CN105714831A - 一种支护基坑侧壁的异型双排桩及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种支护基坑侧壁的异型双排桩及其施工方法，该异型双排桩包括钢筋混凝土灌注桩、前排桩冠梁、水泥土搅拌墙、型钢、后排墙冠梁及刚架梁，所述钢筋混凝土灌注桩的顶部连接有所述前排桩冠梁，所述钢筋混凝土灌注桩与所述前排桩冠梁连接形成前排桩，所述水泥土搅拌墙中按预设间距***预设长度的型钢，所述水泥土搅拌墙顶部连接有所述后排墙冠梁，所述水泥土搅拌墙与所述型钢及所述后排墙冠梁连接形成后排墙，所述前排桩与所述后排墙通过所述刚架梁连接形成异型双排桩。本发明一种支护基坑侧壁的异型双排桩的结构简单，施工便捷，造价低廉，不受建筑场地红线和基坑周边地下设施的限制，且能够将基坑挡土作用与止水作用合二为一。

Description

一种支护基坑侧壁的异型双排桩及其施工方法

技术领域

本发明属于地基基础工程技术领域，具体涉及一种支护基坑侧壁的异型双排桩及其施工方法。

背景技术

随着城市化建设的快速发展及城镇一体化建设的大力推进，地下停车场、地下商业广场、地下铁道等地下设施建设都需要进行基坑支护。这些基坑工程往往具有以下特点：地下室外墙紧邻建筑规划红线；基坑周边既有建筑及管网等地下设施大量分布；地下水位较高。由此，使得传统基坑支护技术存在以下三个严重问题：(1)传统土钉支护、复合土钉支护、桩锚支护技术都需要在水平方向施工数十米长的土钉或锚杆，往往超越建筑规划红线、周边既有建筑地下室边线或受地下管网等设施的影响，使得这些支护技术的应用受到限制；(2)传统悬臂桩支护或内支撑支护技术尽管无土钉或锚杆施工，可以在建筑规划红线范围内施工，不受周边地下设施影响，但是悬臂桩支护技术刚度低，基坑深度一般不超过6米，且桩顶变形较大，故工程应用受到一定限制；而内支撑支护技术需在基坑开挖的平面范围内施工大量的钢筋混凝土梁或钢结构支撑构件，不仅影响土方开挖和地下基础及建筑施工，且对于大型基坑，大量支撑构件的安装和拆除既延长工期又增加造价；(3)对于存在地下水的基坑，为减小地下水位对周边既有建筑及地下管网设施的影响，传统基坑支护技术还需要在基坑周边施工一道连续的截水帷幕墙来阻止基坑外地下水流入基坑内，而截水帷幕墙的施工大大延长工程工期、增加工程造价。

为解决传统基坑支护技术的问题，近几年来采用两排钢筋混凝土灌注桩形成的双排桩技术开始在建筑工程中应用。与传统基坑支护技术相比，现有的双排桩技术存在以下优点：(1)无土钉或锚杆施工，不会因其支护结构超过建筑红线或受地下管网设施制约而受到限制；(2)前、后排钢筋混凝土灌注桩通过梁板连接，形成门式刚架结构，整体刚度很大，具有明显的抵抗变形的能力，支护结构变形小，支护基坑深度大；(3)双排桩结构不需要在基坑开挖的平面范围内施工大量的钢筋混凝土梁或钢管形成内支撑，工期缩短，造价降低。但是现有的双排桩技术为解决基坑开挖时地下水的问题，往往在双排桩外侧或两排桩中间再施工截水帷幕墙进行截水，由此导致了两个严重问题：(1)双排桩支护时，后排桩受力一般比前排桩受力小的多，后排桩仍然采用钢筋混凝土灌注桩显然不经济实用；(2)双排桩中的截水帷幕墙需要单独施工，一般仅考虑其截水作用，而不考虑其挡土作用，不仅浪费材料，增加造价，还延长工期。

