梅花形型钢水泥搅拌墙的制作方法

本申请涉及土木工程领域，尤其是涉及一种水泥搅拌墙的结构。

背景技术：

基坑支护是基础和地下工程施工中一个传统的课题，同时又是一个综合性很强的岩土工程难题，既有土力学中典型的强度与稳定问题，又包含了变形问题，同时还涉及到土与支护结构的共同作用。

最初的基坑工程就是简单放坡大开挖，既经济又方便，在空旷地区优先采用。然而由于城市建设的发展，建筑场地往往受周边环境等原因限制，基坑工程已不能满足现阶段要求。

技术实现要素：

本申请提供一种新型的梅花形型钢水泥搅拌墙，形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的的地下墙体。

本申请提供的梅花形型钢水泥搅拌墙，包括：

至少两排水泥搅拌墙，每排水泥搅拌墙包括若干水泥搅拌桩，每排水泥搅拌墙中的相邻水泥搅拌桩相互靠近并且一部分结合成一体，其中，外排的水泥搅拌桩位于两个相邻的内排水泥搅拌桩之间位置，并同时与所述两个相邻的内排水泥搅拌桩一部分结合成一体，形成梅花形结构；

以及型钢，所述型钢竖直插入在内排水泥搅拌桩内。

作为所述梅花形型钢水泥搅拌墙的进一步改进，相邻型钢之间间隔一个水泥搅拌桩。

作为所述梅花形型钢水泥搅拌墙的进一步改进，所述型钢为H型钢。

作为所述梅花形型钢水泥搅拌墙的进一步改进，所述H型钢向下超出水泥搅拌桩。

作为所述梅花形型钢水泥搅拌墙的进一步改进，所述H型钢向下超出水泥搅拌桩的长度≥2m。

作为所述梅花形型钢水泥搅拌墙的进一步改进，对水泥搅拌墙和型钢通过锚索锚固。

作为所述梅花形型钢水泥搅拌墙的进一步改进，用冠梁或腰梁将型钢连成整体。

作为所述梅花形型钢水泥搅拌墙的进一步改进，所述型钢保持与基坑边线垂直。

本申请的有益效果是：

本申请提供的梅花形型钢水泥搅拌墙，包括至少两排水泥搅拌墙以及型钢。每排水泥搅拌墙包括若干水泥搅拌桩，每排水泥搅拌墙中的相邻水泥搅拌桩相互靠近并且一部分结合成一体，其中，外排的水泥搅拌桩位于两个相邻的内排水泥搅拌桩之间位置，并同时与所述两个相邻的内排水泥搅拌桩一部分结合成一体，形成梅花形结构；而型钢竖直插入在内排水泥搅拌桩内。由于在水泥中插入了型钢作为加劲材料，大大提高了水泥搅拌桩的整体刚度，其结构强度可靠度高。

附图说明

图1为本申请梅花形型钢水泥搅拌墙一种实施例的结构示意图；

图2为本申请梅花形型钢水泥搅拌墙建造方法一种实施例的流程框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一：

本实施例一提供一种梅花形型钢水泥搅拌墙，其可形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的的地下墙体。

请参考图1，其包括至少两排水泥搅拌墙110、120以及型钢200。每排水泥搅拌墙包括若干水泥搅拌桩，每排水泥搅拌墙中的相邻水泥搅拌桩相互靠近并且一部分结合成一体，其中，外排的水泥搅拌桩121位于两个相邻的内排水泥搅拌桩111之间位置，并同时与所述两个相邻的内排水泥搅拌桩一部分结合成一体，形成梅花形结构；而型钢200竖直插入在内排水泥搅拌桩111内。

