一种劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护结构的制作方法

本实用新型涉及地下水丰富情况下的基坑支护领域，具体涉及一种劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护结构。

背景技术：

工程实践中，为了为保证地下结构施工及基坑周边环境安全，常采用基坑支护结构对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护。基坑开挖时卸荷使得支护结构在基坑内外两侧的土压力形成压力差，进而引起支护结构的侧向变形。因此限制侧向位移量对基坑开挖及周边环境具有重要的意义。

在复杂的地层条件下特别是地层软弱且地下水丰富的情况下，通常采用桩锚加止水帷幕的支护方法，止水帷幕采用的高压旋喷桩只起到止水作用，其自身强度没有得到充分利用。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型内容的目的在于提供一种劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护结构，在实现基坑侧壁有效止水的前提下，提高自身的承载能力。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护结构，包括混凝土灌注桩、止水帷幕、型钢劲芯和冠梁，所述止水帷幕为高压旋喷桩止水帷幕，所述型钢劲芯沿轴线打入止水帷幕形成劲芯止水帷幕，所述劲芯止水帷幕与混凝土灌注桩间隔排列并相互咬合排列成直线，所述冠梁将混凝土灌注桩与劲芯止水帷幕连接成整体，所述混凝土灌注桩的腰部与腰梁连接，预应力锚杆安装在相邻的两根混凝土灌注桩之间的腰梁上，预应力锚杆的外端与锚具固定。

在地下施工结束后，为了方便拔出型钢劲芯，型钢劲芯的底部打入不透水层，顶端高于冠梁的设计标高；更进一步地，在型钢劲芯与冠梁交接的翼缘和腹板处用胶粘贴1.0-2.0cm的泡沫，使型钢劲芯拔出时，冠梁与型钢劲芯的连接脱离，方便在不破坏冠梁的情况下拔出型钢劲芯。避免型钢劲芯留在地下造成地下空间的污染，又可以节约社会资源。地下施工结束后，通过小型机具夹住型钢劲芯高出的冠梁的部分，在不破坏冠梁4的情况下拔出型钢劲芯。

所述型钢劲芯为工字钢、钢管或h型钢，还可以采用管状结构或其它实心条状结构。

本实用新型的有益效果是：

1)增大支护结构的强度和刚度：通过在止水帷幕桩内增设型钢劲芯，在满足止水条件下增强了支护结构整体的抗弯刚度和抗剪强度，使支护结构的刚度和强度更高。较以往技术可以支挡较大的水压力以及土压力，较好地控制基坑侧壁变形。止水帷幕仅高于地下水位，在满足止水要求的前提下，节省材料，并且对土压力较大的位置有加强作用。

2)劲芯止水帷幕与混凝土灌注桩间隔排列并相互咬合排列成直线，合理利用了灌注桩及其桩间距，将止水帷幕与灌注桩结合，横向排布，达到了止水的效果。与单独打一排止水帷幕的施工方法相比，一定程度下节省了材料和施工费用。

3)型钢劲芯可回收：型钢劲芯的顶端与冠梁交接的翼缘和腹板处用胶粘贴有泡沫，使劲芯与冠梁连接脱离。施工完成后可以通过小型机具使劲芯脱离冠梁并将其从支护结构中拔出。型钢劲芯可回收重复使用，节约社会资源降低成本。并且避免劲芯留在地下造成地下空间污染。

4)施工方便，节省成本：当支护结构需要承担较大水压力和土压力时，常常通过扩大桩径或增加支护结构来提高桩的强度和刚度。本实用新型通过止水帷幕桩体尚未结硬时插入工字钢劲芯，使止水帷幕的强度得到充分利用，在同等深度基坑条件下更节省材料，且施工方便快捷。

附图说明

图1为本实用新型组合桩支护结构的侧向结构示意图。

图2为双止水帷幕桩俯视结构示意图。

图3为单止水帷幕桩俯视结构示意图。

图4为工字钢劲芯与冠梁连接处示意图。

图中各标号为：1.混凝土灌注桩、2.止水帷幕、3.型钢劲芯、4.冠梁、5.混凝土面层、6腰梁、7预应力锚杆、8泡沫板、9胶黏剂。

具体实施方式

下面结合附图具体对本实用新型做进一步的详细说明。

实施例1

如图1-4所示，一种劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护结构，包括混凝土灌注桩1、止水帷幕2、型钢劲芯3和冠梁4，所述止水帷幕2为高压旋喷桩止水帷幕，所述型钢劲芯3沿轴线打入止水帷幕2形成劲芯止水帷幕，所述劲芯止水帷幕与混凝土灌注桩间隔排列并相互咬合排列成直线，所述相邻混凝土灌注桩1之间根据桩间距设置1-2根高压旋喷桩，所述冠梁4将混凝土灌注桩1与劲芯止水帷幕连接成整体，所述混凝土灌注桩1的腰部连接有腰梁6，预应力锚杆7安装在相邻的两根混凝土灌注桩1之间的腰梁6上，预应力锚杆7的外端与锚具固定；所述高压旋喷桩的桩底部打入止水层，桩顶低于混凝土灌注桩1的桩顶，但高于地下水位；所述型钢劲芯3的底部打入不透水层，顶端高于冠梁4的设计标高10-15cm，在型钢劲芯3与冠梁4交接的翼缘和腹板处用胶黏剂9粘贴1.0-2.0cm的泡沫板8，方便在地下施工结束后，在不破坏冠梁4的情况下拔出劲芯。避免型钢劲芯3留在地下造成地下空间的污染，又可以节约社会资源。

