一种钢管桩连续墙及其辅助施工桩架的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及基坑围护工程领域中的一种钢管桩连续墙及其辅助施工桩架，包括钢管桩(1)、钢管桩连接、隔水腔(6)、隔水体四部分，其中钢管桩(1)为主要受力构件，钢管桩连接为位于相邻钢管桩之间的挡土结构，隔水腔(6)为位于相邻钢管桩(1)之间沿钢管桩(1)方向有一定长度的空腔状结构，且相邻钢管桩(1)或连接于相邻钢管桩(1)的结构为隔水腔(6)的一部分，隔水体为位于隔水腔内用于阻隔相邻钢管桩连接处水力联系的物体，本实用新型的钢管桩连续墙，可在钢管桩之间形成既可挡土又可止水的结构，有很好的止水功能，连接施工方便、造价低，可工厂预制，现场安装，可全回收再使用，环保效益好，工期短。
【专利说明】一种钢管粧连续墙及其辅助施工粧架
【技术领域】
[0001] 本发明涉及土木工程领域，特别是涉及基坑围护工程领域。
【背景技术】 [0002]
[0003] 基坑围护工程是岩土工程的重要组成部分之一，目前常用的围护桩（墙）形式主 要有钻孔灌注桩加隔水的水泥土桩、地下连续墙、钢板桩、SMW工法桩四大类，其中的前两类 为现场浇筑而形成的以钢筋混凝土为主的桩（墙）体，耗材、耗能多，造价较高，容易因现场 施工质量控制问题产生安全隐患。钢板桩与S丽工法桩一般在施工完成后拔出其中的钢 材，围护桩（墙）的主要材料可循环使用，因此相对耗材、耗能较小，属于较经济环保的围护 桩（墙）形式，但是钢板桩之间的搭接位置无法满足较严格的隔水要求，当基坑挖深较深 时，钢板桩往往漏水严重，加之钢板桩刚度较低，从而限制其推广应用，SMW工法桩为了解决 挡土隔水问题，需在受力构件（即Η型钢）之间施工水泥土桩局部挡土并隔水，但当基坑较 深时，水泥土桩受力开裂可能导致隔水失效，加之水泥土不可回收，有一定的材料消耗，因 此造价仍然较高。基坑围护是一类临时性的工程，在基坑回填后即完成工程的所有使用价 值，因此采用可回收的预制构件（如抗弯抗剪性能好的Η型钢）进行围护可节材、节能，大 幅度降低工程造价，且施工质量易控制，具备广阔的发展前景，但预制构件连接处的隔水问 题是制约其发展的瓶颈，也是国内外岩土工程领域中的一项空白，本发明人先前提出可以 有效隔水的预制隔水桩，解决了相邻预制桩连接处的隔水问题，但该技术尚可进一步改进。
【发明内容】
[0004]
[0005] 本发明的目的在于提供第一种钢管桩连续墙，该钢管桩连续墙隔水挡土效果好， 材料用量省，施工速度快，刚度大，安全性好，使用后可全回收再利用，环保效益突出，且可 采用锤击法、静压法或振动法施工，适用范围广。
[0006] 第一种钢管桩连续墙包括钢管桩、钢管桩连接、隔水腔、隔水体四部分，其中钢管 桩为主要受力构件，钢管桩连接为位于相邻钢管桩之间的挡土结构，钢管桩连接包括两块 或多块连接插板，隔水腔为位于相邻钢管桩之间沿钢管桩方向有一定长度的空腔状结构， 且相邻钢管桩或连接于相邻钢管桩的结构为隔水腔的一部分，隔水体为位于隔水腔内用于 阻隔相邻钢管桩连接处水力联系的物体。
[0007] 在上述的钢管桩连续墙中，上述的钢管桩连接由一块或两块连接插板与一根或两 根连接板插槽组成，连接插板与连接板插槽分别与两根相邻的钢板桩牢固连接，连接插板 包括连接板与插榫两部分，连接板插槽为横截面为小开口的槽状结构，连接插板可以沿钢 管桩方向插入连接板插槽内，插榫的横截面尺寸小于连接板插槽的尺寸但大于连接板插槽 的横截面开口尺寸。
[0008] 在上述的钢管桩连续墙中，上述的插榫下端可设置楔形榫尖。
[0009] 在上述的钢管桩连续墙中，上述的隔水体可以是遇水膨胀的堵漏材料、黏性土、水 泥土、内部装有流体的弹性袋中的一种或几种组合。
