專利名稱：加筋約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木建筑工程中的基坑支護(hù)工程，特別涉及一種垂直支護(hù)結(jié)構(gòu)和加筋約束土的復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前在基坑復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)中，有無支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)和有支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)。有支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)因支撐的存在，土方需要多次倒運(yùn)，影響土方開挖；支撐施工、養(yǎng)護(hù)和拆撐都需要時間，影響施工進(jìn)度。無支撐支護(hù)方案常用的有復(fù)合土釘支護(hù)、樁和錨桿復(fù)合支護(hù)等。復(fù)合土釘支護(hù)通常的土釘是采用鋼筋或細(xì)鋼管，工藝采用先取孔，然后放入鋼筋或細(xì)鋼管，再注漿形成土釘，也有采用直接將鋼筋或細(xì)鋼管打入土體的工藝形成土釘，這些土釘與豎向樁支護(hù)結(jié)構(gòu)形成一體，構(gòu)成整個復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)，這種工藝通常用在較好的土層中。樁和錨桿復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)是指豎向有樁，在樁與樁之間施做錨桿，錨桿通常要有自由端和固定端二部分構(gòu)成，長度要求較長，且必須有鉆孔和注漿工藝，近年來也有采用旋錨法施工錨桿的，但總體上都必須具有錨固段和自由段二部分，錨桿的長度都是較長的。上述兩種土釘?shù)氖芰υ矶际峭玲斝枰凶銐虻拈L度伸過假想的最危險滑裂面到穩(wěn)定的土體中，該部分土釘需要能夠提供足夠的拉力抵抗滑動土體產(chǎn)生的力，土釘要在土體變形后受力?，F(xiàn)有復(fù)合發(fā)明如PHC管樁樁錨組合支護(hù)止水施工方法(申請?zhí)?00810049535. 2)，其水平方向是采用有自由段的錨桿將可能的滑動土體拉錨在遠(yuǎn)端的假定固定土體上；復(fù)合土釘支護(hù)施工的方法及支護(hù)施工用土釘(申請?zhí)?2113047. 7)，其水平方向是采用自鉆式的土釘，在靠近樁端有自由段。上述兩種均有一個特點(diǎn)，及在樁端有自由端，并施加了預(yù)應(yīng)力。此外，其它一些專利中的土釘均為細(xì)鋼管或鋼筋外包裹砂漿，并在坑壁掛鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土面層；一些專利中要求土釘傾角要大于5度；各復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)中因坑壁僅掛鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土面層，并沒有要求土釘要用圍檁與豎向擋土結(jié)構(gòu)連接。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的旨在提供一種加筋約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法，該方法施工方便，施工速度快，節(jié)約造價，降低投資。它克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，做到擋土、止水、結(jié)構(gòu)三合一，取消內(nèi)支撐，方便挖土和地下室土建施工。該形式加筋數(shù)量和長度隨土質(zhì)情況調(diào)節(jié)，工程造價低，施工速度隨挖土進(jìn)度進(jìn)行，縮短施工周期。技術(shù)方案本發(fā)明的加筋約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)是由前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁、約束土用加筋、圈梁和連接圍檁組成；其中，前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁采用多個并排排列組成且豎向設(shè)置，在前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁的頂部設(shè)有圈梁，將多個前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁連接成一個整體；約束土用加筋橫向設(shè)置，其一端伸入約束土中，另一端由圍檁固定在前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁上。
約束土用加筋采用波形板、鋼管或型鋼。所述的前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁外側(cè)可以設(shè)置外排擋土止水結(jié)構(gòu)，此時，圈梁在其寬度的方向上將前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁和外排擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁連接成一個整體，在其長度方向上將前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁和外排擋土止水結(jié)構(gòu)樁連接成一排或一圈，前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁與約束土用的加筋通過連接圍檁連接。本發(fā)明的加筋約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法是:I)施工前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁，采用攪拌樁加管樁支護(hù)結(jié)構(gòu)、攪拌樁加H型鋼支護(hù)結(jié)構(gòu)或攪拌樁加鉆孔灌注樁，形成前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁；重復(fù)以上的制作，直至形成一排或一圈由前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁組成的支護(hù)結(jié)構(gòu)排樁；2)根據(jù)設(shè)計(jì)需要設(shè)置外排擋土止水結(jié)構(gòu)樁，采用管樁或鉆孔灌注樁，形成外排擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(根據(jù)需要，外排可以不施工止水樁)；重復(fù)以上的制作，直至形成一排或一圈由外排擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁組成的支護(hù)結(jié)構(gòu)排樁；3)開挖至前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁和外排擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁的頂部，在它們的頂部施工圈梁，將它們連接成一個整體；4)開挖土方至第一層約束土用加筋的預(yù)定標(biāo)高，按照設(shè)計(jì)間隔將約束土用的加筋水平或與水平方向呈小于45度夾角的角度通過兩前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁之間的土植入前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁后的土體；5)用圍檁將約束土用的加筋的一端與前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁進(jìn)行連接；6)重復(fù)4-5步，分別循環(huán)植入第二、第三、……層約束土用的加筋，直至達(dá)到坑底標(biāo)聞;至此，即完成加筋 約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工。