专利名称：后置横隔式建筑物基坑围护结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及土木工程领域，尤其是一种在软土环境施工时的后置横隔式建筑物基坑围护结构。
背景技术：
现有技术的建筑物基坑围护结构包括沿基坑的边缘分布的多根围护桩(一般为钻孔灌注桩)，围护桩的顶端设有连接各围护桩的压顶梁，与压顶梁同标高处还设有压顶梁内支撑，围护桩内侧即靠基坑中心的一侧设有至少一层连接各围护桩的围檩，每层围檩的同标高处设有围檩内支撑，围护桩外侧即远离基坑中心的一侧设有止水帷幕，止水帷幕一般为彼此紧靠的多根混凝土搅拌桩。现有技术的建筑物基坑围护结构的施工方法为先在预定位置施工围护桩，全部围护桩施工完成后，在围护桩顶端浇注压顶梁，并在压顶梁之间浇注压顶梁内支撑，然后设置止水帷幕，再开挖基坑，当开挖基坑至预先设计好的围檩的标高后，在围护桩内侧浇注围檩，并在围檩之间浇注围檩内支撑，如果围檩数目仅为一层，则直接开挖至基坑底端，如果围檩为多层，则继续开挖基坑至下一层预先设计好的围檩的高度，继续浇注围檩及围檩内支撑，重复下挖及浇注围檩及围檩内支撑的步骤，直至开挖到基坑底端。随着建筑物地下空间利用的不断扩大，基坑开挖的规模和深度也不断扩大，相应的对基坑围护结构的强度和承载力有了更高的要求。而由于现有技术的建筑物基坑围护结构仅依靠压顶梁、压顶梁内支撑、围檩及围檩内支撑将各个单根的围护桩彼此连接而提供支护，其强度和承载力不足，难以对更大更深的基坑提供足够的支持和保护，甚至存在基坑坍塌的安全隐患。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，提供一种强度和承载力更强的后置横隔式建筑物基坑围护结构。本实用新型的技术解决方案是，提供一种后置横隔式建筑物基坑围护结构，它包括至少一圈沿基坑的边缘分布的多根围护桩，每圈围护桩的顶端设有连接该圈围护桩的一圈压顶梁，与压顶梁同标高处设有压顶梁内支撑，围护桩外侧设有止水帷幕，每根围护桩由至少两根PHC管桩上下连接而成，且每两根PHC管桩通过一个连接件连接，全部围护桩的每一层的PHC管桩的连接处由该层的混凝土横隔固定连接，至少一层混凝土横隔的内侧为该层的围檩，每层围檩的同标高处设有围檩内支撑。本实用新型后置横隔式建筑物基坑围护结构与现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果由于本实用新型的建筑物基坑围护结构除了依靠压顶梁、压顶梁内支撑、围檩及围檩内支撑将各个单根的围护桩彼此连接而提供支护以外，更突出的特点是，将所有单根的围护桩通过混凝土横隔交联固定成一个整体，而且混凝土横隔还不止一层，而是多层，这样，就使得全部的围护桩产生了群桩效应，基坑任何一根围护桩受力都能迅速分散给周边的其它围护桩，故该基坑围护结构的强度和承载力大幅度增强，进而能对更大更深的基坑提供足够的支持和保护，杜绝了基坑坍塌的安全隐患；同时又由于相对于现有技术的一般采用全实心的钻孔灌注桩作围护桩，本实用新型采用PHC管桩作围护桩时，不仅强度和承载力更强，且除了 PHC管桩连接处以外的桩段是空心桩，其材料更省、成本更低。作为改进，沿基坑的边缘分布的多根围护桩为两圈，外圈的围护桩外侧设有止水帷幕，每根围护桩由多根PHC管桩连接而成；多层混凝土横隔的内侧为该层的围檩，这样， 两圈被多层混凝土横隔交联成整体的围护桩能增大该基坑围护结构的强度和承载力。
