一種支護基坑側壁的異型雙排樁及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于地基基礎工程技術領域，具體涉及一種支護基坑側壁的異型雙排粧及其施工方法。
【背景技術】
[0002]隨著城市化建設的快速發展及城鎮一體化建設的大力推進，地下停車場、地下商業廣場、地下鐵道等地下設施建設都需要進行基坑支護。這些基坑工程往往具有以下特點:地下室外墻緊鄰建筑規劃紅線;基坑周邊既有建筑及管網等地下設施大量分布;地下水位較高。由此，使得傳統基坑支護技術存在以下三個嚴重問題:(I)傳統土釘支護、復合土釘支護、粧錨支護技術都需要在水平方向施工數十米長的土釘或錨桿，往往超越建筑規劃紅線、周邊既有建筑地下室邊線或受地下管網等設施的影響，使得這些支護技術的應用受到限制；(2)傳統懸臂粧支護或內支撐支護技術盡管無土釘或錨桿施工，可以在建筑規劃紅線范圍內施工，不受周邊地下設施影響，但是懸臂粧支護技術剛度低，基坑深度一般不超過6米，且粧頂變形較大，故工程應用受到一定限制；而內支撐支護技術需在基坑開挖的平面范圍內施工大量的鋼筋混凝土梁或鋼結構支撐構件，不僅影響土方開挖和地下基礎及建筑施工，且對于大型基坑，大量支撐構件的安裝和拆除既延長工期又增加造價；(3)對于存在地下水的基坑，為減小地下水位對周邊既有建筑及地下管網設施的影響，傳統基坑支護技術還需要在基坑周邊施工一道連續的截水帷幕墻來阻止基坑外地下水流入基坑內，而截水帷幕墻的施工大大延長工程工期、增加工程造價。
[0003]為解決傳統基坑支護技術的問題，近幾年來采用兩排鋼筋混凝土灌注粧形成的雙排粧技術開始在建筑工程中應用。與傳統基坑支護技術相比，現有的雙排粧技術存在以下優點:(I)無土釘或錨桿施工，不會因其支護結構超過建筑紅線或受地下管網設施制約而受到限制；(2)前、后排鋼筋混凝土灌注粧通過梁板連接，形成門式剛架結構，整體剛度很大，具有明顯的抵抗變形的能力，支護結構變形小，支護基坑深度大；(3)雙排粧結構不需要在基坑開挖的平面范圍內施工大量的鋼筋混凝土梁或鋼管形成內支撐，工期縮短，造價降低。但是現有的雙排粧技術為解決基坑開挖時地下水的問題，往往在雙排粧外側或兩排粧中間再施工截水帷幕墻進行截水，由此導致了兩個嚴重問題:(I)雙排粧支護時，后排粧受力一般比前排粧受力小的多，后排粧仍然采用鋼筋混凝土灌注粧顯然不經濟實用；(2)雙排粧中的截水帷幕墻需要單獨施工，一般僅考慮其截水作用，而不考慮其擋土作用，不僅浪費材料，增加造價，還延長工期。
【發明內容】
[0004]本發明克服傳統技術和現有技術的不足，提供一種支護基坑側壁的異型雙排粧及其施工方法，該支護基坑側壁的異型雙排粧具有結構簡單，施工便捷，造價低廉的顯著優點，且不受建筑場地紅線和基坑周邊地下設施的限制，還能夠將基坑擋土作用與止水作用合二為一。
[0005]為了達成上述目的，本發明采用的技術方案是:
[0006]一種支護基坑側壁的異型雙排粧，包括鋼筋混凝土灌注粧、前排粧冠梁、水泥土攪拌墻、型鋼、后排墻冠梁及剛架梁，所述鋼筋混凝土灌注粧在基坑邊按照預設的間距分布，所述鋼筋混凝土灌注粧的頂部連接有所述前排粧冠梁，所述鋼筋混凝土灌注粧與所述前排粧冠梁連接形成前排粧，所述水泥土攪拌墻按照預設的間距與所述前排粧平行設置，所述水泥土攪拌墻中按預設間距插入預設長度的所述型鋼，所述水泥土攪拌墻頂部連接有后排墻冠梁，所述水泥土攪拌墻與所述型鋼及所述后排墻冠梁連接形成后排墻，所述前排粧冠梁與所述后排墻冠梁之間連接有剛架梁，所述前排粧與所述后排墻通過所述剛架梁連接形成異型雙排粧。