具体施工方法包括如下步骤：

a.用螺旋转机等机具就地成孔后下钢筋笼并灌注混凝土；

b.以普通水泥——水玻璃为注浆材料，进行止水帷幕2的施工，止水帷幕2采用高压喷射注浆设备进行施工，位于混凝土灌注桩之间，高压旋喷桩的桩径小于混凝土灌注桩1的桩径；

c.将型钢劲芯3的外表面涂减摩剂，在高压旋喷桩的桩体结硬前，沿轴线打入型钢劲芯3；

d.设置冠梁4，将混凝土灌注桩1与劲芯止水帷幕连接成整体，其中混凝土灌注桩1的桩顶与冠梁4连接，混凝土灌注桩1的桩顶嵌固，限制基坑壁侧向位移。

e.待混凝土灌注桩1和高压旋喷桩达到一定强度后，进行第一步基坑开挖，从地面向下挖1.5-3.0m，然后朝迎土面斜向下转孔，放入预应力锚杆7的杆体并灌浆，向基坑侧壁表面喷射混凝土面层至1/2厚度时安置钢筋网片，随后将腰梁6固定在混凝土灌注桩1上，并将预应力锚杆7固定在腰梁6上，再喷射混凝土至设计厚度，形成混凝土面层5；

f.待预应力锚杆灌浆、混凝土面层5达到一定强度后，重复上述过程直到基底；

g.型钢劲芯3回收施工过程：地下施工结束后，通过小型机具夹住型钢劲芯3高出的冠梁4的部分，在不破坏冠梁4的情况下拔出型钢劲芯3。

所述型钢劲芯3为工字钢。

技术特征：

1.一种劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护结构，其特征在于：包括混凝土灌注桩(1)、止水帷幕(2)、型钢劲芯(3)和冠梁(4)，所述止水帷幕(2)为高压旋喷桩止水帷幕，所述型钢劲芯(3)沿轴线打入止水帷幕(2)形成劲芯止水帷幕，所述劲芯止水帷幕与混凝土灌注桩(1)间隔排列并相互咬合排列成直线，所述冠梁(4)将混凝土灌注桩(1)与劲芯止水帷幕连接成整体，所述混凝土灌注桩(1)的腰部与腰梁(6)连接，预应力锚杆(7)安装在相邻的两根混凝土灌注桩(1)之间的腰梁(6)上，预应力锚杆(7)的外端与锚具固定。

2.如权利要求1所述的一种劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护结构，其特征在于：高压旋喷桩的桩底打入不透水层，高压旋喷桩的桩顶低于混凝土灌注桩(1)的桩顶，但高于地下水位线。

3.如权利要求1所述的一种劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护结构，其特征在于：型钢劲芯(3)的底部打入不透水层，顶端高于冠梁(4)的设计标高。

4.如权利要求3所述的一种劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护结构，其特征在于：型钢劲芯(3)与冠梁(4)交接的翼缘和腹板处用胶黏剂(9)粘贴1.0-2.0cm的泡沫板(8)。

技术总结
本实用新型公开一种劲芯帷幕桩与护壁桩锚联合支护结构，包括混凝土灌注桩和止水帷幕，止水帷幕为高压旋喷桩止水帷幕，型钢劲芯沿轴线打入止水帷幕形成劲芯止水帷幕，劲芯止水帷幕与混凝土灌注桩间隔排列并相互咬合排列成直线，冠梁将混凝土灌注桩与劲芯止水帷幕连接成整体，混凝土灌注桩的腰部与腰梁连接，预应力锚杆安装在相邻的两根混凝土灌注桩之间的腰梁上。本实用新型符合支护结构的受力特点，满足止水的前提下，充分利用劲芯止水帷幕的强度，增加组合桩支护结构刚度和强度，能更好地控制基坑侧壁变形，同等深度基坑条件下，更节省材料，型钢劲芯可回收重复使用，降低成本，避免型钢劲芯留在地下造成地下空间污染。

技术研发人员：贾金青;王子怡;高幸;陈进杰;张丽华;周同和;朱彦鹏;王旭春;廖小平;杨敏
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2019.11.28
技术公布日：2020.09.01