一種異形截面支護樁封閉式圍護體系的施工方法技術

本發明專利技術的一種異形截面支護樁封閉式圍護體系的施工方法，圍護體系是由異形截面支護樁通過翼緣咬合搭接兩側的水泥土樁形成封閉式圍護體系。異形截面樁為土字形截面灌注樁、工字形截面灌注樁或士字形截面灌注樁。由異形截面支護樁承擔水土壓力，作為基坑工程的支護樁，由水泥土樁封閉支護樁之間的空間形成整體封閉式圍護體系止水。圍護體系中的支護樁，可以是抗彎剛度和抗彎承載力均較高的土字形截面灌注樁、工字形截面灌注樁以及士字形截面灌注樁，與傳統圓形截面支護樁相比可以顯著增加支護體系的整體剛度，減小基坑位移，降低工程造價。本發明專利技術由水泥土樁封閉支護樁間空間，無需另設封閉式止水帷幕，可顯著地降低工程造價。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種封閉式基坑圍護體系及其施工方法，特別是一種抗彎剛度較大的異形截面支護粧的圍護體系及其施工方法。
技術介紹
當前的深基坑工程多以變形控制為主，圍護結構的截面抗彎剛度和承載能力是制約支護結構體系支護性能的重要因素，也是影響工程造價的重要因素。增加圍護結構的抗彎剛度可以減少支護體系的變形，有利于基坑周邊環境保護，對于特定支護體系整體剛度要求的條件下，圍護結構抗彎剛度的增加，為減少撐錨構件的設置，方便施工，節約材料，縮短工期等創造了條件，從而可以顯著降低工程造價。當前基坑工程實踐中，排粧是應用較為普遍的基坑圍護形式之一。但目前基坑工程實踐中，受制于成孔設備和成孔工藝，排粧支護基坑工程中灌注粧的截面通常為圓形。由材料知識可知，截面材料布置距離截面主軸越遠，截面慣性矩越大，截面的抗彎剛度就越大，同等條件下截面的抗彎承載力也越高。顯然，相同截面材料用量條件下，圓形截面所獲得的抗彎剛度有限，使用圓形截面灌注粧存在明顯材料浪費。傳統現場成孔灌注粧中，為方便施工，截面配筋多沿圓形截面周長均勻配筋，而使得部分鋼筋不能在截面抗彎中有效發揮作用，造成浪費。對于地下水位較高地區需要隔水的基坑工程，通常在排粧支護結構后面設置單獨的封閉式隔水帷幕，隔水帷幕一般為水泥土攪拌粧、旋噴粧等。設置單獨封閉式止水帷幕時，需要沿基坑外圍整體封閉設置，工程造價較高。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種異形截面支護粧封閉式圍護體系及其施工方法，要解決基坑工程中，用作擋土結構的圓形截面灌注粧抗彎剛度和抗彎承載力不高等技術問題，以及高地下水位地區，設置封閉式止水帷幕工程造價高等缺陷，同時也為變形控制嚴格地區的深大基坑工程提供一種經濟適用的圍護結構形式。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案:一種異形截面支護粧封閉式圍護體系，沿基坑周邊布置，包括間隔交替設置的一排異形截面支護粧和水泥土粧，所述異形截面支護粧為鋼筋混凝土灌注粧，該粧體分為垂直基坑邊壁的腹板、平行基坑邊壁的迎坑側咬合翼緣和平行基坑邊壁的迎土側翼緣，所述異形截面支護粧通過迎坑側咬合翼緣的翼緣端頭分別咬合連接該異形截面支護粧兩側的水泥土粧，形成封閉式圍護體系。所述水泥土粧沿平行基坑邊壁方向為單列粧或相互咬合連接的至少兩列粧。所述水泥土粧沿垂直基坑邊壁的方向設置為兩排以上，迎坑側咬合翼緣的翼緣端頭與最靠近迎坑側的一排水泥土粧搭接咬合。所述腹板、迎坑側咬合翼緣和迎土側翼緣構成橫截面呈工字形的異形截面支護粧，所述迎坑側咬合翼緣與迎土側翼緣沿平行基坑邊壁方向的寬度相同或不同，所述腹板沿垂直基坑邊壁方向的橫截面的高度大于腹板沿平行基坑邊壁方向的橫截面的寬度。所述腹板分為伸出迎坑側咬合翼緣的迎坑側外邊緣的前腹板和位于迎坑側咬合翼緣和迎土側翼緣之間的后腹板，所述前腹板、迎坑側咬合翼緣、后腹板和迎土側翼緣構成橫截面呈土字形或士字型的異形截面支護粧，所述迎坑側咬合翼緣與迎土側翼緣沿平行基坑邊壁方向的寬度相同或不同，所述后腹板沿垂直基坑邊壁方向的橫截面的高度大于后腹板沿平行基坑邊壁方向的橫截面的寬度。所述基坑設置有與內支撐或錨桿相連接的腰梁，前腹板的外邊緣與水泥土粧的外邊緣平齊。