有益效果:其加筋通常采用波形板、鋼管、I字鋼等型鋼，且較短、較粗。該復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)合約束土體、前置擋土止水結(jié)構(gòu)以及與擋土結(jié)構(gòu)可靠連接的圍檁結(jié)構(gòu)，形成了加筋復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)。加筋的作用是約束土體，形成一個復(fù)合約束體，該約束體與樁連接在一起，共同形成了復(fù)合支護(hù)體系。與傳統(tǒng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明有諸多優(yōu)點(diǎn):I)沒有內(nèi)支撐，節(jié)省了施工內(nèi)支撐的時間，以及拆除內(nèi)支撐的時間，節(jié)約工期；2)沒有內(nèi)支撐，挖土方便； 3 )對于大型基坑，可以先施工主樓，后施工裙房，裙房部分的占地可以用于主樓施工的施工場地，這樣可以形成流水線施工，有利于縮短工期，有利于各工種的工作安排；4)建筑材料可以直接運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，減少二次倒運(yùn)費(fèi)用；5)與樁和錨桿復(fù)合支護(hù)相比，該方法占地面積小，無需養(yǎng)護(hù)，節(jié)約工期，施工時不用水，場地干凈；6)與普通的復(fù)合土釘支護(hù)相比，該方法支護(hù)深度大，適用土層廣；7)加筋施工隨土方開挖進(jìn)行，不占用工期，可節(jié)約整個工程的工期；8)方便地下室分塊施工，減少工程造價。


圖1為加筋約束土單排樁復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為加筋約束土雙排樁復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中有前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)1、約束土用的加筋2、圈梁3、連接圍檁4、外排擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)5。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明由前置擋土止水結(jié)構(gòu)和加筋約束土共同組成，前置擋土止水結(jié)構(gòu)外側(cè)根據(jù)設(shè)計(jì)需要可以施工外排擋土止水結(jié)構(gòu)，前置擋土止水結(jié)構(gòu)和外排擋土止水結(jié)構(gòu)可采用常用的深層攪拌樁加鉆孔灌注樁或者深層攪拌樁內(nèi)插入預(yù)應(yīng)力管樁、H型鋼，加筋使用植入法通過樁間分層植入樁后土體一定的深度，并將每層加筋在樁面用圍檁連接。加筋可以采用波形板、波形護(hù)欄板、鋼管或型鋼，型鋼中最常用的有H型鋼、I字鋼、角鋼、+字鋼，加筋植入土體后，密實(shí)加筋周圍的土體，加筋和土體形成約束土，與土體共同作用成為類重力式擋墻，使得土體作用在前置樁身上的側(cè)向土壓力大大降低。本發(fā)明的前置止水和擋土結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要在多種常規(guī)方式中選型，并采用不同的配筋。在止水和擋土結(jié)構(gòu)施工完畢后，加筋施工隨挖土分層進(jìn)行，隨之用混凝土或鋼結(jié)構(gòu)圍檁將加筋與前置擋土止水結(jié)構(gòu)樁面連接。本發(fā)明的加筋約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法是I)先施工前置擋土止水結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)；2)根據(jù)設(shè)計(jì)需要施工外排擋土止水結(jié)構(gòu)；3)用圈梁將前置擋土止水結(jié)構(gòu)在頂端連成整體，如設(shè)置有外排擋土止水結(jié)構(gòu)，圈梁在前置擋土止水結(jié)構(gòu)和外排擋土止水結(jié)構(gòu)的頂端連成整體，且兩排擋土止水結(jié)構(gòu)之間的圈梁應(yīng)連接為一個整體；4)挖土至加筋約束土的第一層加筋的標(biāo)高處；5)使用設(shè)備依次將加筋約束土中的第一層加筋逐根穿過前置擋土止水結(jié)構(gòu)植入到土中；6)用圍檁將加筋約束土中的第一層加筋與前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)表面連接成整體；7)按照設(shè)計(jì)要求，重復(fù)4-6步，逐層挖土，逐層施工每層加筋約束土和圍檁直至所有層到達(dá)坑底標(biāo)聞;至此，即完成加筋約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工。實(shí)施例1某工程基坑開挖深度12m，采用加筋約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，止水采用三軸深層攪拌樁，擋土采用鉆孔灌注樁，樁身直徑1000mm，配筋16022，混凝土采用c30，共設(shè)6層加筋，加筋采用H型鋼，水平間隔1. 4m，植入深度10-12m不等，植入方式采用將H型鋼放入預(yù)制鋼架，再用千斤頂頂入土體中，H型鋼單節(jié)長度不夠時，采用分節(jié)頂入，接頭處采用焊接方式，連接長度滿足10-12m。實(shí)施例2某工程基坑開挖深度15m，采用加筋約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，擋土止水結(jié)構(gòu)采用專利技術(shù)PCMW工法(專利號ZL200710191066. 3)，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土預(yù)制管樁直徑800mm，共設(shè)7層加筋，加筋采用波形護(hù)欄板4320x310x85x4，水平間隔1. 2m，植入深度12_18m不等，植入方式采用將波形護(hù)欄板放入預(yù)制鋼架，再用挖土機(jī)頂入土體中，波形護(hù)欄板單節(jié)長度不夠時，采用分節(jié)頂入，接頭處采用鉚釘拼接方式連接滿足12-18m。