护桩紧密连接在一起，起到止水帷幕的效果，组成兼具止水功能的支护结构，工程造价低，易于施工。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种桩幕合一的止水支护结构，包括一排间隔设置的混凝土灌注桩以及每两个相邻混凝土灌注桩之间的侧展；所述侧展与其两侧的混凝土灌注桩浇筑成一体。

进一步的，各所述侧展的中心的连线与各所述混凝土灌注桩中心的连线处在同一直线上。

一种桩幕合一的止水支护结构的施工方法，包括如下步骤：

①按预定的轴线施放混凝土灌注桩桩位；利用能同时完成桩孔成孔以及该桩孔两侧侧展成槽的施工设备进行第一个灌注桩钻孔和两侧的侧展成槽；

②第一个灌注桩成孔后，在该桩孔内下封闭管；然后在第一个灌注桩桩孔相邻的位置进行第二个灌注桩钻孔；

③第二个灌注桩成孔后，在该桩孔内下封闭管；然后以第二个灌注桩桩孔作为起始桩孔，在其相邻的位置进行第三个灌注桩钻孔；

④第三个灌注桩成孔后，拔出第二灌注桩内的封闭管下至第三个灌注桩内；然后进行第四个灌注桩钻孔；

⑤第四个灌注桩成孔后，在该桩内下封闭管；然后浇筑第二个灌注桩及其两侧侧展的混凝土，同时进行第五个灌注桩钻孔；

⑥第五个灌注桩成孔后，拔出第四灌注桩内的封闭管下至第五个灌注桩内；然后进行第六个灌注桩钻孔；

⑦第六个灌注桩成孔后，在该桩内下封闭管，然后浇筑第四灌注桩及其两侧侧展的混凝土，同时进行第七个灌注桩钻孔；

⑧第七个灌注桩成孔后，拔出第六灌注桩内的封闭管下至第七个灌注桩内；然后进行第八个灌注桩钻孔，同时浇筑第三个灌注桩的混凝土；

⑨第八个灌注桩成孔后，在该桩内下封闭管；然后进行第九个灌注桩钻孔，同时用振动锤拔出第三个灌注桩内的封闭管；

⑩按照步骤⑦～⑨的方式重复进行各灌注桩钻孔、侧展成槽、以及各灌注桩和侧展的混凝土浇筑，直至完成整个桩幕合一的止水支护结构施工。

进一步的，在各灌注桩钻孔过程中，利用优质粘土掺入一定比例的膨润土并与水拌合而成的泥浆来稳定孔壁。

进一步的，所述封闭管为圆钢管。

进一步的，所述封闭管的长度与灌注桩进尺相同。

进一步的，所述封闭管的外径比灌注桩桩径小10mm～20mm。

进一步的，在各灌注桩钻孔前，先在灌注桩桩位埋设钢护筒。

一种桩幕合一的止水支护结构施工方法中的施工设备，包括保持架、钻孔机构和钻孔机构两侧对称设置的成槽机构；所述钻孔机构包括钻头和驱动钻头转动的动力头；所述成槽机构包括刮土器、以及刮土器上安装的水管、以及刮土器上方的孔壁修型器；所述刮土器、孔壁修型器和动力头均固定安装于保持架。

相对于现有技术，本发明所述的一种桩幕合一的止水支护结构及其施工方法和施工设备具有以下优势：

1)本桩幕合一的止水支护结构节省场地空间，还避免了施工场地多种机械穿插作业，施工效率高。

2)工程造价，比传统的采用支护加止水帷幕施工节省造价达10％以上。

3)施工工艺简单，可有效缩短整体施工工期，比采用支护加止水帷幕节省施工工期30％以上。

4)本桩幕合一的止水支护结构即使出现局部渗漏，也只是刚性窄缝或空洞，处理也非常简单，可以通过施工一根高压旋喷桩即可达到堵漏止水目的，处理费用低。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本桩幕合一的止水支护结构示意图；

图2为本桩幕合一的止水支护结构第一个灌注桩成孔后示意图；

图3为本桩幕合一的止水支护结构第二个灌注桩成孔后示意图；

图4为本桩幕合一的止水支护结构第三个灌注桩成孔后示意图；

图5为本桩幕合一的止水支护结构第四个灌注桩成孔后示意图；

图6为本桩幕合一的止水支护结构第五个灌注桩成孔后示意图；

图7为本桩幕合一的止水支护结构第六个灌注桩成孔后示意图；

图8为本桩幕合一的止水支护结构第七个灌注桩成孔后示意图；

图9为本桩幕合一的止水支护结构第八个灌注桩成孔后示意图；

图10为本桩幕合一的止水支护结构第九个灌注桩成孔后示意图；

图11为本桩幕合一的止水支护结构施工中的施工设备结构示意图；

图12为图11的俯视图。

附图标记说明：

1-第一个灌注桩，2-第二个灌注桩，3-第三个灌注桩，4-第四个灌注桩，5-第五个灌注桩，6-第六个灌注桩，7-第七个灌注桩，8-第八个灌注桩，9-第九个灌注桩，10-侧展，11-凝土灌注桩，13-刮土器，14-孔壁修型器，15-动力头，16-保持架，17-水管，18-钻孔机构，19-成槽机构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，一种桩幕合一的止水支护结构，包括一排间隔设置的混凝土灌注桩以及每两个相邻混凝土灌注桩之间的侧展；所述侧展与其两侧的混凝土灌注桩浇筑成一体。