[0007]優選的，所述前排粧冠梁和所述后排墻冠梁均為鋼筋混凝土梁。
[0008]優選的，所述剛架梁為現澆鋼筋混凝土梁或板。
[0009]優選的，所述水泥土攪拌墻內按照預設的間距和長度插設有型鋼。
[0010]—種支護基坑側壁的異型雙排粧的施工方法，包括以下步驟:
[0011](I)采用機械沿基坑周邊按預設深度鉆孔，然后在此孔中放入預先制作好的鋼筋籠并灌注混凝土，制成鋼筋混凝土灌注粧，鋼筋混凝土灌注粧沿基坑周邊按照預設的間距分布;
[0012](2)與鋼筋混凝土灌注粧保持一定排間距，采用機械施工的方式砌筑水泥土攪拌墻，根據設計要求在水泥土攪拌墻中按照預設間距和長度插入外表面涂抹隔離劑的型鋼，型鋼頂部超出預設的后排墻冠梁頂部30-50厘米，型鋼的長度小于、等于或大于水泥土攪拌墻的深度；
[0013](3)鑿除鋼筋混凝土灌注粧頂部的混凝土，鑿除高度為預設的前排粧冠梁的高度減去5-lOcm的高度范圍，鑿除水泥土攪拌墻頂部的水泥土，鑿除高度為預設的后排墻冠梁的高度減去5-10cm的高度范圍，安裝好前排粧冠梁、后排墻冠梁及剛架梁的模板，綁扎好鋼筋，再整體澆筑混凝土，即完成異型雙排粧的施工；
[0014](4)待異型雙排粧的強度達到設計要求后，開挖基坑范圍內土體直至基坑底部，并同步在前排粧冠梁底至基坑底范圍內的基坑坑壁施工混凝土面層。
[0015]與現有的雙排粧技術相比，本發明具有下列顯著優點:
[0016](I)異型雙排粧的后排墻受力相對較小，采用內插型鋼的水泥土攪拌墻可以充分發揮其強度，并起到很好的擋土作用；(2)在水泥土攪拌墻中插入型鋼，施工十分便捷，且可以采取施工措施保證在地下室施工完成后全部拔除型鋼再回收利用，工程造價大大降低；
(3)后排墻的水泥土攪拌墻是一道連續的不透水地下墻，能有效阻止基坑外地下水流入基坑，實現止水功能。本發明能實現基坑支護結構擋土與止水功能合二為一，施工便捷、造價低、工期短。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明一種支護基坑側壁的異型雙排粧結構的剖面示意圖；
[0018]圖2為圖1中A_A#lj面的不意圖；
[0019]圖3為圖1中B-B剖面的示意圖；
[0020]圖4為圖1中C-C剖面的示意圖；
[0021]圖5為圖1中D-D剖面的示意圖；
[0022]圖6為圖1中E-E剖面的示意圖；
[0023]圖7為圖4中型鋼另一種排列方式的剖面示意圖。
[0024]圖中:
[0025]鋼筋混凝土灌注粧 I混凝土11
[0026]縱筋12螺旋箍筋13
[0027]加強鋼筋14水泥土攪拌墻2
[0028]H型鋼 3前排粧冠梁4
[0029]后排墻冠梁 5剛架梁6
[0030]混凝土面層7
【具體實施方式】
[0031]參見圖1-圖6，本發明一種支護基坑側壁的異型雙排粧，包括鋼筋混凝土灌注粧1、水泥土攪拌墻2、H型鋼3、前排粧冠梁4、后排墻冠梁5及剛架梁6，鋼筋混凝土灌注粧I由混凝土 11、縱筋12、螺旋箍筋13及加強鋼筋14組成，縱筋12沿著鋼筋混凝土灌注粧I的長度方向上設置，螺旋箍筋13呈螺旋狀纏繞在縱筋12的外側，加強鋼筋14呈圓形，在鋼筋混凝土灌注粧I的長度方向上按一定間距焊接在縱筋12的內側，形成鋼筋籠，前排粧冠梁4和后排墻冠梁5均為鋼筋混凝土梁，剛架梁6為現澆鋼筋混凝土梁。本實施案例中，型鋼為H型鋼3(型鋼也可以采用工字型鋼等其它型鋼)，水泥土攪拌墻2為由水泥土攪拌粧依次搭接施工形成的連續的墻體(水泥土攪拌墻也可以采用TRD工法施工)，H型鋼3的外表面涂抹完隔離劑后在水泥土攪拌粧的中心位置連續插入。