[0010] 本发明的第二个目的在于提供第二种钢管桩连续墙，第二种钢管桩连续墙隔水挡 土效果好，隔水连接材料省，安全可靠，插拔施工方便快速，使用后可全回收再利用，亦可 采用锤击法、静压法或振动法施工，适用范围广。
[0011] 第二种钢管桩连续墙包括钢管桩、钢管桩连接、隔水腔、隔水体四部分，其中钢管 桩为主要受力构件，钢管桩连接为位于相邻钢管桩之间的挡土结构，钢管桩连接由连接板、 与连接板牢固连接的插榫、连接板插槽与两块附加隔水腔壁组成，隔水腔为位于相邻钢管 桩之间沿钢管桩方向有一定长度的空腔状结构，且相邻钢管桩或连接于相邻钢管桩的结构 为隔水腔的一部分，隔水体为位于隔水腔内用于阻隔相邻钢管桩连接处水力联系的物体。
[0012] 本发明的第三个目的在于提供一种钢管桩连续墙辅助施工桩架，该辅助施工桩架 结构简单，造价低，可大幅度提高施工速度与施工质量。
[0013] 该钢管桩连续墙辅助施工桩架包括导向架、连接板通道与控制桁架三部分，其中 导向架为在钢管桩插入施工过程中控制钢管桩平面位置与垂直度的结构，导向架垂直放 置，导向架横截面内侧中空部位尺寸略大于钢管桩横截面外轮廓线尺寸，连接板通道为位 于相邻导向架之间具有一定大小的中空部位，控制桁架为将导向架与连接板通道牢固连接 为整体的结构。
[0014] 本发明的钢管桩连续墙，可在钢管桩之间形成既可挡土又可止水的结构，有很好 的止水功能，连接施工方便、造价低，可工厂预制，现场安装。本发明的钢管桩连续墙辅助施 工桩架可提高施工速度与质量。
【专利附图】
【附图说明】 [0015]
[0016] 图1为本发明的第一个实施例所用第二种钢管桩连续墙的第一部分纵剖面图；
[0017] 图2为本发明的第一个实施例所用第二种钢管桩连续墙的第一部分横截面图；
[0018] 图3为本发明的第一个实施例所用第二种钢管桩连续墙的第二部分纵剖面图； [0019]图4为本发明的第一个实施例所用第二种钢管桩连续墙的第二部分横截面图；
[0020] 图5为本发明的第二个实施例所用第一种钢管桩连续墙横截面示意图；
[0021] 图6为本发明的第三个实施例所用第一种钢管桩连续墙横截面示意图；
[0022] 图7为本发明的第一个实施例所用第二种钢管桩连续墙横截面示意图；
[0023] 图8为本发明的第四个实施例所用第一种钢管桩连续墙横截面示意图；
[0024] 图9为本发明的第五个实施例所用第一种钢管桩连续墙横截面示意图；
[0025] 图10为本发明的第二个实施例所用第一种钢管桩连续墙钢管桩连接处详图；
[0026] 图11为本发明的第三个实施例所用第一种钢管桩连续墙钢管桩连接处详图；
[0027] 图12为本发明的第一个实施例所用第二种钢管桩连续墙钢管桩连接处详图；
[0028] 图13为本发明的第六个实施例所用的钢管桩连续墙辅助施工桩架俯视示意图；
[0029] 图14为本发明的第六个实施例所用的钢管桩连续墙辅助施工桩架正视示意图。
【具体实施方式】 [0030]
[0031] 作为本发明的第一个实施例，主要目的是结合图1?图4、图7、图12,介绍本发明 的第二种钢管桩连续墙结构构造、工作原理与实施方法。第二种钢管桩连续墙包括钢管桩 (1)、钢管桩连接、隔水腔（6)、隔水体四部分，其中钢管桩（1)为主要受力构件，钢管桩连接 为位于相邻钢管桩（1)之间的挡土结构，钢管连接由连接板（2)、与连接板（2)牢固连接的 插榫（3)、连接板插槽（4)与两块附加隔水腔壁（5)组成，隔水腔（6)为位于相邻钢管桩 (1)之间沿钢管桩（1)方向有一定长度的空腔状结构，且相邻钢管桩（1)或与相邻钢管桩 (1)连接的结构为隔水腔（6)的一部分，隔水体为位于隔水腔（6)内用于阻隔相邻钢管桩 连接处水力联系的物体。