装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法专利检索-钢筋增强材料建筑材料专利检索查询-专利查询网

装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法

阅读：184发布：2024-02-24

专利汇可以提供装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法，板桩是由预制钢筋混凝土板桩和型钢桩组成；预制板桩为预应力高强钢筋混凝土构件，断面形状分为空腹T形、矩形和H形；预制板桩最大长度15米，宽度不大于2.5米；板桩沿轴向—接长采用每根钢筋的等强机械连接接头；预制板桩作为地下结构的外墙承载地层压力，并与内衬墙组合成地下结构的外墙；板桩按一定的间隔植入到地层中，装配成离散式排桩围护结构；在两个板桩之间插入一根两侧有U型槽的板桩，装配成相互咬合的连续墙式围护结构；这样装配的基坑围护结构具有绿色、环保和安全可靠的社会价值，同时能降低造价和缩短工期，具有重大的经济价值。，下面是装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法，其特征是，板桩是由预制钢筋混凝土板桩和型钢桩组成；预制板桩为预应力高强钢筋混凝土构件，断面形状分为空腹T形、矩形和H形；预制板桩尺寸按标准化模数设计，最大长度15米，宽度不大于2.5米，厚度不大于1.5米，端面布置有标准化机械接头连接件；板桩沿轴向接长采用每根主筋的等强机械连接接头，混凝土接触面和连接件内间隙用流态的树脂粘合剂充填并固化；预制板桩作为地下结构外墙承载地层压力，与内衬墙组合成地下结构的外墙；型钢桩为H型钢桩和钢管型桩；板桩按一定的间隔植入到地层中，装配成离散式排桩围护结构；在两个板桩之间插入一根两侧有U型槽的板桩，装配成相互咬合的连续墙式围护结构；植入方法根据地层的类型分为二种，第一种是直接植入到经搅拌喷射成流态的固化土体中，第二种是通过机械引孔后插入到充填有流态自凝固化土的孔槽中；在板桩的顶部设置预制钢筋混凝土冠梁或H型钢冠梁，形成整体结构；型钢桩在植入时涂有减摩剂，在基坑回填后能拔出、回收再利用。
2.根据权利要求1所述的装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法，其特征是，预制板桩的空腔制作采用气囊加压产生支模作用力立模，拆模时先释放气压，然后拆除腹腔模板。
3.根据权利要求1所述的装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法，其特征是，预制板桩之间的间隙是由流态自凝固化土充填的，由搅拌桩或旋喷桩施工技术形成的，并与预制板桩粘合成整体。
4.根据权利要求1所述的装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法，其特征是，自凝流态土体是基坑围护结构位置的原位土经开孔置换掺入固化剂混合形成的流态土体。
5.根据权利要求1所述的装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法，其特征是，预制冠梁为钢筋混凝土构件，截面呈矩形，在梁平面上分布有板桩断面形状并贯穿梁身的安装孔，板桩通过安装孔插入到位，预制冠梁上的安装孔同时作为板桩的导向孔，板桩顶面高于冠梁上平面0.5m以上，在安装孔与板桩之间的间隙内灌实混凝土；预制冠梁通过两端连接榫接头形成整体，接头位置的下部连接榫中预埋连接螺母，上部连接榫中留置连接孔，利用螺栓将上下部连接榫连接越来；在接头部位也可以用型钢作连接加强构件。
6.根据权利要求1所述的装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法，其特征是，装配成板桩连续墙的结构是通过接触位置的倾斜面相互咬合的，在接触位置中预埋有旋喷注浆管，注浆管材料为塑料管，高压旋喷时能穿透管壁，在两根板桩咬合的接缝之间形成密实止渗体。
7.根据权利要求1所述的装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法，其特征是，包括以下步骤：
第一步，当地层软弱时，在围护桩位上采用旋喷、搅拌、双轮铣削搅拌或TRD搅拌方法施工形成流态固化土体；当地层较硬时，应采用旋挖机、成槽机或钻机在桩位开孔开槽，内部充有流态自凝固化土体；
第二步，安装预制冠梁
将预制冠梁吊放进已完成流态固化土体施工的孔槽上部，冠梁上的预留孔位应与植入桩位对应，并通过地面安放的挑梁和调节螺栓定位固定；
第三步，植入板桩与轴向接长
将板桩吊放到冠梁的位置，安装到预制冠梁预留的安装孔中，通过自重、振动捶或压桩机，克服阻力植入到围护桩的位置。预制板桩通过机械连接接头进行拼接，型钢桩是通过焊接法接长的，拼接后继续植入到设计位置；为使植入的板桩保持较高的垂直度，设置一个定位夹持架，架高不小于5米，板桩吊入到定位夹持架后，能自动调整其垂直度，并与下部的导向架一起定位。
第四步，在板桩与预制冠梁连接处空间内灌实混凝土
预制冠梁先安装时，通过在预制冠梁预留安装孔的孔壁处粘贴隔离塑料膜，使得冠梁预留孔中的固化土方便清除，然后用细石混凝土将预制冠梁与排板桩之间的空间灌实。
8.根据权利要求1所述的装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法，其特征是，预制板桩内侧沿内支撑的腰梁位置和与地下室外墙、底板及顶板位置预埋有锚固连接的套筒，与地下室外墙、底板及顶板中的钢筋连接。
9.根据权利要求1所述的装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法，其特征是，在预制板桩内侧墙面先找平并涂刷砂浆后铺设防水层，然后在内侧砌筑内衬墙，并与预制板桩中预埋的接驳套筒连接成两墙合一。
10.根据权利要求1所述的装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法，其特征是，板桩之间的土层采用档板支挡，档板分别嵌入到板桩的两侧翼缘内或与板面连接；档板分为挂网混凝土喷层和胶合板；在挡板中设置有固定钉和泄水孔。

