外围设置混凝土构件的水泥搅拌桩复合支护体系的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基坑支护体系，具体涉及一种水泥搅拌桩复合支护体系。一种外围设置混凝土构件的水泥搅拌桩复合支护体系，它包括设置在基坑周围的复合桩、复合桩顶部设置的混凝土桁架和所述复合桩基坑坑底之间的钢斜撑。本发明具有其具有较高的抗拉强度和抗弯能力。
【专利说明】外围设置混凝土构件的水泥搅拌粧复合支护体系
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基坑支护体系，具体涉及一种水泥搅拌桩复合支护体系。
【背景技术】
[0002]冶金热轧工程基坑多为超大型复杂深基坑，且施工周围多为空旷地带，对基坑变形的要求不太严格，故主体部位基本采用放坡开挖的思路进行土方开挖。但近年来，由于投产工期的缩短，靠近主体工程的配套变电站往往先行施工，造成此部分基坑无法进行放坡开挖。
[0003]若采用单纯的水泥搅拌桩，水泥搅拌桩抗拉强度低会导致宽度过大无法在狭窄空间内使用；若采用单排混凝土灌注桩+分区开挖方法，由于顶部混凝土冠梁抗弯能力较弱，开挖分区比较小，影响施工工期甚至因为分区太小而无法施工；若采用单排灌注桩+锚杆支护，锚杆易于边上建筑物基础相碰，且施工成本巨大。
【发明内容】
[0004]本发明旨在解决现有技术的上述缺陷，提供一种外围设置混凝土构件的水泥搅拌桩复合支护体系。本发明具有其具有较高的抗拉强度和抗弯能力。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的:它包括水泥土搅拌桩、设置在搅拌桩迎土面与背土面的灌注桩、顶部设置的混凝土桁架和用于分区开挖的钢斜撑。
[0006]本发明前后排桩和顶部混凝土桁架相当于砌体结构中的构造柱和圈梁，保证灌注桩和水泥搅拌桩共同受力。该种复合支护结构可视为配置集束钢筋的水泥搅拌桩，充分发挥了钢筋的抗拉强度和水泥搅拌桩的抗压强度。水泥搅拌桩和迎土面灌注桩共同承受压力，后排桩钢筋仅承受拉力；顶部混凝土桁架协同前后排桩共同工作，作为分区开挖的转换构件。复合支护结构的受力、稳定计算采用水泥搅拌计算理论，顶部桁架和前后排桩配筋计算采用混凝土相关理论。
[0007]与水泥搅拌桩相比:本发明提供的复合支护结构充分利用了水泥搅拌桩的抗压强度和灌注桩内钢筋的抗拉强度，大大提高了水泥搅拌桩的抗拉强度。若为纯粹搅拌桩，由于抗拉强度较低必然导致宽度加大，无法在狭窄空间内的使用。该方法拓宽了水泥搅拌桩在受限空间中的使用。
[0008]由于复合支护结构外围设置灌注桩和顶部桁架，钢管的支撑作用通过高强度的混凝土构件传递至整个结构，避免由于钢支撑直接作用于水泥搅拌桩而引起的局部承压破坏，为分区开挖创造了条件。
[0009]与单排灌注桩+分区开挖方法相比:由于混凝土桁架提供的顶部拉力远大于单根混凝土冠梁提供的顶部拉力，故可减少土方分区数量，加快施工进度；复合支护结构中灌注桩间距远大于单排桩间距，总体上减少了灌注桩的数量，成本优势巨大。
【专利附图】
【附图说明】[0010]下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明:
图1为本发明布置示意图；
图2为本发明结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示:一种外围设置混凝土构件的水泥搅拌桩复合支护体系，包括设置在基坑周围的复合桩、复合桩顶部设置的混凝土桁架2和所述复合桩基坑坑底之间的钢斜撑3。
[0012]参见图2所述复合桩包括水泥搅拌桩11，及其两侧的灌注桩12。
[0013]本发明通过在水泥搅拌桩两侧设置灌注桩、顶部设置混凝土桁架形成复合支护结构，然后通过分区开挖方法实现基坑的安全开挖。主要解决水泥搅拌桩抗拉强度过低、设置支撑时容易造成局部破坏等问题，该方法结合土方分区开挖方法使用，经济效益明显。
[0014]本发明前后排桩和顶部混凝土桁架相当于砌体结构中的构造柱和圈梁，保证灌注桩和水泥搅拌桩共同受力。该种复合支护结构可视为配置集束钢筋的水泥搅拌桩，充分发挥了钢筋的抗拉强度和水泥搅拌桩的抗压强度。水泥搅拌桩和迎土面灌注桩共同承受压力，后排桩钢筋仅承受拉力；顶部混凝土桁架提供支撑功能空间转换作用。
[0015]本发明实施的前提应采用水泥搅拌桩支护理论进行整体稳定计算，因为设置外围混凝土构件只是提高了水泥搅拌桩的抗拉强度，并不能改变该种复合支护结构的整体稳定情况，只有整体稳定情况满足要求后才能采用此种复合支护结构。
[0016]整体稳定满足后，通过分区开挖保证复合支护结构的抗滑移和抗倾覆稳定；通过弯矩计算背土面后排灌注桩的配筋，迎土面受压灌注桩配筋采用构造配筋；顶层混凝土桁架配筋根据开挖工况的受力计算后确定。
[0017]以某钢铁公司热轧项目基坑支护为例，详细阐述该种复合支护的应用:请结合图1基坑与变电站水平间距4.7m，复合支护宽3.2m,前后排桩间距3m。顶部混凝土上下弦尺寸1000x800 (兼做前后排桩顶部冠梁)，腹杆尺寸600x600。基坑开挖分为3个阶段进行，先行开挖I区，再次开挖II区，最后开挖III区。开挖I区时，I1、111区土体支撑作用通过顶部混凝土桁架传递至I区；开挖II区时，I区混凝土底板强度足够支撑且钢管斜撑已经安装完毕，I区钢管斜撑和III区土体共同为II区顶部混凝土桁架提供支座作用；开挖III区时，1、11区支撑共同为III区提供顶部拉力。
【权利要求】
1.一种外围设置混凝土构件的水泥搅拌桩复合支护体系，其特征在于:它包括水泥土搅拌桩、设置在搅拌桩迎土面与背土面的灌注桩、顶部设置的混凝土桁架和用于分区开挖的钢斜撑。
2.根据权利要求1所述的外围设置混凝土构件的水泥搅拌桩复合支护体系，其特征在于，水泥搅拌桩和迎土面灌注桩共同承受压力，后排桩钢筋仅承受拉力；顶部混凝土桁架协同前后排桩共同工作，作为分区开挖的转换构件。
3.根据权利要求1所述的外围设置混凝土构件的水泥搅拌桩复合支护体系，其特征在于，迎土面和背土面的灌注桩距由计算确定，远大于单纯灌注桩支护体系间距，经济效益明显。
【文档编号】E02D17/04GK103469800SQ201210184202
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年6月6日 优先权日:2012年6月6日
【发明者】巩俊松 申请人:中国二十冶集团有限公司