[發明專利]一種工字型圍護樁以及圍護結構兼做主體結構的施工方法

有效

• 申請號: 201510018247.0
• 申請日: 2015-01-14
• 公開（公告）號: CN104594361A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 王國富;路林海
• 申請（專利權）人: 濟南軌道交通集團有限公司
• 主分類號: E02D17/04
• 分類號: E02D17/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

技術領域

本發明涉及一種工字型圍護樁及圍護結構兼做主體結構的施工方法，尤其適用于市區大型深基坑的圍護開挖與建筑物主體地下部分的建設。

背景技術

目前，基坑工程圍護結構多采用現場成孔，泥漿護壁及水下澆筑，養護時間較長，成樁質量難以保證，且出現斷樁、夾泥等問題不易修復；圍護結構多為臨時支護，用后即廢，建筑物主體結構與圍護結構無法合二為一，造成材料浪費和工期損失，并且大量鋼筋混凝土等臨時支護結構埋在地下污染周圍土體；圍護結構采用的水平支撐在開挖完成后必須拆除，無法作為主體結構的一部分，同樣造成了材料浪費和工期損失，并且支撐拆除時圍護結構的二次受力和二次變形對周邊環境造成進一步的影響。

發明內容

本發明是針對上述問題，提出了新的樁型和施工方法，利用預制工字型樁以及預制帶肋預應力板等，實現圍護結構工廠化、產業化，提高了工程質量，加快了施工速度和精度；結合逆作法施工過程將支護結構與建筑物主體結構合二為一，圍護結構的豎向支撐和水平支撐兼做建筑物主體結構的豎向構件和水平構件，避免了臨時支撐的浪費，同時縮短了工期。

本發明的目的可以通過如下措施來達到：

一種工字型圍護樁，包括多個按照設定位置排列且事先預制的工字型樁，在相鄰的圍護樁之間通過支撐構件連接形成圍護結構；工字型樁既是基坑的圍護結構又是建筑物地下空間主體結構外墻的一部分，且在圍護結構的頂部和中部設有兼做建筑物主體結構中水平構件和豎向構件的水平支撐和豎向支撐。

所述的工字型樁中心有一個注漿孔，在樁就位后進行樁底注漿，提高樁的承載力和穩定性。

所述的每個工字型樁包括多段，位于基坑開挖線以上部分的每段樁端部都設有牛腿，所述的牛腿位于工字型的肋部，用于支撐腰梁；基坑坑底以下部分的工字型樁不設牛腿，因為坑底以下不開挖，不需要進行支撐。

所述的支撐件包括壓頂冠梁、腰梁和預制帶肋預應力板；所述的壓頂冠梁、腰梁通過連接水平支撐控制基坑變形,所述的壓頂冠梁澆筑在相鄰工字型樁的頂部，所述的腰梁澆筑在下方圍護樁牛腿處，所述的預制帶肋預應力板固定在相鄰工字型樁之間。

所述的水平支撐一端固定在圍護樁頂壓頂冠梁或中部腰梁上，另一端固定在基坑對邊圍護樁的相應位置上，水平支撐的中間位置連接在立柱樁上，立柱樁作為水平支撐的豎向支撐，基坑開挖期間水平支撐作為提供水平力控制基坑壁變形的圍護結構的水平承載構件，立柱樁為保證水平支撐穩定的豎向支撐；基坑施工完畢后，水平支撐作為梁形成建筑物主體結構地下空間的水平構件，豎向支撐作為柱形成建筑物主體結構地下空間的豎向構件。

首先對圍護樁施工位置進行定位，根據地層情況決定是否利用鉆機在所述圍護樁位置處打設一個小于預制樁邊長的圓孔作為引孔來保證預制樁的順利壓入。圍護樁施工完成后在基坑外側打設一圈旋噴樁或定噴樁作基坑止水帷幕，配合降水措施保證基坑開挖時的干作業環境。在止水帷幕完成后，進行基坑開挖，在圍護樁頂澆筑壓頂冠梁及第一層水平支撐。隨著基坑第一層土方開挖完成，在相鄰圍護樁之間固定預制帶肋預應力板，在所述的帶肋預應力板內側布置預應力鋼筋，對樁后土體壓力有抵抗作用。繼續開挖到圍護樁牛腿處，澆筑腰梁和第二層水平支撐。繼續開挖下一層土方，按照上面的方法繼續施工，直至基坑開挖完成，同時澆筑底板與建筑物邊墻。

所述的工字型圍護樁進行主體結構的施工方法，包括以下步驟：

步驟1.預制工字型樁和帶肋預應力板；

預制工字型樁的過程如下：

制作工字型樁的模板，綁扎鋼筋籠，在模板的中間用模具預留注漿孔，澆灌混凝土樁身，養護至設計拆模強度，然后拆除模板；

預制帶肋預應力板的過程如下：

制作帶肋預應力板的模板，綁扎鋼筋籠，張拉預應力筋，澆灌混凝土，養護至設計拆模強度，拆除模板；

步驟2.利用預制的工字型樁和帶肋預應力板進行如下施工；

a)按照設計要求放線定位圍護樁及豎向支撐立柱樁的樁位；

b)視地層情況，如若壓樁困難，可利用鉆機在樁位中心打設一個圓形鉆孔作為引孔，保證預制樁順利壓入，并能提高垂直度，如若壓樁較易，可直接進行下一步；

c)利用壓樁機將預制工字型樁分段壓入土層中，同時將豎向支撐立柱樁也壓入土層中；

d)由工字型樁形成的圍護樁施工完成后，通過工字型樁注漿孔向樁底注漿，加固地層，增加樁的穩定性；

e)在基坑外施工旋噴樁，形成一道有效的止水帷幕；且配合降水措施保證基坑開挖時的干作業環境；

f)開挖基坑內土方至工字型樁樁頂高度，平整基坑地層；