说明书全文

装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及土木工程技术领域，具体来说是一种排桩，通过植入方法装配成深基坑围护结构，并作为地下室外墙使用。

背景技术

[0002] 基坑工程中的排桩或连续墙围护结构，主要为现浇混凝土灌注桩和水下混凝土浇筑连续墙。现浇混凝土围护结构，在地下空间建设中现已被广泛地应用。由于成孔、成槽及护壁中产生大量泥浆，孔壁及槽壁的不稳定和水下混凝土浇筑质量难以保证等原因，对基坑的安全与环境的损害已越来越被严重。

[0003] 灌注桩用作深基坑围护桩结构，在各类地下建设工程中应用量非常大，仅上海地区每年使用的这类灌注桩量就达到近千万立方米。随着市政工程、轨道交通、高层建筑和地下空间开发量的不断加大，灌注桩的用量将越来越大。

[0004] 目前灌注桩施工工艺中旋挖钻、正循环回转钻、反循回转钻、潜水钻、冲抓锤、冲击锤成孔、成槽机成槽施工方法均需要在泥浆护壁的条件下进行，从施工工艺可看出，此类泥浆护壁型灌注桩施工技术的主要缺点如下：

[0005] (1)使用泥浆护壁，泥浆主要以膨润土作为制浆原料，加三聚磷酸钠作为分散剂形成胶体，在钻孔壁上形成一定厚度的泥皮保护孔壁稳定；

[0006] (2)成孔过程产生大量泥浆：钻孔过程中钻头将钻孔内的土、岩破碎形成浆液。因此，在钻孔过程中将产生大量的泥浆。目前有些地方采用旋挖机代替回转钻机成孔，可以适当减少泥浆的生成量，但其它工艺技术基本相同；

[0007] (3)泥浆处理困难，由于这些泥浆中含一定量的化学分散剂属于胶体浆，外运和处理的成本较高，这种泥浆对环境的污染是较严重的；

[0008] (4)控制泥浆的质量很重要，如泥浆比重控制不好，将会导致塌孔、缩径等问题，从而影响成灌注桩的成桩质量。

[0009] (5)钢筋笼定位难，钢筋笼是分段吊装至钻孔中，并焊接在一起，对钢筋保护层的控制难度大，钢筋笼放置偏差大将对灌注桩基的承载力产生不利影响。

[0010] (7)水下混凝土的浇筑的质量是保证灌注桩承载力的关键技术，对导管上提速度和浇灌混凝土速度的匹配较难，易造成断桩、夹泥等问题。

[0011] 显然，现行的泥浆护壁型灌注桩施工技术决定了该技术对环境的严重影响，施工工效之低和劳动强度之大难以改变。

[0012] 由于是水下现浇混凝土，成型的质量受成孔或成槽的稳定性影响较大，开挖后出现混凝土面凹凸情况比较严重，用作地下室的外墙，形成二墙合一或桩墙合一，对混凝土桩或墙表面修整量很大，此外，标高定位的不准确，使预埋的钢筋连接套筒无法使用，增加了较大的工程成本。