其中，各所述侧展的中心的连线与各所述混凝土灌注桩中心的连线处在同一直线上。

如图2～图10所示，一种桩幕合一的止水支护结构的施工方法，包括如下步骤：

①按预定的轴线施放混凝土灌注桩桩位；利用能同时完成桩孔成孔以及该桩孔两侧侧展成槽的施工设备进行第一个灌注桩钻孔和两侧的侧展成槽；

②第一个灌注桩1成孔后，在该桩孔内下封闭管；然后在第一个灌注桩1桩孔相邻的位置进行第二个灌注桩2钻孔；

③第二个灌注桩2成孔后，在该桩孔内下封闭管；然后以第二个灌注桩2桩孔作为起始桩孔，在其相邻的位置进行第三个灌注桩3钻孔；

④第三个灌注桩3成孔后，拔出第二灌注桩2内的封闭管下至第三个灌注桩3内；然后进行第四个灌注桩4钻孔；

⑤第四个灌注桩4成孔后，在该桩内下封闭管；然后浇筑第二个灌注桩2及其两侧侧展10的混凝土，同时进行第五个灌注桩5钻孔；

⑥第五个灌注桩5成孔后，拔出第四灌注桩4内的封闭管下至第五个灌注桩5内；然后进行第六个灌注桩6钻孔；这样，钻孔时，封闭管循序跟进即可，省去了大量的封闭管，节约施工和运输成本。

⑦第六个灌注桩6成孔后，在该桩内下封闭管，然后浇筑第四灌注桩4及其两侧侧展10的混凝土，同时进行第七个灌注桩7钻孔；

⑧第七个灌注桩7成孔后，拔出第六灌注桩6内的封闭管下至第七个灌注桩7内；然后进行第八个灌注桩8钻孔，同时浇筑第三个灌注桩3的混凝土；这样，就保证了第三个灌注桩3桩孔两侧浇筑的混凝土成型质量，另外，第八个灌注桩8钻孔作业与第三个灌注桩3浇筑作业同时进行，互不影响，施工效率高。

而且，即使出现局部渗漏，也只是刚性窄缝或空洞，处理也非常简单，可以通过施工一根高压旋喷桩即可达到堵漏止水目的，处理费用低。

⑨第八个灌注桩8成孔后，在该桩内下封闭管；然后进行第九个灌注桩9钻孔，同时在混凝土初凝前用振动锤拔出第三个灌注桩3内的封闭管；

⑩按照步骤⑦～⑨的方式重复进行各灌注桩钻孔、侧展成槽、以及各灌注桩和侧展的混凝土浇筑，直至完成整个桩幕合一的止水支护结构施工。

需要说明的是，第一个灌注桩1桩孔可以利用另一台桩机反方向施工或作为墙体的最终封闭口。

若用另一台桩机反向施工作业，那么就以第一个灌注桩1桩孔为中心，在原预定的轴线延长线上与第二个灌注桩2桩孔对称的位置施工反向施工的起始桩孔，施工方法与正向施工相同，这样，正反向可以同时进行施工，进一步提高了施工效率，工程进度快。

若作为墙体的最终封闭口，在第二个灌注桩2混凝土灌注完成后，同时下钢筋笼子至第一个灌注桩1内，封闭隔离灌注混凝土，利用封闭管残缺部位实现钻具成孔咬合。

其中，在各灌注桩钻孔过程中，利用优质粘土掺入一定比例的膨润土并与水拌合而成的泥浆来稳定孔壁。

其中，所述封闭管为圆钢管，为了使各灌注桩桩孔内混凝土与其两侧的侧展10的槽内的混凝土浇筑成一体，达到最佳的止水效果，可以将圆钢管两侧对称的加工出竖直方向的长方形通孔，且该长方形通孔与侧展的高度和宽度相等，这样，在浇筑设有封闭管的桩孔时，可以将封闭管上的长方形通孔分别对正该桩孔两侧的侧展的槽，以达到该桩孔内混凝土与其两侧的侧展内混凝土无缝浇筑成一体，止水效果好。

比如，浇筑第二个灌注桩2桩孔以及浇筑第四个灌注桩4桩孔内的混凝土时，第三个灌注桩3内始终设有封闭管，且调整封闭管的长方形通孔不与第三个灌注桩3两侧的侧展的槽相通，达到封闭浇筑的效果，防止浇筑第二个灌注桩2桩孔以及浇筑第四个灌注桩4桩孔内的混凝土时，有部分混凝土流进第三个灌注桩3桩孔内，影响浇筑效果和成型质量。

