一种矩形围护桩以及围护结构兼做主体结构的施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种矩形围护粧及围护结构兼做主体结构的施工方法，尤其适用于市区大型建筑物的基坑围护、开挖以及地下主体结构的建设。
【背景技术】
[0002]目前，基坑工程围护粧多采用现场浇筑，成粧质量难以保证，经常出现断粧和夹泥现象且不易修复；现场浇筑的混凝土需要一个强度上升期，导致工期浪费；并且围护粧多为临时支护结构，基坑开挖完成后回收困难，用后即废，造成了浪费及土体污染；建筑物主体结构与围护结构无法合二为一，主体结构在基坑开挖完成后才开始施工，造成极大的材料浪费和工期损失，并且围护结构在支撑拆除时的二次受力和二次变形对周边环境会造成进一步的影响。
【发明内容】
[0003]本发明是针对上述问题，提出了新的粧型和施工方法，利用了粉煤灰砌块做主体边墙的一部分，变废为宝；围护结构多采用预制粧、预制冠梁和腰梁等构件，实现工厂化、产业化、精细化，提高了工程质量和施工速度；结合逆作法施工步骤，将围护结构的竖向支撑和水平支撑兼做建筑物主体结构的竖向构件和水平构件，避免了临时支护结构的浪费，同时缩短了工期。
[0004]本发明的目的可以通过如下措施来达到:
[0005]一种矩形围护粧，包括多个按照设定位置排列且事前预制的矩形粧，在相邻的粧与粧之间通过支撑件连接形成围护结构，矩形粧既是基坑的围护结构又是建筑物地下空间主体结构外墙的一部分，且在围护结构的顶部和中部设有兼做建筑物主体结构中水平构件和竖向构件的水平支撑和竖向支撑。
[0006]所述的每个矩形粧中心有一个注浆孔，成粧就位后，进行粧底注浆加固地层，提高围护粧的稳定性。
[0007]所述的每个矩形粧包括多段，位于基坑开挖以上部分的每段粧端部都设有牛腿，用于支撑腰梁；基坑坑底以下部分的矩形粧不设有牛腿，因为坑底以下不开挖，不需要进行支撑。
[0008]所述的支撑件包括压顶冠梁、腰梁和隔墙，所述的压顶冠梁水平固定在相邻矩形粧的顶部，所述的腰梁水平固定在相邻矩形粧的牛腿处，所述的压顶冠梁、腰梁通过连接水平支撑控制基坑变形，所述的隔墙砌筑在相邻矩形粧和与腰梁所形成的空间内。
[0009]所述的水平支撑一端固定在围护粧顶压顶冠梁或中部腰梁上，另一端固定在基坑对边围护粧的相应位置上，水平支撑的中间位置连接在立柱粧上，立柱粧作为水平支撑的竖向支撑，基坑开挖期间水平支撑作为围护结构的水平承载构件，提供水平力控制基坑壁变形，立柱粧为竖向支撑，保证水平支撑的稳定；基坑施工完毕后，水平支撑作为梁并支撑板形成建筑物主体结构地下空间的水平构件，竖向支撑作为柱形成建筑物主体结构地下空间的竖向构件。
[0010]所述的隔墙为粉煤灰空心块砌筑而成，位于腰梁最上方的一层粉煤灰空心块上留有灌浆孔，将所述隔墙后方的空隙填充，以便后期作为主体结构的一部分有较高的整体性和稳定性。
