CN203096747U - 预制钢筋砼空腹抗侧向力围护桩墙 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预制钢筋砼空腹抗侧向力围护桩墙，包括用于挡土止水的帷幕，所述的围护桩墙设置有与围护桩墙轴线垂直布置且相互间隔排列的预制钢筋砼空腹抗侧向力桩；所述的预制钢筋砼空腹抗侧向力桩，包括横截面为矩形的桩体，桩体具有钢筋笼，所述的桩体沿桩体纵轴方向设置有贯穿整个桩体的空腹区，所述的桩体矩形截面长边与水土侧压力方向一致，桩体矩形截面长边的两头为加厚区，在其内配置有预应力主筋。本实用新型有益效果是：预制钢筋砼空腹抗侧向力桩墙的抗弯强度和刚度约是常用传统钻孔排桩围护墙的4-7倍，是地下连续墙的3-5倍；而造价为传统钻孔排桩围护墙的50％左右，为地下连续墙的40％左右。

Description

预制钢筋砼空腹抗侧向力围护桩墙

技术领域

本实用新型涉及深基坑围护工程、护坡工程、港口河堤工程、围海工程中的围护技术领域，尤其涉及一种预制钢筋砼空腹抗侧向力围护桩墙。

背景技术

在土木工程各领域开挖施工的围护工程、护坡工程以及河海支护工程中，钻孔灌注排桩墙是最常用的围护做法，但是此种方法存在着施工麻烦、进度慢、造价高、需泥浆外运污染环境等缺点。随着开挖工程深度的不断增加，这种钻孔排桩的受力强度和刚度也显不足，因而发展了地下连续墙技术。地下连续墙围护同样存在着施工麻烦、进度慢、需泥浆外运污染环境等缺点，并且造价昂贵。

因此在基坑围护工程和边坡支护工程中，如何降低造价，减少施工麻烦，提高功效以及提高围护墙的抗弯抗压能力一直是土木工程的发展方向。因而开发一种适用于大深度开挖，具有强度与刚度大，施工简单，施工速度快，无需泥浆外运污染环境，而且造价便宜的围护桩墙必将产生很大的经济和社会效益。

发明内容

本实用新型提供了一种刚度大、抗弯剪能力强、施工简单、施工速度快、质量可靠、造价低廉的预制钢筋砼空腹抗侧向力围护桩墙，解决了在大深度基坑围护工程中传统围护桩墙抗弯能力小和刚度不足的问题，同时大幅降低了造价。

一种预制钢筋砼空腹抗侧向力围护桩墙，包括用于挡土止水的帷幕，所述的围护桩墙设置有与围护桩墙轴线垂直布置且相互间隔排列的预制钢筋砼空腹抗侧向力桩；

所述的预制钢筋砼空腹抗侧向力桩，包括横截面外形为矩形的桩体，桩体具有钢筋笼，所述的桩体沿桩体纵轴方向设置有贯穿整个桩体的空腹区；所述的钢筋笼包括多个预应力主筋、腹筋和箍筋；

所述的桩体矩形截面长边与水土侧压力方向一致，桩体矩形截面长边的两头为加厚区，在其内配置有预应力主筋。由于主要受力筋位于桩体矩形截面的两头，截面抗弯有效高度可大幅提高，因而大幅增加了桩体的抗弯强度和刚度。所述的主筋一般采用高强度的预应力钢棒，也可以采用普通非预应力钢筋。

这种围护桩墙的一般做法是首先施工挡土止水的水泥土帷幕，再植入预制钢筋砼空腹抗侧向力桩。其中水泥土帷幕可以采用单轴或多轴水泥搅拌桩形成，也可以采用高压旋喷桩或高压注浆等方法形成。

施工前，根据水土侧压力及预制钢筋砼空腹抗侧向力桩间距的大小，水泥土帷幕的布置形式可以为单排、双排或者单排中植入刚性桩体。其中水泥土帷幕中植入的刚性桩体可以增强水泥土帷幕的抗侧向能力。

水泥土帷幕中植入的刚性桩体可以是可回收的型钢、不回收的预制钢筋砼工(T)型桩或其他预制桩体。

水泥土帷幕形成后，植入预制钢筋砼空腹抗侧向力桩。这种植入的桩体与围护桩墙轴线垂直布置，使桩体矩形截面的长边与水土侧压力方向一致，由于加厚区布有主筋能够极大的增加桩体的抗弯能力，因此形成的围护桩墙的强度和刚度能够抵抗很大的水土侧压力。

