一种三轴搅拌劲性桩连续墙体基坑支挡结构及其施工方法

摘要

本发明提供了一种三轴搅拌劲性桩连续墙体基坑支挡结构及其施工方法，由冠梁，三轴水泥土搅拌桩，预制桩、钢筋笼组成；三轴水泥土搅拌桩内设置预制桩，三轴水泥土搅拌桩的顶部设有冠梁，预制桩顶部嵌入冠梁，预制桩与梁冠之间设置有钢筋笼。三轴搅拌劲性支护桩由三轴水泥土搅拌桩和预制桩组成，本发明通过三轴水泥土搅拌桩与预制桩结合，将三轴水泥土搅拌桩周围土体、三轴水泥土搅拌桩、预制桩形成整体，充分发挥三轴搅拌劲性桩连续墙体基坑支挡结构的挡土和隔水作用，保证基坑周围土体的稳定性，同时能发挥三者的协调复合作用。

说明书

技术领域

本发明属于基坑支护工程技术领域，具体涉及一种三轴搅拌劲性桩连续墙体基坑支挡结构及其施工方法。

背景技术

基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、隔水、加固与保护措施。在城市中进行的基坑开挖不仅需要保证自身的安全性，更要求保证其对周边环境不造成危害。尤其在复杂地质环境下，采用单一的支挡结构不仅很难满足基坑侧壁的安全要求，也难以保证支挡结构具有良好的挡土和隔水作用。所以，如何设计一种支挡结构方法，成为了我们当前要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种一种三轴搅拌劲性桩连续墙体基坑支挡结构及其施工方法，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种三轴搅拌劲性桩连续墙体基坑支挡结构，包括基坑，所述基坑内设有三轴水泥土搅拌桩，所述三轴水泥土搅拌桩内设置预制桩，所述三轴水泥土搅拌桩的顶部设有冠梁，所述预制桩顶部嵌入所述冠梁，所述预制桩与所述梁冠之间设置有钢筋笼。

优选的，所述三轴水泥土搅拌桩的水泥掺入比为14％～18％，所述三轴水泥土搅拌桩的直径d为650mm～850mm，所述三轴水泥土搅拌桩的搭接长度不小于250mm，所述三轴水泥土搅拌桩的桩长为10m～30m。