根据第二种钢管桩连续墙的结构构造，可将其分为如图1与图2 所示的第一部分及如图3与图4所示的第二部分，在插入施工前，第一部分与第二部分分别 为一牢固连接的整体，在施工时，可先将第一部分或第二部分插入土体，然后依次将第二部 分或第一部分按照如图7所示的位置插入土体，使第一部分与第二部分穿插连接，并在第 一部分与第二部分之间形成隔水腔￠)，隔水腔￠)的侧壁分别由钢管桩连续墙的第一部 分与第二部分的一部分组成，在隔水腔￠)的内部设置遇水膨胀的堵漏材料、黏性土、水泥 土、内部装有流体的弹性袋中的一种或几种组合形成隔水体，隔水体与钢管桩连续墙的相 邻两部分均密切接触，从而达到止水目的。在插入与拔出施工时，钢管桩连续墙的两部分是 可分离的，便于插拔施工，在使用时，由隔水体将相邻的钢管桩连接为整体，达到有效止水 挡土目的。在本实施例中，钢管桩（1)可选择直径为1000mm?2000mm，壁厚为10?20mm 的钢管制作。连接板（2)可选用10?30mm厚的钢板制作，连接板（2)还可以根据需要选 择槽钢、钢板桩或其他形状的条形板状结构。插榫（3)与连接板插槽（4)配套使用，例如， 连接板插槽（4)为横截面为C形开口的钢管，则可选择直径小于连接板插槽（4)内径的圆 钢作为插榫（3)，并使插榫（3)的直径大于连接板插槽（4)开口处的尺寸，连接板（2)的厚 度小于连接板插槽（4)的开口尺寸，以使得钢管桩连续墙相邻的第一部分与第二部分在承 担土压力时连接牢固。为了施工时便于插榫（3)插入连接板插槽（4)，在插榫（3)的下部 可设置锥形或楔形榫尖，楔形榫尖可设置为楔形尖远离连接板（2)的形状，以便于插入施 工时清除插槽（4)内的土体。如图12所示的附加隔水腔壁（5)可采用不等边角钢制作，隔 水腔（6)可设置2个，如图12所示，以确保隔水可靠，并便于检修，实现隔水双保险。隔水 腔（6)的形成方法可参本人提出的预制隔水桩专利（申请号：2012200811351)。在本实施 例中，钢管桩（1)可以是横截面为圆形、方形等任意形状的条状结构。可通过在钢管桩（1) 的不同侧面焊接连接板（2)实现钢管桩连续墙的平面布置的转向变化。
[0032] 作为本发明的第二个实施例，主要目的是结合图5与图10,介绍第一种钢管桩连 续墙的结构构造、工作原理与实施方法。第一种钢管桩连续墙的结构构造与第二种钢管桩 连续墙的结构构造相似，工作原理与施工方法基本一致，不同点在于隔水腔（6)主要由两 块连接板（2)组成，可利用部分钢管桩（1)的侧壁作为隔水腔（6)的一部分。该第一种钢 管桩连续墙的优点是隔水腔（6)横截面面积较大，可利用钢管桩（1)的侧壁作为隔水腔（6) 侧壁的一部分，可节省材料。因隔水腔（6)较大，故可在同一隔水腔￠)内设置两个或多个 隔水体，确保隔水可靠。
[0033] 作为本发明的第三个实施例，主要目的是结合图6与图11，介绍第一种钢管桩连 续墙的第二种连接形式。本实施例与第二个实施例相似，不同点是在相邻的钢管桩（1)之 间，采用了两套包含连接板（2)、插榫（3)、连接板插槽（4)的连接体，由连接体与相邻的钢 管桩（1)的部分侧壁围成横截面封闭的隔水腔￠)，连接牢固，隔水效果好。
[0034] 作为本发明的第四个实施例，主要目的是结合图8,介绍第一种钢管桩连续墙的第 三种连接形式。本实施例与第二个实施例相似，不同点是在相邻的钢管桩（1)之间，采用了 三块连接板（2)，与土体形成隔水腔￠)，施工方便、施工速度快。
[0035] 作为本发明的第五个实施例，主要目的是结合图9,介绍第一种钢管桩连续墙的第 四种连接形式。本实施例与第四个实施例相似，不同点是在相邻的钢管桩（1)之间，采用了 两块连接板（2)，与土体形成隔水腔￠)，施工方便，施工速度快，材料更省。
