具有矩形钢筋笼的刚性墙围护体系及其施工方法与流程

本发明涉及地下止水帷幕领域，具体涉及一种具有矩形钢筋笼的刚性墙围护体系及其施工方法。

背景技术：

建筑或构筑物的地下室基坑，常需要进行施工止水帷幕，以封闭来自基坑外侧的地下水，同时也兼具支挡坑外的主动土的压力。止水帷幕的形式中的最常见的一种形式为咬合桩，咬合桩是由若干依次交替排列的素混凝土桩及钢筋混凝土桩构成，其中素混凝土桩由混凝土构成（其内无钢筋骨架），钢筋混凝土桩由钢筋骨架及混凝土构成，且钢筋混凝土桩的钢筋笼的横断面为圆形，相邻的素混凝土桩与钢筋混凝土桩互相咬合（桩圆周相嵌），从而起到挡土、止水作用的咬合桩。

目前的这种咬合桩作为止水帷幕，由于素混凝土桩内不能设置钢筋笼支撑，这使得止水帷幕存在刚性不足，抵抗来自坑外的主动土压力的能力不足的问题；因而对于基坑变形形要求小的止水帷幕来说，目前的这种咬合桩往往难以适用，例如地铁临近的建筑，为了保护相邻的地铁盾构的运行的安全之类的建筑的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种能够有效提高止水帷幕的刚度，从而提高抵抗来自坑外的主动土压力的能力，减少基坑的变形的具有矩形钢筋笼的刚性墙围护体系及其施工方法。

本发明的技术方案是：

一种具有矩形钢筋笼的刚性墙围护体系，包括由若干依次排列分布的混凝土桩构成的刚性墙，且相邻两个混凝土桩互相咬合，各混凝土桩内均埋设有钢筋笼，且相邻两个混凝土桩互相咬合的咬合部分与钢筋笼分离，所述钢筋笼的横截面呈矩形。

本方案的具有矩形钢筋笼的刚性墙围护体系能够有效提高止水帷幕的刚度，从而提高抵抗来自坑外的主动土压力的能力，减少基坑的变形。

作为优选，钢筋笼横截面的长边与刚性墙的长度方向相垂直。由于横截面呈矩形的钢筋笼的长边与刚性墙的长度方向相垂直，这样可以更好的发挥钢筋笼的抗主动土的压力的作用；同时将相邻桩的咬合部分让出来（即切割位置让出来），使得在相邻桩孔施工时不会破坏已经安放的钢筋笼桩。

作为优选，钢筋笼的上端位于混凝土桩的上方，所述刚性墙的上方设有钢围檩，所述钢围檩包括两块沿刚性墙的长度方向延伸的侧钢板及位于侧钢板上方的上钢板，所述钢筋笼的上端位于两块侧钢板之间，且钢筋笼与侧钢板之间通过焊接相连，所述上钢板位于钢筋笼上方，且上钢板与侧钢板之间通过焊接或螺栓相连。

本方案的钢围檩取代了传统的钢筋混凝土围檩，将刚性墙（即止水帷幕）形成一个整体，不仅进一步保证了刚性墙的稳定性，而且施工方便。

作为优选，侧钢板竖直设置。

一种具有矩形钢筋笼的刚性墙围护体系的施工方法，其特征是，还包括混凝土桩咬合缺口预留成型装置，所述混凝土桩咬合缺口预留成型装置包括上、下两端封闭的橡胶管、若干镶嵌在橡胶管侧壁内的支撑杆、设置在橡胶管内的油管及位于橡胶管上端的上方的支撑平板，

所述橡胶管的横截面呈椭圆形，所述支撑杆沿橡胶管的长度方向延伸，且支撑杆的上端穿过橡胶管的上端并位于橡胶管上方，

所述油管沿橡胶管的长度方向延伸，油管的上、下两端开口，油管的上端穿过橡胶管的上端并位于橡胶管上方，油管与橡胶管之间密封连接，油管的上端设有螺纹连接的密封端盖，

所述支撑平板上设有若干与支撑杆一一对应的限位孔，支撑平板上还设有与油管相对应的避让通孔，所述支撑杆的上端穿过对应的限位孔，所述油管的上端穿过避让通孔；

刚性墙围护体系的施工方法依次包括以下步骤：

施工第一混凝土桩：

第一混凝土桩的施工法依次包括以下步骤：

A，在现场施工形成第一混凝土桩孔；

B，在第一混凝土桩孔内安放钢筋笼及混凝土桩咬合缺口预留成型装置，所述钢筋笼位于第一混凝土桩孔的中部，所述混凝土桩咬合缺口预留成型装置的橡胶管贴着第一混凝土桩孔的内侧面竖直放置，且该橡胶管位于第一混凝土桩与第二混凝土桩互相咬合的部位；

