专利名称：一种施加预应力的水泥土重力式围护墙及其施工方法
技术领域：
本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及基坑支护及边坡围护结构与施工方法。
背景技术：
目前的基坑支护结构和边坡挡土结构中，水泥土重力式围护墙是较常用的一种。 他具有基坑开挖方便，施工速度快，对地下室结构施工无影响等优点。这种重力式围护墙一般要求有较厚的墙体，并插入坑底较深，是一种悬臂式围护墙结构，其变形形态呈顶部最大，底部最小的分布形式，极易发生倾覆，对基坑周边的建筑和管线等造成危害。为了控制围护墙在外侧水土压力作用下产生的水平变形和墙体的稳定性，常需增加围护墙的厚度和深度，从而导致支护成本急剧增加。在六米左右的基坑围护工程中，常常使用重力式围护墙结构，在基坑开挖过程中， 常出现水平变形达到100毫米以上位移量，引起围护墙体开裂漏水现象，对周边的建筑物产生了较大的沉降变形，往往引起管线的断裂，产生较大的工程事故。为了控制围护墙体的变形，采用加宽墙体厚度，加深墙体的插入深度，但效果均不明显。可以说，目前的重力式水泥土围护墙，具有变形大和成本高的特点。当需保护基坑周边管线时，这种重力式水泥土围护墙需要墙体内增加钻孔灌注桩或插入大型H型钢，但对水平变形的控制效果仍不理想。因此，岩土工程界迫切要求需要一种能控制墙顶位移，且成本较低的围护墙支护结构，实现基坑支护既安全又经济的目标。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，克服现有重力式围护墙存在的技术问题和结构缺陷，提供一种施加预应力的水泥土重力式围护墙及其施工方法。这样不仅提高重力式围护墙控制墙顶水平位移的能力，又能降低成本，为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，包括由纵横多列连续搭接的水泥土桩组成的重力式墙体，穿过墙体的加劲桩，加劲桩一端与墙体连接在一起，对加劲桩施加有预应力，所述墙体厚度为900mm 10000mm。所述墙体顶部设置有压顶板，板的厚度50mm 1000mm，斜向的加劲桩连接在压顶板上。所述墙体内侧面设置有腰梁，斜向的加劲桩连接在腰梁上。重力式墙体由纵向2列以上、横向2列以上的水泥土桩组成。重力式墙体的水泥土桩平面布置成格栅状。重力式墙体的水泥土桩长度相同。重力式墙体的水泥土桩长度不同。
重力式墙体的剖面呈倒L形。重力式墙体的剖面底部呈Π形。重力式墙体的剖面呈倒反倒L形。重力式墙体的剖面底部呈T形。水泥土桩体内设有加筋体。加筋体为金属材料或非金属材料。穿过重力式墙体的加劲桩为竖直方向，顶部并与压顶板连接。所述斜向的加劲桩与水平面夹角5度 75度。一种施加预应力的水泥土重力式围护墙的施工方法，先施工竖向的水泥土桩体， 然后施工竖向、斜向加劲桩体，再施工压顶板，最后对加劲桩施加预应力，将竖向加劲桩、斜向加劲桩与水泥土墙体通过锚具连接在一起。所述水泥土桩体施工方法是采用单轴或多轴搅拌桩机或旋喷桩机施工而成的。通过对竖向的加劲桩体施加预应力，则使竖向墙体的水泥土呈受压状态，从而提高了水泥土墙体的抗弯能力。通过对斜向的加劲桩体施加预应力，则使竖向水泥土墙体预先受到一个水平支撑力作用，从而提高了水泥土墙体的抗倾覆能力。在竖向和斜向的预应力共同作用下，水泥土围护墙能承受较高的水土压力作用， 并具有较高的稳定性和控制水平变形的能力。与传统的重力式围护墙相比，这种多向施加预应力的围护墙具有墙体厚度薄，插入深度小、基坑变形更小等优势。从而达到提高安全度、降低工程造价的目的。
下面结合附图和具体实施方式
来详细说明本发明；图1为本发明所述的有一排斜向加劲桩的水泥土重力式围护墙的结构示意图。图2为本发明所述的有二排斜向加劲桩的水泥土重力式围护墙的结构示意图。图3为本发明所述的有相同长度水泥土桩组成的围护墙结构示意图。图4为本发明所述的重力式墙体的剖面底部呈倒L形的结构示意图。图5为本发明所述的重力式墙体的剖面底部呈反倒L形的结构示意图。图6为本发明所述的重力式墙体的剖面底部呈Π形的结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。参看图1和图2，该多向施加预应力的围护墙是由重力式墙体1，斜向旋喷搅拌桩体2，竖向旋喷搅拌加劲桩体3，钢筋混凝土压顶板4，预应力锚具5，腰梁6等组成。重力式墙体1是采用单轴或多轴轴搅拌桩机或旋喷桩机施作，水泥土桩纵横多列连续搭接组合而成，呈实心墙体或空心格栅状墙体。重力式墙体由纵向2列以上、横向2列以上的水泥土桩组成。重力式墙体1的厚度为900mm IOOOOmm参看图3，图中所示的为相同长度的水泥土桩构成的矩形墙体示意图。
参看图4，重力式墙体的剖面底部呈倒L形。参看图6，重力式墙体的剖面底部呈Π形。参看图5，重力式墙体的剖面底部呈反倒L形。或着重力式墙体的剖面底部呈T形或者其它形状，再次不一一列举。形成重力式墙体1后，沿墙体的内侧施工竖向加劲桩体3，穿过墙体进入下部的土体中，并在土体中形成一个大直径的锚固体，加劲桩体内插入加筋体。加筋体为金属材料或非金属材料。在水泥土桩墙的顶部或上部位置，施工斜向加劲桩体2，斜向穿过墙体进入外侧的土体中，并在土体中形成一个大直径的锚固体，加劲桩体2内插入加筋体。加劲桩体直径为IOOmm 1000mm。在重力式墙体1的顶部，施工一个钢筋混凝土压顶板4，压顶板4的厚度为50mm IOOOmm0待重力式墙体1、加劲桩2和钢筋混凝土压顶板4养护满足达一定强度后，分别对竖向、斜向加劲桩2的加筋体施加预应力，并用锚具5锁定。待竖向、斜向预应力施加后，即可开挖基坑内的土体。当开挖深度较深时，沿水泥土桩墙向下需要再施工一排以上的斜向加劲桩体2，斜向穿过墙体进入外侧的土体中，并在土体中形成一个大直径的锚固体，加劲桩体2内插入加筋体。对斜向加劲桩体2的加筋体施加预应力，并用锚具锁定腰梁6上，然后开挖基坑内的下一层土体。加劲桩2和加劲桩3中的加筋体为一根或多根的钢绞线、钢筋、钢管。