專利名稱：超深大截面方形支護樁及其施工方法
技術領域：
本發明涉及一種基坑支護技術，特別是一種基坑支護樁及其施工方法。
背景技術：
隨著舊城改造，城市新區的擴張，各個城市的高層建筑大量涌現，建筑高度不斷增力口，根據其構造及使用上的要求，基礎埋深也隨之不斷增深，由此帶來了施工用地緊張、工程地質條件復雜、基坑周邊原有建筑物和市政設施多等一系列問題。如何保證基坑施工的穩定、基坑臨近既有建筑物和市政設施的安全使用，已經成為基礎施工首先要解決的技術問題。目前，我國在基坑支護設計施工技術方面，發展了多種實用的基坑支護方法，而且在設計計算理論方面不斷改進，施工工藝方面不斷完善。排樁支護是基坑支護工程形式的一種，根據不同水文地質條件，其樁型及成孔方 式也不相同，現有的樁型有圓柱形和方形，成孔方式有人工挖孔和機械成孔。關于樁型，現有的方形樁抵抗孔壁側壓力較弱，所以不常使用在支護樁中；關于成孔方式，經常使用的成孔方式都是機械成孔，人工挖孔由于存在許多不安全因素，而且對護壁支護要求嚴格，尤其是超深、截面尺寸大的樁孔，對其護壁要求更高，所以也不常使用。基于上述原因，現有的基坑支護一般都是采用圓柱形支護樁和機械成孔。在地鐵盾構區域旁邊的基坑中，受地鐵盾構區域的影響，地鐵盾構施工與基坑支護施工會產生沖突(基坑支護結構在地鐵盾構區域所處的層面不能打錨索，所以基坑側壁在該處的支護就完全靠支護樁來完成，而普通的支護樁的抗滑能力不夠，如果在地鐵盾構施工的同時，在地鐵盾構區域旁邊挖基坑并進行基坑支護施工，容易出事故)，所以一般都需要等地鐵盾構施工結束以后再進行基坑支護施工，這必然會影響到基坑施工的進度，所以需要改進。
發明內容
本發明的目的是提供一種超深大截面方形支護樁及其施工方法，要解決在地鐵盾構區域的旁邊進行基坑支護施工時，地鐵盾構施工與基坑支護施工會產生沖突的技術問題。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案一種超深大截面方形支護樁，設置在基坑靠地鐵盾構區域的一側，其特征在于該超深大截面方形支護樁的截面長度為2. 6米 3. 6米，截面寬度為2. O米 3. O米，深度為40. O米 45. O米；該超深大截面方形支護樁包括樁孔護壁和樁芯，樁孔護壁和樁芯均為現澆鋼筋混凝土結構，并且樁孔護壁是由一段一段的方形護筒拼接而成的，方形護筒的內側面為由下向上朝樁芯傾斜的斜面，在上下兩段方形護筒的接縫處、下層方形護筒的上端面靠樁芯一側設有凸臺，凸臺與方形護筒之間的縫隙處填有由水玻璃和水泥漿組成的雙漿液體。所述方形護筒中的護壁鋼筋由雙層豎筋和雙層箍筋組成，并且上一段的方形護筒中的雙層豎筋的下端插在與之相鄰的下一段的方形護筒中。
所述樁芯中的樁芯鋼筋籠由設在樁芯靠近基坑一側和遠離基坑一側的雙層豎向通常主筋、位于樁芯左右兩側的單層豎向構造主筋、以及水平箍筋組成。一種上述超深大截面方形支護樁的施工方法，其特征在于施工步驟如下步驟一、結合勘察資料，在方樁開挖區域，進行軟弱土層加固；步驟二、定位方樁；步驟三、采用人工掘進I. O米深的樁孔，在樁孔中安裝護壁鋼筋，并采用內支撐法安裝樁孔護壁模板，再次校正護壁鋼筋；步驟四、澆筑護壁混凝土 ；步驟五、當護壁混凝土的強度達到要求后，拆除樁孔護壁模板；步驟六、不斷重復步聚三至步聚五，繼續向下掘進，直至掘進到設計深度，并報監理做成孔驗收，在整個掘進過程中，上下樁孔護壁模板的接口部位采用由水玻璃和水泥漿組成的雙槳液體進行護壁止水，在掘進的同時，還進行樁芯鋼筋籠的主筋機械套絲和水平箍筋制作；步驟七、成孔驗收后，在樁孔內吊放樁芯鋼筋籠；步驟八、采用回灌法，將樁孔內注滿水，避免相鄰樁孔澆筑混凝土時，因側壓力造成樁孔垮塌；步驟九、采用水下澆筑，燒筑樁芯混凝土。