[发明专利]一种新型围护结构体系及减少振动的施工工法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型围护结构体系及减少振动的施工工法，该施工方法可广泛应用于软土地区基坑工程中。

背景技术

目前的围护结构体系按深度可分为以下几类：放坡、重力坝、拉锚或内支撑结合钻孔桩、SMW工法、地下连续墙。从施工来说以上多种类型的围护体系均为现场制作工艺，利用预制构件的极为少见。地上结构的构件预制化目前已进入了推广阶段，地下围护结构利用预制构件将是下一步的发展趋势。

但如果将预制构件直接插入土中作为挡土结构，预制构件之间不能止水，如果要形成围护结构体系需在预制构件后再施工一排止水帷幕。因此，本发明采用预制构件插入水泥土搅拌桩中，这样既可以挡土又可以止水。作为插入砼预制构件的载体，五轴水泥土搅拌桩是目前一种新型的水泥土搅拌桩，该种工法成桩的机理是采用固化剂与土体在原位进行强制性搅拌来完成。工法具有施工速度快、效果好、综合造价低、无置换土、环保绿色等特点，可广泛应用于软土地区。另一方面，目前基础及基坑围护工程中管桩、板桩等预制构件沉桩一般情况下多选用常规液压振动桩锤。由于具有振动频率高、振动波衰减快等优点而被广泛应用于周边环境复杂地区。但在实践中发现，现在结构形式的液压振动桩锤目前还普遍存在二大缺陷尚待改进；其一由于在启动和停车时都要经过共振区域，产生谐振频率，除会导致产生噪声污染外，还会使设备及砼预制构件承受额外荷载，影响液压振动桩锤结构构件的有效工作寿命及预制构件的完整性；其二是振幅均为固定式，使用时无法满足针对不同地质条件选用不同最佳振幅、以实现最佳施工效率的要求。因此，本发明中在插入砼预制构件时应选用更为合适的振动机械。鉴于上述目前传统的围护结构体系及传统的沉桩方法，本发明选用偏心力矩变频振动锤来实施在五轴水泥土搅拌桩中插入砼预制构件来构成新型围护体系，并对施工该体系的流程进行优化及细化。砼预制构件按本发明方法进行沉桩可保证施工过程中噪声低、速度快、对各种土层的适应能力强。最重要的是在施工过程中可保证施工机械正常使用及砼预制构件的完整性。利用五轴水泥土搅拌桩入插入混凝土预制构件来形成围护结构体系具有价格低、施工速度快、构件完整性好、环保绿色等优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种免共振、无级变频噪音低，对环境影响小的钢筋混凝土预制构件（H型、T型、工字型、回字型等）植入五轴水泥土搅拌桩中形成围护体系的施工工法。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种新型围护结构体系及减少振动的施工工法，所述的新型围护体系包括五轴水泥土搅拌桩，预制混凝土构件，所述的沉桩设备为五轴水泥土搅拌桩装置及偏心力矩变频振动锤。

所述的五轴水泥土搅拌桩装置其五根钻杆与五个喷浆泵连接，同时喷浆，喷浆过程中不打气；喷浆口的设置为上下喷浆，通过钻杆的正转反转来打开关闭喷浆口的阀门。

所述的施工方法采用的沉桩设备为偏心力矩变频振动锤，该种锤具有力矩无级可调的特点，启动和停机时可避免共振现象，有利于减少振动波，保护砼预制构件的免受破坏，进而减少在周边环境的影响。

所述的施工工法包括以下步骤：

（1）施工五轴水泥土搅拌桩；

（2）选用合适的履带吊并吊挂与工程要求相符的偏心力矩变频电驱振动锤；

（3）利用振动锤上专用夹具将预制构件吊起至沉桩位置；

（4）调节力矩大小液压控制；

（5）调节开启电机变频频率；

（6）开起偏心力矩变频电驱振动锤在五轴搅拌桩未达到初凝现象前插入预制构件；

（7）砼预制构件沉入指定标高后，放开夹具完成此根沉桩操作转入下一根砼预制构件施工。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明施工效率高，较之传统沉桩方法在施工速度及难易程度方面有大幅提升。

2、本发明极大的减少了振动危害，保护了桩架机械正常运转的同时减少了共振对砼预制构件破坏，同时降低了对周边环境的影响。

3、本发明较之传统工艺更加智能可控，配备了变频电机，操作简单且能适应不同土层的沉桩要求。

4、选用五轴水泥土搅拌桩作为止水帷幕并利用预制构件挡土的新型围护结构体系，工程造价低、施工速度快、质量好、环保绿色。

附图说明

图1五轴水泥土搅拌墙施工机械构成示意图；

1、桅杆，2、五轴钻杆，3、三点式桩架，4、后台拌浆系统，5、动力头

图2是采用偏心力矩可调式振动锤沉入的混凝土预制构件围护结构示意图