一种预应力装配式异形桩墙的基坑与边坡围护结构制造技术

本发明专利技术公开了一种预应力装配式异形桩墙的基坑与边坡围护结构，是利用预应力高强钢筋和高强混凝土工厂化预制成标准件，经施工现场装配而成的基坑与边坡围护结构，它具有合理的受力性能，满足岩土基坑边坡的挡土、止水、外表装饰以及用作永久地下室外墙结构的要求。标准化预制构件(简称“标准件”)的外形是按照受力和装配要求制作成T形、矩形和U字形截面，标准件之间的接头包括水平接头和竖向接头。本发明专利技术的现场装配施工可操作性强、构件装配化程度高、施工作业效率高、节约工程材料、工程造价低、工程实施效果良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土木工程
，具体来说是一种基坑与边坡的竖向围护结构。
技术介绍
在基坑工程或边坡工程中采用的桩墙式围护结构是基坑围护的一种重要结构形式，已在全世界各地广泛应用，目前的基坑和边坡围护桩墙常采用钻孔(旋挖)灌注柱、SMW工法的型钢水泥土搅拌墙、预制桩水泥土搅拌墙和现浇地下连续墙等。灌注桩系指在工程现场通过机械成孔、泥浆护壁，在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、现场灌注混凝土而形成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为冲孔灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形式的不同，有泥浆护壁方式和全套管施工两种。软土地层和不稳定土层中采用泥浆护壁方式施工灌注桩极易产生颈缩、塌孔、桩孔偏斜等通病，从而影响水下浇筑混凝土的质量，并产生大量循环泥浆，泥浆的排放与处理将造成环境污染；全套管工艺施工尽管可以保护孔壁的稳定，但仍不能完全避免使用泥浆来平衡孔底的水土压力，由于受孔深、套管长度等固素影响，施工难度大，成本高，速度慢。SMW工法的型钢水泥土搅拌墙，即将H型钢或钢管插入到水泥土搅拌墙中，将承受荷载与防渗挡水两者相结合，使之成为同时具有承载与止水两种功能的支护结构。为降低工程造价，目前一般插入的H型钢或钢管均需拔出回收，因此均在其表面涂刷减摩材料，但减摩材料影响了型钢与水泥土的黏结强度，同时型钢插出过程中会破坏水泥土止水帷幕，并产生一定体积的空隙，引起变形对临近的环境保护不利。钢板桩围护结构，采用是带咬合的拉森钢板桩，通过桩边的锁口咬合形成整体，形成装配式围护结构。但由于其长度和断面尺寸的限制，只能用于开挖较浅的基坑，如深度小于6m的基坑围护中。由于其抗弯刚度较小，受力产生的变形较大，在较重要的环境保护区域不宜采用。水泥土内插入预应力管桩或方桩的围护结构，具有挡土和止水的双重功效。由于其预制桩的接头连接难以做到等强连接，或接头连接施工过于复杂，到目前为止，只能用单节的预制桩作为基坑围护结构，单节桩长最大不超过15m，使用该围护结构的基坑或边坡深度也只有6～8m，显然这种围护结构的用应用范围受到了一定约束。即使接头的连接技术问题解决了，但由于目前管桩或方桩的截面特性决定了其抗弯能力受限，难以达到较合理的支护效益。地下连续墙是深基础施工和深基坑围护的主要结构形式，已经在世界各地广泛应用。目前地下连续墙正在代替许多传统的深基础及深基坑围护结构，应用于深大基坑或城市市政工程与轨道交通工程中。地下连续墙施工时振动小、噪音低，适用于城市建筑密集区域内施工；墙体刚度大，防渗性能好；可适用于多种地质条件；可为上部结构永久性基础；能够充分利用建筑红线内的有限地面和空间，充分发挥投资效益；工效高、工期短、质量可靠。现浇地下连续墙是目前使用最广泛的结构形式，但在复杂地质条件如砂性土地层中施工地下连续墙，往往较难解决地下连续墙成槽施工过程中的槽壁稳定问题，以及槽壁坍塌引起的混凝土浇筑质量问题，从而产生表面露筋及孔洞、墙体及接头局部渗漏、墙体钢筋笼结构损伤等墙身质量缺陷，影响地下连续墙结构的安全性和防水效果。地下连续墙成槽过程一般采用泥浆进行护壁，浇筑混凝土后需将泥浆排出，产生大量的废泥浆需处理，造成严重的环境污染和成本的增加。地下连续墙水下浇筑的施工特性决定了施工现场难以保证墙体的施工质量，这也是现浇地下连续墙结构难以改进或弥补的质量缺陷。因此，工程界亟需寻找一种能够替代现浇地下连续墙的新型地下连续墙结构，但目前这一行业困境尚未得到很好地解决。采用预制钢筋混凝土桩或墙，代替现浇的钢筋混凝土结构的桩与墙将是地下工程领域的方向。目前针对地上建筑的预制混凝土结构，中国建筑标准设计研究院编制了《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1-2014)，但该规程没有涉及地下围护结构方面的技术和标准，不具有指导作用。上海建工集团在预制的地下连续墙方法进行了尝试，如在华东医院新建门诊的基坑围护工程中应用了地面预制的空腹墙板装配成地下连续墙结构。由于单幅墙板尺寸较大(长度达20.5m)，在吊装和运输中十分困难。