所述步驟七中，吊放樁芯鋼筋籠的具體步驟是步驟a、在樁孔旁邊搭設鋼管腳手架，作為樁芯鋼筋籠的安裝操作平臺；步驟b、在安裝操作平臺上制作第一節樁芯鋼筋籠； 步驟C、采用吊車將第一節樁芯鋼筋籠放入樁孔內，并保證第一節樁芯鋼筋籠的上端部外露井口 2. O米高，該外露的上端部作為連接部位與加厚鋼管連接，第一節樁芯鋼筋籠通過加厚鋼管架空在樁孔上；步驟d、在安裝操作平臺上繼續制作第二節樁芯鋼筋籠；步驟e、采用吊車吊放第二節樁芯鋼筋籠，即先用吊車將第二節樁芯鋼筋籠吊放至第一節樁芯鋼筋籠的正上方，用直螺紋套筒將第二節樁芯鋼筋籠中的主筋與第一節樁芯鋼筋籠中的主筋連接，然后斷開第一節樁芯鋼筋籠與加厚鋼管的連接，用吊車將第二節樁芯鋼筋籠和第一節樁芯鋼筋籠下沉至樁孔中，使第二節樁芯鋼筋籠的上端部外露井口 2. O米高，該外露的上端部作為連接部位與加厚鋼管連接，第二節樁芯鋼筋籠通過加厚鋼管架空在樁孔上；步驟f、依次類推，不斷重復步驟d和步驟e，直至樁芯鋼筋籠達到設計長度為止。所述步驟三中，采用內支撐法安裝樁孔護壁模板的具體步驟是，在樁孔護壁模板的拉桿孔位置安裝水平槽鋼，即用螺母和拉結螺桿將水平槽鋼固定在拉桿孔中，使水平槽鋼與樁孔護壁模板緊貼；然后在水平槽鋼之間設置十字交錯的絲桿，絲桿通過螺紋連接在絲桿端部的內螺紋套筒頂緊水平槽鋼，用絲杠支撐加固，利用內螺紋套筒調節絲杠長度，使絲杠頂緊槽鋼，以滿足尺寸要求，并固定牢固，所有的水平槽鋼、絲桿、內螺紋套筒、螺母和拉結螺桿組成了穩固的樁孔護壁模板內支撐體系。所述步驟四中，護壁混凝土的燒筑為分層連續燒筑,每層控制在200mm 400mm。所述步驟九中，樁芯混凝土的澆筑為連續澆筑，間歇時間不大于I小時，防止斷樁。與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果本發明應用在與地鐵盾構區域相鄰的的大基坑中，所述的支護樁是一種超深且截面超大的方形支護樁，這種支護樁雖然是方形，但是抗滑能力非常大，也就是抵抗孔壁側壓力的能力非常強，所以采用這種支護樁以后，基坑支護施工和地鐵盾構施工不再會產生沖突，基坑支護施工可以與地鐵盾構交錯進行，大大節約了基坑支護的施工工期。本發明所述的支護樁的施工方法完全能夠保證樁孔護壁的施工質量，并且，該施工方法雖然為人工挖孔，但是卻完全可以保證人工挖孔的安全，此外，在整個施工過程中，樁孔護壁的支護操作非常簡單、方便，所以能夠更好更安全地加快成孔速度，節約周轉材料。
下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。圖I是超深大截面方形支護樁設置在基坑中的結構示意圖。圖2是圖I中A-A剖面的示意圖。圖3是超深大截面方形支護樁的結構示意圖。 圖4是樁孔護壁上支設樁孔護壁內支撐體系的示意圖。圖5是粧芯中的粧芯鋼筋籠的不意圖。圖6是圖6中B-B剖面的示意圖。圖7是樁孔護壁中的護壁鋼筋的示意圖。圖8是圖8中C-C剖面的示意圖。附圖標記1 一超深大截面方形支護樁、2 —樁孔護壁、3 —方形護筒、4 一斜面、5 一凸臺、6 —護壁鋼筋、7 —樁芯、8 —樁芯鋼筋籠、9 一基坑、10 —地鐵盾構區域、11 一擬建地下室外墻、12 —鋼筋砼腰梁、13 —錨索、14 一腰梁立柱、15 —雙排旋噴止水帷幕、16 —地下管網、17 —水平槽鋼、18 —絲桿、19 一內螺紋套筒、20 —雙漿液體、21 —樁孔護壁模板。
