带侧向加筋劲的钢板桩支护结构及其施工方法与流程

本发明涉及基坑防护，具体涉及带侧向加筋劲的钢板桩支护结构及其施工方法。

背景技术：

基坑支护，是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。

现有的传统的基坑支护结构一般可参照公布号cn103114599a的专利，基坑上表面设置有支护体系，支护体系采用钢板桩支护，支护体系四周设置有止水帷幕体系，止水帷幕体系采用水泥粉喷桩搭接而成，钢板桩之间连接设置有横撑。

该基坑支护结构一般需要在内部放入内支撑来提升整体支护强度。

本发明提出一种新的方案来实现。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种带侧向加筋劲的钢板桩支护结构，提升基坑整体支护强度。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种带侧向加筋劲的钢板桩支护结构，包括用于安装在基坑外的钢板桩支护，所述钢板桩支护外侧设置有多个辅助支护组件，每个所述辅助支护组件均一端与钢板桩支护连接，且辅助支护组件自与钢板桩支护连接的一端垂直钢板桩支护向外延伸。

通过采用上述技术方案，在原来钢板桩支护的基础上增设辅助支护组件，该辅助支护组件背向基坑向外延伸与基坑外圈的土层连接，钢板桩支护和辅助支护组件形成一抵抗基坑外部土层对钢板桩支护压力的组合，有效提升基坑整体支护强度。

进一步设置为：所述钢板桩支护包括多个第一拉森钢板桩，所述第一拉森钢板桩包括主体部分一以及位于主体部分一两端的弯钩部一，所述弯钩部一的钩口朝向主体部分一的中线，相邻的第一拉森钢板桩通过弯钩部一钩连。

进一步设置为：所述主体部分一的一侧固定一连接钩一；所述辅助支护组件包括多个第一拉森钢板桩，辅助支护组件的第一拉森钢板桩通过弯钩部一与钢板桩支护中第一拉森钢板的连接钩一钩连，相邻的第一拉森钢板桩通过弯钩部一钩连。

通过采用上述技术方案，辅助支护组件的第一拉森钢板桩通过弯钩部一与钢板桩支护中第一拉森钢板的连接钩一钩连，方便快速组装，无需焊接。

本发明的进一步设置为：所述钢板桩支护包括多个第二拉森钢板桩，第二钢板桩包括主体部分二以及位于主体部分二两端的弯钩部二，弯钩部二的钩口至少部分背向主体部分二的中线，其中一端的弯钩部二固定连接一转轴、另一端的弯钩部二开设一与转轴配合的轴孔，所述轴孔侧壁设置一开口且轴孔的开口弧度小于π，相邻的第二拉森钢板桩通过转轴和轴孔配合连接。

通过采用上述技术方案，如此可以方便实现圆形、异形钢板桩支护的拼接，且由于轴孔和转轴的配合精度更高，方便实现第二拉森钢板桩的定位。

本发明的进一步设置为：所述主体部分二的一侧固定一连接钩二；所述辅助支护组件包括多个第二拉森钢板桩，辅助支护组件的第二拉森钢板桩通过弯钩部二与连接钩二钩连，相邻的第二拉森钢板桩通过弯钩部二钩连。

通过采用上述技术方案，辅助支护组件的第二拉森钢板桩通过弯钩部二与连接钩二钩连，方便快速组装，无需焊接。

本发明的第二个目的在于提供一种钢板桩支护结构的施工方法。

一种钢板桩支护结构的施工方法，包括如下步骤：

1)根据待开挖基坑中土层的深度确定出钢板桩支护的高度，钢板桩支护的最小高度为其下端插入到土层中1～1.5m至地面之间的距离；同时根据施工框构主体的截面尺寸确定出钢板桩支护的尺寸大小，钢板桩支护的尺寸是施工框构主体的每侧外沿向外扩展1～1.5m；

2)根据上述确定的钢板桩支护大小安装内层导向架和外层导向架，内层导向架和外层导向架均至少由多个定位桩组合而成，内层导向架位于钢板桩支护内圈，外层导向架位于钢板桩支护外圈；

3)在内层导向架和外层导向架之间打插一圈第一拉森钢板桩构成钢板桩支护；

4）在钢板桩支护外安装多组定位架，每组定位架由两排定位桩组成，在两排定位桩之间打插一排第一拉森钢板桩构成辅助支护组件，辅助支护组件一端的第一拉森钢板桩与钢板桩支护中第一拉森钢板的连接钩一钩连，且辅助支护组件垂直钢板桩支护；