发明内容

本发明克服传统技术和现有技术的不足，提供一种支护基坑侧壁的异型双排桩及其施工方法，该支护基坑侧壁的异型双排桩具有结构简单，施工便捷，造价低廉的显著优点，且不受建筑场地红线和基坑周边地下设施的限制，还能够将基坑挡土作用与止水作用合二为一。

为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种支护基坑侧壁的异型双排桩，包括钢筋混凝土灌注桩、前排桩冠梁、水泥土搅拌墙、型钢、后排墙冠梁及刚架梁，所述钢筋混凝土灌注桩在基坑边按照预设的间距分布，所述钢筋混凝土灌注桩的顶部连接有所述前排桩冠梁，所述钢筋混凝土灌注桩与所述前排桩冠梁连接形成前排桩，所述水泥土搅拌墙按照预设的间距与所述前排桩平行设置，所述水泥土搅拌墙中按预设间距***预设长度的所述型钢，所述水泥土搅拌墙顶部连接有后排墙冠梁，所述水泥土搅拌墙与所述型钢及所述后排墙冠梁连接形成后排墙，所述前排桩冠梁与所述后排墙冠梁之间连接有刚架梁，所述前排桩与所述后排墙通过所述刚架梁连接形成异型双排桩。

优选的，所述前排桩冠梁和所述后排墙冠梁均为钢筋混凝土梁。

优选的，所述刚架梁为现浇钢筋混凝土梁或板。

优选的，所述水泥土搅拌墙内按照预设的间距和长度插设有型钢。

一种支护基坑侧壁的异型双排桩的施工方法，包括以下步骤：

(1)采用机械沿基坑周边按预设深度钻孔，然后在此孔中放入预先制作好的钢筋笼并灌注混凝土，制成钢筋混凝土灌注桩，钢筋混凝土灌注桩沿基坑周边按照预设的间距分布；

(2)与钢筋混凝土灌注桩保持一定排间距，采用机械施工的方式砌筑水泥土搅拌墙，根据设计要求在水泥土搅拌墙中按照预设间距和长度***外表面涂抹隔离剂的型钢，型钢顶部超出预设的后排墙冠梁顶部30-50厘米，型钢的长度小于、等于或大于水泥土搅拌墙的深度；

(3)凿除钢筋混凝土灌注桩顶部的混凝土，凿除高度为预设的前排桩冠梁的高度减去5-10cm的高度范围，凿除水泥土搅拌墙顶部的水泥土，凿除高度为预设的后排墙冠梁的高度减去5-10cm的高度范围，安装好前排桩冠梁、后排墙冠梁及刚架梁的模板，绑扎好钢筋，再整体浇筑混凝土，即完成异型双排桩的施工；

(4)待异型双排桩的强度达到设计要求后，开挖基坑范围内土体直至基坑底部，并同步在前排桩冠梁底至基坑底范围内的基坑坑壁施工混凝土面层。

与现有的双排桩技术相比，本发明具有下列显著优点：

(1)异型双排桩的后排墙受力相对较小，采用内插型钢的水泥土搅拌墙可以充分发挥其强度，并起到很好的挡土作用；(2)在水泥土搅拌墙中***型钢，施工十分便捷，且可以采取施工措施保证在地下室施工完成后全部拔除型钢再回收利用，工程造价大大降低；(3)后排墙的水泥土搅拌墙是一道连续的不透水地下墙，能有效阻止基坑外地下水流入基坑，实现止水功能。本发明能实现基坑支护结构挡土与止水功能合二为一，施工便捷、造价低、工期短。

