一种用于深基坑支护结构的预制异形空腹桩及其施工方法
【专利摘要】本发明提供一种用于深基坑支护结构的预制异形空腹桩及其施工方法，所述预制异形空腹桩，包括含直角边的预制异形空腹桩和条状预制异形空腹桩；施工方法为（1）底层设置：沿墙体轴线，将底面设为锥形的含直角边的预制异形空腹桩置于基坑的直角位置，其余位置有序摆放底面设为锥形的条状预制异形空腹桩，各预制异形空腹桩的悬壁之间或电焊连接，或留有缝隙；采用机械方法整体或局部或单根压沉；（2）底层以上的设置：垂直方向，将底面预留用于焊接的钢板的预制异形空腹桩与底层的预制异形空腹桩对齐并焊接；水平方向，两个预制异形空腹桩之间的悬壁或焊接或不焊接。本发明特别适用于中小地下停车库，能在场地狭小的施工环境中进行操作。
【专利说明】一种用于深基坑支护结构的预制异形空腹粧及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于深基坑支护结构的预制异形空腹桩及其施工方法。
【背景技术】
[0002]目前建筑深基坑支护结构的形式有两大类:一是临时支护结构；二是支护结构与主体结构相结合的形式。临时支护结构在地下室施工完成后，其作用完全终止，并将在主体结构外周边留下永久性的废弃物。支护结构与主体结构相结合的支护形式往往采用地下连续墙的形式，然而，在社区或其他场地狭小的环境中建地下停车库基坑支护工程，此时支护结构若采用地下连续墙的形式，施工会有一定的局限性和缺点，如:(1)大型的成槽设备可能进不了工地现场；(2)地下连续墙施工现场将产生大量的废弃泥浆会带来环境污染；(3)地下连续墙的墙面通常较粗糙，甚至会出现夹泥现象，常常需要再做一道内衬墙来防水，从而增加工期与造价。
【发明内容】
[0003]本发明的目的，是要提供一种用于深基坑支护结构的预制异形空腹桩及其施工方法，它克服现有的地下支护结构及其施工方面的缺点，特别适用于中小地下停车库，能在场地狭小的施工环境中进行操作。
[0004]本发明是这样实现的，所述一种用于深基坑支护结构的预制异形空腹桩，它包括含直角边的预制异形空腹桩和条状预制异形空腹桩；所述含直角边的预制异形空腹桩在其两个垂直端各间隔设有两个悬壁，悬壁的末端侧面预留用于焊接的钢板，其直角处设有上下贯通的空腹；所述条状预制异形空腹桩为中间位置设有上下贯通的空腹，两端各间隔设有两个悬壁，悬壁的末端侧面预留用于焊接的钢板；所述含直角边的预制异形空腹桩和条状预制异形空腹桩，其顶面预留用于焊接的钢板，其底面或预留用于焊接的钢板或设为锥形；所述含直角边的预制异形空腹桩和条状预制异形空腹桩，其两端各间隔设有的两个悬壁尺码相同，方便衔接。
[0005]本发明所述预制异形空腹桩壁内设有横向及竖向的钢筋，钢筋与用于焊接的钢板焊接固定。
[0006]本发明所述一种用于深基坑支护结构的预制异形空腹桩的施工方法，(I)底层设置:沿墙体轴线，将底面设为锥形的含直角边的预制异形空腹桩置于基坑的直角位置，其余位置有序摆放底面设为锥形的条状预制异形空腹桩，各预制异形空腹桩的悬壁之间或电焊连接，或留有缝隙；采用机械方法整体或局部或单根压沉；
(2)底层以上的设置:垂直方向，将底面预留用于焊接的钢板的预制异形空腹桩与底层的预制异形空腹桩对齐并焊接；水平方向，两个预制异形空腹桩之间的悬壁或焊接或不焊接;
(3)所述预制异形空腹桩上下贯通的空腹，或挖除空腹内的泥土，待最后打桩完毕灌入混凝土，或不挖除空腹内的泥土，待最后打桩完毕直接实施旋喷桩止水帷幕。
[0007]本发明的有益效果是:1、节省建筑用地、材料，无泥浆污染，无地下永久性固废物，符合绿色环保的建筑理念；2、工程综合造价低，总工期大大缩短；
3、施工简便、具有广泛的适用性；4、利用空腹截面的力学性质，节约材料；5、预制桩身质量可控，抗渗性能强，无需再施做一道防水内衬墙；6、根据场地大小，灵活选择设备，预制异形空腹桩可批量生产，节约成本；7、易于采用预应力技术，进一步提高抗渗能力，满足抗渗要求；8、实现规模化生产施工，节约劳动力，改善劳动条件，提高施工安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明所述的预制异形空腹桩现浇连接平面布置示意图。
