CN111764404A - 一种部分可回收的咬合桩支护结构及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种部分可回收的咬合桩支护结构及施工方法，所述咬合桩支护结构包括多个钢管桩和多个中细砂素混凝土薄壁管桩；所述的多个钢管桩和多个中细砂素混凝土薄壁管桩的中心位于同一直线上；相邻的两个中细砂素混凝土薄壁管桩之间留有间隙，分别与同一钢管桩咬合；所述的中细砂素混凝土薄壁管桩桩端深入不透水层，而钢管桩的长度不小于中细砂素混凝土薄壁管桩。与现有的咬合桩支护结构相比较，本发明施工速度快，钢管桩可以回收重复使用，降低了生产成本，本发明的支护结构止水效果好，整体抗弯刚度大，特别适用于软土地基的深基坑支护工程。

Description

一种部分可回收的咬合桩支护结构及施工方法
技术领域
本发明属于咬合桩技术领域，具体涉及一种部分可回收的咬合桩支护结构及施工方法。
背景技术
咬合桩是一种由若干依次交替排列的素混凝土桩及钢筋混凝土桩构成的一种基坑围护结构，其中素混凝土桩由混凝土构成，钢筋混凝土桩由钢筋骨架及混凝土构成，相邻素混凝土桩与钢筋混凝土桩互相咬合，从而起到挡土、止水作用。
咬合桩的施工顺序是先施工二根素混凝土桩，然后在已经施工好的二根素混凝土桩之间施工一根钢筋混凝土桩，在施工钢筋混凝土桩时，要将二根素混凝土桩鱼钢筋混凝土桩相咬合重叠的部分混凝土挖除，以便实现互相咬合的功能，这在客观上增加了工程量并造成了混凝土材料的浪费。
此外，无论是素混凝土桩还是钢筋混凝土桩，在地下水位以下或是软土或是砂性土层中施工时，都需要采用泥浆护壁以防止孔壁坍塌，不仅施工速度慢，而且泥浆后期处理困难，不处理直接排放还会污染环境。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单，施工简单快捷，成本低，且无需将素混凝土桩混凝土挖除、也无需泥浆护壁的部分可回收的咬合桩支护结构及施工方法。
本发明采用的技术方案是：一种部分可回收的咬合桩支护结构，包括多个钢管桩和多个中细砂素混凝土薄壁管桩；所述的多个钢管桩和多个中细砂素混凝土薄壁管桩的中心位于同一直线上；相邻的两个中细砂素混凝土薄壁管桩之间留有间隙，分别与同一钢管桩咬合；所述的中细砂素混凝土薄壁管桩桩端深入不透水层，而钢管桩的长度不小于中细砂素混凝土薄壁管桩。
上述的部分可回收的咬合桩支护结构中，钢管桩的外径与中细砂素混凝土薄壁管桩的外径相同。
一种上述的部分可回收的咬合桩支护结构的施工方法，中细砂素混凝土薄壁管桩的施工设备的包括圆筒，圆筒内壁上对称设有两个注浆管，注浆管沿着圆筒的轴线设置；所述的圆筒底部内壁固定安装有环形管，环形管下部和上部截面为楔形，便于沉筒和拔筒；环形管的外壁为圆柱面，与圆筒同轴且其外径与圆筒的内径相同；所述的环形管的截面为等腰三角形，等腰三角的底边为环形管的外壁；所述的出浆口设置在等腰三角形的下腰上；
包括如下步骤
1）通过试桩确定注浆量、注浆压力及拔筒速度；
2）确定桩位，使得桩机和中细砂素混凝土薄壁管桩的施工设备就位；
2）启动桩机，振动沉入圆筒至设计深度，然后向一注浆管注入水泥砂浆，注浆压力为桩端土体的自重应力，等到有水泥砂浆从另外一注浆管流出后；然后向两个注浆软管同时注入水泥砂浆；此时的注浆压力取桩端土体的自重应力的5—10倍，注浆3-5分钟；使得水泥砂浆通过高压渗透或劈裂注浆扩散至圆筒端邻近土形成扩大头加固体；
3）使用桩机边振动边拔圆筒，拔圆筒的同时按设计注浆压力注浆，保持注浆压力和拔圆筒的速度不变；
4）移机下一桩位重复步骤2）-3）打下一中细砂素混凝土薄壁管桩，