优选的，所述预制桩为预应力混凝土桩，所述预制桩的桩径为400mm～600mm，所述预制桩桩长为10m～30m。

优选的，所述钢筋笼的下端伸入所述预制桩顶部的空腔内，所述钢筋笼的顶端伸入所述冠梁中，所述钢筋笼包括4～6根钢筋，所述钢筋的直径为Φ14～Φ22。

优选的，所述预制桩顶部的空腔填充有混凝土，所述混凝土的填充高度为1.5m～2m。

优选的，所述预制桩嵌入所述冠梁的长度不小于250mm。

优选的，三轴搅拌劲性桩基坑支挡结构的施工步骤如下：

A、整平施工场地，并对施工区域的障碍物进行探测清理；

B、在施工现场放置基坑支挡结构的轴线；

C、开挖沟槽，桩位放样，桩机就位；

D、使用三轴搅拌桩机在设计孔位施工三轴水泥土搅拌桩；

E、待三轴水泥土搅拌桩施工完成达到适当强度后，在三轴水泥土搅拌桩中心位置处施工预制桩；

F、重复步骤D、E，依次完成基坑周围三轴水泥土搅拌桩和预制桩的施工；

G、在预制桩桩顶一定范围的空心内插入钢筋笼，并充填混凝土；

H、施工桩顶冠梁；

I、待冠梁达到设计强度后，通过机械开挖基坑；挖至坑底时，保留300mm～500mm厚度的底层，人工开挖至基底标高。

优选的，所述步骤C中，所述三轴水泥土搅拌桩施工前应成槽，槽宽1.2m、深0.6m，且所述三轴水泥土搅拌桩的桩顶标高应低于地面0.6m。

优选的，所述步骤E中，所述预制桩在所述三轴水泥土搅拌桩施工完成并达到适当强度后植入，且施工前重新定位。

优选的，所述步骤I中，在所述冠梁及所述三轴水泥土搅拌桩的侧壁采用横向支撑或锚索加固。

本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种三轴搅拌劲性桩连续墙体基坑支挡结构及其施工方法，三轴水泥土搅拌桩内设置预制桩，三轴水泥土搅拌桩的顶部设有冠梁，预制桩顶部嵌入所述冠梁，所述预制桩与所述梁冠之间设置有钢筋笼；三轴水泥土搅拌桩能将三轴搅拌桩周围土体、三轴水泥土搅拌桩、预制桩形成整体，保证基坑周围土体的稳定性，三轴水泥土搅拌桩能给预制桩带来良好的握裹和保护，充分发挥预制桩桩身材料强度，减小预制桩施工的挤土效应对周围环境的不利影响，保证预制桩的施工质量；预制桩能弥补三轴水泥土搅拌桩桩身抗弯强度低的缺点保障基坑侧壁的安全，且预制桩质量比较可靠、成桩速度快、对周边环境影响小。本发明通过三轴水泥土搅拌桩与预制桩结合，充分发挥基坑周围土体、三轴水泥土搅拌桩和预制桩的挡土和隔水作用，同时能发挥三者的协调复合作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明三轴搅拌劲性桩基坑支挡结构的俯视图；

图2为本发明三轴搅拌劲性桩基坑支挡结构的结构示意图；

图3为本发明三轴搅拌劲性桩基坑支挡结构施工方法中步骤B的施工流程图；

图4为本发明三轴搅拌劲性桩基坑支挡结构施工方法中步骤C的施工流程图；

图5为本发明三轴搅拌劲性桩基坑支挡结构施工方法中步骤D的施工流程图；

图6为本发明三轴搅拌劲性桩基坑支挡结构施工方法中步骤E的施工流程图；

图7为本发明三轴搅拌劲性桩基坑支挡结构施工方法中步骤G的施工流程图；

图8为本发明三轴搅拌劲性桩基坑支挡结构施工方法中步骤H的施工流程图；

图9为本发明三轴搅拌劲性桩基坑支挡结构施工方法中步骤I的施工流程图；

图10为本发明三轴搅拌劲性桩基坑支挡结构实施例2俯视图；

图11为本发明三轴搅拌劲性桩基坑支挡结构实施例2结构示意图；

其中，1为冠梁；2为三轴水泥土搅拌桩；3为预制桩；4为钢筋笼。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1-9，本发明提供一种三轴搅拌劲性桩连续墙体基坑支挡结构及其施工方法，包括基坑，所述基坑内设有三轴水泥土搅拌桩2，所述三轴水泥土搅拌桩2内设置预制桩3，所述三轴水泥土搅拌桩2的顶部设有冠梁1，所述预制桩3顶部嵌入所述冠梁1，所述预制桩3与所述梁冠1之间设置有钢筋笼4。

进一步优化方案，所述三轴水泥土搅拌桩2的水泥掺入比为14％～18％，所述三轴水泥土搅拌桩2的直径为650mm～850mm，所述三轴水泥土搅拌桩2的搭接长度不小于250mm，所述三轴水泥土搅拌桩2的桩长为10m～30m。

进一步优化方案，所述预制桩3为预应力混凝土桩，所述预制桩3的桩径d为400mm～600mm，所述预制桩3桩长为10m～30m。

进一步优化方案，所述钢筋笼4的下端伸入所述预制桩3顶部的空腔内，所述钢筋笼4的顶端伸入所述冠梁1中，所述钢筋笼4包括4～6根钢筋，所述钢筋的直径为Φ14～Φ22，钢筋笼4将预制桩3和冠梁1结合在一起，并保证钢筋笼4和冠梁1的结合的强度。