5)将上述导向架和定位架全部拆除；

本发明的第三个目的在于提供一种钢板桩支护结构的施工方法。

一种钢板桩支护结构的施工方法，包括如下步骤：

1)根据待开挖基坑中土层的深度确定出钢板桩支护的高度，钢板桩支护的最小高度为其下端插入到土层中0.5～1.5m至地面之间的距离；同时根据施工框构主体的截面尺寸确定出钢板桩支护的尺寸大小，钢板桩支护的尺寸是施工框构主体的每侧外沿向外扩展1～1.5m；

2)根据上述确定的钢板桩支护安装一组导向架，该组导向架仅能用于一块第二拉森钢板桩的安装；

3)在导向架内将首块第二拉森钢板桩打入土层至预定深度，之后依次打入其余的第二拉森钢板桩至与首块第二拉森钢板的深度相同并进行围合，之后先将首块第二拉森钢板桩打入至设计深度，再依次将剩余的第二拉森钢板桩打入至设计深度构成钢板桩支护，预定深度为距土层表面2-3m；

4）钢板桩支护外安装多个辅助支护组件：将多块第二拉森钢板桩依次打入相连构成辅助支护组件，辅助支护组件一端的第二拉森钢板桩与钢板桩支护中第二拉森钢板的连接钩二钩连，且辅助支护组件垂直钢板桩支护；

5)将上述导向架拆除。

本发明具有以下优点：本发明的钢板桩支护结构有效提升基坑整体支护强度；同时可以方便实现圆形、异形钢板桩支护的拼接。

附图说明

图1是第一拉森钢板桩a的结构示意图；

图2是第一拉森钢板桩b的结构示意图；

图3是第二拉森钢板桩a的结构示意图；

图4是第二拉森钢板桩b的结构示意图；

图5是实施例1的结构示意图；

图6是图5的a部放大图；

图7是实施例2的结构示意图。

附图标记：1、第一拉森钢板桩a；11、主体部分一；12、弯钩部一；2、第一拉森钢板桩b；21、连接钩一；3、第二拉森钢板桩a；31、主体部分二；32、弯钩部二；33、转轴；34、轴孔；35、开口；4、第二拉森钢板桩b；41、连接钩二；5、基坑；6、钢板桩支护；7、辅助支护组件。

具体实施方式

参照附图对本发明做进一步说明。

首选对各个部件进行介绍：

如图1：第一拉森钢板桩a1：由呈u形的主体部分一11以及位于主体部分一11两端的弯钩部一12，弯钩部一12的钩口朝向主体部分一11的中线。

如图2：第一拉森钢板桩b2：在第一拉森钢板桩a1的基础上，其主体部分一11背离u形口的一侧固定一连接钩一21，该连接钩一21垂直主体部分一11向外延伸。

如图3：第二拉森钢板桩a3：由呈u形的主体部分二31以及位于主体部分二31两端的弯钩部二32，弯钩部二32的钩口至少部分背向主体部分二31的中线；其中一端的弯钩部二32固定连接一转轴33、另一端的弯钩部二32开设一与转轴33配合的轴孔34，所述轴孔34侧壁设置一开口35且轴孔34的开口35弧度α=2π/3。

如图4：第二拉森钢板桩b4：在第一拉森钢板桩a1的基础上，其主体部分二31背离u形口的一侧固定一连接钩二41，该连接钩二41垂直主体部分二31向外延伸。

第一拉森钢板桩a1和第一拉森钢板桩b2均为第一拉森钢板桩；第二拉森钢板桩a3和第二拉森钢板桩b4均为第二拉森钢板桩，本实施例中只是为了方便区分做上述命名。

实施例1：一种带侧向加筋劲的钢板桩支护结构，如图5，包括钢板桩支护6和设置在钢板桩支护6外侧的多个辅助支护组件7。如图6，其中钢板桩支护6由第一拉森钢板桩a1和第一拉森钢板桩b2连接而成，具体第一拉森钢板桩a1和第一拉森钢板桩b2的数量选择根据实际需要确定并排布。辅助支护组件7由多个第一拉森钢板桩a1连接而成，辅助支护组件7一端的第一拉森钢板桩a1和钢板桩支护6中第一拉森钢板桩b2的连接钩一21连接。