5）在已经打好的两根中细砂素混凝土薄壁管桩相咬合的桩位，将大直径预制钢管桩吊装到位，启动桩机振动锤，将钢管桩沉入至设计深度；
6） 重复步骤4）-5），直至打完所有的中细砂素混凝土薄壁管桩和钢管桩；
上述的部分可回收的咬合桩支护结构的施工方法中，施工设备的圆筒的顶部设有盖板。
上述的部分可回收的咬合桩支护结构的施工方法中，所述的水泥砂浆中的砂采用中细砂，所述水泥采用P.O 42.5标号的普通硅酸盐水泥。
上述的部分可回收的咬合桩支护结构的施工方法中，在打钢管桩之前，在钢管桩内外表面涂抹隔离剂或脱模剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、先施工的中细砂素混凝土薄壁管桩与后施工的钢管桩发生咬合重叠的素混凝土无需挖除，施工方便，提高了施工速度；而且这部分对咬合桩支护结构的抗弯刚度是有利的；
2、本发明的咬合桩支护结构施工速度快，平均一根桩的施工时间在30分钟左右，是常规咬合桩施工速度的十倍以上；
3、本发明打桩时无需泥浆护壁，避免了后期泥浆的处理，进一步提高了施工速度；
4、本发明拔圆筒前采用预注浆技术形成桩端扩大头，并采用边拔圆筒边注浆的方式成桩，拔圆筒留下的间隙在超过该处自重应力数倍的注浆压力下会迅速被注浆液超量充填，成桩质量高；
5、本发明使用的钢管桩在咬合桩使用完成后可以回收重复使用，而中细砂素混凝土薄壁管桩的混凝土用量少，降低了生产成本。
6、本发明生产的咬合桩，抗弯刚度大，抗倾覆能力强，双层止水效果好。与现有技术的咬合桩相比较，质量更可靠，安全稳定性好。
附图说明
图1是本发明的中细砂素混凝土薄壁管桩的施工设备的结构图。
图2是本发明的中细砂素混凝土薄壁管桩的施工设备的俯视图。
图3是本发明的中细砂素混凝土薄壁管桩桩的施工设备的仰视图。
图4是本发明的部分可回收的咬合桩支护结构的俯视图。
图5是图4中挖土至O-O标高后基坑内壁A-A的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图4-5所示，本发明的部分可回收的咬合桩支护结构包括多个钢管桩7和多个中细砂素混凝土薄壁管桩6；钢管桩7的外径与中细砂素混凝土薄壁管桩6的外径相同。所述的多个钢管桩7和多个中细砂素混凝土薄壁管桩6的中心位于同一直线上；相邻的两个中细砂素混凝土薄壁管桩6之间留有间隙，分别与同一钢管桩7咬合。
如图1-3所示，本发明的中细砂素混凝土薄壁管桩6的施工设备包括圆筒4及两注浆管3，所述的圆筒4的直径为1.0~4.0m，长度为10.0~30.0m，圆筒4的材质采用的是钢。圆筒的顶部设有盖板2，桩机的振动锤1将激振力通过盖板2传递给圆钢筒4使其下沉。
所述的圆筒4内壁上对称焊接有两个注浆管3，注浆管3沿着圆筒的轴线设置。所述的圆筒4的底部内壁上焊接有环形管5，环形管5的截面为等腰三角形，环形管的外壁为圆柱面，等腰三角形的底边为圆柱面。环形管的外径与圆筒4的内径相同，环形管5与圆筒4同轴。环形管5的截面是由上下两个楔形结构构成，便于沉筒和拔筒。所述的环形管5的顶部设有两个进浆口，分别与两个注浆管3的下端连接；环形管5截面等腰三角形的下腰上开设有多个圆形孔形状的出浆口，出浆口、进浆口通过环形管5相互连通。相邻的圆形孔出浆口之间的间距为100-200mm；所述的圆形孔出浆口的直径为5-8mm。环形管5截面的等腰三角形的高度为10.0~15.0cm。
本发明的部分可回收的咬合桩支护结构的施工方法，包括如下步骤：