異形截面支護粧封閉式圍護體系的施工方法，施工步驟如下: 步驟一，根據擬建場地的水文地質條件和基坑開挖深度，進行封閉式圍護體系的計算分析，選擇異形截面支護粧的截面形式，并確定異形截面支護粧的截面幾何尺寸、配筋以及粧間距，確定水泥土粧的粧徑、與迎坑側咬合翼緣的搭接寬度、設置的列數和排數以及施工設備與施工工藝； 步驟二，沿基坑周邊測量放線，標識出圍護體系的位置； 步驟三，在施工圍護體系的起始位置處，先施工第一異形截面支護粧兩側的水泥土粧，分別為第一水泥土粧和第二水泥土粧； 步驟四，在第一水泥土粧和第二水泥土粧凝結硬化之前，施工第一異形截面支護粧，并且保證迎坑側咬合翼緣與先施工的水泥土粧的搭接咬合長度每側均不小于10cm ; 步驟五，沿基坑周邊繼續施工第三水泥土粧； 步驟六，在第二水泥土粧和第三水泥土粧之間施工第二異形截面支護粧，并保證迎坑側咬合翼緣與水泥土粧的每側搭接咬合長度均不小于10cm ; 步驟七，依次重復步驟五和步驟六，直至施工完成全部的封閉式圍護體系。所述步驟四中的第一異形截面支護粧為雙管振沉法施工，首先綁扎異形截面支護粧的異形鋼筋籠，其次需要施工與異形截面支護粧相適應的異形截面粧孔，然后將已綁扎好的鋼筋籠吊放入對應的粧孔中，并灌注混凝土成粧。所述步驟四和步驟五同時進行。與現有技術相比本專利技術具有以下特點和有益效果: 本專利技術的異形截面支護粧，用作封閉式圍護體系的擋土結構。首先與傳統圓形截面基坑支護灌注粧相比，同等截面面積條件下本專利技術的支護粧可以獲得較大的抗彎剛度和抗彎承載力；其次與傳統圓形截面基坑支護灌注粧相比，需要獲得相同的截面抗彎剛度時，可以減小本專利技術支護粧的截面面積或增加粧間距，從而大幅節約混凝土材料，降低工程造價。再次與傳統圓形截面基坑支護灌注粧相比，可以通過調整本專利技術的支護粧的截面高寬比、截面翼緣位置與尺寸等，獲得數倍于圓形截面的截面慣性矩，從而可以獲得數倍于圓粧的抗彎剛度，顯著提高圍護體系的抗彎剛度，減小支護體系的變形，有利于基坑周邊環境保護。本專利技術的異形截面支護粧有明確的受壓和受拉區，與傳統圓形截面基坑支護灌注粧沿圓周截面均勻配筋相比，本專利技術的支護粧均可將縱向受力鋼筋集中地布置在遠離截面主軸的受拉區，能夠充分發揮鋼筋和混凝土材料的承載性能，提高截面抗彎承載力，從而節約材料，降低工程造價。本專利技術提出的異形截面支護粧封閉式圍護體系是通過異形截面支護粧的前翼緣咬合先施工的水泥土粧構成封閉的圍護體系，與目前已有的圓截面灌注粧咬合水泥土粧形成封閉圍護體系相比，通過翼緣矩形截面搭接咬合水泥土粧，咬合處的繞流路徑更長，止水效果更好，不需要另設封閉式止水帷幕，顯著降低了工程造價。本專利技術提出的異形截面支護粧封閉式圍護體系，在同樣圍護體系變形控制要求條件下，圍護體系剛度的顯著提高，可以減小支撐剛度，增加支撐水平間距，增加支撐豎向間距，甚至可以減少支撐道數，從而可以節約材料、方便施工、縮短工期以及降低工程造價等。【附圖說明】下面結合附圖對本專利技術做進一步詳細的說明。圖1是本專利技術實施例一的工字形基坑支護粧的結構示意圖。圖2是使用圖1中支護粧的咬合水泥粧基坑圍護體系示意圖。圖3是本專利技術實施例二的土字形基坑支護粧的結構示意圖。圖4是使用圖3中支護粧的咬合水泥粧基坑圍護體系示意圖。圖5是本專利技術實施例三的士字形基坑支護粧的結構示意圖。圖6是使用圖5中支護粧的咬合水泥粧基坑圍護體系示意圖。附圖標記:1 一異形截面支護粧、1.1 一腹板、1.la —前腹板、1.lb 一后腹板、1.2 一迎坑側咬合翼緣、1.3 一迎土側翼緣、la —第一異形截面支護粧、lb —第二異形截面支護粧、2 —水泥土粧、2a —第一水泥土粧、2b —第二水泥土粧、2c —第三水泥土粧。【具體實施方式】實施例一參見圖1-2所示，這種異形截面支護粧封閉式圍護體系，沿基坑周邊布置，圖中A側為迎坑側，B側為迎土側。這種異形截面支護粧封閉式圍護體系包括間隔交替并咬合為封閉式的一排異形截面支護粧1和水泥土粧2，所述異形截面支護粧1為鋼筋混凝土灌本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種異形截面支護樁封閉式圍護體系，沿基坑周邊布置，其特征在于：包括間隔交替設置的一排異形截面支護樁（1）和水泥土樁（2），所述異形截面支護樁（1）為鋼筋混凝土灌注樁，該樁體分為垂直基坑邊壁的腹板（1.1）、平行基坑邊壁的迎坑側咬合翼緣（1.2）和平行基坑邊壁的迎土側翼緣（1.3），所述異形截面支護樁（1）通過迎坑側咬合翼緣（1.2）的翼緣端頭分別咬合連接該異形截面支護樁（1）兩側的水泥土樁（2），形成封閉式圍護體系。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：秦會來，油新華，曹榮夏，馬慶松，耿冬青，許國光，楊春英，張清林，馬程昊，宋福淵，郭恒，胡賀祥，張偉，
申請(專利權)人：中國建筑股份有限公司，北京中建柏利工程技術發展有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11