实施例1的施工方法如下：一种钢板桩支护结构的施工方法：包括如下步骤：

1)根据待开挖基坑5中土层的深度确定出钢板桩支护6的高度，钢板桩支护6的最小高度为其下端插入到土层中1～1.5m至地面之间的距离；同时根据施工框构主体的截面尺寸确定出钢板桩支护6的尺寸大小，钢板桩支护6的尺寸是施工框构主体的每侧外沿向外扩展1～1.5m；

2)根据上述确定的钢板桩支护6大小安装内层导向架和外层导向架，内层导向架和外层导向架均至少由多个定位桩组合而成，定位桩为钢管桩，根据需要可以选择是否在定位桩外安装横梁来提升内层导向架和外层导向架的整体稳定性，内层导向架位于钢板桩支护6内圈，外层导向架位于钢板桩支护6外圈；

3)在内层导向架和外层导向架之间打插一圈第一拉森钢板桩a1、第一拉森钢板桩b2间隔排布构成钢板桩支护6；

4）在钢板桩支护6外安装多组定位架，每组定位架由两排定位桩组成，在两排定位桩之间打插一排第一拉森钢板桩a1构成辅助支护组件7，辅助支护组件7一端的第一拉森钢板桩a1与钢板桩支护6中第一拉森钢板桩b2的连接钩一21钩连，且辅助支护组件7垂直钢板桩支护6；

5)将上述导向架和定位架全部拆除。

实施例2：一种带侧向加筋劲的钢板桩支护结构，如图7，包括钢板桩支护6和设置在钢板桩支护6外侧的多个辅助支护组件7。其中钢板桩支护6由第二拉森钢板桩a3和第二拉森钢板桩b4连接而成，具体第二拉森钢板桩a3和第二拉森钢板桩b4的数量选择根据实际需要确定并排布。辅助支护组件7由多个第二拉森钢板桩a3连接而成，辅助支护组件7一端的第二拉森钢板桩a3和钢板桩支护6中第二拉森钢板桩b4的连接钩二41连接。

实施例2的施工方法如下：一种钢板桩支护结构的施工方法：包括如下步骤：

1)根据待开挖基坑5中土层的深度确定出钢板桩支护6的高度，钢板桩支护6的最小高度为其下端插入到土层中0.5～1.5m至地面之间的距离；同时根据施工框构主体的截面尺寸确定出钢板桩支护6的尺寸大小，钢板桩支护6的尺寸是施工框构主体的每侧外沿向外扩展1～1.5m；

2)根据上述确定的钢板桩支护6安装一组导向架，该组导向架仅能用于一块第二拉森钢板桩a3的安装；导向架由打入土层的多个钢管桩组成。

3)在导向架内将首块第二拉森钢板桩a3打入土层至预定深度，之后依次打入其余的第二拉森钢板桩a3、第二拉森钢板桩b4至与首块第二拉森钢板a3的深度相同并进行围合，之后先在导向架内将首块第二拉森钢板桩a3打入至设计深度，再依次将剩余的第二拉森钢板桩a3、第二拉森钢板桩b4打入至设计深度构成钢板桩支护6，预定深度为距土层表面2-3m；

4）钢板桩支护6外安装多个辅助支护组件7：将多块第二拉森钢板桩a3依次打入相连构成辅助支护组件7，辅助支护组件7一端的第二拉森钢板桩a3与钢板桩支护6中第二拉森钢板b4的连接钩二41钩连，且辅助支护组件7垂直钢板桩支护6；

5)将上述导向架拆除。

某工程1：在地质承载力为500kpa的土层进行。基坑5的尺寸为12m×15m，基坑5的挖深为6m。采用了是实施例1的方法进行施工，具体步骤如下：

1)根据该基坑5中土层的深度确定出拉森钢板桩的高度，第一拉森钢板桩a1和第一拉森钢板桩b2的高度均为8m；同时根据施工框构主体的截面尺寸确定出钢板桩支护6的尺寸大小，钢板桩支护6的尺寸为13m×16m；

2)根据上述确定的钢板桩支护6大小安装内层导向架和外层导向架，内层导向架位于钢板桩支护6内圈，外层导向架位于钢板桩支护6外圈；内层导向架和外层导向架均由多根相隔距离并排设置的定位桩和水平安装在多根定位桩一侧外表面上端的横梁构成；内圈导向架与施工框构主体边沿的距离为1.5m，其中定位桩采用钢管桩，横梁采用工字钢；

