[实用新型]用于上软下硬土层的超深T形槽壁桩及其槽孔结构

说明书

技术领域

本实用新型属于建筑基础工程领域，尤其涉及桩基础及成槽施工方法的技术领域。 

背景技术

槽壁桩是采用地下连续墙成墙工艺形成矩形截面桩作为建筑物、构筑物的基础形式，承受上部结构荷载。与常规的钻孔桩、预制桩基础相比，槽壁桩具有竖向承载能力高、刚度大，可根据墙体布置灵活调整基础水平刚度等特点，可在工程应用中取代常规的钻孔桩、预制桩基础，直接作为建筑物的单桩或群桩基础。 

槽壁桩在国外得到了长足的发展和广泛的应用，在国内高层建筑的深基础工程中应用较为常见，深基础工程在基坑施工阶段常采用槽壁桩作为围护结构，而在正常使用阶段槽壁桩又作为地下室结构外墙和墙下承重的桩基础使用，使槽壁桩发挥3种使用功能，经济效益较为显著。 

但由于受到自身截面形状的影响，槽壁桩的长短边方向的水平刚度差异较大，当水平荷载的作用方向平行于槽壁桩的长边方向时，由于该方向的截面模量较大受力较为合理。但当水平荷载的作用方向平行于槽壁桩的短边方向时，由于该方向的截面模量较小受力较为不利。而T形槽壁桩则可以比矩形截面槽壁桩较好地确保槽壁桩在两个正交方向的刚度和受力均匀性，加强水平荷载作用方向的刚度，在整体上提高对水平荷载的抵抗能力。 

同等截面积的T形槽壁桩与钻孔桩、方桩相比，其截面周长大，增大了与土层接触面，增加了T形槽壁桩的侧壁摩阻力以及端承力，从而提高了T形槽壁桩的竖向承载能力，同时其截面模量大，也可承受更大的水平荷载，可将其应用到上部软弱土层厚、持力层埋深大、承受的土压力大、结构运营期间对沉降要求严格等刚度要求突出的工程，例如大型码头工程，可减少码头的工后沉降和水平位移，在降低工程造价的同时，提高结构使用性能，具有明显经济性，公开号为CN201962688U，公开日为2011.09.07，发明名称为“地下连续墙码头桩基础结构”的中国实用新型对此有详细描述。 

槽壁桩较多采用液压抓斗成槽机进行成槽施工，但与常规的矩形截面槽壁桩相 比，槽孔深度超过50m的超深T形槽壁桩在覆盖层上部为软弱土层而下部为硬土层时的成槽施工难度大，在于存在成槽施工的两个主要技术难题：（1）T形槽壁的阳角部位土体呈两面临空状态，施工过程中槽壁扰动多，槽壁容易整体失稳或局部坍塌，桩底沉渣厚度过大，施工风险很高；（2）常规液压抓斗成槽机在下部硬土层的标准贯入击数超过30击时，则挖掘速度下降较快，当超过50击则挖掘效率会急剧下降，对成槽机的切削能力、纠偏功能及成槽工艺是严峻的挑战，成槽速度仅为0.3～0.5m/h；（3）成槽的垂直精度很难保证，但T形槽壁的垂直精度要求高，如《港口工程地下连续墙结构设计与施工规程》(JTJ303-2003)规定的垂直精度控制1/150并不适用于槽深30m以下的T形槽壁桩施工，垂直精度必须达到1/300以上，否则即使控制好T形槽壁桩的钢筋笼的起吊变形，只要T形槽壁的垂直精度有1个方向达不到要求，其钢筋笼就会被卡住而无法顺利下放到位。 

因此，上软下硬土层条件下应用超深T形槽壁桩时，目前为解决成槽施工的上述主要技术难题采取的技术手段，一是在成槽方法上普遍采用双轮铣槽机铣削成槽，或者是“抓铣结合”的成槽方法，如公开号为CN101289853，公开日为2008.10.22，发明名称为“软土地区地下连续墙成槽的施工方法”的中国发明专利申请所述，即对于上部软弱土层采用液压抓斗成槽机成槽，进入硬土层后采用双轮铣槽机铣削成槽；二是设计方案上，T形槽壁桩设计时布置T形截面不通到桩底，只在槽壁桩的上部30～40m深度范围内采用T形截面，往下则取消T形截面的两侧翼缘；或者设计时为降低液压抓斗成槽机的成槽施工难度，干脆将T形槽壁桩的槽孔深度设计成不超过50m。 

(1)设计方案上存在的问题： 

T形槽壁桩采取只在上部30～40m深度范围内采用T形截面，往下则取消T形截面的两侧翼缘的设计方案时，虽然可以降低成槽工艺方法和控制的难度，在槽壁的垂直精度满足1/150情况下，将其钢筋笼顺利下放到位，但如此一来也减少了该槽壁桩下部的截面积及与土层接触面积，减少了T形槽壁桩的侧壁摩阻力、端承力以及水平刚度，从而降低了T形槽壁桩的竖向承载能力和水平荷载的抵抗能力，削弱了应用超深T形槽壁桩的工程意义。这种T形槽壁桩实际上已经不是真正意义上的超深T形槽壁桩。 

(2)成槽方法上存在的问题：