请参考图1，相邻型钢之间可以是间隔一个或者更多水泥搅拌桩。

进一步地，型钢为H型钢。

梅花形型钢水泥搅拌墙施工技术运用水泥(或其他水泥类材料)作为固化剂，通过搅拌机械，将地基深处的原状土体和水泥浆强制拌合，水泥浆和土体之间会发生一连串的物理、化学反应，从而使天然地基土结硬成具有一定整体性、水稳定性和一定强度的桩墙。利用高频振动打桩机将H型钢在水泥搅拌桩中打入，使H型钢深入到搅拌桩底以下一定距离(一般取2m或以上)，以充分发挥型钢的作用，提高整个支护结构的抗侧向刚度，型钢在水泥的包裹作用下收到套箍作用，可以防止型钢失稳，有利于型钢强度的充分发挥。

梅花形型钢水泥搅拌墙技术充分利用了SMW工法在基坑支护方面的优点，考虑到不同形式材料的工程特性和力学性质，由于在水泥中插入了H型钢作为加劲材料，大大提高了水泥搅拌桩的整体刚度，同时在工程造价上又大大低于地下连续墙的造价，并将以往基坑支护中采用的钻孔灌注桩加止水措施形成的组合桩合二为一，减少了施工工序，提高了施工速度，其结构强度可靠度高，具有较大发展前景。

梅花形型钢水泥搅拌墙施工技术是指利用搅拌桩机施工，在基坑周围按梅花形布置两排水泥搅拌墙110、120，然后在两排水泥搅拌桩内侧部位110，在水泥搅拌桩初凝之前按设计要求利用高频振动打桩机打入H型钢(如图1所示)，并使H型钢打入深度超出水泥搅拌桩深度一定距离(超出距离≥2m)以获得更高的抗侧向刚度。搅拌桩硬化后，对基坑进行分层开挖并逐层适用冠梁或腰梁将H型钢连成整体，之后用锚索锚固并对基坑开挖面进行喷锚。在该施工技术中，两排梅花形布置的搅拌桩110、120较其他形式布置能起到更好的止水效果，打入基坑的H型钢在腰梁及锚索的共同作用下能提供足够的抗侧向度，从而维持开挖基坑的稳定。

梅花形型钢水泥搅拌墙把水泥的止水性能和型钢的高强度特性有效地组合而成的一种抗渗性好，刚度高，经济的围护结构，同其他围护结构相比，有以下特点：

对工程周围地基环境影响小：由于就地掺入水泥搅拌，在搅拌过程中确使土体变形均向地面方向上涌不危及侧土体，故与地下连续墙施工及桩基施工相比，对邻近土地扰动较小，故不致产生对邻近地面下沉，房屋倾斜，房屋裂损或地下设施破坏等危害性。

高止水性：由于水泥与土体得到充分的强化搅拌而且墙体全长无论在纵向与横向没有接缝，因而比传统的地下连续墙与钻孔灌注桩等组成的排桩围护结构具有更可靠的止水性，其渗透系数为10-7～10-8cm/s，有时甚至可达10-9cm/s。

可适应在多种土层中施工：采用多轴螺旋钻机方式的型钢水泥搅拌墙适用于从软弱地层到砂、砂砾地层及直径100mm以上的卵石，甚至风化岩层等，如果采用预削孔方法还可适用于硬质地层或单轴抗压强度60MPa以下的岩层。

工期短、造价低、节省工程投资：由于采用就地将原状土注浆搅拌在加固的方式施工在一次成墙，故施工工艺简单，效率高速度快，所需工期均较其他工法为短。在一般深度20～25m情况下日进可达8～10m，快时可达12m左右，地下墙施工快1.5～2倍左右，而且不受外界影响，造价方面维护本身为地下墙的70％左右，考虑型钢回收则可降至60％，比钻孔桩可低10％～20％。

对环境污染小：废土外运量比其他工法少，施工时噪音较小，震动小，水泥悬浊液与土混合不会产生废泥浆，不存在泥浆回收处理问题。先做废土基槽，限制了废水泥的溢流污染，最终产生的少量废水泥经处理还可再利用作为敷设场地道路的材料，这样既降低了成型钢水泥搅拌墙的社会效益、经济效益是其他挡土结构所无法比拟的。