[0011]首先对围护粧和立柱粧施工位置进行定位，根据地层情况决定是否利用钻机在所述围护粧位置处打设一个小于预制粧边长的圆孔作为引孔来保证预制粧的顺利压入。围护粧施工完成后在基坑外侧打设一圈旋喷粧或定喷粧作基坑止水帷幕，配合降水措施保证基坑开挖时的干作业环境。在止水帷幕完成后，进行基坑开挖，露出粧顶第一层牛腿，在围护粧顶施工压顶冠梁，并架设水平支撑以控制围护粧向基坑内侧偏移。随着基坑的进一步开挖，在基坑壁上喷射一层混凝土防止土体脱落，待露出第二层牛腿后，在第二层牛腿上施工腰梁，在腰梁上架设第二层水平支撑，并在腰梁上方两围护粧之间砌筑粉煤灰空心砌块做隔墙，所述砌筑粉煤灰空心砌块最上一层留有灌浆孔，砌筑完成后将所述砌块后面的空隙灌浆充实，继续开挖基坑，直至基坑开挖完成，整体浇筑基坑底板，最后现浇内衬边墙，内衬边墙紧靠隔墙，与矩形粧、压顶冠梁、腰梁和隔墙形成建筑物主体结构地下空间的外墙。
[0012]利用所述的矩形围护粧进行主体结构的施工方法，
[0013]步骤1.预制矩形粧及压顶冠梁和腰梁；
[0014]步骤2.利用预制的矩形粧进行如下施工:
[0015]a)将预制围护粧压入土层中；通过每个矩形粧的注浆孔向粧底注浆；
[0016]b)在基坑外施工旋喷粧，形成一道有效的止水帷幕；且配合降水措施保证基坑开挖时的干作业环境；
[0017]c)开挖基坑，利用预制压顶冠梁、第一道水平支撑对矩形粧顶进行固定支撑；
[0018]d)继续开挖基坑到第二层牛腿处，利用腰梁、隔墙和水平支撑对矩形粧中间部分进行固定支撑；
[0019]e)按照步骤(d)分层向下开挖基坑，直到基坑设计深度；
[0020]f)铺设基底垫层，制作底板模板，绑扎钢筋，浇筑基础底板；
[0021]g)支设内衬边墙模板，从下而上现浇内衬边墙，下部与基础底板连接，现浇边墙紧靠隔墙，主要起防水和平整外表面的作用。
[0022]h)施工建筑物主体结构地下空间其他内部组成构件，形成基坑围护体系、支撑体系兼做建筑物主体结构的地下空间体，施工完毕。
[0023]步骤I的预制矩形粧的过程如下:
[0024]制作矩形粧的模板，在粧端制作牛腿模板，绑扎钢筋笼，在模板的中间用模具预留注浆孔，浇灌混凝土，达到设计强度后拆除模板。
[0025]步骤I的预制压顶冠梁、腰梁的过程如下:
[0026]制作压顶冠梁、腰梁的模板，绑扎钢筋笼，浇灌混凝土，达到设计强度后拆除模板。
[0027]所述的步骤2 (a)的具体实施步骤如下:
[0028]I)按照设计要求放线定位围护粧及竖向支撑立柱粧的粧位；
[0029]2)视地层情况，如若压粧困难，可利用钻机在粧位中心打设一个圆形钻孔作为引孔，保证预制粧顺利压入，并能提高垂直度，如若压粧较易，可直接进行下一步；
[0030]3)利用压粧机将预制矩形粧分段压入土层中，同时将竖向支撑立柱粧也压入土层中；
[0031]4)由矩形粧形成的围护粧施工完成后，通过矩形粧注浆孔向粧底注浆，加固地层，增加粧的稳定性；
[0032]所述的步骤2(d)的具体实施步骤如下:
[0033]I)继续开挖基坑至下一层牛腿处，在基坑壁上喷一层混凝土防止土体脱落，将预制腰梁固定在围护粧牛腿间；
[0034]2)在腰梁上固定水平支撑，水平支撑采用现浇混凝土结构；
[0035]3)在腰梁及预制粧形成的空间内砌筑粉煤灰空心块做隔墙，并在最上方预留灌浆孔，灌浆密实空隙；
[0036]4)继续开挖下一层土方，重复步骤I)?3)。
[0037]所述围护粧包括多个截面为矩形且事先预制的带牛腿的钢筋混凝土矩形粧。
[0038]本发明的有益效果如下:
[0039]通过采用预制构件，使得施工速度和施工精度得到了提升，并且预制构件的质量较好，使得施工质量相对较高，节约了基坑工程的绝对工期。