C，通过油管往橡胶管内注油，直至橡胶管内注满油为止，再将密封端盖安装在油管的上端；

D，在第一混凝土桩孔内灌注混凝土；

E，当混凝土凝固后，先将支撑平板取下；接着，通过油泵及所述的油管将橡胶管内的油液抽出，从而使橡胶管收缩；再接着，将混凝土桩咬合缺口预留成型装置取出，从而在第一混凝土桩外侧面形成一个上下延伸的咬合缺口；

施工第二混凝土桩：

第二混凝土桩的施工法依次包括以下步骤：

A，在现场钻孔形成第二混凝土桩孔，且上一步骤的咬合缺口与第二混凝土桩孔相连通，且上一步骤的咬合缺口构成第二混凝土桩孔的一部分；

B，在第二混凝土桩孔内安放钢筋笼及混凝土桩咬合缺口预留成型装置，所述钢筋笼位于第二混凝土桩孔的中部，所述混凝土桩咬合缺口预留成型装置的橡胶管贴着第二混凝土桩孔的内侧面竖直放置，且该橡胶管位于第二混凝土桩与第三混凝土桩互相咬合的部位；

C，通过油管往橡胶管内注油，直至橡胶管内注满油为止，再将密封端盖安装在油管的上端；

D，在第二混凝土桩孔内灌注混凝土，且上一步骤的咬合缺口内的混凝土构成第一混凝土桩与第二混凝土桩互相咬合部分；

E，当混凝土凝固后，先将支撑平板取下；接着，通过油泵及所述的油管将橡胶管内的油液抽出，从而使橡胶管收缩；再接着，将混凝土桩咬合缺口预留成型装置取出，从而在第二混凝土桩外侧面形成一个上下延伸的咬合缺口；

（3）重复步骤（2）依次施工其余的混凝土桩。

本发明的有益效果是：能够有效提高止水帷幕的刚度，从而提高抵抗来自坑外的主动土压力的能力，减少基坑的变形，尤其适用于对基坑变形要求小的施工环境。

附图说明

图1是本发明的实施例1的具有矩形钢筋笼的刚性墙围护体系的俯视图。

图2是本发明的实施例1的具有矩形钢筋笼的刚性墙围护体系未安装钢围檩前的一种结构示意图。

图3是本发明的实施例1的具有矩形钢筋笼的刚性墙围护体系的侧视图。

图4是本发明的实施例2的混凝土桩咬合缺口预留成型装置的一种结构示意图。

图5是图4中A-A处的剖面结构示意图。

图6是本发明的实施例2的支撑平板的一种结构示意图。

图中：刚性墙1，混凝土桩2、钢筋笼21，钢围檩3、侧钢板31、上钢板32，咬合部分4，混凝土桩咬合缺口预留成型装置5、橡胶管51、油管52、支撑平板53、限位孔531、避让通孔532、密封端盖54、支撑杆55、钢丝环56。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1：如图1、图2、图3所示，一种具有矩形钢筋笼的刚性墙围护体系包括由若干依次排列分布的混凝土桩2构成的刚性墙1。相邻两个混凝土桩互相咬合。各混凝土桩内均埋设有钢筋笼21，且相邻两个混凝土桩互相咬合的咬合部分4与钢筋笼分离。

钢筋笼的横截面呈矩形。钢筋笼横截面的长边与刚性墙的长度方向相垂直。钢筋笼的上端位于混凝土桩的上方。钢筋笼横截面的长边的长度大于混凝土桩直径的1/2。

刚性墙的上方设有钢围檩3。钢围檩包括两块沿刚性墙的长度方向延伸的侧钢板31及位于侧钢板上方的上钢板32。两块侧钢板相平行。侧钢板竖直设置。钢筋笼的上端位于两块侧钢板之间，侧钢板与钢筋笼相贴合。钢筋笼与侧钢板之间通过焊接相连。上钢板水平设置。上钢板位于钢筋笼上方，且上钢板与侧钢板之间通过焊接或螺栓相连。

实施例2：一种具有矩形钢筋笼的刚性墙围护体系的施工方法还包括混凝土桩咬合缺口预留成型装置5。本实施例中的具有矩形钢筋笼的刚性墙围护体系的结构参照实施例1。

如图4、图5、图6所示，混凝土桩咬合缺口预留成型装置包括上、下两端封闭的橡胶管51、若干镶嵌在橡胶管侧壁内的支撑杆55、若干自上而下依次埋设在橡胶管内的钢丝环56、设置在橡胶管内的油管52及位于橡胶管上端的上方的支撑平板53。橡胶管的横截面呈椭圆形。