[0032]鋼筋混凝土灌注粧I在基坑周邊按照預設的間距分布，并與在其頂部連接的前排粧冠梁4組成前排粧，水泥土攪拌粧與前排粧保持一定距離搭接施工形成水泥土攪拌墻2，水泥土攪拌墻2與鋼筋混凝土灌注粧I相平行，在水泥土攪拌粧的中心位置插入預設長度的型鋼3，水泥土攪拌墻2與型鋼3及在水泥土攪拌墻2頂部施工的后排墻冠梁5組成后排墻，前排粧與后排墻通過剛架梁6連接形成異型雙排粧。
[0033]圖1是本發明一種支護基坑側壁的異型雙排粧的剖面圖，本發明一種支護基坑側壁的異型雙排粧的施工方法，其施工步驟如下:
[0034](I)采用機械沿基坑周邊按預設深度鉆孔，然后在此孔中放入由縱筋12、螺旋箍筋13及加強鋼筋14組成的預先制作好的鋼筋籠并灌注混凝土 11，制成鋼筋混凝土灌注粧1，鋼筋混凝土灌注粧I沿基坑周邊按照預設的間距分布；
[0035](2)與鋼筋混凝土灌注粧I保持一定排間距，采用機械施工的方式將水泥土攪拌粧依次搭接形成水泥土攪拌墻2，在H型鋼3的外表面涂抹隔離劑，然后在每根水泥土攪拌粧的中心位置按照預設長度插入H型鋼3，型鋼3的頂部高出預設的后排墻冠梁5的頂部30-50厘米，H型鋼3的長度由計算確定，根據實際需要可小于、等于或大于水泥土攪拌墻的深度；
[0036](3)鑿除鋼筋混凝土灌注粧I頂部的混凝土，鑿除高度為預設的前排粧冠梁4的高度減去5-lOcm的高度范圍，鑿除水泥土攪拌墻2頂部的水泥土，鑿除高度為預設的后排墻冠梁5的高度減去5-lOcm的高度范圍，在后排墻冠梁5高度范圍內的型鋼3四周包裹1-2層塑料薄膜，安裝好前排粧冠梁4、后排墻冠梁5及剛架梁6的模板，綁扎好鋼筋，再整體澆筑混凝土，即完成異型雙排粧的施工；
[0037](4)待異型雙排粧的強度達到設計要求后，開挖基坑范圍內土體直至基坑底部，并同步在前排粧冠梁4底至基坑底范圍內的基坑坑壁施工混凝土面層7。
[0038]由于上述技術方案的運用，與現有的雙排粧技術相比，本發明具有下列顯著優點:
[0039](I)本發明一種支護基坑側壁的異型雙排粧主要由前排粧和后排墻通過剛架梁6連接組成，由于后排墻受力相對較小，采用水泥土攪拌墻2內插入H型鋼3使得后排墻的受力更加合理，強度發揮更加充分，并且節省工程造價；(2)由于H型鋼3四周涂抹有隔離劑，在地下室施工完成后，H型鋼3可以從水泥土攪拌墻2中拔除回收，不僅可以避免形成地下永久障礙物，而且拔除的H型鋼3可以回收重復使用，節約資金和成本；(3)水泥土攪拌墻2為一道連續的地下水泥土墻，可有效阻止基坑外地下水流入基坑，同時起到很好的擋土作用。本發明一種支護基坑側壁的異型雙排粧將基坑支護結構的擋土與止水功能合二為一，既保障工程安全，又不需要單獨施工截水帷幕墻，不僅施工便捷，而且大大縮短工期，節省造價。
[0040]作為本發明的一種優化方案，當水泥土攪拌墻2因止水需要而施工較深時，H型鋼3在滿足擋土支護功能的前提下，可以不用插入到水泥土攪拌墻2的底部，S卩H型鋼3插入長度小于水泥土攪拌墻2深度。
[0041]作為本發明的一種優化方案，當H型鋼3因支護需要而施工較長時，水泥土攪拌墻2在滿足止水功能的前提下，可以不用施工到H型鋼3的底部，S卩H型鋼3插入長度大于水泥土攪拌墻2深度。
[0042]作為本發明的另一種優化方案，如圖7所示，當水泥土攪拌墻2所受彎矩較小時，H型鋼3可以在水泥土粧內間隔插入。