进一步优化方案，所述预制桩3顶部的空腔填充有混凝土，所述混凝土的填充高度为1.5m～2m，使得钢筋笼4和预制桩3结合的强度足够，防止断裂。

进一步优化方案，所述预制桩3嵌入所述冠梁1的长度不小于250mm，确保预制桩3和冠梁1结合紧密，不会断开。

进一步优化方案，所述一种三轴搅拌劲性桩连续墙体基坑支挡结构及其施工方法，包括如下施工步骤：在泥炭质土、砂土和粉质黏土互层地层中施工基坑支挡结构时，首先开挖长100m、宽75m的矩形基坑，基坑开挖深度10m；

A、整平施工场地，并对施工区域的障碍物进行探测清理；

B、在施工现场放置基坑支挡结构的轴线；

C、开挖沟槽，桩位放样，桩机就位；

D、使用三轴搅拌桩机在设计孔位施工三轴水泥土搅拌桩2，三轴水泥土搅拌2直径850mm，桩长20m，桩顶标高-0.6；

E、待三轴水泥土搅拌桩2施工完成达到适当强度后，在三轴水泥土搅拌桩2中心位置处施工预制桩3，预制桩采用预应力混凝土管桩，桩径600mm，桩长22m，间距1.2m，达到适当强度后植入，能防止三轴水泥土搅拌桩2强度不足时三轴水泥土搅拌桩2和预制桩3结合不稳定，也防止三轴水泥土搅拌桩2强度过高时预制桩3的施工难度增加，甚至造成三轴水泥土搅拌桩2损坏；

F、重复步骤D、E，依次完成基坑周围三轴水泥土搅拌桩2和预制桩3的施工，如图1-2所示，相邻三轴水泥土搅拌桩2搭接布置，搭接长度250mm，后一个三轴水泥土搅拌桩2的首个轴的位置与前一个三轴水泥土搅拌桩2的最后一个轴的位置重合部分重合；

G、在预制桩3桩顶一定范围的空心内插入钢筋笼4，并充填混凝土，混凝土充填高度1.5m；

H、施工桩顶冠梁1，冠梁1宽1m，高0.6m，沿基坑周围布置；

I、待冠梁1达到设计强度后，通过机械开挖基坑；挖至坑底时，保留500mm厚度的底层，人工开挖至基底标高。

进一步优化方案，所述步骤C中，所述三轴水泥土搅拌桩2施工前应成槽，槽宽1.2m、深0.6m，且所述三轴水泥土搅拌桩2的桩顶标高应低于地面0.6m，使得最终三轴搅拌劲性桩基坑支挡结构的冠梁1顶面与地基顶部标高相平，地面平整，无凸起和凹陷。

进一步优化方案，所述步骤E中，所述预制桩3在所述三轴水泥土搅拌桩2施工完成并达到适当强度后植入，且施工前重新定位，保证施工后的三轴搅拌劲性桩基坑支挡结构与设计相同，且受力稳定。

进一步优化方案，所述步骤I中，在所述冠梁1及所述三轴水泥土搅拌桩2的侧壁采用横向支撑或锚索加固，增加三轴搅拌劲性桩基坑支挡结构对侧向压力的承受性。

实施例2

参照图3-11，本发明提供一种三轴搅拌劲性桩连续墙体基坑支挡结构及其施工方法，与上述实施例1的不同之处在于：在泥炭质土、砂土和粉质黏土互层地层中施工基坑支挡结构时，首先开挖长120m、宽100m的矩形基坑，基坑开挖深度12m；

步骤E，预制桩3采用预应力混凝土管桩，桩径600mm，桩长24m，间距0.9m；

步骤F、如图10-11所示，相邻三轴水泥土搅拌桩2重叠套打套打，即后一个三轴水泥土搅拌桩2的首个轴的中心位置与前一个三轴水泥土搅拌桩2的最后一个轴的中心位置重合。

本实施例2应用于需要较高强度三轴搅拌劲性桩基坑支挡结构的环境，后一个三轴水泥土搅拌桩2的首个轴的中心位置与前一个三轴水泥土搅拌桩2的最后一个轴的中心位置重合，使预制桩3的设置更加密集，预制桩3为三轴水泥土搅拌桩2提供了更高的强度，从而使基坑支挡结构强度更高，提供更强的支撑力。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。