附图说明

图1为本发明一种支护基坑侧壁的异型双排桩结构的剖面示意图；

图2为图1中A-A剖面的示意图；

图3为图1中B-B剖面的示意图；

图4为图1中C-C剖面的示意图；

图5为图1中D-D剖面的示意图；

图6为图1中E-E剖面的示意图；

图7为图4中型钢另一种排列方式的剖面示意图。

图中：

钢筋混凝土灌注桩1混凝土11

纵筋12螺旋箍筋13

加强钢筋14水泥土搅拌墙2

H型钢3前排桩冠梁4

后排墙冠梁5刚架梁6

混凝土面层7

具体实施方式

参见图1-图6，本发明一种支护基坑侧壁的异型双排桩，包括钢筋混凝土灌注桩1、水泥土搅拌墙2、H型钢3、前排桩冠梁4、后排墙冠梁5及刚架梁6，钢筋混凝土灌注桩1由混凝土11、纵筋12、螺旋箍筋13及加强钢筋14组成，纵筋12沿着钢筋混凝土灌注桩1的长度方向上设置，螺旋箍筋13呈螺旋状缠绕在纵筋12的外侧，加强钢筋14呈圆形，在钢筋混凝土灌注桩1的长度方向上按一定间距焊接在纵筋12的内侧，形成钢筋笼，前排桩冠梁4和后排墙冠梁5均为钢筋混凝土梁，刚架梁6为现浇钢筋混凝土梁。本实施案例中，型钢为H型钢3(型钢也可以采用工字型钢等其它型钢)，水泥土搅拌墙2为由水泥土搅拌桩依次搭接施工形成的连续的墙体(水泥土搅拌墙也可以采用TRD工法施工)，H型钢3的外表面涂抹完隔离剂后在水泥土搅拌桩的中心位置连续***。

钢筋混凝土灌注桩1在基坑周边按照预设的间距分布，并与在其顶部连接的前排桩冠梁4组成前排桩，水泥土搅拌桩与前排桩保持一定距离搭接施工形成水泥土搅拌墙2，水泥土搅拌墙2与钢筋混凝土灌注桩1相平行，在水泥土搅拌桩的中心位置***预设长度的型钢3，水泥土搅拌墙2与型钢3及在水泥土搅拌墙2顶部施工的后排墙冠梁5组成后排墙，前排桩与后排墙通过刚架梁6连接形成异型双排桩。

图1是本发明一种支护基坑侧壁的异型双排桩的剖面图，本发明一种支护基坑侧壁的异型双排桩的施工方法，其施工步骤如下：

(1)采用机械沿基坑周边按预设深度钻孔，然后在此孔中放入由纵筋12、螺旋箍筋13及加强钢筋14组成的预先制作好的钢筋笼并灌注混凝土11，制成钢筋混凝土灌注桩1，钢筋混凝土灌注桩1沿基坑周边按照预设的间距分布；

(2)与钢筋混凝土灌注桩1保持一定排间距，采用机械施工的方式将水泥土搅拌桩依次搭接形成水泥土搅拌墙2，在H型钢3的外表面涂抹隔离剂，然后在每根水泥土搅拌桩的中心位置按照预设长度***H型钢3，型钢3的顶部高出预设的后排墙冠梁5的顶部30-50厘米，H型钢3的长度由计算确定，根据实际需要可小于、等于或大于水泥土搅拌墙的深度；

(3)凿除钢筋混凝土灌注桩1顶部的混凝土，凿除高度为预设的前排桩冠梁4的高度减去5-10cm的高度范围，凿除水泥土搅拌墙2顶部的水泥土，凿除高度为预设的后排墙冠梁5的高度减去5-10cm的高度范围，在后排墙冠梁5高度范围内的型钢3四周包裹1-2层塑料薄膜，安装好前排桩冠梁4、后排墙冠梁5及刚架梁6的模板，绑扎好钢筋，再整体浇筑混凝土，即完成异型双排桩的施工；

(4)待异型双排桩的强度达到设计要求后，开挖基坑范围内土体直至基坑底部，并同步在前排桩冠梁4底至基坑底范围内的基坑坑壁施工混凝土面层7。

由于上述技术方案的运用，与现有的双排桩技术相比，本发明具有下列显著优点：

(1)本发明一种支护基坑侧壁的异型双排桩主要由前排桩和后排墙通过刚架梁6连接组成，由于后排墙受力相对较小，采用水泥土搅拌墙2内***H型钢3使得后排墙的受力更加合理，强度发挥更加充分，并且节省工程造价；(2)由于H型钢3四周涂抹有隔离剂，在地下室施工完成后，H型钢3可以从水泥土搅拌墙2中拔除回收，不仅可以避免形成地下永久障碍物，而且拔除的H型钢3可以回收重复使用，节约资金和成本；(3)水泥土搅拌墙2为一道连续的地下水泥土墙，可有效阻止基坑外地下水流入基坑，同时起到很好的挡土作用。本发明一种支护基坑侧壁的异型双排桩将基坑支护结构的挡土与止水功能合二为一，既保障工程安全，又不需要单独施工截水帷幕墙，不仅施工便捷，而且大大缩短工期，节省造价。