请参考图2，该梅花形型钢水泥搅拌墙建造方法工艺流程如下：

S001：平整场地。

搅拌机施工前，必须先进行场地平整，清除施工场地内地上及地下障碍物，以及凿除搅拌区域内的路面层硬物。

S002：测量放线。

根据提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工作，并做好永久及临时标志。放样定位后做好测量技术复核单，提请监理方进行复核验收签证，确认无误后进行搅拌施工。

S003：开挖导槽。

具体地，根据放样出的搅拌桩围护中心线，用挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽，沟槽宽1.2m深度0.8m。并清除地下障碍物，开挖沟槽余土时应及时处理，以保证搅拌桩机正常施工，并达到文明工地要求。

S004：搅拌桩机就位施工。

操作人员根据确定的位置控制钻机桩架的移动，灌注形成至少两排水泥搅拌桩，并使至少两排水泥搅拌桩成梅花形分布形成水泥搅拌墙。

具体地，在开挖的工作沟槽，按施工要求做好定位，操作人员根据确定的位置严格控制钻机桩架的移动，确保钻孔轴心就位不偏，同时控制钻孔下钻深度的达标，利用钻杆和桩架相对错位原理，在钻管上作出钻孔深度的标尺线，严格控制下钻、提升的速度和深度。水泥搅拌桩为基坑内外隔水围幕，施工时不容许出现施工冷缝，如出现超过24小时的冷缝，需采用搭接套钻或在后排补桩工艺。根据设计所标深度，钻机在钻孔和提升全过程中，保持螺杆匀速转动，匀速下钻，匀速提升，同时根据下钻和提升二种不同的速度，注入不同掺量的水泥浆液，并采取高压喷气在孔内使水泥翻搅拌和，在桩底部分必须重复搅拌注浆，保证整桩搅拌充分、均匀，确保搅拌桩的质量。

桩体垂直度控制要点：在开孔之前用两台经纬仪对搅拌轴纵横向同时校正，确保搅拌轴垂直。施工过程中随机对机座四周标高进行复测，确保机械处于水平状态施工，同时用经纬仪经常对搅拌轴进行垂直度复测。

成桩控制要点：水泥流量、注浆压力采用人工控制，严格控制搅拌桶的水泥用量，用水量采取总量控制，并用比重仪随时检查水泥浆的比重。土体应充分搅拌，严格控制钻孔下沉、提升速度，使原状土充分破碎，有利于水泥浆与土均匀拌和。浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30秒再倒入浆桶。压浆阶段输浆管道不能堵塞，不允许发生断浆现象，全桩须注浆均匀，不得发生土浆夹心层。

S005：H型钢施工。

在搅拌桩施工后，在对应的水泥搅拌桩插入型钢。

具体地，在搅拌桩施工后，根据设计图纸放出H型钢的插入点位，用高频振动打桩机夹住H型钢，起吊后调整H型钢位置，使型钢腹板与基坑边线300(如图1所示)垂直，在型钢压入搅拌桩过程中应在沿基坑边线纵向和法向两个方向控制型钢的垂直度，防止型钢在压入过程中歪斜。

H型钢插入控制要点：型钢进场要逐根吊放，型钢存放时底部枕木要均匀放置以减少型钢的变形，下插H型钢前要检查型钢的平整度，确保型钢顺利打入，型钢吊起后用经纬仪调整型钢的垂直度，达到垂直度后方可下插H型钢。在型钢下插过程中要严控并实时调整型钢垂直度。防止型钢歪斜而插入到基坑内部。最后利用水准仪控制H型钢的顶标高，保证H型钢的插入深度。

S006：清理沟槽内泥浆.

采用挖机将沟槽内的水泥清理出沟槽。

具体地，由于水泥浆液的定量注入搅拌体内。将有一部分水泥被置换出沟槽内，采用挖机将沟槽内的水泥清理出沟槽。保持沟槽沿边的整洁，确保桩体的硬化成型和下道工序的急需，被清理的水泥将在24小时之后开始硬化，随日后基坑开挖一起运出场地。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。