具體實施例方式實施例參見圖1-3所示，這種超深大截面方形支護樁1，設置在基坑9靠地鐵盾構區域10的一側。該超深大截面方形支護樁I的截面長度a為2. 6米 3. 6米，截面寬度b為2. O米 3. O米，深度c為40. O米 45. O米。該超深大截面方形支護樁I包括樁孔護壁2和樁芯7，樁孔護壁2和樁芯7均為現澆鋼筋混凝土結構，并且樁孔護壁2是由一段一段的方形護筒3拼接而成的，方形護筒的內側面為由下向上朝樁芯傾斜的斜面4。參見圖3、圖4，在上下兩段方形護筒的接縫處、下層方形護筒的上端面靠樁芯一側設有凸臺5，凸臺5與方形護筒3之間的縫隙處填有由水玻璃和水泥漿組成的雙漿液體20，雙漿液體20起護壁止水作用。參見圖2、圖5、圖6，所述方形護筒中的護壁鋼筋6由雙層豎筋6. I和雙層箍筋6. 2組成，并且上一段的方形護筒中的雙層豎筋6. I的下端插在與之相鄰的下一段的方形護筒中。參見圖2、圖7、圖8，所述樁芯中的樁芯鋼筋籠8由設在樁芯靠近基坑一側和遠離基坑一側的雙層豎向通常主筋8. 2、位于樁芯左右兩側的單層豎向構造主筋8. I、以及水平箍筋8. 3組成。上述超深大截面方形支護樁的施工方法，其施工步驟如下。步驟一、結合勘察資料，在方樁開挖區域，進行軟弱土層加固(主要加固回填土、含砂層、含水層)。步驟二、定位方樁。步驟三、采用人工掘進I. O米深的樁孔(一般為lm，流沙層為O. 5m)，在樁孔中安裝護壁鋼筋，并采用內支撐法安裝樁孔護壁模板21，再次校正護壁鋼筋。參見圖4，本實施例中，在樁孔護壁模板的拉桿孔位置安裝水平槽鋼17 (上下間距兩道)，即用螺母和拉結螺桿將水平槽鋼17固定在拉桿孔中，使水平槽鋼17與樁孔護壁模板緊貼；然后在水平槽鋼17之間設置十字交錯的絲桿18(短向三道，長向五道)，絲桿18通過螺紋連接在絲桿端部的內螺紋套筒19頂緊水平槽鋼17，用絲杠支撐加固，利用內螺紋套筒調節絲杠長度，使絲杠頂緊槽鋼，以滿足尺寸要求，并固定牢固，所有的水平槽鋼17、絲桿18、內螺紋套筒19、螺母和拉結螺桿組成了穩固的樁孔護壁模板內支撐體系。在其它實施例中，也可以采用其他形式的樁孔護壁模板內支撐體系。步驟四、澆筑護壁混凝土，護壁混凝土的澆筑為分層人工連續澆筑，每層控制在200mm 400mm,并插搗密實。步驟五、當護壁混凝土的強度達到要求后，拆除樁孔護壁模板。步驟六、不斷重復步聚三至步聚五，繼續向下掘進，直至掘進到設計深度，并報監理做成孔驗收，在整個掘進過程中，上下樁孔護壁模板的接口部位采用由水玻璃和水泥漿 組成的雙槳液體進行護壁止水，在掘進的同時，還進行樁芯鋼筋籠的主筋機械套絲和水平箍筋制作。步驟七、成孔驗收后，在樁孔內吊放樁芯鋼筋籠。步驟八、采用回灌法，將樁孔內注滿水，避免相鄰樁孔澆筑混凝土時，因側壓力造成樁孔垮塌。步驟九、采用水下澆筑，澆筑樁芯混凝土，樁芯混凝土的澆筑為連續澆筑，間歇時間不大于I小時，防止斷樁。