[0036] 作为本发明的第六个实施例，结合图13与图14,主要介绍本发明的钢管桩连续墙 辅助施工桩架的结构构造与工作原理。在工程实施中，所使用的钢管桩（1)的体型与重量 都很大，在施工时其垂直度与平面定位均十分中重要。本发明的钢管桩连续墙辅助施工桩 架包括导向架（8)、连接板通道（9)与控制桁架（7)三部分，其中导向架（8)为在钢管桩（1) 插入施工过程中控制钢管桩（1)平面位置与垂直度的结构，导向架（8)垂直放置，导向架 (8)横截面内侧中空部位尺寸略大于钢管桩（1)横截面外轮廓线尺寸，可采用与钢管桩（1) 截面形状相同且内径略大于钢管桩（1)外径的钢管制作，也可采用桁架形式制作。连接板 通道（9)为位于相邻导向架（8)之间具有一定大小的中空部位，控制桁架（7)为将导向架 (8)与连接板通道（9)牢固连接为整体的结构。在钢管桩连续墙施工时，先将制作好的辅助 施工桩架放置于桩位位置，然后将如实施例一所述的钢管桩连续墙第一部分或第二部分放 置于辅助施工桩架内，在施工过程中由导向架（8)控制钢管桩（1)的平面位置与垂直度，并 使连接体穿越连接板通道（9)，实现连续施工。还可以在第一根钢管桩（1)施工完成后，将 辅助桩架中的一个导向架（8)临时固定在已施工的钢管桩（1)上，实现下一根待施工钢管 桩（1)的准确定位与垂直度控制。还可以将辅助桩架制作为L形，实现拐弯位置钢管桩连 续墙的施工。
[0037] 本专利包括但不限于本领域内专业人士可替代使用的其他施工方法。
【权利要求】
1. 一种钢管桩连续墙，其特征是包括钢管桩（1)、钢管桩连接、隔水腔（6)、隔水体四部 分，其中钢管桩（1)为主要受力构件，钢管桩连接为位于相邻钢管桩（1)之间的挡土结构， 钢管桩连接包括两块或多块连接插板（2)，隔水腔（6)为位于相邻钢管桩（1)之间沿钢管 桩（1)方向有一定长度的空腔状结构，且相邻钢管桩（1)或连接于相邻钢管桩（1)的结构 为隔水腔（6)的一部分，隔水体为位于隔水腔（6)内用于阻隔相邻钢管桩连接处水力联系 的物体。
2. 根据权利要求1所述的钢管桩连续墙，其特征是上述的钢管桩连接由两块连接插板 与一根或两根连接板插槽（4)组成，连接插板与连接板插槽（4)分别与两根相邻的钢板桩 (1)牢固连接，连接插板包括连接板（2)与插榫（3)两部分，连接板插槽（4)为横截面为小 开口的槽状结构，连接插板可以沿钢管桩（1)方向插入连接板插槽（4)内，插榫（3)的横截 面尺寸小于连接板插槽（4)的尺寸但大于连接板插槽（4)的横截面开口尺寸。
3. 根据权利要求2所述的钢管桩连续墙，其特征是上述的插榫（3)下端可设置楔形榫 尖。
4. 一种钢管桩连续墙，其特征是包括钢管桩（1)、钢管桩连接、隔水腔（6)、隔水体四部 分，其中钢管桩（1)为主要受力构件，钢管桩连接为位于相邻钢管桩（1)之间的挡土结构， 钢管桩连接由连接板（2)、与连接板（2)牢固连接的插榫（3)、连接板插槽（4)与两块附加 隔水腔壁（5)组成，隔水腔（6)为位于相邻钢管桩（1)之间沿钢管桩（1)方向有一定长度 的空腔状结构，且相邻钢管桩（1)或连接于相邻钢管桩（1)的结构为隔水腔（6)的一部分， 隔水体为位于隔水腔（6)内用于阻隔相邻钢管桩连接处水力联系的物体。
5. -种如权利要求1或权利要求4所述的钢管桩连续墙辅助施工桩架，其特征是包括 导向架（8)、连接板通道（9)与控制桁架（7)三部分，其中导向架（8)为在钢管桩（1)插入 施工过程中控制钢管桩（1)平面位置与垂直度的结构，导向架（8)垂直放置，导向架（8)横 截面内侧中空部位尺寸略大于钢管桩（1)横截面外轮廓线尺寸，连接板通道（9)为位于相 邻导向架（8)之间具有一定大小的中空部位，控制桁架（7)为将导向架（8)与连接板通道 (9)牢固连接为整体的结构。
【文档编号】E02D17/04GK203891031SQ201420058096
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2014年1月29日
【发明者】张继红 申请人:张继红