专利名称：加墩复合土钉墙支护结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种建筑施工中的基础工程，具体涉及一种开挖地下室 基坑时使用的基坑支护结构。
背景技术：
随着髙层建筑物越来越多，基坑深度也越来越大，开挖的地下空间可作 为车库、仓储、商场、人防工程等。建筑物基坑开挖后，需对其周边作支护 结构，以防止局部或大面积的塌方。
现有的支护结构常用的有两大类一类是嵌入基坑周边地面以下的悬臂 式或桩(墙)锚式挡土结构，由钢板桩或排列的混凝土桩(灌注桩)构成竖 向结构的支护壁面；另一类是土钉墙式结构，利用斜向设置的土钉与周围土 体的摩擦力和粘聚力，加固土体形成组合体，使土体结构化，在支护坡面设 钢筋网，喷射细石混凝土，使开挖面处的局部土体和深层稳定土体联为一体， 构成支护壁面。在基坑较深时，两类支护结构均可搭配预应力锚杆，锚杆向 支护壁面后方的地基土体中延伸，在锚杆外端穿套有槽钢，向锚杆内灌浆后， 进行预应力张拉，最后锚杆端部与槽钢采用螺母锁定，拉紧支护壁面。
以下对两类支护结构的各项参数进行比较
支护方式造价工期安全性对环境影响
灌注排桩+预应力锚杆高较长好较小
土钉墙+预应力锚杆一般一般_^船 股一般
以施工二层地下室基坑支护为例，如釆用灌注排桩+预应力锚杆的支护
方式，工程造价在每延长米1.3 2.0万元；如釆用土钉墙+预应力锚杆的支 护方式，工程造价在每延长米0.7 1.0万元。
如上所述，灌注排桩类的支护结构安全性高，适用基坑深度深，但工程 费用髙，施工工期长；而土钉墙类的支护结构则具有工程造价低的优点，但 基坑安全无法保证(长边侧位移、变形较大，侧向刚度相对较小)， 一般仅适用于对10米以下的二、三级基坑支护。
发明内容
本实用新型目的是提供一种造价适中，安全性髙，工期较短，适用于深 层及软粘土基坑的支护结构。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是 一种加墩复合土钉墙 支护结构，包括环绕基坑设置的土钉墙，沿所述土钉墙每隔3 15米设有一 墩柱结构，所述墩柱结构包括垂直于基坑底面的灌注桩组，分别位于灌注桩 组两侧的经土钉墙穿插于土体内的预应力锚杆，以及连接两侧锚杆位于土钉 墙外侧端部的水平槽钢，在每一所述墩柱结构中，设有2组上、下设置的所 述预应力锚杆，每组预应力锚杆的外侧端部分别由一根水平槽钢连接固定， 所述灌注桩组包裹于土钉墙内，由至少两根平行排列的灌注桩组成。
上述技术方案中，所述灌注桩组至少包括两根垂直于基坑底面(即插设 于土体内)的钢筋砼灌注桩构成，根据基坑深度对护壁强度的要求，配置灌 注桩的数量，同时位于灌注桩组两侧的预应力锚杆及连接锚杆的槽钢构成对 灌注桩组的水平锁紧结构，在同一墩柱结构中，设置上、下两排预应力锚杆 与槽钢的组合，以提髙墩柱结构的刚度与承载能力。
在具体施工时，首先进行灌注桩的施工桩定位一埋设护筒一备 制泥浆—钻孔桩机就位一校正水平垂直度—成孔清孔—钢筋笼制 作\安置一导管一二次清孔—浇筑混凝土 一试块留设；然后是设 置土钉墙定位放线及高程测量一土钉成孔一造浆及注浆一挂网及焊接拉结 筋—喷射混凝土—混凝土养护；最后对预应力锚杆进行施工定位一钴孔— 预应力筋的制作与安装—灌浆(一次常压和一次髙压)一外锚头制作一张拉 锁定/外锚头防腐，上述各项工法均可采用现有工法进行施工；从而完成的 带有墩柱结构(灌注桩+土钉墙+预应力锚杆)的基坑支护结构，利用墩柱结 构将大面积的基坑分隔成小面积基坑，降底基坑的长边效应，克服了单独采 用土钉墙、复合土钉墙在基坑强度和刚度上的不足，吸取灌注桩强度髙、刚 度大的特点，通过两者的结合，使支护结构适用的基坑深度得到增大，施工 成本远远小于纯刚性灌注排桩的施工费用。
上述技术方案中，所述墩柱结构突起于所述基坑周边表面，构成明墩结构，即以灌注桩相对于基坑表面的位置不同而区分，当墩柱结构外侧与周边 基坑表面平齐时则视为暗墩结构。
上述技术方案中，所述基坑周边、土钉墙及灌注桩的内侧设有垂直于基 坑底面的三轴搅拌桩层，构成支护结构的防水层。搅拌桩的施工方式为测 量定位\设置导向桩—开挖导向沟—设置导向架与定位搅拌机就位 —成桩钻进\喷桨及搅拌下沉到桩底设计标高—喷浆及搅拌提升到桩 顶设计标髙—桩机移机—下一桩施工；搅拌桩层的设置是为了达到止 水效果，而根据基坑周围土体的性质，确定实施单排或是双排的搅拌桩，当 为双排搅拌桩时，前后桩体以相互咬合重复搭接的方式施工，以保证墙体的 连续性，主要起到对基坑外承压水或微承压水的隔离作用。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是
