[發明專利]分段配筋的預應力混凝土樁及施工方法

有效

• 申請號: 201310232895.7
• 申請日: 2013-06-13
• 公開（公告）號: CN103306282A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 江婕瑞;張先鋒;宋儀;江水德;楊世東;王寧;賀維國;王懷東;趙正蓉;朱劍萍
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道集團有限公司;中鐵隧道勘測設計院有限公司
• 主分類號: E02D5/58
• 分類號: E02D5/58;E02D5/36
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

技術領域

本發明涉及一種用于地下空間基坑圍護的混凝土樁。特別是涉及一種要考慮盾構機掘進通過的基坑擋土結構用的分段配筋的預應力混凝土樁及施工方法。

背景技術

盾構法隧道采用盾構機掘進土體，盾構機進、出吊裝井或車站端頭井時,都必須穿過盾構機吊裝井或車站端頭井施工時構筑的擋土結構。通常吊裝井或端頭井擋土結構采用鋼筋混凝土結構。盾構機無法直接掘進通過鋼筋混凝土結構(鋼筋混凝土樁或地下連續墻)，需要人工將擋土結構拆除后方可通過。在井壁拆除到盾構通過這段時間內，井壁拆除后的外側土體直接暴露,容易出現涌水和坍方，進而造成周圍地層沉降。目前國內普遍采用注漿，攪拌樁等工藝對擋土結構外土體進行加固，工程造價較高。

盾構機下穿既有線地鐵車站時,盾構機同樣需要掘進先期施作的擋土結構(即先期建造地鐵車站時的基坑圍護結構)，由于無法采用人工拆除擋土結構，目前需要把盾構機要穿過的擋土結構上的相應部位的鋼筋用玻璃纖維筋代替。擋土結構上用玻璃纖維筋替代鋼筋，盾構機的刀具就可以直接切削，擋土結構不需人工拆除。但是，與普通鋼筋比較，玻璃纖維筋的彈性模量較低，玻璃纖維筋塑性差，延性率低，玻璃纖維筋的價格明顯比鋼筋的高；配玻璃纖維筋的混凝土構件彎曲破壞前，變形較小，配纖維筋混凝土構件受彎具有脆性破壞特性，工程結構原則上不應采用脆性破壞的受力構件。與鋼筋混凝土擋土結構比較，配玻璃纖維筋混凝土樁的工程費用較高。

竹材作為工程結構材料在某些領域應用已有幾百年的歷史。順紋抗拉強度平均值在113MPa～330MPa之間，順紋抗拉彈性模量的平均值在8.5GPa～32.5GPa之間。綜合國內外研究，應用于混凝土結構單元中的竹筋的力學性能：容許彎曲壓應力為65MPa，容許拉應力為400MPa，容許剪應力為4.5MPa，容許粘結應力為0.3MPa。竹材是可再生資源。

專利200920319316.1提供一種下方進行盾構穿越施工的基坑圍護結構，該基坑圍護結構通過將地下連續墻的墻趾設于盾構頂上方不少于0.5m處以使盾構機可以從其下方穿過，并在基坑兩側的每對地下墻之間設置橫向的地下墻短墻支撐，以約束基坑開挖期間地下墻向坑內方向的水平位移，超短地下連續墻的外側還設有連續排列的型鋼水泥土攪拌樁，盾構機穿越段基坑底部具有采用全斷面旋噴加固構成的加固土體。該實用新型專利只適用于沿海軟土地區，采用的措施多，工期長，工程費用較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種截面抗彎剛度和承載力較大，可回收鋼絞線，并使盾構機能順利掘進通過的分段配筋的預應力混凝土樁及施工方法。

本發明所采用的技術方案是：一種分段配筋的預應力混凝土樁，預應力混凝土樁按上段和下段分別配筋，預應力混凝土樁上段配置：多根豎向螺紋鋼筋、多根豎向預應力筋和螺旋鋼筋，其中，所述的豎向螺紋鋼筋和豎向預應力筋沿混凝土樁體周邊以交替的方式且相隔60mm-300mm距離設置，所述的螺旋鋼筋通過綁扎或焊接固定在豎向螺紋鋼筋和豎向預應力筋的外側；預應力混凝土樁下段配置：由預應力混凝土樁上段延伸下來的多根豎向預應力筋和多個圓形非金屬箍筋，其中豎向預應力筋沿混凝土樁體周邊相隔60mm-300mm距離設置，多個圓形非金屬箍筋通過綁扎上下間隔60mm-300mm距離固定在豎向預應力筋的外側；沿混凝土樁體豎向通長設置的多根豎向預應力筋的下端和上端分別安裝有一個內錨具和外錨具。

所述的預應力混凝土樁下段還配置有多根豎向非金屬筋，當配置多根豎向非金屬筋時，所述的豎向預應力筋和豎向非金屬筋沿混凝土樁體周邊以交替的方式且相隔60mm-300mm距離設置，多個圓形非金屬箍筋通過綁扎豎向間隔60mm-300mm距離固定在豎向預應力筋和豎向非金屬筋的外側，所述的豎向非金屬筋的上端伸入到預應力混凝土樁上段中，并采用鐵絲與位于預應力混凝土樁上段內對應位置的豎向螺紋鋼筋綁扎，所述的豎向非金屬筋采用天然竹材制作或玻璃纖維筋，所述的豎向非金屬筋的寬度或直徑為15mm～40mm。

所述的預應力混凝土樁上段底部至盾構機頂邊緣的距離大于等于0.1m，預應力混凝土樁上段配置的豎向螺紋鋼筋的底部和螺旋鋼筋的底部至盾構機頂部邊緣大于等于0.1m；

所述的豎向預應力筋是由表面涂敷有一層防腐潤滑油脂的鋼絞線和套在該鋼絞線外部的套管構成，所述的套管是波紋管或塑料管，所述的內錨具和外錨具分別對應設置在鋼絞線的下端和上端。

所述的豎向預應力筋是以單根或兩根以上并列在一起的方式沿預應力混凝土樁周邊設置。

所述的圓形箍筋采用天然竹材制作或玻璃纖維筋。