[发明专利]一种钢管前撑H型构件围护结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于基坑工程技术领域，具体涉及一种钢管前撑H型构件围护结构及其施工方法。

背景技术

对于开挖深度5m内的基坑工程，目前现有支护技术中使用的围护结构形式一般采用水泥土重力式围护墙、型钢水泥土搅拌墙、放坡开挖。

水泥土重力式围护墙特征是该挡土结构由纵横多列连续搭接的“格栅状”水泥土桩组成，所述水泥土桩是以水泥系材料为固化剂，通过搅拌机械采用喷浆施工将固化剂和地基土强行搅拌，形成连续搭接的、有一定厚度和嵌固深度的加固体挡墙，依靠墙体自重、墙底摩阻力和墙前基坑开挖面以下土体的被动土压力稳定墙体，以满足围护墙的整体稳定、抗倾稳定、抗滑稳定和控制墙体变形等要求。其优点是：一般坑内无支撑，便于快速挖土，兼有挡土和止水的双重功能。缺点在于：位移控制能力较弱、施工质量难以控制、经济性一般。

型钢水泥土搅拌墙是在连续搭接的三轴水泥土桩内插入型钢形成的复合挡土隔水结构。其优点是：适用土质范围较广，对周围环境影响小、防渗性能好、环保节能、适用土层范围广、工期短、投资省等。缺点是：对于的5m以内的基坑每米造价较高和随工期变化，且施工要求较高，水泥土桩成桩质量不易控制。

放坡开挖是一种采用留设斜向土坡的基坑开挖方式，其特征是在无支护措施下，通过加大挖土上口宽度，同时采取分级放坡、护坡、降水等维持边坡稳定的辅助措施，可防止土壁崩塌，保持开挖过程中边坡稳定，具有工期较短，造价低的优点，缺点是放坡坡比要求较大，需同时满足边坡稳定要求和上口宽度要求，且对周边环境影响较大。

综上所述，目前的基坑支护结构在深度5m左右开挖面积大、围护长度长的基坑还没有比较经济又安全的围护方式。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种钢管前撑H型构件围护结构及其施工方法，该围护结构通过在基坑边线外一定距离设置由压顶圈梁、水泥土搅拌墙、H型构件以及一组钢管组成的装配式结构，以达到增强基坑坑壁稳定性以及围护结构造价可控的目的。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种钢管前撑H型构件围护结构，所述围护结构包括压顶圈梁、水泥土搅拌墙、H型构件以及一组钢管；所述H型构件插在水泥土搅拌墙中且与所述压顶圈梁垂直设置，所述钢管的一端与所述压顶圈梁连接固定，并与所述H型构件呈5°～60°角度设置。

所述钢管至少由一排钢管构成。

所述水泥土搅拌墙由连续搭接的两排搅拌桩构成，在所述水泥土搅拌墙中插所述H型构件。

所述的连接固定是指所述H型构件、钢管的一端整浇在所述压顶圈梁中。

所述的钢管是施作在斜向高压旋喷桩中。

一种钢管前撑H型构件围护结构的施工方法，包括如下步骤：

1)平整施工场地，根据施工图放出实样；

2)H型构件及钢管进场验收后，堆放至便于施工的位置；

3)在基坑边线退后一定距离处施作所述水泥土搅拌墙；

4)启动压桩机械，将步骤2所述H型构件垂直插于步骤3所述水泥土搅拌墙内部，并将其顶端一定长度预留于步骤3所述水泥土搅拌墙之外；

5)锚杆桩机就位，将钢管套在锚杆桩机钻杆外面，启动动力组件，钻杆一边钻进，钢管随钻杆一起斜向基坑内侧方向压入，施工到基坑底部标高时，开启高压旋转喷浆，在基坑底部形成一段连续的高压旋喷桩；

6)钢管持续压入，直至预设标高位置，拔出钻杆，锚杆桩机移位施工下一根钢管；

7)浇筑所述压顶圈梁以使所述H型构件和钢管的顶端与其构成一体结构；

8)开槽直立开挖所述水泥土搅拌墙内侧的土体，并在坑底及时浇筑配筋垫层；

9)放坡开挖基坑内土体。

所述水泥土搅拌墙的施作深度大于H型构件的插入深度，且都大于所述基坑的开挖深度。

本发明的优点是，兼备加筋、挡土、止水多重作用，约束了土体变形，增强了基坑坑壁稳定性，可直立开挖，避免了常规放坡开挖方法占用场地面大的问题，同时大幅减小常规水泥土重力式围护墙体量，克服其施工速度慢，造价高，墙体质量不易控制等缺点，且造价可控，克服了型钢水泥土搅拌墙造价因工期变化的缺点，可广阔应用于7m以内基坑工程；利用钢管结构能够方便拔除的特点，施工完毕后可回收，循环利用，经济性可大大增强。

附图说明

图1为基坑围护剖面示意图

1压顶圈梁 2水泥土搅拌墙 3H型构件 4钢管 5高压旋喷桩 6配件垫层 7基坑内土体

图2为围护结构平面布置形式