3)在上述两圈导向架之间的土层中插打一圈由第一拉森钢板桩a1和第一拉森钢板桩b2相接而构成的钢板桩支护6；采用履带吊配合振动锤插打；

4）在钢板桩支护6外安装多组定位架，每组定位架由两排定位桩组成，定位桩为钢管桩，在两排定位桩之间打插一排第一拉森钢板桩a1构成辅助支护组件7，辅助支护组件7一端的第一拉森钢板桩a1与钢板桩支护6中第一拉森钢板桩b2的连接钩一21钩连，且辅助支护组件7垂直钢板桩支护6；

5)将上述导向架和定位架全部拆除；

6)将钢板桩支护6内部的土层逐层挖除；重复上述过程直至形成基坑5；

7)在钢板桩支护6下端与基坑5底面相邻接的部位铺设一层彩条布或土工布，然后在基坑5底面上浇注一层30cm厚的c30混凝土垫层；彩条布或土工布的作用是将钢板桩支护6与封砼隔离，以便将来能够顺利地拔除钢板桩支护6；封底时由一边向另一边推进，但应保证连续、不间断、不留接缝，并且一次性完成；

8)在上述混凝土垫层上搭建模板，然后进行施工完成施工框构主体，之后拆除模板；

9)采用级配碎石或砼逐层回填基坑5中施工框构主体与钢板桩支护6之间的空间；

该工程于实际施工时间为26天。施工期间围堰(钢板桩支护6结构)稳固，经观测周围建造物及既有线均未出现明显沉降，顺利地完成了施工任务。

某工程2：在地质承载力为500kpa的土层进行。基坑5的尺寸为直径16m，基坑5的挖深为5.5m。采用了是实施例2的方法进行施工，具体步骤如下：

1)根据该基坑5中土层的深度确定出拉森钢板桩的高度，第二拉森钢板桩a3和第二拉森钢板桩b4的高度为7m；同时根据施工框构主体的截面尺寸确定出钢板桩支护6的尺寸大小，钢板桩支护6的直径18m；

2)根据上述确定的钢板桩支护6安装一组导向架，该组导向架仅能用于一块第二拉森钢板桩a3的安装；导向架均由多根相隔距离并排设置的定位桩和水平安装在多根定位桩一侧外表面上端的横梁构成；内圈导向架与施工框构主体边沿的距离为1.5m，其中定位桩采用钢管桩，横梁采用工字钢；

3)在导向架内将首块第二拉森钢板桩a3打入土层至预定深度，之后依次打入其余的第二拉森钢板桩a3和第二拉森钢板桩b4至与首块第二拉森钢板a3的深度相同并进行围合，之后先将首块第二拉森钢板桩a3打入至设计深度，再依次将剩余的第二拉森钢板桩a3和第二拉森钢板桩b4打入至设计深度构成钢板桩支护6，预定深度为距土层表面2-3m；采用履带吊配合振动锤插打；

4）在钢板桩支护6外安装多组定位架，每组定位架由两排定位桩组成，定位桩为钢管桩，在两排定位桩之间打插一排第二拉森钢板桩a3构成辅助支护组件7，辅助支护组件7一端的第二拉森钢板桩a3与钢板桩支护6中第二拉森钢板b4的连接钩二41钩连，且辅助支护组件7垂直钢板桩支护6；

5)将上述导向架全部拆除；

6)将钢板桩支护6内部的土层逐层挖除；重复上述过程直至形成基坑5；

7)在钢板桩支护6下端与基坑5底面相邻接的部位铺设一层彩条布或土工布，然后在基坑5底面上浇注一层30cm厚的c30混凝土垫层；彩条布或土工布的作用是将钢板桩支护6与封砼隔离，以便将来能够顺利地拔除钢板桩支护6；封底时由一边向另一边推进，但应保证连续、不间断、不留接缝，并且一次性完成；

8)在上述混凝土垫层上搭建模板，然后进行施工完成施工框构主体，之后拆除模板；

9)采用级配碎石或砼逐层回填基坑5中施工框构主体与钢板桩支护6之间的空间；

该工程于实际施工时间为34天。施工期间围堰(钢板桩支护6结构)稳固，经观测周围建造物及既有线均未出现明显沉降，顺利地完成了施工任务。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。