这种围护桩墙中心，预制钢筋砼空腹抗侧向力桩与水泥土帷幕有如下三种分布形式：

1、水泥土帷幕面向坑外土体，预制钢筋砼空腹抗侧向力桩与水泥土帷幕相切；

2、水泥土帷幕轴线与桩体矩形截面中轴线重合；

3、水泥土帷幕面临基坑的外侧边与预制钢筋砼空腹抗侧向力桩外侧面齐平。

当土性较好，无地下水问题时，围护桩墙的另一种做法是使用钢筋砼板护面作为帷幕，钢筋砼板护面可以是编钢筋网喷射砼板护面，也可以是镶预制板护面。具体如下：

首先，将预制钢筋砼空腹抗侧向力桩沿围护墙轴线按照一定的间隔距离植入土体中，边开挖边在表面编织钢筋网，喷射混凝土，形成混凝土板护面，据此护面来阻挡空腹桩间土体外流，其中喷射砼板护面可以是平板也可以在两个空腹抗侧向力桩间形成圆拱状。

除了采用上述的平面或圆拱状编织钢筋网喷射砼板护面做法外，还可以边开挖边镶预制钢筋砼平板或圆拱板护面做法，此方法中的预制钢筋砼空腹抗侧向力桩为T字形或工字形。

所述的预制钢筋砼空腹抗侧向力桩有多个空腹区，各空腹区一般沿矩形截面长边单列整齐排列，若围护工程受力需要增大矩形长边，也可以将更多空腹区沿矩形长边双排或更多排排列。

空腹区与桩外侧面砼及空腹区之间拥有一定厚度的混凝土实心区，所述的箍筋沿着桩体矩形截面轮廓，纵横穿过各个混凝土实心区，相互焊接形成封闭。桩体截面实心区砼和箍筋共同抵抗水土侧向力产生的剪力，确保了桩体的抗剪强度要求。

所形成封闭整体箍筋的各个交叉点设有沿桩身分布的腹筋。所述的箍筋、腹筋与截面两头的主筋共同形成了完整的配筋骨架，与整浇的砼形成整体，满足了围护工程对抗侧向力桩的抗弯剪强度要求，同时也确保了桩体在制作、吊装、运输、植入过程中的强度和抗裂要求。

所述预制钢筋砼空腹抗侧向力桩矩形截面的一头加厚区可根据工程需要设有翼缘，如此横截面形状为T字型。

所述桩体矩形截面中的两头加厚区各自连接有翼缘，翼缘与桩体的横截面形状为工字型。所述的两个翼缘长度可以相同，也可以不同。

所述的空腹区为矩形、方形、圆形、椭圆形，也可以为其他形状，如多边形、三角形等。

本实用新型的有益效果是：

1、通过合理的排列空腹区，使矩形截面的长边抗弯有效高度增加，同时在矩形长边的二头设置了砼加厚区，且配置了高强度的预应力钢棒，使桩体的整体抗弯剪能力大幅增加，使所述的围护桩墙具备很大的抗弯剪强度，适应深基坑围护工程的需要；

2、通过主筋和空腹区之间混凝土实心区的设置确保了桩体在制作、吊装、运输、植入和围护过程的强度和抗裂要求；通过空腹区的设置有效减少了桩体的砼用量以及桩体的自重，为运输、吊装、植桩提供了方便，同时节约了工程造价；

3、通过合理控制植入预制钢筋砼空腹抗侧向力桩的方向、间距、位置，结合水泥土帷幕、编网喷射砼护面或镶预制钢筋砼板护面，使所述的围护桩墙可适用于各种常见的土质情况、极大的扩展了其在土木工程各领域的适用性；

4、预制钢筋砼空腹抗侧向力桩墙的抗弯强度和刚度约是常用传统钻孔排桩围护墙的4-7倍，是地下连续墙的3-5倍；而造价为传统钻孔排桩围护墙的50％左右，为地下连续墙的40％左右。这为土木工程各领域的围护工程提供了一种全新的围护做法，产生巨大的经济和社会效益。

