格构式组合钢板桩水泥土复合桩及其施工方法
【专利摘要】一种格构式组合钢板桩水泥土复合桩及其施工方法，该复合桩包括直线型钢板桩(3)、窄翼工字钢(2)、水泥土深层搅拌桩(1)、桩顶冠梁及基坑内支撑；这种将组合钢板桩插入水泥土搅拌桩中，使得水泥土被封闭在组合钢板桩的格构中，改变了水泥土的受力状态，使得格构式组合钢板桩水泥土复合桩中的水泥土由传统工法中置于型钢外侧的单向拉弯受力状态变为三向受压状态，本发明大幅提高传统SMW工法桩的侧向刚度，改善了传统SMW工法桩侧向刚度偏小的不足，同时继承了原有技术的止水性能好、施工速度快、钢材可回收利用的经济性好等特点，适用于开挖深度大、地下水位高的软土、粉土、粉砂地层基坑工程支护结构。
【专利说明】
格构式组合钢板桩水泥土复合桩及其施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种格构式组合钢板粧水泥土复合粧及其施工方法，属于岩土工程基坑支护技术领域。适用于开挖深度、地下水位埋藏浅的基坑工程围护结构，尤其在含水量高的软弱粘土、粉土等地质条件下更显优势。【背景技术】
[0002]传统SMW工法粧在基坑支护结构的应用上，其侧向刚度主要由插入的型材承担，而水泥土搅拌粧作为柔性粧或者半刚性粧几乎不法考虑其侧向刚度贡献，故传统SMW工法粧的实践应用中水平变形较大，这也是这一工法在复杂基坑工程中推广应用的瓶颈。
[0003]基坑支护结构中支护粧以控制水平变形为主，所以提高支护粧工作性能的核心就是要在一定经济性与施工便捷性的前提下提高粧体的侧向刚度。对于SMW工法粧而言，若只依赖提高型材的刚度来提高整个复合粧体的侧向刚度，则用钢成本将急剧增加，粧体断面也将扩大，这势必使其经济性降低与施工难度增大。所以，综上所述，要提高SMW工法粧的工作性能核心主要应从采取有效办法提高或发挥水泥土搅拌粧的侧向刚度。
【发明内容】
[0004]技术问题:本发明的目的是提供一种格构式组合钢板粧水泥土复合粧及其施工方法，在传统SMW工法粧的思路基础上，改变原有一般性插入的型材，改为由直线型钢板粧和窄翼工字钢组合而成的方形格构作为劲性水泥土搅拌粧的加筋体，在水泥系强化剂硬化前插入，成粧后基坑工程后续作法与施工工序均与其它支护粧型基坑工程一致。这种将水泥土置于组合钢板粧的方形格构内部，使得格构式组合钢板粧水泥土复合粧中的水泥土由传统工法中置于型钢外侧的的单向拉弯受力状态变为三向受压状态，这充分发挥了水泥土抗压强度远大于抗拉、抗剪强度的特性，这将大幅提高水泥搅拌粧的侧向刚度。
[0005]技术方案:本发明是一种格构式组合钢板粧水泥土复合粧的结构型式及其施工方法，该复合粧包括直线型钢板粧、窄翼工字钢、水泥土深层搅拌粧、粧顶冠梁及基坑内支撑； 其中，直线型钢板粧分别位于窄翼工字钢的两翼缘外侧，二者均位于水泥土深层搅拌粧中； 水泥土深层搅拌粧的排列方式为:第一根水泥土深层搅拌粧内设有直线型钢板粧和窄翼工字钢，第二根水泥土深层搅拌粧内只设有直线型钢板粧，第三根水泥土深层搅拌粧内设有直线型钢板粧和窄翼工字钢，第四根水泥土深层搅拌粧内只设有直线型钢板粧，如此依次排列下去;位于偶数根水泥土深层搅拌粧内的直线型钢板粧两端分别与位于奇数根水泥土深层搅拌粧内的直线型钢板粧连接，由上述构件连接起来构成了格构式组合钢板粧水泥土复合粧。
[0006]本发明的格构式组合钢板粧水泥土复合粧的施工方法包括以下步骤:
[0007]第一步:施工水泥土深层搅拌粧；
[0008]第二步:窄翼工字钢两翼缘外侧及直线型钢板粧涂抹隔离剂；
[0009]第三步:设置组合钢板粧插入的导向框架和悬挂梁；
[0010]第四步:水泥土未硬化前经过经炜仪测斜纠偏控制向水泥土搅拌粧内垂直竖向插入窄翼工字钢，然后在上下翼缘外侧插入直线型钢板粧，完成一个组合格构；
[0011]第五步:继续完成相邻的另一个组合格构，相邻直线型钢板粧的锁口与锁口相连在一起，从而形成一个组合格构单元；
[0012]第六步:在格构式组合钢板粧水泥土复合粧组成的地下墙体顶部施工与浇筑粧顶冠梁，在地下墙体的封闭围护区内部开挖内支撑布置施工沟槽，并施工内支撑，最后施作内支撑与所述格构的连接件焊接；
[0013]第七步:基坑内土体开挖，完成建筑物地下结构主体施工；
[0014]第八步:拆除内支撑和粧顶冠梁；