[0040]通过施做“引孔”可以使预制粧更容易入土，并能避免发生偏斜，保证成粧的垂直度，更利于后期作为建筑物主体结构承受竖向荷载；可以通过中间的注浆孔注浆加固粧底部持力层，提高粧的稳定性以及粧底地层的承载力。
[0041]通过矩形粧中间的注浆孔注浆加固粧底的地层，可以提高粧的稳定性以及粧附近地层的承载力。
[0042]通过十字型预制粧承受基坑土压力，水平支撑提供水平力控制基坑变形，竖向支撑保证水平支撑稳定性，三者有机结合共同形成基坑的支护体系，采用逆作法施工，施工环境好，节省工期。
[0043]通过建筑物主体结构的水平构件兼做基坑开挖时的水平支撑，与传统水平支撑相比其支撑刚度更大，可以有效的控制基坑侧壁的水平变形，有利于保护周边建(构)筑物，适合在基坑周围环境对变形要求严格的情况下使用。
[0044]通过预制粧上的牛腿，将预制粧与预制压顶冠梁、腰梁连接，作为围护结构，基坑开挖完成后，又可通过牛腿将围护粧作为主体结构的承力柱与主体结构的墙和梁连接，基坑支护体系最终形成建筑物地下空间的主体结构，十字型预制粧、叠合墙形成建筑物地下空间的外墙，水平支撑和竖向支撑形成建筑物地下空间的梁、柱构件，大大节省了建筑材料，避免了传统临时水平支撑和竖向支撑的拆除工作，不会由于拆除而产生的大量建筑垃圾。
[0045]通过粉煤灰空心块砌筑隔墙做到了变废为宝，隔墙后方可通过预留的灌浆孔注浆加固提高稳定性；结合现浇内衬边墙，实现两墙合一，与围护粧共同形成建筑物地下空间的外墙，提高了建筑物外墙的稳定性。
【附图说明】
[0046]图1为矩形粧的俯视图；
[0047]图2 (a)为矩形粧的左视图，图2 (b)为矩形粧的前视图；
[0048]图3为围护结构压顶冠梁处横截面图；
[0049]图4为围护结构隔墙处横截面图；
[0050]图5为围护结构腰梁处横截面图；
[0051]图6为基坑侧壁(建筑物外墙)立面图；
[0052]图7是基坑中心线剖面图；
[0053]图中，I是注浆孔，2是牛腿，3是矩形粧，4是止水帷幕，5是压顶冠梁，6是灌浆孔，7是隔墙，8是腰梁，9是水平支撑，10是立柱粧，11是基础底板，12是内衬边墙，13是注浆体。
[0054]图6及图7中基础底板11以下为基坑不开挖部分。
【具体实施方式】
[0055]以下结合附图对本发明的实施方法做详细阐述:
[0056]一种矩形围护粧，包括多个按照设定位置排列且事先预制的矩形粧3，在相邻的粧与粧之间通过支撑构件连接；矩形粧既是基坑的围护结构又是建筑物地下空间主体结构外墙的一部分，且建筑物主体结构的水平构件和竖向构件兼做基坑支护的水平支撑和竖向支撑。
[0057]所述的支撑件包括压顶冠梁5、腰梁8和隔墙7，所述的压顶冠梁水平固定在相邻矩形粧的顶部，所述的腰梁水平固定在相邻矩形粧的牛腿2处，所述的压顶冠梁、腰梁通过连接水平支撑9控制基坑变形，所述的隔墙砌筑在相邻矩形粧和与腰梁所形成的空间内。
[0058]成粧就位后，通过每个矩形粧中心注浆孔I进行粧底注浆加固地层，粧端部形成注浆体13，可提高粧的承载力和地层稳定性。
[0059]所述的每个矩形粧包括多段，位于基坑开挖部分的每段粧端部都设有牛腿2，用于支撑腰梁；基坑坑底以下部分的矩形粧不设有牛腿，因为坑底以下不开挖，不需