1） 准备工作：A、在钢管桩6内外表面涂抹隔离剂或脱模剂，便于钢管桩7的回收。B、通过试桩确定注浆量、注浆压力及拔筒速度。C、确定桩位，使得桩机和中细砂素混凝土薄壁管桩6的施工设备就位。
2）启动振动锤，振动沉入圆筒1至设计深度，然后开始向一注浆管3注入水泥砂浆，注浆压力取桩端土体的自重应力，等到有水泥砂浆从另外一注浆管流出后，向两个注浆软管同时注入水泥砂浆；保持一个较大的注浆压力3-5分钟，该注浆压力为桩端土体的自重应力的5—10倍，让水泥浆通过高压渗透或劈裂注浆扩散至圆筒端邻近土形成扩大头加固体；所述的水泥砂浆中的砂采用中细砂，所述水泥采用P.O 42.5标号的普通硅酸盐水泥。
3）使用桩机边振动边拔圆筒，拔圆筒的同时按设计注浆压力注浆，保持注浆压力和拔圆筒的速度不变，直至中细砂素混凝土薄壁管桩6成桩；
4）移机下一桩位重复步骤2）-3）打下一中细砂素混凝土薄壁管桩6，
5）在已经打好的两根中细砂素混凝土薄壁管桩6相咬合的桩位，将大直径预制钢管桩7吊装到位，启动桩机振动锤，将钢管桩7沉入至设计深度；
6） 重复步骤4）-5），直至打完所有的中细砂素混凝土薄壁管桩6和钢管桩7。

Claims (6)

1.一种部分可回收的咬合桩支护结构，其特征是：包括多个钢管桩和多个中细砂素混凝土薄壁管桩；所述的多个钢管桩和多个中细砂素混凝土薄壁管桩的中心位于同一直线上；相邻的两个中细砂素混凝土薄壁管桩之间留有间隙，分别与同一钢管桩咬合；所述的中细砂素混凝土薄壁管桩桩端深入不透水层，而钢管桩的长度不小于中细砂素混凝土薄壁管桩。
2.根据权利要求1所述的部分可回收的咬合桩支护结构，其特征是：钢管桩的外径与中细砂素混凝土薄壁管桩的外径相同。
3.一种权利要求1或2的所述的部分可回收的咬合桩支护结构的施工方法，中细砂素混凝土薄壁管桩的施工设备的包括圆筒，圆筒内壁上对称设有两个注浆管，注浆管沿着圆筒的轴线设置；所述的圆筒底部内壁固定安装有环形管，环形管下部和上部截面为楔形，便于沉筒和拔筒；环形管的外壁为圆柱面，与圆筒同轴且其外径与圆筒的内径相同；所述的环形管的截面为等腰三角形，等腰三角的底边为环形管的外壁；所述的出浆口设置在等腰三角形的下腰上；
包括如下步骤：
1）通过试桩确定注浆量、注浆压力及拔筒速度；
2）确定桩位，使得桩机和中细砂素混凝土薄壁管桩的施工设备就位；
2）启动桩机，振动沉入圆筒至设计深度，然后向一注浆管注入水泥砂浆，注浆压力为桩端土体的自重应力，等到有水泥砂浆从另外一注浆管流出后；然后向两个注浆软管同时注入水泥砂浆；此时的注浆压力取桩端土体的自重应力的5—10倍，注浆3-5分钟；使得水泥砂浆通过高压渗透或劈裂注浆扩散至圆筒端邻近土形成扩大头加固体；
3）使用桩机边振动边拔圆筒，拔圆筒的同时按设计注浆压力注浆，保持注浆压力和拔圆筒的速度不变；
4）移机下一桩位重复步骤2）-3）打下一中细砂素混凝土薄壁管桩，
5）在已经打好的两根中细砂素混凝土薄壁管桩相咬合的桩位，将钢管桩吊装到位，启动桩机振动锤，将钢管桩沉入至设计深度；
6）重复步骤4）-5），直至打完所有的中细砂素混凝土薄壁管桩和钢管桩形成咬合桩桩墙支护结构。
4.根据权利要求3所述的部分可回收的咬合桩支护结构的施工方法，其特征是：施工设备的圆筒的顶部设有盖板。
5.根据权利要求3所述的部分可回收的咬合桩支护结构的施工方法，其特征是：所述的水泥砂浆中的砂采用中细砂，所述水泥采用P.O 42.5标号的普通硅酸盐水泥。
6.根据权利要求3所述的部分可回收的咬合桩支护结构的施工方法，其特征是：在打钢管桩之前，在钢管桩内外表面涂抹隔离剂或脱模剂。
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