[0009]图2为本发明所述的预制异形空腹桩焊接平面布置示意图。
[0010]图3为本发明所述预制异形空腹桩平面连接的分段示意图。
[0011]图4为本发明所述预制异形空腹桩平面焊接的分段示意图。
[0012]图5为图3、4所不的A-A剖面图(第一层，即底层)。
[0013]图6为图3、4所示的A-A剖面图(第二、三层，即除底层以上层)。
[0014]图7为图4所示的焊接立面示意图。
[0015]图8为预制异形空腹桩焊接后整体压沉示意图。
[0016]图9为预制异形空腹桩单根桩压沉示意图。
[0017]图10、11是基坑开挖示意图。
[0018]图12为含直角边的预制异形空腹桩立体示意图，(其底面预留用于焊接的钢板)。
[0019]图13为条状预制异形空腹桩立体示意图，(其底面预留用于焊接的钢板)。
[0020]图14为含直角边的预制异形空腹桩立体示意图，(其底部为锥形，适用于底层)。
[0021]图15为条状预制异形空腹桩立体示意图，(其底部为锥形，适用于底层)。
[0022]图中:1.含直角边的预制异形空腹桩，2.条状预制异形空腹桩，3.悬壁，
4.用于焊接的钢板，5.直角处设有上下贯通的空腹，6.中间位置设有上下贯通的空腹，7.锥形，8.核心桩，9.焊接，10.间隙，11、12.空腹，13.第一层预制异形空腹桩，14.第二层预制异形空腹桩，15.第三层预制异形空腹桩，16.承压板，17.抗拉杆，18.锚固台，19地锚，20.压入梁，21.穿心千斤顶，22.拉杆与千斤顶的固定点。
【具体实施方式】
[0023]本发明所述一种用于深基坑支护结构的预制异形空腹桩及其施工方法，如图1一15所示，所述预制异形空腹桩，它包括含直角边的预制异形空腹桩I和条状预制异形空腹桩2 ;所述含直角边的预制异形空腹桩在其两个垂直端各间隔设有两个悬壁3，悬壁3的末端预留用于焊接的钢板4，其直角处设有上下贯通的空腹5 ;所述条状预制异形空腹桩2为中间位置设有上下贯通的空腹6，两端各间隔设有两个悬壁3，悬壁3的末端预留用于焊接的钢板4 ;所述含直角边的预制异形空腹桩I和条状预制异形空腹桩2，其顶面预留用于焊接的钢板4，其底面或预留用于焊接的钢板4或设为锥形7 ;所述含直角边的预制异形空腹桩I和条状预制异形空腹桩2，其两端各间隔设有的两个悬壁3尺码相同，方便衔接。
[0024]本发明所述预制异形空腹桩壁内设有横向及竖向的钢筋，钢筋与用于焊接的钢板4焊接固定。
[0025]本发明所述一种用于深基坑支护结构的预制异形空腹桩的施工方法，由以下几部分组成:一是预制异型空腹桩，它是由工厂制作好再运送到现场或现场制作，根据地质情况采用整体、局部或单根压沉。二是当地质等其他因素限制无法整体压沉时，可单根或局部压沉至预定标高后，挖除空腹中的土体，下放钢筋笼，现浇核心桩8。三是基坑开挖如图10、11所示。
[0026]所述的深基坑支护结构由若干根预制异型空腹桩组成，压沉前要把它们沿基坑支护轴线(即墙体轴线)有序排放，根据地质情况桩与桩之间焊接9或留有一定间隙10，间隙10 一般取0.Γο.3m,建议取0.2m,能确保相邻预制异型空腹桩压沉时不会发生相互碰撞。
[0027]所述的预制异型空腹桩空腹6，其净宽一般不小于0.6m，净长1.(Tl.6m ;空腹11、12，其净宽一般不小于0.6m，悬臂长宜0.3^0.5m ;空腹5，其净宽净长不小于0.6m。具体壁厚及配筋由设计确定。
[0028]图7中还标有第一层预制异形空腹桩13，第二层预制异形空腹桩14，第三层预制异形空腹桩15。图8中标有承压板16，抗拉杆17，锚固台18，地锚19。图9中还标有压入梁20，穿心千斤顶21，拉杆与千斤顶的固定点22。
[0029]本发明的具体实施步骤如下:
