搅拌桩内套打梅花形灌注桩的基坑围护结构及施工方法与流程

本发明涉及一种搅拌桩内套打梅花形灌注桩的基坑围护结构及施工方法，属于基坑围护结构技术领域。

背景技术：

当前软土地基深大基坑围护结构的设计、施工方法基本还是套用传统的深度不大的中小基坑的方法，即采用地下连续墙或排桩挡土，同时设置多道水平支撑或锚杆。软土地区深大基坑围护工程通常采用大量的地下连续墙(或排桩)和水平支撑或锚杆等临时结构作为支挡结构。基坑宽度较小时，可采用型钢作为水平支撑，实现水平支撑的循环利用；基坑宽度较大时，通常采用钢筋混凝土水平支撑。由于基坑面积巨大，设置水平支撑造价高(每道水平钢筋混凝土支撑的造价可达数百万元，甚至上千万元)、施工周期长、拆除不便、土方开挖与地下工程结构施工不便，而且大量拆除的混凝土等固体废弃物处置与再利用困难，需占用大量的堆弃场地等，浪费大量的人力、财力、物力和社会资源。

而基坑的围护结构常采用钻孔灌注桩形式，在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成。在实际工程应用中，因混凝土是在泥水中灌注的，混凝土质量控制难度大，费工费时，成孔速度慢，泥渣污染环境。另外钻孔灌注桩经常会出现塌孔、缩径、桩孔偏斜等成孔问题。

技术实现要素：

软土地基深大基坑围护结构采用钻孔灌注桩存在的混凝土质量控制难度大、费工费时、成孔速度慢、泥渣污染环境等问题，以及钢筋混凝土水平支撑造价高、施工周期长、拆除不便、土方开挖与地下工程结构施工不便且存在大量固体废弃物等问题，本发明提供了一种搅拌桩内套打梅花形灌注桩的基坑围护结构及施工方法，灌注桩施工质量可控，基坑围护结构安全可靠，同时，利用在搅拌桩中套打灌注桩的围护结构，可以减少或者不使用水平支撑，加快土方开挖速度，缩短工期，做到不采用或少量采用水平支撑，具有节约资源、环境影响小的优点。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种搅拌桩内套打梅花形灌注桩的基坑围护结构，包括：

至少两个平行间隔设置的双轴搅拌桩组，所述双轴搅拌桩组包括至少两排相互咬合的纵向双轴搅拌桩；

若干排间隔设置于两个相邻的所述双轴搅拌桩组之间的横向双轴搅拌桩；以及，

若干灌注桩，所述灌注桩设置于所述双轴搅拌桩组内，并且相邻两个所述双轴搅拌桩组内的所述灌注桩交错设置；

其中，所述纵向双轴搅拌桩和横向双轴搅拌桩为水泥搅拌桩。

优选为，所述基坑围护结构还包括压顶混凝土层，所述压顶混凝土层位于所述双轴搅拌桩组及灌注桩顶部，所述压顶混凝土层与所述灌注桩的连接处设置有桩帽。

优选为，靠近迎坑面的所述双轴搅拌桩组的底部标高低于远离所述迎坑面的所述双轴搅拌桩组的底部标高。

优选为，所述灌注桩底部标高低于所在的所述双轴搅拌桩组的底部标高。

优选为，所述灌注桩的直径小于所述纵向双轴搅拌桩的直径。

相应地，本发明还提供了一种所述的搅拌桩内套打梅花形灌注桩的基坑围护结构的施工方法，包括如下步骤：

s1.根据基坑开挖面的位置确定双轴搅拌桩组的位置，然后确定横向双轴搅拌桩的间距；

s2.以基坑开挖面为基准，按先远后近原则依次施工双轴搅拌桩组、横向双轴搅拌桩，并使同一个双轴搅拌桩组的相邻两排纵向双轴搅拌桩相互咬合，使所述横向双轴搅拌桩与相连的所述纵向双轴搅拌桩相互咬合；