本發(fā)明的加筋約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)中，擋土結(jié)構(gòu)可以采用鉆孔灌注樁、預(yù)應(yīng)力管樁、H型鋼等多種形成，止水結(jié)構(gòu)可以選用三軸攪拌樁、雙軸攪拌樁、旋噴樁等多種形成，力口筋應(yīng)該達(dá)到一定的長度以保證樁后的約束土體達(dá)到一定寬度，同時加筋分布要達(dá)到一定密度且不應(yīng)過短，以保證確實(shí)能夠約束住樁后的土體，加筋表面應(yīng)該與土體充分接觸。在實(shí)際植入時，如果樁間土為水泥土，且強(qiáng)度較大，可采用引孔裝置預(yù)先引孔過樁間水泥土。兩節(jié)加筋間的連接不應(yīng)小于加筋自身強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種加筋約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于該加筋約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)是由前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I)、約束土用的加筋(2)、圈梁(3)和連接圍檁(4)組成；其中，前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I)豎向設(shè)置成排或者圈；在前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I)的頂部設(shè)有圈梁(3)，將多個前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I)連接成一個整體；約束土用加筋(2)橫向設(shè)置，其一端伸入約束土中，另一端由圍檁(4)固定在前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I)上。
2.如權(quán)利要求1所述的加筋約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于約束土用加筋(2)采用波形板、鋼管或型鋼。
3.如權(quán)利要求1或2所述的加筋約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I)的外側(cè)設(shè)置有外排擋土止水結(jié)構(gòu)(5)，此時圈梁(3)在其寬度的方向上將前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I)和外排擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)(5)連接成一個整體，在其長度方向上將前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I)連接成一排或一圈，前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I)與約束土用的加筋(2)連接。
4.一種如權(quán)利要求1、2或3所述的加筋約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于該復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法是: 1)施工前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(1)，采用攪拌樁加管樁支護(hù)結(jié)構(gòu)、攪拌樁加H型鋼支護(hù)結(jié)構(gòu)或攪拌樁加鉆孔灌注樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，形成前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I);重復(fù)以上的制作，直至形成一排或一圈由前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I)組成的支護(hù)結(jié)構(gòu)排樁； 2)根據(jù)設(shè)計(jì)需要施工外排擋土止水結(jié)構(gòu)(5)，管樁或鉆孔灌注樁，形成外排擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)(5);重復(fù)以上的制作，直至形成一排或一圈有外排擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(5)組成的支護(hù)結(jié)構(gòu)排樁； 3)開挖至前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I)和外排擋土止水結(jié)構(gòu)(5)的頂部,在前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I)和外排擋土止水結(jié)構(gòu)(5)的頂部施工圈梁(3)，將前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I)和外排擋土止水結(jié)構(gòu)(5)連接成一個整體； 4)開挖土方至第一層約束土用加筋(2)的預(yù)定標(biāo)高，按照設(shè)計(jì)間隔將約束土用加筋(2)水平或與水平方向呈小于45度夾角的角度通過兩前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I)之間的土植入前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I)后的土體； 5)用連接圍檁(4)將約束土用加筋(2)的一端與前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(I)進(jìn)行連接; 6)重復(fù)4-5步，分別循環(huán)植入第二、第三、……層約束土用加筋(2)，直至達(dá)到坑底標(biāo)聞; 至此，即完成加筋約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工。
全文摘要
本發(fā)明是一種加筋約束土復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法，其結(jié)構(gòu)是由前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(1)、約束土用加筋(2)、圈梁(3)和連接圍檁(4)組成；其中，前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(1)采用多個并排排列組成且豎向設(shè)置，在前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(1)的頂部設(shè)有圈梁(3)，將多個前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(1)連接成一個整體；約束土用加筋(2)橫向設(shè)置，其一端伸入約束土中，另一端由圍檁(4)固定在前置擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)樁(1)上。其施工方法是a)先施工前置擋土止水排樁和圈梁；b)開挖土方至預(yù)定標(biāo)高并施工約束土用加筋；c)用圍檁將每層的加筋固定在排樁表面；d)循環(huán)施工b-c步驟直至坑底。
文檔編號E02D17/04GK103074897SQ201310019869
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者衛(wèi)海 申請人:衛(wèi)海