图1是本实用新型的后置横隔式建筑物基坑围护结构的施工方法中的张拉接头与张拉板的结构示意图。图2是本实用新型的后置横隔式建筑物基坑围护结构的施工方法中的长方体条板安装在张拉板上时的结构示意图。图3是本实用新型的后置横隔式建筑物基坑围护结构的施工方法中的连接件的剖视结构示意图。图4是本实用新型的后置横隔式建筑物基坑围护结构的施工方法中的安装有钢翅板的连接件的结构示意图。图5是图4的俯视结构图。图6是图4沿A-A线的剖视结构图。图7是本实用新型的后置横隔式建筑物基坑围护结构的施工方法中的PHC管桩的连接处灌浆前的结构示意图。图8是本实用新型的后置横隔式建筑物基坑围护结构的施工方法中的PHC管桩的连接处的爆炸结构示意图。图9是本实用新型的后置横隔式建筑物基坑围护结构的施工方法中的PHC管桩的连接处灌浆后的横截面放大结构示意图。图10是本实用新型的后置横隔式建筑物基坑围护结构的施工方法中用来制作连接件的上模壳、下模壳和内模具的结构示意图。图11是本实用新型的后置横隔式建筑物基坑围护结构的施工方法中未注浆时从各围护桩的PHC管桩的连接处截取的横截面结构示意图。图12是本实用新型的后置横隔式建筑物基坑围护结构的各围护桩的结构示意图。图13是本实用新型的后置横隔式建筑物基坑围护结构的俯视局部结构示意图。图14是本实用新型的后置横隔式建筑物基坑围护结构从混凝土横隔处截取的截面结构示意图。图中所示1、张拉接头，2、螺纹孔，3、喇叭口，4、张拉板，5、长方体条板，6、缺槽，7、 连接件，7. 1、头部，7. 2、腰部，8、PHC管桩，9、通孔，10、单向漏斗，11、钢翅板，12、第一通道， 13、第二通道，14、横向加固钢筋，15、纵向加固钢筋，16、瘤状混凝土，17、扇形板，18、上模壳，19、下模壳，20、内模具，21、插槽，22、安装槽，23、第三通道，24、混凝土横隔，25、围护桩，沈、压顶梁，27、压顶梁内支撑，28、围檩，29、围檩内支撑。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。如图12、图13、图14所示，本实用新型后置横隔式建筑物基坑围护结构，它包括两圈沿基坑的边缘呈线性分布的多根围护桩25。每圈围护桩25的顶端设有连接该圈围护桩 25的一圈压顶梁26，即外圈围护桩25的顶端设有连接外圈围护桩25的外圈压顶梁沈，而内圈围护桩25的顶端设有连接内圈围护桩25的内圈压顶梁沈，但本实施例的内、外圈压顶梁沈实际上就是一圈加宽的压顶梁26。与压顶梁沈同标高处设有压顶梁内支撑27。外圈的围护桩25外侧设有止水帷幕。每根围护桩25由多根PHC管桩8上下连接而成，且每两根PHC管桩8通过一个连接件7连接。全部围护桩25的每一层的PHC管桩8的连接处由该层的混凝土横隔M固定连接。多层混凝土横隔M的内侧(靠近基坑中心的一侧)为该层的围檩观，每层围檩观的同标高处设有围檩内支撑四。如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14
所示，实施本实用新型的后置横隔式建筑物基坑围护结构的施工方法，其步骤如下(1)、制备出多个两端无端板且每一端设有四条沿轴向延伸的缺槽6的PHC管桩8 ； 本实施例所有PHC管桩8均采用步骤⑴所制备的PHC管桩8。PHC管桩8的具体制备过程如下a、放置下模板；b、制备若干个带螺纹孔2和喇叭口 3的张拉接头1，所述的螺纹孔2位于喇叭口 3 外侧且两者同轴线，所述的张拉接头1采用圆钢经常规机加工而成；C、在每块圆形的张拉板4内侧安装四根沿轴向延伸的长方体条板5，所述的四根长方体条板5位于张拉板4的同一圆周上且在该圆周均勻分布；d、将绑扎好的钢筋笼放置在下模板上，将钢筋笼的每根纵向钢筋两端套上张拉接头1再镦头使得纵向钢筋的镦头被喇叭口 3限位，再将穿过张拉板4的通孔的螺钉旋入张拉接头1的螺纹孔2内，使得每个与纵向钢筋固定的张拉接头1固定在张拉板4安装有长方体条板5的一侧；e、用张拉机具向PHC管桩8两端张拉张拉板4并将张拉后的张拉板4与下模板固定，即将张拉板4卡接在下模板上，再浇注混凝土 ；f、将上模板合拢在下模板上；g、旋转钢筋笼及模具，使得混凝土在离心力作用下形成中空的筒状；h、在蒸汽池中养护混凝土 ；i、当混凝土强度达到设计要求后，拆卸掉张拉板4，此时钢筋笼上的纵向钢筋因张拉板4提供的张拉力消失而收缩，进而通过钢筋与混凝土之间的粘结将混凝土压紧，PHC管桩8的制备完成，该PHC管桩8的每一端形成与长方体条板5位置对应的四条缺槽6。