附图说明

图1是本实施列1中矩形桩体空腹区单排的结构示意图；

图2-3是本实施列1中矩形桩体空腹区数量变化的结构示意图；

图4是本实施列1中矩形桩体空腹区双排的结构示意图；

图5-8是本实施例1中T字形桩体的空腹区数量及排数变化示意图；

图9-12是本实施例1中工字形桩体的空腹区数量及排数变化示意图；

图13-16是本实施例1中矩形桩体圆形空腹区数量及排数变化示意图；

图17-20是本实施例1中空腹区形状及布置方向的示意图；

图21-23是本实施例1中单排水泥土帷幕的结构示意图；

图24-26是本实施例1中双排水泥土帷幕的结构示意图；

图27-29是本实施例1中植入刚性桩体的水泥土帷幕结构示意图；

图30是本实施例2中平面喷射砼板护面的结构示意图；

图31是本实施例2中圆拱状喷射砼护面的结构示意图；

图32是本实施例3中预制钢筋砼平板的结构示意图；

图33是本实施例3中预制钢筋砼圆拱板护面的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种预制钢筋砼空腹抗侧向力桩，包括横截面为矩形的桩体2，桩体2具有钢筋笼，沿桩体2纵轴方向设置有贯穿整个桩体的空腹区3；钢筋笼包括多个预应力主筋4、腹筋5和箍筋6。

桩体2矩形截面长边的两头是加厚区7，加厚区7为混凝土加厚区，且主要受力主筋4均布设在两头加厚区7中。由于主要受力筋位于桩体2矩形截面的两头，截面抗弯有效高度可大幅提高，因而大幅增加了桩体2的抗弯强度和刚度。主筋4一般采用高强度的预应力钢棒，也可以采用普通非预应力钢筋。

空腹区3的数量为两个，表面形状为矩形，成单排沿桩体2矩形截面较长边布置。空腹区3与桩体2外侧面砼拥有一定厚度的混凝土实心区，空腹区3与空腹区3间也有一定厚度的混凝土实心区，其中箍筋6沿着桩体矩形截面轮廓，纵横穿过各个混凝土实心区，相互焊接形成封闭。桩体2截面实心区砼与箍筋6共同抵抗水土侧向力产生的剪力，确保了桩体2的抗剪强度要求。

形成封闭整体箍筋6的各个交叉点焊接有沿桩身分布的腹筋5。箍筋6、腹筋5以及两头的主筋4共同形成了完整的配筋骨架，配筋骨架与整浇的砼形成整体，满足了围护工程对抗侧向力桩的抗弯抗剪要求。

预制钢筋砼空腹抗侧向力桩1采用工厂化生产，单节长度一般小于18米，便于运输及应用。根据工程需要，桩长度超过一节后，可采用现场接桩、植入以满足围护需求。

其中预制钢筋砼空腹抗侧向力桩1空腹区的数量可以为3个、4个或者更多，如图2-3。当需要增大桩体的抗弯抗剪强度时，可以采用双排布置，如图4。

桩体截面形状还可以有如下变形：

如图5所示，需要增大桩体的抗弯能力时，桩体2中的一个加厚区7可以外伸有翼缘10，翼缘10与桩体2构成T字型，其中翼缘10与相对的加厚区7各布设有主筋4。

如图9所示，桩体2的两个加厚区7各自连接有翼缘10，翼缘10与桩体2构成工字型。两个翼缘10长度可以相同，也可以不同。主筋4布设在翼缘10内，布设的方式及数量根据土体及现场环境确定。

如上所述，图1-4可以视为一组预制钢筋砼空腹抗侧向力桩，图5-16所示各图也依此形成三组预制钢筋砼空腹抗侧向力桩，由此可知，预制钢筋砼空腹抗侧向力桩的形状、空腹区的数量及表面形状根据实际需要组合确定。

如图17-20所示，空腹区的表面形状为矩形和椭圆形(其横向或竖向均可)，除了上述形状也可以为方形、多边形、三角形等。

使用水泥土帷幕8和上述预制钢筋砼空腹抗侧向力桩1形成的预制钢筋砼空腹抗侧向力围护桩墙。

首先，施工挡土止水的水泥土帷幕，再植入预制钢筋砼空腹抗侧向力桩；水泥土帷幕8可以采用单轴或多轴水泥搅拌桩形成，也可以采用高压旋喷桩或高压注浆等方法形成。

施工前，根据水土侧压力及预制钢筋砼空腹抗侧向力桩间距的大小，水泥土帷幕8的布置形式可以为单排、双排或者单排中植入刚性桩体11。若桩体2的间距较小时，水泥土帷幕8宜采用单排；若桩体8间距较大，宜采用双排或单排植入刚性桩体11的形式。水泥土帷幕8中植入的刚性桩体11可以增强水泥土帷幕的抗侧向能力。

水泥土帷幕中植入的刚性桩体11可以是可回收的型钢、不回收的预制钢筋砼工(T)型桩或其他预制桩体。

植入预制钢筋砼空腹抗侧向力桩1时需要注意，将桩体2与围护桩墙轴线垂直布置，使桩体2矩形截面的长边与水土侧压力方向一致，由于加厚区7布有主筋4能够极大的增加桩体2的抗弯能力，因此形成的围护桩墙的强度和刚度能够抵抗很大的水土侧压力。