作为本发明的一种优化方案，当水泥土搅拌墙2因止水需要而施工较深时，H型钢3在满足挡土支护功能的前提下，可以不用***到水泥土搅拌墙2的底部，即H型钢3***长度小于水泥土搅拌墙2深度。

作为本发明的一种优化方案，当H型钢3因支护需要而施工较长时，水泥土搅拌墙2在满足止水功能的前提下，可以不用施工到H型钢3的底部，即H型钢3***长度大于水泥土搅拌墙2深度。

作为本发明的另一种优化方案，如图7所示，当水泥土搅拌墙2所受弯矩较小时，H型钢3可以在水泥土桩内间隔***。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，或任何对本发明中所述后排墙的施工工艺或分布形式或加劲方式，或任何前排桩与后排墙连接方式，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种支护基坑侧壁的异型双排桩，包括钢筋混凝土灌注桩、前排桩冠梁、水泥土搅拌墙、型钢、后排墙冠梁及刚架梁，其特征在于：所述钢筋混凝土灌注桩在基坑边按照预设的间距分布，所述钢筋混凝土灌注桩的顶部连接有所述前排桩冠梁，所述钢筋混凝土灌注桩与所述前排桩冠梁连接形成前排桩，所述水泥土搅拌墙按照预设的间距与所述前排桩平行设置，所述水泥土搅拌墙中按预设间距***预设长度的所述型钢，所述水泥土搅拌墙顶部连接有所述后排墙冠梁，所述水泥土搅拌墙与所述型钢及所述后排墙冠梁连接形成后排墙，所述前排桩冠梁与所述后排墙冠梁之间连接有所述刚架梁，所述前排桩与所述后排墙通过所述刚架梁连接形成异型双排桩。

2.根据权利要求1所述的一种支护基坑侧壁的异型双排桩，其特征在于：所述前排桩冠梁和所述后排墙冠梁均为钢筋混凝土梁。

3.根据权利要求1所述的一种支护基坑侧壁的异型双排桩，其特征在于：所述刚架梁为现浇钢筋混凝土梁或板。

4.根据权利要求1所述的一种支护基坑侧壁的异型双排桩，其特征在于：所述水泥土搅拌墙内按照预设的间距和长度插设有型钢。

5.一种应用如权利要求1-4中任一项权利要求所述的支护基坑侧壁的异型双排桩的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)采用机械沿基坑周边按预设深度钻孔，然后在此孔中放入预先制作好的钢筋笼并灌注混凝土，制成钢筋混凝土灌注桩，钢筋混凝土灌注桩沿基坑周边按照预设的间距分布；

(2)与钢筋混凝土灌注桩保持一定排间距，采用机械施工的方式砌筑水泥土搅拌墙，根据设计要求在水泥土搅拌墙中按照预设间距和长度***外表面涂抹隔离剂的型钢，型钢顶部超出预设的后排墙冠梁顶部30-50厘米，型钢的长度小于、等于或大于水泥土搅拌墙的深度；

(3)凿除钢筋混凝土灌注桩顶部的混凝土，凿除高度为预设的前排桩冠梁的高度减去5-10cm的高度范围，凿除水泥土搅拌墙顶部的水泥土，凿除高度为预设的后排墙冠梁的高度减去5-10cm的高度范围，安装好前排桩冠梁、后排墙冠梁及刚架梁的模板，绑扎好钢筋，再整体浇筑混凝土，即完成异型双排桩的施工；

(4)待异型双排桩的强度达到设计要求后，开挖基坑范围内土体直至基坑底部，并同步在前排桩冠梁底至基坑底范围内的基坑坑壁施工混凝土面层。