本实施例中的围护墙结构，是分步施作完成的，既可在较为坚硬的土层中形成，也可在软弱的土层如淤泥质土、流砂和粉质土中形成。一种施加预应力的水泥土重力式围护墙的施工方法，先施工竖向的水泥土桩体， 然后施工竖向、斜向加劲桩体，再施工压顶板，最后对加劲桩施加预应力，将竖向加劲桩、斜向加劲桩与水泥土墙体通过锚具连接在一起。所述水泥土桩体施工方法是采用单轴或多轴搅拌桩机或旋喷桩机施工而成的。通过对竖向的加劲桩体施加预应力，则使竖向墙体的水泥土呈受压状态，从而提高了水泥土墙体的抗弯能力。通过对斜向加劲桩体施加预应力，则使竖向水泥土墙体预先受到一个水平支撑力作用，从而提高了水泥土墙体的抗倾覆能力。在竖向和斜向的预应力共同作用下，水泥土围护墙能承受较高的水土压力作用， 并具有较高的稳定性和控制水平变形的能力。与传统的重力式围护墙相比，这种多向施加预应力的围护墙具有墙体厚度薄，插入深度小等优势。从而可以达到提高安全度、降低工程造价的目的。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其
5等同物界定。
权利要求
1.一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，其特征在于，包括由纵横多列连续搭接的水泥土桩组成的重力式墙体，穿过墙体的加劲桩，加劲桩一端与墙体连接在一起，对加劲桩施加有预应力，所述墙体厚度为900mm 10000mm。
2.根据权利要求1所述的一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，其特征在于，所述墙体顶部设置有压顶板，板的厚度50mm 1000mm，斜向的加劲桩连接在压顶板上。
3.根据权利要求1所述的一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，其特征在于，所述墙体内侧面设置有腰梁，斜向的加劲桩连接在腰梁上。
4.根据权利要求1所述的一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，其特征在于，重力式墙体由纵向2列以上、横向2列以上的水泥土桩组成。
5.根据权利要求1或4所述的一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，其特征在于，重力式墙体的水泥土桩平面布置成格栅状。
6.根据权利要求1或4所述的一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，其特征在于，重力式墙体的水泥土桩长度相同。
7.根据权利要求1或4所述的一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，其特征在于，重力式墙体的水泥土桩长度不同。
8.根据权利要求1或4所述的一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，其特征在于，重力式墙体的剖面底部呈倒L形。
9.根据权利要求1或4所述的一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，其特征在于，重力式墙体的剖面底部呈Π形。
10.根据权利要求1或4所述的一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，其特征在于， 重力式墙体的剖面底部呈反倒L形。
11.根据权利要求1或4所述的一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，其特征在于， 重力式墙体的剖面底部呈T形。
12.根据权利要求1或4所述的一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，其特征在于， 水泥土桩体内设有加筋体。
13.根据权利要求1或4所述的一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，其特征在于， 加筋体为金属材料或非金属材料。
14.根据权利要求1所述的一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，其特征在于，穿过重力式墙体的加劲桩为竖直方向，顶部并与压顶板连接。
15.根据权利要求1所述的一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，其特征在于，所述的斜向加劲桩与水平面夹角5度 75度。
16.一种施加预应力的水泥土重力式围护墙的施工方法，先施工竖向的水泥土桩体，然后施工竖向、斜向加劲桩体，再施工压顶板，最后对加劲桩施加预应力，将竖向加劲桩、斜向加劲桩与水泥土墙体通过锚具连接在一起。
17.根据权利要求16所述的一种施加预应力的水泥土重力式围护墙的施工方法，其特征在于，所述水泥土桩体施工方法是采用单轴或多轴搅拌桩机或旋喷桩机施工而成的。
全文摘要
本发明提供一种施加预应力的水泥土重力式围护墙，包括由纵横多列连续搭接的水泥土桩组成的重力式墙体，穿过墙体的加劲桩，加劲桩一端与墙体连接在一起，对加劲桩施加有预应力。另外还提供该围护墙的施工方法，先施工竖向的水泥土桩体，然后施工竖向、斜向加劲桩体，再施工压顶板，最后对加劲桩施加预应力，将竖向加劲桩、斜向加劲桩与水泥土墙体通过锚具连接在一起。通过对斜向加劲桩体施加预应力，使竖向水泥土墙体预先受到一个水平支撑力作用，从而提高了水泥土墙体的抗倾覆能力，增加基坑的安全性，降低工程造价。
文档编号E02D17/04GK102561363SQ20121002781
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月8日 优先权日2012年2月8日
发明者刘全林, 宋伟民 申请人:上海强劲地基工程股份有限公司