[0013] 目前，在基坑围护结构中所采用的主要有工字形截面预制板桩或矩形板桩，大部分仍在施工现场预制，质量难以保证。此外，这类预制板桩的长度是按基坑开挖深度要求确定，采用的单节桩，没有形成标准化长度和高强快速接头，导致运输和吊装困难重重，增加大量施工成本。由于单根板桩的长度较长，重量较大，运输和吊装成本高，加之截面的实体率高，植入时排土排浆量大，施工安装困难等原因限制其推广应用。

[0014] 因此，工程界亟需寻找一种装配式植入排桩，既能克服传统围护排桩和地下连续墙存在的缺陷，又能降低造价，加快施工速度，保护我们的环境，实现文明施工。

发明内容

[0015] 本发明所要解决的技术问题在于，克服现有排桩结构断面受力不合理、施工周期长、造价高、板桩运输与吊装和安装困难等不足，提供一种新型的装配式植入板桩围护结构及其施工方法。

[0016] 为达到上述目的，本专利采用的技术方案是：

[0017] 所述的装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法，其排桩是由预制钢筋混凝土板桩和型钢桩组成；预制板桩为预应力高强钢筋混凝土构件，断面形状分为空腹T形、矩形和H型，预制板桩的最大长度为15米和宽度不超过2.5米，以便于公路运输。

[0018] 所述的预制板桩需沿长度方向接长，采用的是每根钢筋的等强机械连接接头，混凝土接触面和连接件内间隙用流态的环氧树脂粘合剂充填并固化；预制板桩作为地下结构的外墙承载地层压力，并与内衬墙组合成地下结构的外墙；型钢桩为H型钢桩和钢管型桩；排桩按一定的间隔植入到地层中，装配成离散式排桩围护结构；植入方法是根据地层的类型分为二种，第一种是直接植入到经搅拌加固土体中，第二种是通过机械引孔后插入到回填孔内的自凝流态土体中；在排桩的顶部设置预制钢筋混凝土冠梁或H型钢冠梁，形成整体结构；型钢桩在植入时涂有减摩剂，在基坑回填后能拔出、回收再利用。

[0019] 所述的预制板桩的空腔制作采用气囊加压产生支模作用力立模，拆模时先释放气压，然后拆除腹腔模板。

[0020] 所述的预制板桩之间的间隙是由固化土充填的，固化土是由搅拌桩或旋喷桩施工技术形成的，并与预制板桩结合成连续墙体。

[0021] 所述自凝流态土体是基坑围护结构位置的原位土经钻孔置换掺入固化剂混合形成的流态土体。

[0022] 所述的预制冠梁为钢筋混凝土构件，截面呈矩形，在梁平面上分布有排桩断面形状并贯穿梁身的安装孔，排桩通过安装孔插入到位，预制冠梁上的安装孔同时作为排桩的导向孔，排桩顶面高于冠梁上平面0.5m以上，在安装孔与排桩之间的间隙内灌实混凝土；预制冠梁通过两端连接榫接头形成整体，接头位置的下部连接榫中预埋连接螺母，上部连接榫中留置连接孔，利用螺栓将上下部连接榫连接越来；在接头部位也可以用型钢作连接加强构件。

[0023] 所述的装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法，包括以下步骤：

[0024] 第一步，在围护桩位上采用旋喷、搅拌、双轮铣削搅拌或TRD搅拌方法施工形成流态固化土体；当地层较硬时，应采用旋挖机或钻机在桩位引孔后回填自凝流态土体；

[0025] 第二步，安装预制冠梁

[0026] 将预制冠梁吊放进已完成流态固化土体施工的沟槽内，安装到预定位置，并通过地面安放的挑梁和调节螺栓定位固定；

[0027] 第三步，植入排桩桩和现场接长

[0028] 将排桩吊放到冠梁的位置，安装到预制冠梁预留的安装孔中，通过自重、振动捶或压桩机，克服阻力植入到围护桩的位置。预制板桩通过机械连接接头进行拼接，型钢桩是通过焊接法接长的，拼接后继续植入到设计位置；

