一种采用预制型钢混凝土方桩作立柱的支撑结构及其施工方法与流程

1.本发明涉及基坑工程领域，特别是一种采用预制型钢混凝土方桩作立柱的支撑结构及其施工方法。


背景技术：

2.带内支撑的基坑围护结构包括竖向围护桩、水平支撑和立柱，当水平支撑为钢支撑时，由于自重较小，一般可采用h型钢兼做立柱和立柱桩；当水平支撑为钢筋混凝土支撑时，由于自重较大，立柱一般采用角钢格构柱或钢管柱，立柱桩通常采用钻孔灌注桩。钻孔灌注桩成本较高、施工速度较慢、质量不易控制、泥浆对环境有所污染、需要一定的养护时间。一般如果工程桩是灌注桩，立柱桩一般会考虑利用部分工程桩作为立柱桩以节约成本，如果工程桩是预制桩，立柱桩则无法利用工程桩，需全部增设灌注桩作为立柱桩。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种采用预制型钢混凝土方桩作立柱的支撑结构及其施工方法。
4.实现上述目的本发明的技术方案为，一种采用预制型钢混凝土方桩作立柱的支撑结构，包括上部立柱和下部立柱桩，所述上部立柱包括预制型钢混凝土方桩立柱，所述下部立柱桩包括预制混凝土方桩立柱桩，所述预制型钢混凝土方桩立柱与所述预制混凝土方桩立柱桩的接头采用焊接或机械连接，所述上部立柱从上之下的横向截面上设置有第一道钢筋混凝土支撑、第二道钢筋混凝土支撑和底板。
5.作为对本发明的进一步说明，所述预制型钢混凝土方桩顶位于第一道钢筋混凝土支撑顶面以下10～20cm，通过将第一道钢筋混凝土支撑梁范围内的预制型钢混凝土方桩的混凝土破除后露出型钢，通过短钢筋与型钢满焊锚入支撑梁进行固定。
6.作为对本发明的进一步说明，所述第二道钢筋混凝土支撑在钢筋混凝土支撑梁位置的预制型钢混凝土方桩四个角包四块角钢并通过钢板连接在一起。
7.作为对本发明的进一步说明，所述预制型钢混凝土方桩立柱在第二道钢筋混凝土支撑梁中心线及上下的位置，通过短钢筋与外包角钢或钢板满焊锚入支撑梁进行固定。
8.作为对本发明的进一步说明，所述第二道钢筋混凝土支撑的梁钢筋采取梁筋绕过预制型钢混凝土方桩立柱的连接方式，或梁筋弯起与外包角钢或钢板焊接的连接方式进行连接。
9.作为对本发明的进一步说明，所述预制型钢混凝土方桩立柱在底板位置的下半部分包焊四块钢板，钢板与所述预制型钢混凝土方桩的间隙填充有防水涂料，钢板四周焊接方形止水钢板。
10.作为对本发明的进一步说明，所述预制型钢混凝土方桩立柱在底板位置的上半部分混凝土破除露出型钢，并在型钢中间位置焊接有止水钢板。
11.一种采用预制型钢混凝土方桩作立柱的支撑结构的施工方法，包括以下步骤：
12.s1、根据基坑立柱的间距、支撑的自重、支撑和栈桥的活荷载、各道支撑的间距计算确定预制方桩的边长、入土深度、预制型钢混凝土方桩中型钢的型号尺寸设计参数；
13.s2、若坑底以下土层性质较好，下部普通预制混凝土方桩立柱桩顶标高位于坑底标高以下3m的位置，若坑底以下土层性质较差，下部普通预制混凝土方桩立柱顶标高位于其下性质较好土层中且不高于坑底标高以下3m,相应的，上部预制型钢混凝土方桩立柱底标高与下部普通预制混凝土方桩立柱顶标高一致,上部预制型钢混凝土方桩立柱顶标高位于第一道支撑板顶面以下10～20cm；
14.s3、将上部预制型钢混凝土方桩立柱与下部普通混凝土方桩立柱桩的接头采用焊接或机械连接在一起；
15.s4、开挖到第一道支撑底面时，将预制型钢混凝土方桩立柱桩头破除，将型钢保留，在支撑中心线及上下通过短钢筋与型钢满焊并锚入支撑梁内，浇筑形成第一道支撑；
16.s5、开挖到基坑下部各道支撑底面时，在预制型钢混凝土方桩立柱四个角包角钢并通过钢板焊接牢固，在支撑中心线及上下通过短钢筋与钢板满焊并锚入支撑梁内，在方桩位置处的支撑梁钢筋采取梁筋绕过方桩的连接方式，或直接弯起与钢板焊接，浇筑各道支撑梁；
17.s6、基坑开挖到坑底后，预制型钢混凝土方桩立柱外围在底板下半部分用四块钢板包焊，钢板与预制方桩间隙采用环氧树脂填充，再在四块钢板外侧水平方向包焊封闭钢板；
