[發(fā)明專利]內(nèi)置預應力鋼筋混凝土矩形樁的支護墻及其施工方法

有效

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• 申請日: 2011-01-11
• 公開（公告）號: CN102061705A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 凌德祥
• 申請（專利權）人: 凌德祥
• 主分類號: E02D17/04
• 分類號: E02D17/04;E02D5/30;E02D5/58
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 沈戟

技術領域：

本發(fā)明涉及土木建筑領域中的建筑基坑的支護結構及其施工方法。

背景技術：

現(xiàn)有的深基坑支護技術中排樁支護結構是最為常用的支護形式，普遍應用的施工方法是采用鉆孔灌注樁形成擋土結構，再在外側施工單獨的止水結構，止水結構通常采用深層攪拌樁施工，阻水材料通常采用水泥、膨潤土、粉煤灰與泥土混合并攪拌而成。這種方式形成的排樁支護結構造價一般較高，施工工期長，環(huán)境污染重，難以適應建筑工程對綠色環(huán)保的要求。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明目的在于提供一種環(huán)境污染小、制造成本低、水平承載性能好、支護剛度大、施工周期短且方便的內(nèi)置預應力鋼筋混凝土矩形樁的支護墻及其施工方法。

技術方案：內(nèi)置預應力鋼筋混凝土矩形樁的支護墻，含有常規(guī)阻水材料制成的阻水體，預應力鋼筋混凝土矩形樁插在阻水體內(nèi)，且與阻水體凝固為一體。預應力鋼筋混凝土矩形樁主要起到承載基坑側面墻體的作用力的作用，由于預應力鋼筋混凝土矩形樁具有截面剛度大、水平承載力高、抗變形能力強、支護變形小的特性，使得其承受側向作用力的抗彎性能明顯優(yōu)于采用現(xiàn)場鉆孔灌注樁形成的擋土結構。

在阻水體中，預應力鋼筋混凝土矩形樁的排放結構為在每個阻水體樁孔中均插一根預應力鋼筋混凝土矩形樁的連續(xù)式排放結構，或為在每隔一個阻水體樁孔插一根預應力鋼筋混凝土矩形樁的間隙式排放結構。

預應力鋼筋混凝土矩形樁為預應力鋼筋混凝土長方體支護樁，含有鋼筋籠、混凝土，樁體呈長方體，長方體樁體兩端設有與鋼筋籠連接的長方形金屬端板，樁體中央為圓形通孔，鋼筋籠的箍筋呈螺旋狀焊接在經(jīng)過預應力處理的預應力縱筋上。采用預應力鋼筋混凝土長方體支護樁，提高了樁體強度，樁體的短邊承受基坑側邊和側向作用力，樁體的長邊使得樁體的側向抗彎力矩增加，抗彎性能更好，側向承載能力更大。增加了鋼筋混凝土空心長方體樁的抗彎性能，在承受同樣抗彎力的情況下，減少了樁體內(nèi)的預應力縱筋的數(shù)量，加之采用的是空心樁，既節(jié)約了鋼材又節(jié)省了混凝土。

樁體的短邊與長邊的比為0.55-0.8。樁體的短邊與長邊的比要綜合考慮基坑的深淺、樁的安放密度、土層的結構情況對樁體的影響，通過具體計算后確定，最佳值選擇為0.6-0.7。

根據(jù)支護樁的受力特點，對支護樁中預應力縱筋的排布進行了優(yōu)化，減少了預應力縱筋的使用數(shù)量。因為，支護樁短邊與基坑側邊接觸的一側承受的是抗拉力，另一側的短邊則承受的是抗壓力，而作為長邊的兩側邊承受的力相對較小，長邊的邊長越長，支護樁的抗彎性能越好，所以，長方體樁體內(nèi)的鋼筋籠的預應力縱筋的設置為：兩短邊的預應力縱筋對稱設置，也可將兩短邊的預應力縱筋設置為：與基坑側邊接觸的一側短邊預應力縱筋多，承受土體開挖引起的水平荷載，另一短邊縱筋少，將兩長邊的預應力縱筋更少或取消。預應力鋼筋的抗拉承載力得到充分發(fā)揮，使鋼筋籠的預應力縱筋使用量大大減少，節(jié)約了鋼材，降低了生產(chǎn)成本，避免了不必要的浪費。

內(nèi)置預應力鋼筋混凝土矩形樁的支護墻的施工方法，含有以下步驟：

1、預制預應力鋼筋混凝土矩形樁；或預制預應力混凝土長方體樁，長方體樁的長邊與建筑基坑的側邊垂直，可充分發(fā)揮其水平承載力高的特點。

2、采用單軸、雙軸或三軸深層攪拌機對土體進行鉆孔、攪拌，將作為阻水材料的水泥、膨潤土、粉煤灰與泥土進行混合并攪拌，形成阻水體。

3、在阻水體硬結前，按在每個阻水體樁孔中均插一根預制預應力混凝土矩形樁的連續(xù)式排放結構，或在每隔一個阻水體樁孔插一根預制預應力混凝土矩形樁的間隙式排放結構的方法，將預制預應力混凝土矩形樁插入經(jīng)攪拌的阻水材料中；

4、預制預應力混凝土矩形樁周圍及樁體中央的圓形通孔中均被阻水材料充填，形成預應力鋼筋混凝土矩形樁與阻水體凝固為一體的支護墻。

采用本發(fā)明，很好地解決了傳統(tǒng)支護墻和支護方法存在的問題，充分發(fā)揮了帶預應力混凝土矩形樁的支護墻的擋土、阻水合二為一的優(yōu)勢，占用施工場地小，經(jīng)濟合理。預應力混凝土矩形樁是直接由工廠生產(chǎn)預制，與傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁相比，具有如下優(yōu)點：(1)規(guī)格統(tǒng)一、規(guī)范，質(zhì)量可靠，與現(xiàn)澆樁相比，樁身質(zhì)量更加可靠。(2)施工速度快。預應力混凝土樁施工速度快。(3)經(jīng)濟安全。由于預應力混凝土樁采用高強鋼筋，高等級混凝土，同等條件下即節(jié)約材料成本，同時提高抗彎性能。(4)無噪音、無污染，施工綠色環(huán)保。與現(xiàn)澆樁相比，預應力混凝土樁施工無噪音、不產(chǎn)生泥漿，對周邊環(huán)境污染小。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明按在每個阻水體樁孔中均插一根預制預應力混凝土長方體支護樁的連續(xù)式排放結構示意圖；

圖2為圖1的A向視圖；