(2)、制备出多个可置于两PHC管桩8之间使两PHC管桩8周向定位并能向两PHC 管桩8连接处的管壁内、外注浆的连接件7 ；连接件7为由两端的头部7. 1和中间内缩的腰部7. 2构成的大致呈哑铃状的结构，连接件7的头部7. 1的外径略小于PHC管桩8的内径，连接件7的腰部7. 2的长度不大于每根PHC管桩8 —端的缺槽6的长度的两倍，连接件7沿轴线贯通有一通孔9，通孔9的两端对称设有两个只能从大口流向小口的单向漏斗10，每个单向漏斗10的小口位于连接件7内端；该连接件7固定有四块长度与连接件7腰部7. 2相等的钢翅板11，四块钢翅板 11贯穿腰部7. 2的管壁且沿腰部7. 2的圆周均勻分布，每块钢翅板11上设有贯通宽度方向的第一通道12、贯通厚度方向的第二通道13和贯通厚度方向的第三通道23，第一通道12 和第二通道13相互连通，第一通道12和第三通道23相互连通，第一通道12的入口位于连接件7的通孔9内。单向漏斗10由多块由弹性材料制成的扇形板17构成，每块的扇形板17的圆弧边固定在连接件7通孔9内壁的同一个圆上，每块扇形板17的直边与相邻的扇形板17的直边在自然状态下留有缝隙。这样，当浆液位于单向漏斗10的小口一端时，浆液会将相邻的扇形板17挤紧，使得相邻的扇形板17的直边之间的缝隙越挤越小，最后缝隙消失，单向漏斗10完全封闭；当浆液位于单向漏斗10的大口一端时，浆液会将相邻的扇形板17挤开，使得相邻的扇形板17的直边之间的缝隙越挤越大，最后单向漏斗10完全张开。连接件7的具体制备方法如下a、制备对称的上模壳18、下模壳19和内模具20，所述的上模壳18的型腔形状与连接件7上半部分的外形吻合，上模壳18的下端设有与钢翅板11位置对应的插槽21，所述的下模壳19的型腔的形状与连接件7的下半部分外形吻合，下模壳19的上端设有与钢翅板11位置对应的插槽21，内模具20的圆周面上设有安装钢翅板11的安装槽22，内模具20 的上、下端分别套有预埋铁圈，且内模具由可拆式连接的上、下两部分构成，根据公知常识， 所述的上模壳18上设有浇道(图中未示出)；b、在钢翅板11上焊接横向加固钢筋14和纵向加固钢筋15 ；C、将下模壳19与内模具20固定，将钢翅板11插入安装槽22内且钢翅板11穿过插槽21 ；d、将上模壳18与下模壳19固定，此时钢翅板11位于上、下模壳的插槽21内；e、浇注连接件7，使得横向加固钢筋14和纵向加固钢筋15锚固在混凝土内；f、拆卸下模壳19、上模壳18，并从上、下两个方向拆卸掉内模具20的上、下两个部分；g、在预埋于连接件7的通孔9内的预埋铁圈上安装单向漏斗10。(3)、将一根PHC管桩8的一端与桩头固定，用打桩机将该PHC管桩8打入预定桩位的软土内，直至该PHC管桩8上端一定长度裸露出地面以方便后续的施工(如安装连接件7、注浆管道等)。所述的一定长度是指0. 3m 1. 3m之间，优选0. 8m，本实施例所有的 PHC管桩8上端裸露出的一定长度都是指0. Sm。(4)、用吊装设备即打桩架将注浆管道的初段和另一根PHC管桩8吊运至裸露出地面的PHC管桩8的顶端且通过连接件7使得位置最高的两根PHC管桩8周向定位，并安装好注浆管道的初段。通过连接件7使得位置最高的两根PHC管桩8周向定位的具体操作为将一个连接件7置于裸露出地面的PHC管桩8的顶端，再用吊装设备将另一根PHC管桩8吊运至裸露出地面的PHC管桩8的顶端，使得两管桩对齐且连接件7的钢翅板11位于上、下两PHC 管桩8的缺槽6内，此时每块钢翅板11的第二通道13的两个出口位于PHC管桩8的内壁与连接件7腰部7. 2外壁之间的缝隙内，每块钢翅板11的第一通道12的出口和第三通道 23的两个出口均位于PHC管桩8的外壁外。安装好注浆管道的初段的具体操作为，当连接件7在裸露出地面的PHC管桩8的顶端安装好以后，将注浆管道的初段的出浆口插入连接件7的通孔9上端的单向漏斗10下方，再将另一根PHC管桩8安装在裸露出地面的PHC管桩8的顶端，此时，注浆管道的初段的顶端低于位置最高的PHC管桩8的顶端，这样的高度关系是为了保证打桩机敲桩的后续步骤中，只会敲打位置最高的PHC管桩8的顶端，而不会敲到注浆管道的初段的顶端。