由于没有做到小型构件的现场装配，限制了该技术没有得到进一步的推广应用。采用预制管桩，如PHC管桩、PRC管桩，预制方桩和预制工字形桩作为基坑支护结构，目前已有不少单位进行了试验，但均限制于单节桩的应用，这是因为桩间的连接形式没有有效地解决，体现在现场装配连接施工困难，接头不可靠、接头成本高等方面，导致用用钢筋混凝土预制桩墙装配式结构在基坑围护结构中的应用均处于试验阶段。针对基坑竖向围护结构的受力特征和现场施工的特点，采用便于运输和吊装的小尺寸构件在现场快速组装，构建一种既挡土又止水的围护桩墙，降低基坑围护造价，是我们努力的方向。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，通过优化预制桩墙的截面形状与尺寸，满足其合理的受力要求；解决了预制标准件工厂化施工难度大，单件运输困难，单件重量较大和吊装不便，现场装配施工周期较长等难题，针对不同支护要求和受力要求，提供了一种预应力装配式异形桩墙基坑与边坡围护结构。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种预应力装配式异形桩墙基坑与边坡围护结构，装配式异形桩墙是由标准件装配而成；标准件是由预应力高强钢筋混凝和高强混凝土预制而成；标准件之间的连接接头包括水平接头和竖向接头；水平接头处的受力主筋之间采用一一对接的机械式接头，接头混凝土端面采用高分子树脂胶粘接；竖向接头为内嵌止水胶条的企口榫接或高压旋喷搅拌桩嵌入式连接。使其竖向接缝不出现渗漏水现象。本专利技术利用预应力高强钢筋和高强混凝土工厂化预制成标准件，经施工现场装配而成的边坡围护结构，具有较佳的受力截面形状，满足岩土边坡的挡土、止水、外表装饰以及用作永久地下室外墙结构的要求。装配式异形桩墙的断面呈T形、矩形或U形。断面呈T形的装配式异形桩墙是由实腹或空腹的标准件现场组合后装配而成，标准件为T型标准件或T型标准件与矩型标准件混合组成。断面呈U形的装配式异形桩墙是由实腹或空腹的标准件现场组合后装配而成，标准件为T型标准件与U型标准件混合组成。断面呈矩形的装配式异形桩墙是由实腹或空腹的标准件现场组合后装配而成，标准件为矩型标准件。水平接头的水平连接缝在竖向的位置呈错位分布；竖向接头的竖向连接缝呈上下对齐的通缝分布。在水平接缝处设有若干增强锚固接头，增强锚固接头为螺锁式机械连接。装配式异形桩墙外露的顶端和侧面上预埋有连接螺孔，连接螺孔与冠梁、水平支撑梁或地下室外墙连接。标准件的外形是按照受力和装配要求制作的，均实现了快速准确连接。装配方法如下：(1)T型桩墙是由实腹或空腹的T型标准件或T型标准件与矩型标准件现场组合后装配而成的；(2)U型桩墙是由实腹或空腹的T型标准件与U型标准件现场组合后装配而成的；(3)矩型桩墙是由实腹或空腹的矩型标准件装配而成的。水平接缝在竖向的位置呈错位分布；竖向连接缝呈上下对齐的通缝。在水平接缝处增设了一些增强锚固接头，其连接与受力主筋连接是相同的，均为螺锁式机械连接。异形桩墙的外露面有顶面和侧面，其上预埋有连接螺孔，便于围护桩墙与冠梁、边坡的水平支撑件或地下室的外墙连接。有益效果：本专利技术利用对工厂化预制的各种标准件，在施工现场的组合和装配，形成受力较合理的异形桩墙结构，兼有挡土和止水功能，可替代现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预应力装配式异形桩墙的基坑与边坡围护结构，其特征是，装配式异形桩墙是由标准件装配而成；标准件是由预应力高强钢筋混凝和高强混凝土预制而成；标准件之间的连接接头包括水平接头和竖向接头；水平接头处的受力主筋之间采用一一对接的机械式接头，接头混凝土端面采用高分子树脂胶粘接；竖向接头为内嵌止水胶条的企口榫接或高压旋喷搅拌桩嵌入式连接。

【技术特征摘要】
1.一种预应力装配式异形桩墙的基坑与边坡围护结构，其特征是，装配式异形桩墙是由标准件装配而成；标准件是由预应力高强钢筋混凝和高强混凝土预制而成；标准件之间的连接接头包括水平接头和竖向接头；水平接头处的受力主筋之间采用一一对接的机械式接头，接头混凝土端面采用高分子树脂胶粘接；竖向接头为内嵌止水胶条的企口榫接或高压旋喷搅拌桩嵌入式连接。2.根据权利要求1所述的一种预应力装配式异形桩墙的基坑与边坡围护结构，其特征是，装配式异形桩墙的断面呈T形、矩形或U形。3.根据权利要求2所述的一种预应力装配式异形桩墙的基坑与边坡围护结构，其特征是，断面呈T形的装配式异形桩墙是由实腹或空腹的标准件现场组合后装配而成，标准件为T型标准件或T型标准件与矩型标准件混合组成。4.根据权利要求2所述的一种预应力装配式异形桩墙的基坑与边坡围护结构，其特征是，断面呈U形的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘全林，宋伟民，张扬，张衡，
申请(专利权)人：上海强劲地基工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31