在围护桩墙中心，预制钢筋砼空腹抗侧向力桩1与水泥土帷幕8间的位置关系也有如下三种分布形式：

1、水泥土帷幕8面向坑外土体，预制钢筋砼空腹抗侧向力桩1与水泥土帷幕8相切；

2、水泥土帷幕8轴线与桩体2矩形截面中轴线重合；

3、水泥土帷幕8面临基坑的外侧边与预制钢筋砼空腹抗侧向力桩1外侧面齐平。

由此可以互相组合成各种形式的围护桩墙，本实施例采用在单轴水泥搅拌桩形成的水泥土帷幕8中植入预制钢筋砼空腹抗侧向力桩1，共一组三种形式，图21-23。

水泥土帷幕8为双排或者单排中植入刚性桩体11，***预制钢筋砼空腹抗侧向力桩1形成的围护桩墙，共有两组六种形式，如图24-29所示。

当土性较好，无地下水问题时，本实用新型预制钢筋砼空腹抗侧向力围护桩墙的另一种做法是使用钢筋砼板护面9作为帷幕。

实施例2

如图30，钢筋砼板护面9采用平面编织钢筋网喷射砼板护面做法。

将预制钢筋砼空腹抗侧向力桩1沿围护墙轴线按照一定的间隔距离植入土体中，边开挖边在表面编织钢筋网，向钢筋网喷射混凝土，形成混凝土板护面，阻挡空腹抗侧向力桩间土体外流。

如图31，钢筋砼板护面9采用圆拱状编织钢筋网喷射砼板护面做法。

实施例3

如图32，本实用新型预制钢筋砼空腹抗侧向力围护桩墙使用预制钢筋砼平板作为钢筋砼板护面9。

将T字形预制钢筋砼空腹抗侧向力桩1沿围护墙轴线按照一定的间隔距离植入土体中，其中翼缘10面临基坑的外侧边，在两个桩体间靠近翼缘10侧镶预制钢筋砼平板，使平板起到挡土止水的作用。

如图33所示，在两个T字形预制钢筋砼空腹抗侧向力桩间镶预制钢筋砼圆拱板护面。

除上述实施方式外，本发明还可以有类似其它的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护范围。

Claims (7)

1.一种预制钢筋砼空腹抗侧向力围护桩墙，包括用于挡土止水的帷幕，其特征在于：所述的围护桩墙设置有与围护桩墙轴线垂直布置且相互间隔排列的预制钢筋砼空腹抗侧向力桩(1)；

所述的预制钢筋砼空腹抗侧向力桩(1)，包括横截面为矩形的桩体(2)，桩体(2)具有钢筋笼，所述的桩体(2)沿桩体纵轴方向设置有贯穿整个桩体的空腹区(3)；所述的钢筋笼包括多个预应力主筋(4)、腹筋(5)和箍筋(6)；

所述的桩体(2)矩形截面的长边与水土侧压力方向一致；桩体(2)矩形截面长边的两头为加厚区(7)，在其内配置有预应力主筋(4)。

2.根据权利要求1所述的预制钢筋砼空腹抗侧向力围护桩墙，其特征在于：所述的帷幕为水泥土帷幕(8)，厚度根据水土侧压力和预制钢筋砼空腹抗侧向力桩间间距的大小确定。

3.根据权利要求1所述的预制钢筋砼空腹抗侧向力围护桩墙，其特征在于：当土性较好时，所述的帷幕为钢筋砼板护面(9)。

4.根据权利要求1所述的预制钢筋砼空腹抗侧向力围护桩墙，其特征在于：所述的加厚区(7)，其中一个外伸有翼缘(10)，翼缘(10)与桩体(2)的横截面形状为T字型。

5.根据权利要求1所述的预制钢筋砼空腹抗侧向力围护桩墙，其特征在于：所述的加厚区(7)，均外伸有翼缘(10)，翼缘(10)与桩体(2)的横截面形状为工字型。

6.根据权利要求1所述的预制钢筋砼空腹抗侧向力围护桩墙，其特征在于：所述的空腹区(3)为多个，沿截面的长边居中整齐排列，空腹区(3)间的混凝土实心区能使箍筋通过并能满足抗剪强度要求。

7.根据权利要求6所述的预制钢筋砼空腹抗侧向力围护桩墙，其特征在于：所述的空腹区(3)较多时沿截面长边双排分布，增大桩体(2)抗弯抗剪强度。

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