(5)、用打桩机将位置最高的一根PHC管桩8打入软土，直至该PHC管桩8上端一定长度裸露出地面以方便后续的施工。(6)、用吊装设备将注浆管道的另一段和再另一根PHC管桩8吊运至裸露出地面的 PHC管桩8的顶端且通过另一个连接件7使得位置最高的两根PHC管桩8周向定位，并安装好该注浆管道的另一段。安装好该注浆管道的另一段的具体操作为，在下一高度的注浆管道的一段的顶端安装一接头，使得该接头的顶端高于裸露出地面的PHC管桩8的顶端，将步骤(6)中连接件 7穿过该接头，然后在该接头上安装步骤(6)中的注浆管道的另一段，最后，在裸露出地面的PHC管桩8的顶端安装另一根PHC管桩8。此时，位置最高的注浆管道的一段(即刚安装好的注浆管道的另一段)的顶端低于位置最高的PHC管桩8的顶端，这样的高度关系是为了保证打桩机敲桩的后续步骤中，只会敲打位置最高的PHC管桩8的顶端，而不会敲到位置最高的注浆管道的一段的顶端。(7)、用打桩机将位置最高的一根PHC管桩8打入软土，直至该PHC管桩8上端一定长度裸露出地面以方便后续施工。(8)、多次重复步骤(6) (7)，直至被打入软土中的PHC管桩8的数目达到设计要求。设计要求PHC管桩8的数目为N，那就N-3次重复步骤(6) (7)，如PHC管桩8的数目为4，就重复1次，如PHC管桩8的数目为5，就重复2次，如PHC管桩8的数目为6，就重复3次。此时，所有的注浆管道段形成一根完整的注浆管道，具体来说，所有的注浆管道段与接头交替连接，构成一条完整的注浆管道，而所有的注浆管道段是指步骤(4)安装的注浆管道的初段、步骤(6)安装的注浆管道的另一段和步骤(8)中多次重复步骤(6)而安装的多根注浆管道的另一段的集合。(9)、用打桩机继续将位置最高的一根PHC管桩8打入软土，直至该PHC管桩8顶端与地面水平，此时，由多根PHC管桩8组成的单根围护桩25的打桩步骤完成；而步骤(8) 中形成的注浆管道就是该根由多根PHC管桩8构成的单根围护桩25的注浆管道。(10)、重复步骤(3) (9)，此时，另一根不同桩位的由多根PHC管桩8组成的单根围护桩25的打桩步骤完成。(11)、多次重复步骤(10)，直至该建筑物基坑围护结构所有围护桩25的打桩步骤完成。(12)、从下往上对每一根围护桩25的每一层的PHC管桩8的连接处的管壁内、外注浆，并使得每一根围护桩25的每一层的PHC管桩8的连接处的管壁外的混凝土与相邻的围护桩25的同一层的PHC管桩8的连接处的管壁外的混凝土相互锚固，全部围护桩25的每一层的PHC管桩8的连接处的管壁外的混凝土相互锚固为该层的混凝土横隔M，此时，建筑物基坑围护结构的围护桩25的施工完成。而实施本实用新型基坑围护结构的施工方法是先进行围护桩25的打桩步骤，再浇注混凝土置备混凝土横隔24，故称为后置横隔式。对每一层的PHC管桩8的连接处的管壁内、外注浆的具体操作为，浆液在单向漏斗 10的作用下，先将连接件7两个单向漏斗10之间的通孔9填满，并从第一通道12的入口经第一通道12、第二通道13填充满PHC管桩8的内壁与连接件7腰部7. 2外壁之间的缝隙， 同时，混凝土浆液从第一通道12的入口向第一通道12的出口和第三通道23的两个出口流出，使得上、下两PHC管桩8缺槽6附近的外壁外的软土被挤开并形成瘤状混凝土 16。从下往上的具体操作为，先从最低层的连接件7通孔9上端的单向漏斗10下方 (由常识可知也是连接件7通孔9下端的单向漏斗10上方)对该层连接处的管壁内、外注浆，然后上抽注浆管道一个PHC管桩8的长度，使注浆管道的出浆口上升至上一高度的连接件7通孔9上端的单向漏斗10下方，再对上一高度的连接处的管壁内、外注浆，再上抽注浆管道并注浆，直至位置最高的一层的PHC管桩8的连接处的管壁内、外注浆完成。