1、 本实用新型通过墩柱结构与土钉墙的结合，以墩柱结构减小了大面 积的基坑的长边效应的影响，以灌注桩提髙土钉墙的抗变形、抗移位的能力， 从而保证了基坑长期施工过程中不发生形变，大大提髙施工安全性；
2、 由于墩柱结构是3 15米间隔设置，因而与连续布置的灌注排桩支 护结构相比，在施工费用上大大降低，约为纯灌注排桩的60%;
2、 配合设置三轴搅拌桩构成的防水层，使本实用新型亦适用于含水量 较高的软粘土以及砂性土质土体上，省去了对特殊地质的降水施工；
3、 土钉、锚杆施工与挖土可一并进行，节省了基础施工工期，提高了 工程综合效益。
图1是本实用新型实施例一中基坑的局部平面图2是图1中墩柱结构示意图3是图1的墩柱结构剖面图4是本实用新型实施例一的施工流程图。
其中1、 土钉墙；2、墩柱结构；3、灌注桩；4、槽钢；5、预应力锚 杆；6、三轴搅拌桩；7、 土钉。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述
实施例一参见图1至图4所示， 一种加墩复合土钉墙支护结构，包括 环绕基坑设置的土钉墙l及经土钉墙穿插于土体内的预应力锚杆5，沿所述 土钉墙每隔5 10米设有一突起于所述基坑周边表面的墩柱结构2 (明墩结 构)，所述墩柱结构包括垂直于基坑底面的灌注桩组，分别位于灌注桩组两 侧的所述预应力锚杆，以及连接两侧锚杆位于土钉墙外侧端部的水平槽钢4, 所述灌注桩组包裹于土钉墙内，由2根平行排列的灌注桩3组成，所述基坑 周边、土钉墙及灌注桩的内侧设有垂直于基坑底面的双排三轴搅拌桩6,构 成支护结构的防水层。
参见图4所示，其施工工序为
① 搅拌桩施工平整场地\清除地下障碍物—测量定位\设置导向桩 —开挖导向沟—设置导向架与定位搅拌机就位一成桩钻进\喷浆及 搅拌下沉到桩底设计标髙一喷浆及搅拌提升到桩顶设计标髙一桩机移 机一下一桩施工；
② 灌注桩施工桩定位一埋设护筒一备制泥浆—钻孔桩机就位 —校正水平垂直度一成孔清孔一钢筋笼制作\安置—导管一二 次清孔—浇捣混凝土 一试块留设；
③ 土钉墙施工定位放线及高程测量一土钉成孔一造浆及注浆一挂网 及焊接拉结筋一喷射混凝土一混凝土养护；
④ 预应力锚杆施工定位一钻孔—预应力筋的制作与安装—灌浆(一次 常压和一次髙压)一外锚头制作一张拉锁定/外锚头防腐。
以施工二层地下室基坑支护为例，如采用灌注桩加预应力锚杆的支护方 式，工程造价在每延长米1.3 2.0万元；如单独采用复合土钉(深层搅拌桩 +土钉墙)，工程造价在每延长米0.7 1.0万元，但基坑安全无法保证(位移、 变形较大)；采用本实施例施工，不仅基坑的安全性得到保证，同时工程造 价仅髙于复合土钉10%,是采用灌注桩加预应力锚杆的支护方式造价的 60%,工程造价在每延长米0.8 1.1万元，经济效益非常显著。
权利要求1. 一种加墩复合土钉墙支护结构，包括环绕基坑设置的土钉墙(1)，其特征在于沿所述土钉墙每隔3～15米设有一墩柱结构(2)，所述墩柱结构包括垂直于基坑底面的灌注桩(3)组，分别位于灌注桩组两侧的经土钉墙穿插于土体内的预应力锚杆(5)，以及连接两侧锚杆位于土钉墙外侧端部的水平槽钢(4)，在每一所述墩柱结构中，设有2组上、下设置的所述预应力锚杆，每组预应力锚杆的外侧端部分别由一根水平槽钢连接固定，所述灌注桩组包裹于土钉墙内，由至少两根平行排列的灌注桩组成。
2. 根据权利要求1所述的加墩复合土钉墙支护结构，其特征在于所 述墩柱结构突起于所述基坑周边表面，构成明墩结构。
3. 根据权利要求1所述的加墩复合土钉墙支护结构，其特征在于所述墩柱结构外侧与基坑周边表面平齐，构成暗墩结构。
4. 根据权利要求1所述的加墩复合土钉墙支护结构，其特征在于所 述基坑周边、土钉墙及灌注桩的内侧设有垂直于基坑底面的三轴搅拌桩(6)层，构成支护结构的防水层。
专利摘要本实用新型公开了一种加墩复合土钉墙支护结构，包括环绕基坑设置的土钉墙及经土钉墙穿插于土体内的预应力锚杆，其特征在于沿所述土钉墙每隔3～15米设有一墩柱结构，所述墩柱结构包括垂直于基坑底面的灌注桩组，分别位于灌注桩组两侧的所述预应力锚杆，以及连接两侧锚杆位于土钉墙外侧端部的水平槽钢，在每一所述墩柱结构中，设有2组上、下设置的所述预应力锚杆，每组预应力锚杆的外侧端部分别由一根水平槽钢连接固定，所述灌注桩组包裹于土钉墙内，由至少两根平行排列的灌注桩组成。本实用新型提高了支护结构的抗变形、抗位移的能力，实现对深层基坑的支护，且施工费用仅为刚性灌注排桩的60％。
文档编号E02D5/76GK201232189SQ20082004055
公开日2009年5月6日 申请日期2008年7月11日 优先权日2008年7月11日
发明者程月红 申请人:苏州二建建筑集团有限公司