18.s7、底板施工，在预制型钢混凝土方桩立柱与底板连接处设置有施工缝，采取二次浇注，且先浇注下部底板；
19.s8、支撑拆除后，破除、切割预制型钢混凝土方桩立柱的混凝土和钢筋至底板包钢的顶面位置，底板顶面以下立柱型钢保留；
20.s9、在底板立柱型钢外围焊接方形止水钢板；
21.s10、将各立柱区域预留的底板顶层钢筋连接，浇筑混凝土。
22.其有益效果在于，1、采用预制构件(预制混凝土方桩立柱桩和预制型钢混凝土方桩)作为立柱桩和立柱，施工速度快，无需养护，质量易控，环保，造价相对传统灌注桩+型钢立柱较低。
23.2、工程桩为预制桩的工程中，可利用部分工程预制桩兼做立柱桩，扩大了工程桩兼做立柱桩的应用范围。
24.3、充分利用了混凝土构件抗压强度高的特点。
25.4、上部预制型钢混凝土方桩与各道支撑的连接简单、牢固。
26.5、预制型钢混凝土方桩立柱与底板的防水构造简单、可靠。
附图说明
27.图1是本发明的结构示意图；
28.图2是图1中a-a位置的截面结构示意图；
29.图3是图1中b-b位置的截面结构示意图。
30.图中，1、预制型钢混凝土方桩立柱；2、预制混凝土方桩立柱桩；3、第一道钢筋混凝
土支撑；4、第二道钢筋混凝土支撑；5、底板；6、锚入钢筋；7、包角钢；8、外包钢板；9、止水钢板；10、型钢；11、混凝土。
具体实施方式
31.下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-3所示，一种预制型钢混凝土方桩立柱的支撑结构，接下来结合该结构对其对应的工艺方法进行详细说明。
32.其中主体结构包括上部立柱和下部立柱桩，所述上部立柱包括预制型钢混凝土方桩立柱，所述下部立柱桩包括预制混凝土方桩立柱桩，所述预制型钢混凝土方桩立柱与所述预制混凝土方桩立柱桩的接头采用焊接或机械连接，所述上部立柱从上之下的横向截面上设置有第一道钢筋混凝土支撑、第二道钢筋混凝土支撑和底板。
33.第一步、根据基坑立柱的间距、支撑的自重、支撑和栈桥的活荷载、各道支撑的间距计算确定预制方桩的边长、入土深度、预制型钢混凝土方桩立柱1中型钢10的型号尺寸设计参数；
34.第二步、若坑底以下土层性质较好，下部预制混凝土方桩立柱桩2顶标高位于坑底标高以下3m的位置，若坑底以下土层性质较差，下部预制混凝土方桩立柱桩2顶标高位于其下性质较好土层中且不高于坑底标高以下3m,相应的，上部预制型钢混凝土方桩立柱底标高与下部预制混凝土方桩立柱桩2顶标高一致,上部预制型钢混凝土方桩立柱1顶标高位于第一道支撑板顶面以下10～20cm；
35.第三步、将上部预制型钢混凝土方桩立柱1与下部预制混凝土方桩立柱桩2的接头采用焊接或机械连接在一起；
36.第四步、开挖到第一道支撑底面时，将预制型钢混凝土方桩立柱1桩头破除，将型钢10保留，在支撑中心线及上下通过短钢筋与型钢10满焊并锚入支撑梁内，浇筑形成第一道支撑；
37.第五步、开挖到基坑下部各道支撑底面时，在预制型钢混凝土方桩立柱1四个角包角钢7并通过钢板焊接牢固，在支撑中心线及上下通过短钢筋与钢板满焊并锚入支撑梁内，在方桩位置处的支撑梁钢筋采取梁筋绕过方桩的连接方式，或直接弯起与钢板焊接，浇筑各道支撑梁；
38.第六步、基坑开挖到坑底后，预制型钢混凝土方桩立柱1外围在底板5下半部分用四块钢板包焊，钢板与预制方桩间隙采用环氧树脂填充，再在四块钢板外侧水平方向包焊封闭钢板；
39.第七步、底板5施工，在预制型钢混凝土方桩立柱1与底板5连接处设置有施工缝，采取二次浇注，且先浇注下部底板5；
40.第八步、支撑拆除后，破除、切割预制型钢混凝土方桩立柱1的混凝土11和钢筋至底板5包钢的顶面位置，底板5顶面以下立柱型钢10保留；
41.第九步、在底板5立柱型钢10外围焊接方形止水钢板9；
42.第十步、将各立柱区域预留的底板5顶层钢筋连接，浇筑混凝土11。
43.上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。