油管沿橡胶管的长度方向延伸。油管竖直设置。油管的上、下两端开口。油管的侧面还设有若干通孔。油管的上端穿过橡胶管的上端并位于橡胶管上方。油管与橡胶管之间密封连接。油管的上端设有螺纹连接的密封端盖54。

支撑杆绕橡胶管周向均布。支撑杆沿橡胶管的长度方向延伸，且支撑杆的上端穿过橡胶管的上端并位于橡胶管上方。支撑杆竖直设置。支撑杆位于钢丝环内。支撑平板上设有若干与支撑杆一一对应的限位孔531。支撑平板上还设有与油管相对应的避让通孔532。支撑杆的上端穿过对应的限位孔。油管的上端穿过避让通孔。

具有矩形钢筋笼的刚性墙围护体系的施工方法依次包括以下步骤：

（1）施工第一混凝土桩：

第一混凝土桩的施工法依次包括以下步骤：

A，在现场施工形成第一混凝土桩孔。

B，在第一混凝土桩孔内安放钢筋笼及混凝土桩咬合缺口预留成型装置，所述钢筋笼位于第一混凝土桩孔的中部，所述混凝土桩咬合缺口预留成型装置的橡胶管贴着第一混凝土桩孔的内侧面竖直放置，且该橡胶管位于第一混凝土桩与第二混凝土桩互相咬合的部位。

C，通过油管往橡胶管内注油，直至橡胶管内注满油为止，再将密封端盖安装在油管的上端，将油管的上端口封闭。

D，在第一混凝土桩孔内灌注混凝土。

E，当混凝土凝固后，先将支撑平板取下；接着，通过油泵及所述的油管将橡胶管内的油液抽出，从而使橡胶管收缩,橡胶管收缩后将与混凝土分离；再接着，将混凝土桩咬合缺口预留成型装置取出，从而在第一混凝土桩外侧面形成一个上下延伸的咬合缺口。

（2）施工第二混凝土桩：

第二混凝土桩的施工法依次包括以下步骤：

A，在现场钻孔形成第二混凝土桩孔，且上一步骤的咬合缺口与第二混凝土桩孔相连通，且上一步骤的咬合缺口构成第二混凝土桩孔的一部分。由于上一步骤的混凝土桩（即第一混凝土桩）上具有咬合缺口，因而第二混凝土桩孔施工过程中不切割上一步骤的混凝土桩。

B，在第二混凝土桩孔内安放钢筋笼及混凝土桩咬合缺口预留成型装置，所述钢筋笼位于第二混凝土桩孔的中部，所述混凝土桩咬合缺口预留成型装置的橡胶管贴着第二混凝土桩孔的内侧面竖直放置，且该橡胶管位于第二混凝土桩与第三混凝土桩互相咬合的部位。

C，通过油管往橡胶管内注油，直至橡胶管内注满油为止，再将密封端盖安装在油管的上端，将油管的上端口封闭。

D，在第二混凝土桩孔内灌注混凝土，且上一步骤的咬合缺口内的混凝土构成第一混凝土桩与第二混凝土桩互相咬合部分。

E，当混凝土凝固后，先将支撑平板取下；接着，通过油泵及所述的油管将橡胶管内的油液抽出，从而使橡胶管收缩；再接着，将混凝土桩咬合缺口预留成型装置取出，从而在第二混凝土桩外侧面形成一个上下延伸的咬合缺口。

重复步骤（2）依次施工其余的混凝土桩。

目前的咬合桩施工中钢筋混凝土桩的施工需要在素混凝土桩凝固前施工，否则钢筋混凝土桩的桩孔将无法施工；这使得目前的咬合桩施工过程受到极大的限制，无法根据具体的情况进行施工；另一方面，在钢筋混凝土桩的桩孔施工过程中需要切除部分的素混凝土桩，这使得钢筋混凝土桩的桩孔的施工难度增大，对设备的要求高，且容易损坏设备。

本实施例的具有矩形钢筋笼的刚性墙围护体系的施工方法针对上述不足进行改进，其可以避免现有技术中咬合桩施工中钢筋混凝土桩的施工需要在素混凝土桩凝固前施工，这使得施工过程受到极大的限制，无法根据具体的情况进行施工；并且本发明在混凝土桩施工过程中无需切除部分成型的混凝土桩，从而降低桩孔的施工难度及对设备的要求，并提高设备的使用寿命。