所述步驟七中，吊放樁芯鋼筋籠的具體步驟是步驟a、在樁孔旁邊搭設10米高的鋼管腳手架，作為樁芯鋼筋籠的安裝操作平臺；步驟b、在安裝操作平臺上制作第一節樁芯鋼筋籠，其主筋的長度12米，分節焊接箍筋、加勁筋；步驟C、采用吊車將第一節樁芯鋼筋籠放入樁孔內，并保證第一節樁芯鋼筋籠的上端部外露井口 2. O米高，該外露的上端部作為連接部位與加厚鋼管連接，第一節樁芯鋼筋籠通過加厚鋼管架空在樁孔上；步驟d、在安裝操作平臺上繼續制作第二節樁芯鋼筋籠；步驟e、采用吊車吊放第二節樁芯鋼筋籠，即先用吊車將第二節樁芯鋼筋籠吊放至第一節樁芯鋼筋籠的正上方，用直螺紋套筒將第二節樁芯鋼筋籠中的主筋與第一節樁芯鋼筋籠中的主筋連接，然后斷開第一節樁芯鋼筋籠與加厚鋼管的連接，用吊車將第二節樁芯鋼筋籠和第一節樁芯鋼筋籠下沉至樁孔中，使第二節樁芯鋼筋籠的上端部外露井口 2. O米高，該外露的上端部作為連接部位與加厚鋼管連接，第二節樁芯鋼筋籠通過加厚鋼管架空在樁孔上；步驟f、依次類推，不斷重復步驟d和步驟e，直至樁芯鋼筋籠達到設計長度為止。本發明的施工重點和難點超深大截面方形支護樁施工為人工開挖成孔，且位于地鐵盾構旁，其重點難點為護壁模板支設，成孔尺寸的保證；孔內護壁止水；超長方形鋼筋籠如何加工、制作、安裝且防止變形。
權利要求
1.一種超深大截面方形支護樁(1)，設置在基坑(9)靠地鐵盾構區域(10)的一側，其特征在于該超深大截面方形支護樁(I)的截面長度(a)為2. 6米 3. 6米，截面寬度(b)為2. O米 3. O米，深度(c)為40. O米 45. O米，該超深大截面方形支護樁(I)包括樁孔護壁(2 )和樁芯(7 )，樁孔護壁(2 )和樁芯(7 )均為現澆鋼筋混凝土結構，并且樁孔護壁(2 )是由一段一段的方形護筒(3)拼接而成的，方形護筒的內側面為由下向上朝樁芯傾斜的斜面(4)，在上下兩段方形護筒的接縫處、下層方形護筒的上端面靠樁芯一側設有凸臺(5)，凸臺(5)與方形護筒(3)之間的縫隙處填有由水玻璃和水泥漿組成的雙漿液體(20)。
2.根據權利要求I所述的超深大截面方形支護樁，其特征在于所述方形護筒中的護壁鋼筋(6)由雙層豎筋(6. I)和雙層箍筋(6. 2)組成，并且上一段的方形護筒中的雙層豎筋(6. I)的下端插在與之相鄰的下一段的方形護筒中。
3.根據權利要求I所述的超深大截面方形支護樁，其特征在于所述樁芯中的樁芯鋼筋籠(8)由設在樁芯靠近基坑一側和遠離基坑一側的雙層豎向通常主筋(8. 2)、位于樁芯左右兩側的單層豎向構造主筋(8.1)、以及水平箍筋(8. 3 )組成。
4.一種上述權利要求I中所述的超深大截面方形支護樁的施工方法，其特征在于施工步驟如下 步驟一、結合勘察資料，在方樁開挖區域，進行軟弱土層加固； 步驟二、定位方樁； 步驟三、采用人工掘進I. O米深的樁孔，在樁孔中安裝護壁鋼筋，并采用內支撐法安裝樁孔護壁模板，再次校正護壁鋼筋； 步驟四、澆筑護壁混凝土 ； 步驟五、當護壁混凝土的強度達到要求后，拆除樁孔護壁模板； 步驟六、不斷重復步聚三至步聚五，繼續向下掘進，直至掘進到設計深度，并報監理做成孔驗收，在整個掘進過程中，上下樁孔護壁模板的接口部位采用由水玻璃和水泥漿組成的雙槳液體進行護壁止水，在掘進的同時，還進行樁芯鋼筋籠的主筋機械套絲和水平箍筋制作； 步驟七、成孔驗收后，在樁孔內吊放樁芯鋼筋籠； 步驟八、采用回灌法，將樁孔內注滿水，避免相鄰樁孔澆筑混凝土時，因側壓力造成樁孔垮塌； 步驟九、采用水下澆筑，澆筑樁芯混凝土。