[0029] 第四步，在排桩与预制冠梁连接处空间内灌实混凝土

[0030] 预制冠梁先安装时，通过在预制冠梁预留安装孔的孔壁处粘贴隔离塑料膜，使得冠梁预留孔中的固化土方便清除，然后用细石混凝土将预制冠梁与排板桩之间的空间灌实。

[0031] 所述的预制板桩内侧沿内支撑的腰梁位置和与地下室外墙连接处预埋有锚固连接的螺母。

[0032] 所述的在预制板桩内侧墙面先找平并粉刷砂浆后铺设防水层，然后在内侧砌筑内衬墙，并与预制板桩中预埋的螺母连接件连接形成两墙合一。

[0033] 所述的排桩之间的原状土层采用模板支挡，模板分别嵌入到排桩的两侧翼缘内；通过在模板之间增加加劲梁或钉入钢钉来固定和提高挡土模板的刚度。

[0034] 本发明现场施工可操作性强、构件装配化程度高、作业效率高，能够保证结构的整体性和施工质量，降低工程造价，工程实施效果良好。附图说明

[0035] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

[0036] 图1预制混凝土桩与地下室内衬墙连接形成桩墙合一的结构

[0037] 图2机械连接件接头大样

[0038] 图3预制钢筋混凝土桩的轴向接长与安装台座

[0039] 图4钻孔内植矩形桩示意图

[0040] 图5钻孔内植H型桩示意图

[0041] 图6钻孔内植T型桩示意图

[0042] 图7带矩形孔冠梁

[0043] 图8带H型孔冠梁

[0044] 图9带T型孔冠梁

[0045] 图10钻孔内植矩形桩离散式围护结构平面图

[0046] 图11钻孔内植H型桩离散式围护结构平面图

[0047] 图12钻孔内植T型桩离散式围护结构平面图

[0048] 图13槽内植入空腹T型桩与实心T型桩咬合连续墙围护结构平面图

[0049] 图14槽内植入空腹T型桩与空腹侧向U型桩咬合连续墙围护结构平面图[0050] 图15连续墙转角处相互咬合围护结构平面图

[0051] 图中：1—预制板桩，11—空腹T型预制板桩，12—空腹两侧带U型槽预制板桩，13—实心T型预制板桩，14—转角预制板桩，15—H型板桩，16—上节预制板桩，17—下节预制板桩，18—空腹矩形板桩，19—塑料注浆管，2—机械连接接头，21—受力主筋，22—高强粘结剂，23—预埋锁套筒，24—连接螺锁栓，25—钢筋接驳连接，26—卡片，27—弹簧，3—岩土体，31—预引桩孔，32—预成槽，33—流态自凝固化土体，34—挡土板，35—固定钉，4—预制冠梁，41—预留桩位，5—地下室内衬墙，51—防水层，52—地下室底板，53—地下室顶板，6—安装台座，61—下节桩夹具，62—上节桩夹具，63—轴向加压装置，64—吊车，65—吊钩，
66—振动锤。

具体实施方式

[0052] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

[0053] 实例一、预制板桩作地下室外墙一部分的桩墙合一式地下室结构

[0054] 从图1可看出，预制板桩1与冠梁4装配成的基坑围护结构，用作地下室外墙的一部分，在预制板桩1不同位置有预埋有钢筋接驳连接套筒25，实现与地下室的底板52的钢筋及内衬墙5中的钢筋连接成整体。当基坑内的岩土体3挖除后，铲除预制板桩1内侧的固化土体33及板桩间的岩土体3，并用水泥砂浆补平；清理在预制板桩1上的预埋螺孔25，并与地下室底板52钢筋、内衬墙5及地下室顶板53中的钢筋相连；然后在水泥砂浆补平层和预制板桩1面上贴防水层51；最后，现浇地下室底板52钢筋、内衬墙5及地下室顶板53，与预制板桩1形成整体外墙，装配成桩墙合一的地下室结构。

[0055] 实例二、预制板桩的植入及其沿轴向接长的方法

[0056] 图3所示为预制板桩的植入的安装台座6是由下节桩夹具61、上节桩夹具62、轴向加压装置63、吊车64，振动锤65等组成。从图3中可以看出，在预成孔31或预成槽32内，充填有流态自凝固化土体33，将安装台座6装配到植入板桩1的位置上，第一节板桩1由吊车64吊入到台座6的上、下夹具61和62内，通过夹具调整其垂直度和位置，确保板桩1的植入垂直度不小于1/300，通过板桩1的自重和台座6上的轴向加压装置63辅助，将板桩1植入到预成孔31或预成槽32内。