s3.确定灌注桩的位置，并采用间隔成桩的施工顺序，在所述双轴搅拌桩组内套打所述灌注桩，并使两个相邻的所述双轴搅拌桩组内的所述灌注桩错位设置。

优选为，在步骤s3之后，还包括如下步骤：

s4.在所述双轴搅拌桩组及灌注桩顶部进行找平施工，并在所述灌注桩顶部开设槽孔，然后浇筑混凝土，形成压顶混凝土层，所述灌注桩顶部的槽孔中的混凝土形成桩帽。

综上所述，本发明提供的搅拌桩内套打梅花形灌注桩的基坑围护结构，设置有多组双轴搅拌桩组且每一组双轴搅拌桩组包括至少两排纵向双轴搅拌桩、并在相邻两组双轴搅拌桩组之间设置横向双轴搅拌桩，且纵向双轴搅拌桩、横向双轴搅拌桩均采用水泥搅拌桩，从而在基坑四周的软土中形成纵横交错的水泥搅拌桩框架，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基，然后在其中套打灌注桩，灌注桩施工质量可控，并提高了基坑围护结构的刚度与抗剪切能力，可将基坑的变形控制在要求的范围内，且同时兼顾挡土和止水功能。而且，基坑围护结构采用搅拌桩内套打梅花形灌注桩的形式，能够抵抗较大的软土侧压力，可以减少使用或者不使用水平支撑，加快土方开挖速度，缩短工期，具有节约资源、环境影响小的优点。另外，在所述双轴搅拌桩组及灌注桩顶部设置压顶混凝土层作为施工便道，可使资源得到有效利用，并可节约用地空间。

附图说明

图1为本发明一实施例中的搅拌桩内套打梅花形灌注桩的基坑围护结构的结构示意图；

图2为图1中沿a-a的剖视图；

图3为图1中沿b-b的剖视图。

图中标号如下：

基坑开挖面10；基坑围护结构100；双轴搅拌桩组110；纵向双轴搅拌桩111；横向双轴搅拌桩112；灌注桩120；压顶混凝土层130；桩帽140。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的搅拌桩内套打梅花形灌注桩的基坑围护结构及施工方法作进一步详细说明。结合下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，实施例中的纵向、横向与附图中的方向一致，并非对技术方案的限制。

实施例一

请结合图1至图3所示，本实施例提供的一种搅拌桩内套打梅花形灌注桩120的基坑围护结构100，包括两个平行间隔设置的双轴搅拌桩组110，靠近基坑开挖面10处的双轴搅拌桩组110包括三排相互咬合的纵向双轴搅拌桩111，远离基坑开挖面10的双轴搅拌桩组110包括两排相互咬合的纵向双轴搅拌桩111，在两个双轴搅拌桩组110之间设置有若干排间隔设置的横向双轴搅拌桩112。其中，纵向双轴搅拌桩111和横向双轴搅拌桩112为水泥搅拌桩，通过搅拌机械将水泥与软土充分搅拌后，水泥作为固化剂使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基，通过改变水泥的掺入比，从而调节水泥搅拌桩的强度。在两排双轴搅拌桩组110内间隔设置若干灌注桩120，将灌注桩120设置于水泥搅拌桩中，灌注桩120的施工质量可控，不易出现塌孔、缩径、桩孔偏斜等现象。并且相邻两个双轴搅拌桩组110内的灌注桩120交错设置，从而使多个双轴搅拌桩组110内的灌注桩120形成梅花形结构，可以增强基坑围护结构100的整体性和稳定性，能有效阻挡基坑边沿土体滑动。

优选的实施方式为，如图2和图3所示，在双轴搅拌桩组110及灌注桩120顶部设置有压顶混凝土层130作为施工便道，作为举例，压顶混凝土层130可以采用c25混凝土浇筑而成，当施工便道有较高承重要求时，混凝土中也可以设置钢筋骨架。优选为，压顶混凝土层130与灌注桩120的连接处设置有桩帽140，可以将压顶混凝土层130的作用力有效传递至灌注桩120。

优选的实施方式为，如图2和图3所示，靠近迎坑面的双轴搅拌桩组110的底部标高低于远离迎坑面的双轴搅拌桩组110的底部标高。也就是说，靠近迎坑面的双轴搅拌桩组110的埋深较深，在基坑开挖时，有利于围护结构的整体稳定。由于远离迎坑面的双轴搅拌桩组110距离基坑开挖面10相对较远，在保证基坑围护结构100整体稳定性的前提下，可以具有相对较浅的埋入深度，从而加快施工速度。