5.根據權利要求4所述的超深大截面方形支護樁的施工方法，其特征在于所述步驟七中，吊放樁芯鋼筋籠的具體步驟是 步驟a、在樁孔旁邊搭設鋼管腳手架，作為樁芯鋼筋籠的安裝操作平臺； 步驟b、在安裝操作平臺上制作第一節樁芯鋼筋籠； 步驟C、采用吊車將第一節樁芯鋼筋籠放入樁孔內，并保證第一節樁芯鋼筋籠的上端部外露井口 2. O米高，該外露的上端部作為連接部位與加厚鋼管連接，第一節樁芯鋼筋籠通過加厚鋼管架空在樁孔上； 步驟d、在安裝操作平臺上繼續制作第二節樁芯鋼筋籠；步驟e、采用吊車吊放第二節樁芯鋼筋籠，即先用吊車將第二節樁芯鋼筋籠吊放至第一節樁芯鋼筋籠的正上方，用直螺紋套筒將第二節樁芯鋼筋籠中的主筋與第一節樁芯鋼筋籠中的主筋連接，然后斷開第一節樁芯鋼筋籠與加厚鋼管的連接，用吊車將第二節樁芯鋼筋籠和第一節樁芯鋼筋籠下沉至樁孔中，使第二節樁芯鋼筋籠的上端部外露井口 2. O米高，該外露的上端部作為連接部位與加厚鋼管連接，第二節樁芯鋼筋籠通過加厚鋼管架空在樁孔上； 步驟f、依次類推，不斷重復步驟d和步驟e，直至樁芯鋼筋籠達到設計長度為止。
6.根據權利要求4所述的超深大截面方形支護樁的施工方法，其特征在于所述步驟三中，采用內支撐法安裝樁孔護壁模板的具體步驟是，在樁孔護壁模板的拉桿孔位置安裝水平槽鋼(17)，即用螺母和拉結螺桿將水平槽鋼(17)固定在拉桿孔中，使水平槽鋼(17)與樁孔護壁模板緊貼；然后在水平槽鋼(17)之間設置十字交錯的絲桿(18)，絲桿(18)通過螺紋連接在絲桿端部的內螺紋套筒(19)頂緊水平槽鋼(17)，用絲杠支撐加固，利用內螺紋套筒調節絲杠長度，使絲杠頂緊槽鋼，以滿足尺寸要求，并固定牢固，所有的水平槽鋼(17)、絲桿(18)、內螺紋套筒(19)、螺母和拉結螺桿組成了穩固的樁孔護壁模板內支撐體系。
7.根據權利要求4所述的超深大截面方形支護樁的施工方法，其特征在于所述步驟四中，護壁混凝土的燒筑為分層連續燒筑，每層控制在200mm 400mm。
8.根據權利要求4所述的超深大截面方形支護樁的施工方法，其特征在于所述步驟九中，樁芯混凝土的澆筑為連續澆筑，間歇時間不大于I小時，防止斷樁。
全文摘要
一種超深大截面方形支護樁及其施工方法，設置在基坑靠地鐵盾構區域的一側，該超深大截面方形支護樁包括樁孔護壁和樁芯，樁孔護壁和樁芯均為現澆鋼筋混凝土結構，并且樁孔護壁是由一段一段的方形護筒拼接而成的，方形護筒的內側面為由下向上朝樁芯傾斜的斜面，在上下兩段方形護筒的接縫處、下層方形護筒的上端面靠樁芯一側設有凸臺，凸臺與方形護筒之間的縫隙處填有由水玻璃和水泥漿組成的雙漿液體。該超深大截面方形支護樁的抗滑能力大，所以采用這種支護樁以后，基坑支護施工和地鐵盾構施工不再會產生沖突，基坑支護施工可以與地鐵盾構交錯進行，大大節約了基坑支護的施工工期。
文檔編號E02D17/02GK102828506SQ201210333739
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月11日 優先權日2012年9月11日
發明者鄧江權, 石立國, 張茅, 馮金波, 余德浩 申請人:中國建筑第二工程局有限公司