[0015]第九步:加热软化组合格构内外涂抹隔离剂，设置格构拔出的导向框架和悬挂梁， 拔出在水泥搅拌粧内的组合格构；
[0016]第十步:基坑工程施工完毕。
[0017]有益效果:本发明采用以上技术方案，与现有技术相比较具备如下优点:通过将水泥土封闭在格构内部改变了水泥土的受力状态，大幅提高了其整体侧向刚度，同时兼顾了传统SMW工法粧的止水效果好、施工方法快捷、无需现场焊接、造价低廉、可循环实用、兼有挡土和止水功能，解决了传统SMW工法粧的实践应用中水平变形较大的问题。【附图说明】
[0018]以下结合附图和实施案例对本发明作进一步说明。
[0019]图1是格构单元示意图；
[0020]图2是格构式组合钢板粧水泥土复合粧的粧体横断面示意图。
[0021]以上图中有:水泥土深层搅拌粧1、窄翼工字钢2、直线型钢板粧3。【具体实施方式】[〇〇22]下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明:[〇〇23]第一步:施工水泥土深层搅拌粧；[〇〇24]第二步:窄翼工字钢外侧及直线型钢板粧涂抹隔离剂；窄翼工字钢为300*150mm的窄翼工字钢；[〇〇25]第三步:设置组合钢板粧插入的导向框架和悬挂梁；[〇〇26]第四步:水泥土未硬化前经过经炜仪测斜纠偏控制向水泥土搅拌粧内垂直竖向插入窄翼工字钢，然后在上下翼缘外侧插入直线型钢板粧，完成一个组合单元体;直线型钢板粧为YSP-FL的直线型钢板粧；
[0027]第五步:继续完成相邻的另一个组合单元体，相邻直线型钢板粧的锁口与锁口相连在一起，从而形成一个格构单元；
[0028]第六步:在地下墙体顶部施工与浇筑粧顶冠梁，在地下墙体的封闭围护区内部开挖内支撑布置施工沟槽，并施工内支撑，最后施作内支撑与格构的连接件焊接；[〇〇29]第七步:基坑内土体开挖，完成建筑物地下结构主体施工；
[0030]第八步:拆除内支撑和粧顶冠梁；[0031 ]第九步:加热软化方形格构内外涂抹隔离剂，设置格构拔出的导向框架和悬挂梁，拔出在水泥搅拌粧内的方形格构；
[0032] 第十步:基坑工程施工完毕。
【主权项】
1.一种格构式组合钢板粧水泥土复合粧，其特征在于，该复合粧包括直线型钢板粧 (3)、窄翼工字钢(2)、水泥土深层搅拌粧(1)、粧顶冠梁及基坑内支撑;其中，直线型钢板粧 (3)分别位于窄翼工字钢(2)的两翼缘外侧，二者均位于水泥土深层搅拌粧(1)中；水泥土深 层搅拌粧(1)的排列方式为:第一根水泥土深层搅拌粧内设有直线型钢板粧(3)和窄翼工字 钢(2)，第二根水泥土深层搅拌粧内只设有直线型钢板粧(3)，第三根水泥土深层搅拌粧内 设有直线型钢板粧(3)和窄翼工字钢(2)，第四根水泥土深层搅拌粧内只设有直线型钢板粧 (3)，如此依次排列下去;位于偶数根水泥土深层搅拌粧内的直线型钢板粧(3)两端分别与 位于奇数根水泥土深层搅拌粧内的直线型钢板粧(3)连接，由上述构件连接起来构成了格 构式组合钢板粧水泥土复合粧。2.根据权利要求1所述的一种格构式组合钢板粧水泥土复合粧的施工方法，其特征在 于该施工方法包括以下步骤:第一步:施工水泥土深层搅拌粧(1);第二步:窄翼工字钢(2)两翼缘外侧及直线型钢板粧(3)涂抹隔离剂；第三步:设置组合钢板粧插入的导向框架和悬挂梁；第四步:水泥土未硬化前经过经炜仪测斜纠偏控制向水泥土搅拌粧内垂直竖向插入窄 翼工字钢(2)，然后在上下翼缘外侧插入直线型钢板粧(3)，完成一个组合格构；第五步:继续完成相邻的另一个组合格构，相邻直线型钢板粧的锁口与锁口相连在一 起，从而形成一个组合格构单元；第六步:在格构式组合钢板粧水泥土复合粧组成的地下墙体顶部施工与浇筑粧顶冠 梁，在地下墙体的封闭围护区内部开挖内支撑布置施工沟槽，并施工内支撑，最后施作内支 撑与所述格构的连接件焊接；第七步:基坑内土体开挖，完成建筑物地下结构主体施工；第八步:拆除内支撑和粧顶冠梁；第九步:加热软化组合格构内外涂抹隔离剂，设置格构拔出的导向框架和悬挂梁，拔出 在水泥搅拌粧内的组合格构；第十步:基坑工程施工完毕。
【文档编号】E02D5/04GK106088102SQ201610459451
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】张鹏, 吴定宇, 李俊才
【申请人】南京工业大学