[0043]以上僅是本發明的具體應用范例，對本發明的保護范圍不構成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，或任何對本發明中所述后排墻的施工工藝或分布形式或加勁方式，或任何前排粧與后排墻連接方式，均落在本發明權利保護范圍之內。
【主權項】
1.一種支護基坑側壁的異型雙排粧，包括鋼筋混凝土灌注粧、前排粧冠梁、水泥土攪拌墻、型鋼、后排墻冠梁及剛架梁，其特征在于:所述鋼筋混凝土灌注粧在基坑邊按照預設的間距分布，所述鋼筋混凝土灌注粧的頂部連接有所述前排粧冠梁，所述鋼筋混凝土灌注粧與所述前排粧冠梁連接形成前排粧，所述水泥土攪拌墻按照預設的間距與所述前排粧平行設置，所述水泥土攪拌墻中按預設間距插入預設長度的所述型鋼，所述水泥土攪拌墻頂部連接有所述后排墻冠梁，所述水泥土攪拌墻與所述型鋼及所述后排墻冠梁連接形成后排墻，所述前排粧冠梁與所述后排墻冠梁之間連接有所述剛架梁，所述前排粧與所述后排墻通過所述剛架梁連接形成異型雙排粧。2.根據權利要求1所述的一種支護基坑側壁的異型雙排粧，其特征在于:所述前排粧冠梁和所述后排墻冠梁均為鋼筋混凝土梁。3.根據權利要求1所述的一種支護基坑側壁的異型雙排粧，其特征在于:所述剛架梁為現澆鋼筋混凝土梁或板。4.根據權利要求1所述的一種支護基坑側壁的異型雙排粧，其特征在于:所述水泥土攪拌墻內按照預設的間距和長度插設有型鋼。5.—種應用如權利要求1-4中任一項權利要求所述的支護基坑側壁的異型雙排粧的施工方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)采用機械沿基坑周邊按預設深度鉆孔，然后在此孔中放入預先制作好的鋼筋籠并灌注混凝土，制成鋼筋混凝土灌注粧，鋼筋混凝土灌注粧沿基坑周邊按照預設的間距分布； (2)與鋼筋混凝土灌注粧保持一定排間距，采用機械施工的方式砌筑水泥土攪拌墻，根據設計要求在水泥土攪拌墻中按照預設間距和長度插入外表面涂抹隔離劑的型鋼，型鋼頂部超出預設的后排墻冠梁頂部30-50厘米，型鋼的長度小于、等于或大于水泥土攪拌墻的深度； (3)鑿除鋼筋混凝土灌注粧頂部的混凝土，鑿除高度為預設的前排粧冠梁的高度減去5-lOcm的高度范圍，鑿除水泥土攪拌墻頂部的水泥土，鑿除高度為預設的后排墻冠梁的高度減去5-10cm的高度范圍，安裝好前排粧冠梁、后排墻冠梁及剛架梁的模板，綁扎好鋼筋，再整體澆筑混凝土，即完成異型雙排粧的施工； (4)待異型雙排粧的強度達到設計要求后，開挖基坑范圍內土體直至基坑底部，并同步在前排粧冠梁底至基坑底范圍內的基坑坑壁施工混凝土面層。
【專利摘要】本發明公開一種支護基坑側壁的異型雙排樁及其施工方法，該異型雙排樁包括鋼筋混凝土灌注樁、前排樁冠梁、水泥土攪拌墻、型鋼、后排墻冠梁及剛架梁，所述鋼筋混凝土灌注樁的頂部連接有所述前排樁冠梁，所述鋼筋混凝土灌注樁與所述前排樁冠梁連接形成前排樁，所述水泥土攪拌墻中按預設間距插入預設長度的型鋼，所述水泥土攪拌墻頂部連接有所述后排墻冠梁，所述水泥土攪拌墻與所述型鋼及所述后排墻冠梁連接形成后排墻，所述前排樁與所述后排墻通過所述剛架梁連接形成異型雙排樁。本發明一種支護基坑側壁的異型雙排樁的結構簡單，施工便捷，造價低廉，不受建筑場地紅線和基坑周邊地下設施的限制，且能夠將基坑擋土作用與止水作用合二為一。
【IPC分類】E02D17/04
【公開號】CN105714831
【申請號】CN201610075114
【發明人】涂兵雄, 郭子雄, 賈金青, 俞縉, 蔡燕燕, 劉士雨, 王海濤
【申請人】華僑大學