场地地质勘察及周边环境勘察:沿基坑支护轴线等间隔补充钻孔，孔距2?4米，根据实际情况是否需要加密；孔深不小于1.5基坑深度，根据实际情况加深加密。重点由勘察地质是否有孤石、岩面起伏、地下水位、流泥、流砂、溶洞等不良地质情况，以便提前做好应对措施。根据水文地质资料，掌握排水对周边环境的影响程度，制定措施，尽量减少对基坑周边环境的影响。
[0030]基坑支护结构设计:根据地质勘察报告及其相关要求，确定预制异型空腹桩截面配筋等相关尺寸等。采用支护结构与主体结构相结合的设计，并出大样图。
[0031]施工方法采取如下步骤:
1、在基坑支护外一定距离打设一周地锚，并施做锚固台。施工地锚，注意定位精确，要严格按照设计要求来实施，控制好注浆，地锚、锚固台的尺寸要依据设计及规范要求来制作并施工。
[0032]2、安装龙门架或吊车进场，龙门架的型号要满足施工的需要，如:能起吊空腹桩、压沉设备等。
[0033]3、第一层预制异型空腹桩的摆放，借助龙门架或吊车沿轴线排放预制异型空腹桩并焊成整体，如图2 ;当地质条件不利于整体压沉时，也可如图1摆放(首层预制异型空腹桩高度建议取3?4米)。
[0034]4、第一层预制异型空腹桩压沉，当预制异型空腹桩已经就位后，架设承压梁(承压梁尺寸需满足压沉时承载力、刚度、稳定性等要求)穿心千斤顶等压沉设备，采用压沉沉井技术实施压沉。第一层预制异型空腹桩压沉到位后，可采取挖土机械设备或人工下井挖除桩空腹部位的土进行减摩及减小挤土效应；压沉过程中采取测量复核和纠偏措施，包括对周边环境的监测与监控措施。压沉根据地质情况采取如图8或者图9所示方法压沉。
[0035]5、第二层预制异型空腹桩与第一层预制异型空腹桩横向焊接(根据前面工序要求是否竖向焊接)。第二层异型空腹桩高度建议取2?3米，如图7所示；焊缝尺寸按设计计算取值，焊缝施工应饱满，形成封闭。同样如步骤4进行压沉。
[0036]6、依次顺序施工后续预制异型空腹桩，直至全部预制异型空腹桩压沉至预定标闻。
[0037]7、施作冠梁并与基坑外围地锚连接形成整体。
[0038]8、依次开挖土方并施作内支撑，如图10、11。
【权利要求】
1.一种用于深基坑支护结构的预制异形空腹桩，其特征是:它包括含直角边的预制异形空腹桩和条状预制异形空腹桩；所述含直角边的预制异形空腹桩在其两个垂直端各间隔设有两个悬壁，悬壁的末端侧面预留用于焊接的钢板，其直角处设有上下贯通的空腹；所述条状预制异形空腹桩为中间位置设有上下贯通的空腹，两端各间隔设有两个悬壁，悬壁的末端侧面预留用于焊接的钢板；所述含直角边的预制异形空腹桩和条状预制异形空腹桩，其顶面预留用于焊接的钢板，其底面或预留用于焊接的钢板或设为锥形；所述含直角边的预制异形空腹桩和条状预制异形空腹桩，其两端各间隔设有的两个悬壁尺码相同，方便衔接。
2.根据权利要求1所述一种用于深基坑支护结构的预制异形空腹桩，其特征是:所述预制异形空腹桩壁内设有横向及竖向的钢筋，钢筋与用于焊接的钢板焊接固定。
3.权利要求1所述一种用于深基坑支护结构的预制异形空腹桩的施工方法，其特征是:(I)底层设置:沿墙体轴线，将底面设为锥形的含直角边的预制异形空腹桩置于基坑的直角位置，其余位置有序摆放底面设为锥形的条状预制异形空腹桩，各预制异形空腹桩的悬壁之间或电焊连接，或留有缝隙；采用机械方法整体或局部或单根压沉；(2)底层以上的设置:垂直方向，将底面预留用于焊接的钢板的预制异形空腹桩与底层的预制异形空腹桩对齐并焊接；水平方向，两个预制异形空腹桩之间的悬壁或焊接或不焊接；(3)所述预制异形空腹桩上下贯通的空腹，或挖除空腹内的泥土，待最后打桩完毕灌入混凝土，或不挖除空腹内的泥土，待最后打粧完毕直接实施旋嗔粧止水帷眷。
【文档编号】E02D17/04GK104264684SQ201410491262
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】陈志国, 肖朝昀, 陈彧泓, 陈世田 申请人:厦门磐砻地下工程有限公司