一种排桩冻土墙支护结构体系

1.本实用新型涉及一种土墙支护结构体系，特别是一种排桩冻土墙支护结构体系。


背景技术：

2.深基坑工程施工中首先要做的就是基坑支护，目前常用的基坑支护方法有钢板桩、地下连续墙、排桩式挡土墙、深层搅拌水泥土重力式挡土墙、土钉墙等。
3.当地下水位较高，高于基坑坑底时，深基坑施工需要同时考虑挡土和止水两方面的问题。现有混凝土排桩只能完成挡土工作，无法在地下水位高于基坑坑底的深基坑中应用。因此能采用的支护方法主要有地下连续墙、水泥土桩与混凝土桩咬合支护排桩。考虑到地下连续墙造价很高，很多工程中都采用了水泥土桩与混凝土桩咬合支护排桩，该支护方法是用钢筋混凝土桩承担挡土任务，水泥土桩与混凝土桩咬合组成排桩共同挡水。
4.水泥土桩与混凝土桩咬合支护排桩施工时，一般采用在水泥土桩内钻孔，安放钢筋笼浇灌混凝土形成支护桩。该工法工艺原理是通过水泥土止水帷幕施工完至水泥终凝后，利用水泥土止水帷幕自身材料进行泥浆护壁，在水泥土止水帷幕中采用冲击钻机护壁钻孔，用吊车将钢筋笼吊至钻孔内，并通过导管进行混凝土的浇筑，缩短止水帷幕中水泥和混凝土桩中混凝土的凝固时间间隔，最终使钢筋混凝土灌注支护桩与水泥土止水帷幕桩完全咬合。
5.水泥土与混凝土咬合排桩的主要问题是：在排桩施工时需要水泥土桩和混凝土桩同时施工，否则无法咬合，施工难度大，如施工过程中桩身垂直度控制不当，则会出现堵水不严的问题，造成工程事故。


技术实现要素：

6.针对上述现有技术缺陷，本实用新型的任务在于提供一种排桩冻土墙支护结构体系，解决软土地区深基坑支护，特别是地下水位高于基坑坑底，但与基坑坑底高差不大的深基坑。
7.本实用新型技术方案如下：一种排桩冻土墙支护结构体系，包括钢筋混凝土桩和冻土桩，所述钢筋混凝土桩设置若干根并沿基坑的坑壁间隔排列，相邻的所述钢筋混凝土桩之间设置所述冻土桩，所述冻土桩的两侧与所述钢筋混凝土桩的侧壁咬合，所述钢筋混凝土桩和所述冻土桩的底端低于所述基坑的坑底，所述钢筋混凝土桩和所述冻土桩的顶端高于地下水的水位线。
8.进一步地，包括冻结管，所述冻结管设置于所述钢筋混凝土桩内。
9.进一步地，为了简化施工工艺，使钢筋混凝土桩与冻土桩可以同步施工，包括冻结管套管，所述冻结管套管与所述钢筋混凝土桩的钢筋捆扎固定，所述冻结管穿设于所述冻结管套管内。
10.进一步地，为了保证冻土桩与钢筋混凝土桩的充分地稳定咬合，所述冻结管位于所述钢筋混凝土桩的近外周壁位置。
11.进一步地，每根所述钢筋混凝土桩设置两根所述冻结管，所述冻结管位于所述钢筋混凝土桩的相对两侧。
12.进一步地，为了节约施工费用，所述冻土桩的底端高于所述钢筋混凝土桩的底端，所述冻土桩的顶端低于所述钢筋混凝土桩的顶端。
13.进一步地，包括冠梁、腰梁和内支撑，所述冠梁连接于所述钢筋混凝土桩的顶端，所述腰梁连接于所述钢筋混凝土桩的中部，所述内支撑分别与所述冠梁、所述腰梁的内侧固定连接。
14.本实用新型与现有技术相比的优点在于：
15.本技术方案将水泥土桩与混凝土桩咬合排桩结构中的水泥土桩去掉，改为冻土桩，组成新型的排桩冻土墙支护结构体系，由钢筋混凝土桩承担挡土任务，由冻土桩和钢筋混凝土桩组成的防水帷幕承担防水任务。由于冻土桩基于钢筋混凝土桩生成，因此冻土桩和钢筋混凝土桩之间不存在咬合不紧密的问题，能很好的达到防水效果。施工时，根据地下水位不同，可以设置不同高度的冻结管，从而节约施工费用。另外，施工吊放钢筋笼时将冻结管一并完成，等于钢筋混凝土桩和冻土桩同步施工，简化了施工工艺。本技术方案解决高水位深基坑的支护问题，圆满解决水泥土和钢筋混凝土咬合桩排桩支护结构存在的不足，具有施工方便、止水安全性好、造价低的优点。
附图说明
16.图1为实施例的排桩冻土墙支护结构体系平面布置示意图。
17.图2为实施例的排桩冻土墙支护结构体系立面布置示意图。
18.图3为图1a处局部示意图。
具体实施方式
19.下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。
20.本实用新型实施例所述的一种排桩冻土墙支护结构体系，其施工工艺依次包括：制作钢筋笼
→
绑扎冻结管套管
→
灌注桩成孔
→
泥浆护壁
→
清孔
→
吊放钢筋笼
→
水下浇筑混凝土
→
冠梁施工
→
内支撑施工
→
安装冻结管
→
实施冻结
→
土方开挖
→
冻土桩保温施工
→
地下结构施工
→
回填土
→
停止冻结
→
回收冻结管。具体的步骤是这样的：第一步是绑扎钢筋，绑扎钢筋时将冻结管套管与钢筋笼绑扎在一起。第二步是混凝土灌注桩成孔施工，施工时进行泥浆护壁，防止成孔坍塌。第三步吊放钢筋笼，吊放钢筋笼时应将冻结管套管两端进行封堵，防止泥浆进入冻结管套管。第四步进行混凝土浇筑，完成混凝土支护桩的施工。第五步对混凝土支护桩进行养护，施工冠梁。第六步在冻结管套管内安放冻结管，实施冻结，形成圆柱状冻土桩，使混凝土桩与冻土桩咬合，组成既能挡土，又能挡水的支护结构。第七步，进行土方开挖，边开挖边进行内支撑施工。第八步进行地下结构施工，地下结构施工完成后进行回填土。第九步是停止冻结施工，拔出冻结管，进行回收再利用。
21.请结合图1及图2所示，通过上述施工过程得到的排桩冻土墙支护结构体系包括钢筋混凝土桩1和冻土桩2，其中钢筋混凝土桩1主要用于挡土，其并沿基坑的坑壁间隔排列设置多根。钢筋混凝土桩1的顶端与冠梁3固定连接，钢筋混凝土桩1的中部与腰梁4固定连接，冠梁3及腰梁4的内侧再与内支撑5固定形成使钢筋混凝土桩1保持竖直。请结合图3所示，在
钢筋混凝土桩1的两侧靠近截面圆周位置设置冻结管套管6，冻结管套管6内插入冻结管7，通过冻结管7对土层实施冻结，获得的冻土桩2位于相邻的钢筋混凝土桩1之间，冻土桩2的两侧与钢筋混凝土桩1的侧壁咬合，由冻土桩2和钢筋混凝土桩1组成的防水帷幕承担防水任务。钢筋混凝土桩1和冻土桩2的底端低于基坑的坑底，钢筋混凝土桩1和冻土桩2的顶端高于地下水的水位线。一般为了节约施工费用，可以根据地下水位不同设置不同高度的冻结管7，冻土桩2整体高度小于钢筋混凝土桩1，使冻土桩2的底端略低于基坑的坑底，顶端略高于地下水的水位线即可。


