[发明专利]装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法

说明书

本发明公开了装配式植入基坑围护桩与桩墙合一结构及其施工方法，板桩是由预制钢筋混凝土板桩和型钢桩组成；预制板桩为预应力高强钢筋混凝土构件，断面形状分为空腹T形、矩形和H形；预制板桩最大长度15米，宽度不大于2.5米；板桩沿轴向—接长采用每根钢筋的等强机械连接接头；预制板桩作为地下结构的外墙承载地层压力，并与内衬墙组合成地下结构的外墙；板桩按一定的间隔植入到地层中，装配成离散式排桩围护结构；在两个板桩之间插入一根两侧有U型槽的板桩，装配成相互咬合的连续墙式围护结构；这样装配的基坑围护结构具有绿色、环保和安全可靠的社会价值，同时能降低造价和缩短工期，具有重大的经济价值。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体来说是一种排桩，通过植入方法装配成深基坑围护结构，并作为地下室外墙使用。

背景技术

基坑工程中的排桩或连续墙围护结构，主要为现浇混凝土灌注桩和水下混凝土浇筑连续墙。现浇混凝土围护结构，在地下空间建设中现已被广泛地应用。由于成孔、成槽及护壁中产生大量泥浆，孔壁及槽壁的不稳定和水下混凝土浇筑质量难以保证等原因，对基坑的安全与环境的损害已越来越被严重。

灌注桩用作深基坑围护桩结构，在各类地下建设工程中应用量非常大，仅上海地区每年使用的这类灌注桩量就达到近千万立方米。随着市政工程、轨道交通、高层建筑和地下空间开发量的不断加大，灌注桩的用量将越来越大。

目前灌注桩施工工艺中旋挖钻、正循环回转钻、反循回转钻、潜水钻、冲抓锤、冲击锤成孔、成槽机成槽施工方法均需要在泥浆护壁的条件下进行，从施工工艺可看出，此类泥浆护壁型灌注桩施工技术的主要缺点如下：

(1)使用泥浆护壁，泥浆主要以膨润土作为制浆原料，加三聚磷酸钠作为分散剂形成胶体，在钻孔壁上形成一定厚度的泥皮保护孔壁稳定；

(2)成孔过程产生大量泥浆：钻孔过程中钻头将钻孔内的土、岩破碎形成浆液。因此，在钻孔过程中将产生大量的泥浆。目前有些地方采用旋挖机代替回转钻机成孔，可以适当减少泥浆的生成量，但其它工艺技术基本相同；

(3)泥浆处理困难，由于这些泥浆中含一定量的化学分散剂属于胶体浆，外运和处理的成本较高，这种泥浆对环境的污染是较严重的；

(4)控制泥浆的质量很重要，如泥浆比重控制不好，将会导致塌孔、缩径等问题，从而影响成灌注桩的成桩质量。

(5)钢筋笼定位难，钢筋笼是分段吊装至钻孔中，并焊接在一起，对钢筋保护层的控制难度大，钢筋笼放置偏差大将对灌注桩基的承载力产生不利影响。

(7)水下混凝土的浇筑的质量是保证灌注桩承载力的关键技术，对导管上提速度和浇灌混凝土速度的匹配较难，易造成断桩、夹泥等问题。

显然，现行的泥浆护壁型灌注桩施工技术决定了该技术对环境的严重影响，施工工效之低和劳动强度之大难以改变。

由于是水下现浇混凝土，成型的质量受成孔或成槽的稳定性影响较大，开挖后出现混凝土面凹凸情况比较严重，用作地下室的外墙，形成二墙合一或桩墙合一，对混凝土桩或墙表面修整量很大，此外，标高定位的不准确，使预埋的钢筋连接套筒无法使用，增加了较大的工程成本。

目前，在基坑围护结构中所采用的主要有工字形截面预制板桩或矩形板桩，大部分仍在施工现场预制，质量难以保证。此外，这类预制板桩的长度是按基坑开挖深度要求确定，采用的单节桩，没有形成标准化长度和高强快速接头，导致运输和吊装困难重重，增加大量施工成本。由于单根板桩的长度较长，重量较大，运输和吊装成本高，加之截面的实体率高，植入时排土排浆量大，施工安装困难等原因限制其推广应用。

因此，工程界亟需寻找一种装配式植入排桩，既能克服传统围护排桩和地下连续墙存在的缺陷，又能降低造价，加快施工速度，保护我们的环境，实现文明施工。

发明内容