(13)、在各围护桩25顶端浇注压顶梁沈，并在压顶梁沈之间(即压顶梁沈与压顶梁26之间)浇注压顶梁内支撑27。(14)、在各围护桩25外侧设置止水帷幕，该止水帷幕一般采用混凝土搅拌桩，步骤(1；3)、(14)均与现有技术完全相同，故不展开描述。(15)、开挖基坑，直至开挖到某一层(如位置最高的一层)混凝土横隔M的高度， 在混凝土横隔M内侧浇注围檩28，并在围檩洲之间(即同一层的围檩观与围檩观之间) 浇注围檩内支撑四。该层围檩观即最高层的围檩观，该层围檩观的标高是预先设计好的， 且预先设计的该层围檩观的标高等于某一层混凝土横隔M的高度。(16)、继续开挖基坑至预先设置的下一层围檩观的标高，且该层围檩观与某一层 (如位置第二高的一层)混凝土横隔M等高，继续浇注该层的围檩观及围檩内支撑四。(17)、多次重复步骤(16)，直至最低一层的围檩观及围檩内支撑四浇注完毕。步骤(15)、(16)、(17)中的浇注围檩观的具体操作为，在混凝土横隔M内侧设一块围檩观侧模板，向混凝土横隔M和围檩观侧模板之间注浆，即成该层的围檩观。步骤(15)、(16)、(17)中浇注围檩内支撑四的具体操作为，当该层的围檩观浇注完成后，在围檩观上需要设置围檩内支撑四的位置敲开混凝土，露出锚固在围檩观中的连接件7的靠基坑内侧的那块钢翅板11，再在该钢翅板11上焊接围檩内支撑四的钢筋笼，然后铺设该围檩内支撑四的两块侧模板，最后浇注，即成该层的围檩内支撑四。步骤(17)完成后，本实用新型的后置横隔式建筑物基坑围护结构的施工过程完成；继续下挖基坑至基坑底端，此时，整个基坑的施工过程完成。图4、图5、图6、图7、图8、图9中的钢翅板11只是示意性地表示钢翅板11的结构及位置，而不是精确地表示出钢翅板11的尺寸尤其是宽度，而真实的钢翅板11的宽度远大于上述图中钢翅板11的宽度，而真实的钢翅板11的宽度可参加图11中钢翅板11的宽度。以上仅就本实用新型较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，如沿基坑的边缘分布的多根围护桩25可以仅仅为一圈；等等。凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种后置横隔式建筑物基坑围护结构，它包括至少一圈沿基坑的边缘分布的多根围护桩(25)，每圈围护桩05)的顶端设有连接该圈围护桩05)的一圈压顶梁(沈)，与压顶梁06)同标高处设有压顶梁内支撑(27)，围护桩0 外侧设有止水帷幕，其特征在于每根围护桩0 由至少两根PHC管桩(8)上下连接而成，且每两根PHC管桩(8)通过一个连接件(7)连接，全部围护桩05)的每一层的PHC管桩(8)的连接处由该层的混凝土横隔 (24)固定连接，至少一层混凝土横隔04)的内侧为该层的围檩( )，每层围檩08)的同标高处设有围檩内支撑09)。
2.根据权利要求1所述的后置横隔式建筑物基坑围护结构，其特征在于沿基坑的边缘分布的多根围护桩05)为两圈，外圈的围护桩05)外侧设有止水帷幕，每根围护桩05) 由多根PHC管桩(8)连接而成；多层混凝土横隔04)的内侧为该层的围檩08)。
专利摘要本实用新型公开了一种后置横隔式建筑物基坑围护结构，它包括沿基坑的边缘分布的多根围护桩(25)，围护桩(25)的顶端设有压顶梁(26)，与压顶梁(26)同标高处设有压顶梁内支撑，围护桩(25)外侧设有止水帷幕，每根围护桩(25)由至少两根PHC管桩(8)上下连接而成，且每两根PHC管桩(8)通过一个连接件连接，全部围护桩(25)的每一层的PHC管桩(8)的连接处由该层的混凝土横隔(24)固定连接。该后置横隔式建筑物基坑围护结构强度和承载力更强。
文档编号E02D17/02GK201962682SQ20112005819
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月1日 优先权日2011年3月1日
发明者查支祥 申请人:大荣建设集团有限公司, 浙江大学宁波理工学院