[0057] 当板桩1的上端靠近台座6下部夹具61时，自动开启下部夹具61锁住板桩1，松开吊车64的吊钩66。用吊车重新吊入板桩1作为上节板桩16进入台座6的夹具62内，定位和调整垂直度。并在上节板桩16的端面安装连接螺锁栓24，在上节板桩17的上端面涂上流态高强树脂22，将连接螺锁栓24对准预埋锁套筒23，实现受力主筋21的机械连接。连接件为机械式螺锁结构，通过螺杆24、套筒23、卡片26及弹簧27等实现机械式弹卡连接，如图2所示。

[0058] 实例三、预开孔(槽)植入板桩与桩间土支挡方法

[0059] 将预制板桩1插入到基坑围护桩位置上，当岩土体较硬时，需要预成孔31，成孔直径大于预制板桩1的最大尺寸并外放50mm，开挖到位后，将孔内的泥浆和渣土用水泥浆搅拌均匀，一方面为了支护孔壁，另一方面形成固化土33，在预开孔31中植入的板桩1主要有：空腹T型预制板桩11、H型板桩15和空腹矩形板18，如图4、5和6所示。

[0060] 针对不同的板桩1的断面型式，使用的冠梁4中预留了不同型式的孔41，如图7、8和9所示。

[0061] 接下来，放入冠梁4。在冠梁4中的预留孔42对准预成孔31位置，吊入预制板桩1从预留孔42的导向中插入到桩位中。

[0062] 当预制板桩1顶部高于冠梁4平面500mm时固定，然后将预制板桩1与冠梁4之间的间隙用微膨胀水泥砂浆填实即可。

[0063] 分层开挖基坑土体3，将预制板桩1之间的土体3修整平，同时用挡土板34两端嵌入到预制板桩1的两翼中，形成挡土结构。当桩间土3较弱或水平长度较大时，在挡土板34的中间加土钉35固定，离散式板桩组成的基坑围护结构如图10、11、12所示。

[0064] 当基坑回填完成后，用液压千斤顶连接外露的钢板桩2，拔出桩位中的钢板桩2，实现钢板桩2的回收。钢板桩2回收完成后，也可将预制的混凝土冠梁42回收再利用。

[0065] 当装配成地下连续墙时，先在围护结构位置开挖成槽32，槽内充填有流态自凝固化土体33。使用图3所示的安装台座6，将板桩1植入到槽32内。

[0066] 图13所示为植入空腹T型桩1与实心T型桩13咬合连续墙围护结构平面图，从图中可看出，在两侧空腹T型桩11中间插入一个实心T型桩13，利用他们接触面之间的园弧锥度，形成相互咬合。

[0067] 图14所示植入空腹T型桩11与空腹两侧带U型槽板桩12咬合连续墙围护结构平面图，从图中可看出，在两侧空腹T型桩11中间插入一个两侧带U槽的空腹桩12，利用他们接触面之间的园弧锥度，形成相互咬合。

[0068] 图15所示为连续墙转角处相互咬合围护结构平面图，通过转角预制板桩14实现转角连续，在咬合的接触位置利用预埋的塑料管19内进行高压旋喷，高压旋喷时能穿透管壁19，在两根板桩1接缝之间形成密实的止渗体，从而解决了装配式连续墙结构的抗渗止水难题。

[0069] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种大型岩溶空洞隧道大变形框架防落石结构及构筑方法	2020-05-08	272
一种混凝土窗台压顶组合式施工方法及结构	2020-05-08	978
一种直压式钢筋弯箍装置	2020-05-08	397
一种建筑施工用的钢筋弯折设备	2020-05-11	858
一种基于视觉的钢筋参数测量装置及方法	2020-05-08	837
一种铺路机	2020-05-08	256
一种大规格细晶高强抗震钢筋及其制备方法	2020-05-08	11
一种雁形板预应力精确控制施工工艺	2020-05-08	890
一种固定预留钢筋的塑料模板堵头及施工方法	2020-05-08	117
一种混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂及其制备方法	2020-05-08	975

装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法

装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：