技术特征：
1.一种排桩冻土墙支护结构体系，其特征在于，包括钢筋混凝土桩和冻土桩，所述钢筋混凝土桩设置若干根并沿基坑的坑壁间隔排列，相邻的所述钢筋混凝土桩之间设置所述冻土桩，所述冻土桩的两侧与所述钢筋混凝土桩的侧壁咬合，所述钢筋混凝土桩和所述冻土桩的底端低于所述基坑的坑底，所述钢筋混凝土桩和所述冻土桩的顶端高于地下水的水位线。2.根据权利要求1所述的排桩冻土墙支护结构体系，其特征在于，包括冻结管，所述冻结管设置于所述钢筋混凝土桩内。3.根据权利要求2所述的排桩冻土墙支护结构体系，其特征在于，包括冻结管套管，所述冻结管套管与所述钢筋混凝土桩的钢筋捆扎固定，所述冻结管穿设于所述冻结管套管内。4.根据权利要求2所述的排桩冻土墙支护结构体系，其特征在于，所述冻结管位于所述钢筋混凝土桩的近外周壁位置。5.根据权利要求4所述的排桩冻土墙支护结构体系，其特征在于，每根所述钢筋混凝土桩设置两根所述冻结管，所述冻结管位于所述钢筋混凝土桩的相对两侧。6.根据权利要求1所述的排桩冻土墙支护结构体系，其特征在于，所述冻土桩的底端高于所述钢筋混凝土桩的底端，所述冻土桩的顶端低于所述钢筋混凝土桩的顶端。7.根据权利要求1所述的排桩冻土墙支护结构体系，其特征在于，包括冠梁、腰梁和内支撑，所述冠梁连接于所述钢筋混凝土桩的顶端，所述腰梁连接于所述钢筋混凝土桩的中部，所述内支撑分别与所述冠梁、所述腰梁的内侧固定连接。

技术总结
本实用新型公开了一种排桩冻土墙支护结构体系，包括钢筋混凝土桩和冻土桩，所述钢筋混凝土桩设置若干根并沿基坑的坑壁间隔排列，相邻的所述钢筋混凝土桩之间设置所述冻土桩，所述冻土桩的两侧与所述钢筋混凝土桩的侧壁咬合，所述钢筋混凝土桩和所述冻土桩的底端低于所述基坑的坑底，所述钢筋混凝土桩和所述冻土桩的顶端高于地下水的水位线。本实用新型冻结形成的冻土桩与钢筋混凝土桩相互咬合，共同起到止水帷幕的作用，挡土工作完全由钢筋混凝土桩承担，可以解决高水位深基坑的支护问题，圆满解决水泥土和混凝土咬合桩排桩支护结构存在的不足，具有施工方便、止水安全性好、造价低的优点。低的优点。低的优点。


技术研发人员：王效宾 李飞 邢雯静 刘宇恒
受保护的技术使用者：常熟理工学院
技术研发日：2021.04.13
技术公布日：2022/4/22