当浇筑第三个灌注桩3时，即将第三个灌注桩3内封闭管上的长方形通孔分别对正其两侧侧展的槽，以实现第三个灌注桩3桩孔内混凝土与其两侧的侧展内混凝土无缝浇筑成一体，止水效果好。

其中，所述封闭管的长度与灌注桩进尺相同，所述封闭管的外径比灌注桩桩径小10mm～20mm。

其中，在各灌注桩钻孔前，先在灌注桩桩位埋设钢护筒。这里的钢护筒一般优选高2m，其直径比灌注桩桩径大20cm，其顶面高出施工平台约30cm，已达到良好的钻孔定位作用，防止防止地面石块掉入孔内，并且防止钻孔过程中的沉渣回流。

如图11和图12所示，一种桩幕合一的止水支护结构施工方法中的施工设备，包括保持架、钻孔机构和钻孔机构两侧对称设置的成槽机构；所述钻孔机构包括钻头和驱动钻头转动的动力头；所述成槽机构包括刮土器、以及刮土器上安装的水管、以及刮土器上方的孔壁修型器；所述刮土器、孔壁修型器和动力头均固定安装于保持架。

需要说明的是，在施工过程中，利用能同时完成桩孔成孔和该桩孔两侧侧展成槽的施工设备进行作业，灌注桩钻孔和侧展成槽一次性完成，并且在混凝土灌注时灌注桩桩孔与两侧展槽同时浇注，在灌注桩两侧形成素混凝土或钢筋混凝侧展，这里，侧展使各单独的支护桩紧密连接在一起，不但起到基坑支护作用，而且具有止水效果，同时经济性好。

本发明中的灌注桩与侧展形成一体，减少了传统支护结构中灌注桩与止水帷幕之间所连接的围檩、冠梁等结构，节约了材料，节省占地，减少程序，加快进度，绿色节能环保，高效高质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (7)

1.一种桩幕合一的止水支护结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

①按预定的轴线施放混凝土灌注桩桩位；利用能同时完成桩孔成孔以及该桩孔两侧侧展成槽的施工设备进行第一个灌注桩钻孔和两侧的侧展成槽；

②第一个灌注桩成孔后，在该桩孔内下封闭管；然后在第一个灌注桩桩孔相邻的位置进行第二个灌注桩钻孔；

③第二个灌注桩成孔后，在该桩孔内下封闭管；然后以第二个灌注桩桩孔作为起始桩孔，在其相邻的位置进行第三个灌注桩钻孔；

④第三个灌注桩成孔后，拔出第二灌注桩内的封闭管下至第三个灌注桩内；然后进行第四个灌注桩钻孔；

⑤第四个灌注桩成孔后，在该桩内下封闭管；然后浇筑第二个灌注桩及其两侧侧展的混凝土，同时进行第五个灌注桩钻孔；

⑥第五个灌注桩成孔后，拔出第四灌注桩内的封闭管下至第五个灌注桩内；然后进行第六个灌注桩钻孔；

⑦第六个灌注桩成孔后，在该桩内下封闭管，然后浇筑第四灌注桩及其两侧侧展的混凝土，同时进行第七个灌注桩钻孔；

⑧第七个灌注桩成孔后，拔出第六灌注桩内的封闭管下至第七个灌注桩内；然后进行第八个灌注桩钻孔，同时浇筑第三个灌注桩的混凝土；

⑨第八个灌注桩成孔后，在该桩内下封闭管；然后进行第九个灌注桩钻孔，同时用振动锤拔出第三个灌注桩内的封闭管；

⑩按照步骤⑦～⑨的方式重复进行各灌注桩钻孔、侧展成槽、以及各灌注桩和侧展的混凝土浇筑，直至完成整个桩幕合一的止水支护结构施工。

2.根据权利要求1所述的一种桩幕合一的止水支护结构的施工方法，其特征在于：在各灌注桩钻孔过程中，利用优质粘土掺入一定比例的膨润土并与水拌合而成的泥浆来稳定孔壁。

3.根据权利要求1所述一种桩幕合一的止水支护结构的施工方法，其特征在于：所述封闭管为圆钢管。

4.根据权利要求1所述的一种桩幕合一的止水支护结构的施工方法，其特征在于：所述封闭管的长度与灌注桩进尺相同。

5.根据权利要求1所述的一种桩幕合一的止水支护结构的施工方法，其特征在于：所述封闭管的外径比灌注桩桩径小10mm～20mm。

6.根据权利要求1所述的一种桩幕合一的止水支护结构的施工方法，其特征在于：在各灌注桩钻孔前，先在灌注桩桩位埋设钢护筒。

7.一种权利要求1所述桩幕合一的止水支护结构施工方法中的施工设备，其特征在于：包括保持架、钻孔机构和钻孔机构两侧对称设置的成槽机构；所述钻孔机构包括钻头和驱动钻头转动的动力头；所述成槽机构包括刮土器、以及刮土器上安装的水管、以及刮土器上方的孔壁修型器；所述刮土器、孔壁修型器和动力头均固定安装于保持架。