优选的实施方式为，如图2和图3所示，灌注桩120底部标高低于所在的双轴搅拌桩组110的底部标高。也就是说，水泥搅拌桩的埋深小于灌注桩120的埋深，灌注桩120的底部受到的土体侧压力相对较小，不设置水泥搅拌桩对安全性影响不大，故可以减小水泥搅拌桩的埋深，加快施工进度。

优选的实施方式为，灌注桩120的直径小于纵向双轴搅拌桩111的直径，使灌注桩120四周均有足够厚度的水泥搅拌桩，可以保证灌注桩120的施工质量，提高围护结构的整体安全性能。

综上所述，本发明提供的搅拌桩内套打梅花形灌注桩120的基坑围护结构100，设置有多组双轴搅拌桩组110且每一组双轴搅拌桩组110包括至少两排纵向双轴搅拌桩111、并在相邻两组双轴搅拌桩组110之间设置横向双轴搅拌桩112，且纵向双轴搅拌桩111、横向双轴搅拌桩112均采用水泥搅拌桩，从而在基坑四周的软土中形成纵横交错的水泥搅拌桩框架，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基，然后在其中套打灌注桩120，灌注桩120施工质量可控，并提高了基坑围护结构100的刚度与抗剪切能力，可将基坑的变形控制在要求的范围内，且基坑围护结构100同时兼顾挡土和止水功能。而且，基坑围护结构100采用搅拌桩内套打梅花形灌注桩120的形式，能够抵抗较大的软土侧压力，可以减少使用或者不使用水平支撑，加快土方开挖速度，缩短工期，具有节约资源、环境影响小的优点。另外，在双轴搅拌桩组110及灌注桩120顶部设置压顶混凝土层130作为施工便道，可使资源得到有效利用，并可节约用地空间。

实施例二

本发明还提供了一种实施例一中的基坑围护结构100的施工方法，下面结合图1至图3对该施工方法作进一步描述，该施工方法具体包括如下步骤：

s1.根据基坑开挖面10的位置确定双轴搅拌桩组110的位置，然后确定横向双轴搅拌桩112的间距。先进行基坑开挖面10放样，并以基坑开挖面10为基准进行双轴搅拌桩组110放样，以及横向双轴搅拌桩112放样。

s2.以基坑开挖面10为基准，按先远后近原则依次施工双轴搅拌桩组110、横向双轴搅拌桩112，并使同一个双轴搅拌桩组110的相邻两排纵向双轴搅拌桩111相互咬合，使横向双轴搅拌桩112与相连的纵向双轴搅拌桩111相互咬合。

双轴搅拌桩组110至少包括两排纵向双轴搅拌桩111，每一排的多个水泥搅拌桩之间依次咬合，相邻两排的纵向双轴搅拌桩111之间也相互咬合；而且，每一排的横向双轴搅拌桩112的多个水泥搅拌桩之间相互咬合，每一排端部的横向双轴搅拌桩112分别与两端的纵向双轴搅拌桩111相互咬合。如此设置，基坑围护结构100具有更好的整体性和稳定性。

s3.确定灌注桩120的位置，并采用间隔成桩的施工顺序，在双轴搅拌桩组110内套打灌注桩120，并使两个相邻的双轴搅拌桩组110内的灌注桩120错位设置。在灌注桩120放样完成后，进行钻孔、下放钢筋笼并浇筑混凝土。在灌注桩120施工时，应采用跳打施工，保证相邻两根灌注桩120施工间隔一段时间，比如间隔24小时，尽量减少对临桩的影响。

优选的实施方式为，在步骤s3之后，还包括如下步骤：

s4.在双轴搅拌桩组110及灌注桩120顶部进行找平施工，并在灌注桩120顶部开设槽孔，然后浇筑混凝土，形成压顶混凝土层130，灌注桩120顶部的槽孔中的混凝土形成桩帽140。压顶混凝土层130可以作为施工中的临时便道，采用的混凝土的标号及压顶混凝土层130的厚度均由设计承重决定。在灌注桩120顶部设置桩帽140，可以将压顶混凝土层130作用力有效传递至灌注桩120，受力合理、传力平顺、结构稳定。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。