[发明专利]门架式竹节砂浆桩围护结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于基坑围护技术领域，具体涉及一种门架式竹节砂浆桩围护结构及其施工方法。

背景技术

在基坑开挖时需要沿基坑开挖边线外侧一定距离设置一圈围护桩结构，通过利用围护桩结构本身的刚度和稳定性来保证坑壁土体的稳定性，有效约束土体的侧向变形，满足基坑直立开挖的需要。当场地土体软弱、基坑开挖深度或面积较大时，仅采用悬臂支护单桩的抗弯刚度往往不能满足变形控制的要求，通过在基坑内设置水平支撑可增加支护单桩的抗弯刚度，但水平支撑对施工及造价的影响很大，因此目前较多的采用双排桩的支护形式，通过桩、压顶梁和连梁形成空间门架式支护结构体系，可大大增加其侧向刚度，能有效控制基坑的侧向变形。

在门架式支护结构体系中起关键作用的是围护桩，目前常用的围护桩型主要包括预制桩及灌注桩。

预制桩相对造价较低，但抗弯刚度较差，受桩身质量及压桩施工工艺影响较大，在大范围施工时挤土效应明显，一般在土质较好，基坑开挖深度不大，周边环境相对简单的情况下采用。

而灌注桩的应用则相对更加广泛，其成桩工艺较成熟，成桩直径选择范围较大，桩身抗弯刚度可通过配筋调节，配合斜撑或拉锚工法使用时，对于大部分基坑工程均适用，但缺点是灌注桩本身造价较高，尤其在大范围应用双排灌注桩门架式围护结构时，其经济性是不得不考虑的重要因素，此外，灌注桩成桩须经成孔及养护等工序，其施工周期较长，对于基坑工程整体工期有一定影响。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种门架式竹节砂浆桩围护结构及其施工方法，该围护结构通过加压注浆方式在竹节式砂浆桩桩体上形成数个竹节式扩大头，以提高桩体的刚度及抗拔能力，同时通过采用两排围护桩、连梁以及压顶板构建门架式围护结构，以提高其侧向刚度，有效控制基坑的侧向变形。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种门架式竹节砂浆桩围护结构，所述围护结构位于基坑开挖边线外侧一定距离，其特征在于所述围护结构至少包括两排平行设置的围护桩，两排所述围护桩中至少有一排由竹节式砂浆桩构成，其中所述竹节式砂浆桩由直立桩体以及同轴设置于所述桩体内部的钢管或钢筋笼构成，所述桩体上至少具有一处呈球状的竹节式扩大头，所述桩体、所述钢管或钢筋笼及所述竹节式扩大头为一体结构。

两排所述围护桩顶部通过连梁固定连接，两排所述围护桩顶端分别与压顶板锚固连接，两排所述围护桩之间设置有止水帷幕。

靠近所述基坑一侧的所述围护桩长度不小于远离所述基坑一侧的所述围护桩长度。

两排所述围护桩中一排由间隔设置的竹节式砂浆桩构成，另一排同样由间隔设置的竹节式砂浆桩构成。

两排所述围护桩中一排由间隔设置的竹节式砂浆桩构成，另一排由两道紧密贴合的水泥砂浆桩组合构成，所述水泥砂浆桩呈圆柱形，其内部同轴设置有钢管或钢筋笼。

一种涉及上述门架式竹节砂浆桩围护结构的施工方法，其特征在于所述围护结构的施工方法至少包括如下步骤：

 在所述基坑开挖边线的外侧一定距离放孔定位，进行远离所述基坑一侧的围护桩施工，即所述竹节式砂浆桩的施工：利用钻机成孔；成孔至所述竹节式砂浆桩预定深度后通过钻杆进行注浆；在注浆压力作用下，钻杆及上部土体上抬，抬至一定高度后固定钻杆，增大注浆压力使浆液向桩周扩散，从而在所述一定高度处形成第一个有水泥浆包裹的竹节式扩大头；之后解除钻杆的固定，继续注浆并抬升钻杆至第二个所述竹节式扩大头预设位置处后固定钻杆，增大注浆压力形成竹节式扩大头，如此往复，直至完成所述竹节式砂浆桩的成桩；成桩完成后，同轴压入钢管或钢筋笼进入其桩体内部；

待远离所述基坑一侧的围护桩施作完毕后，进行靠近所述基坑一侧的围护桩施工；

开槽浇筑所述连梁和所述压顶板，并将其与两道所述围护桩连成整体，组成门架式围护结构。

靠近所述基坑一侧的围护桩由间隔设置的所述竹节式砂浆桩构成。

靠近所述基坑一侧的围护桩由两道紧密贴合的水泥砂浆桩组合构成，所述水泥砂浆桩的施工方法具体为：利用钻机成孔，成孔至所述水泥砂浆桩预定深度后通过钻杆进行注浆；在注浆压力作用下，钻杆及上部土体上抬，直至上抬至地面成桩，成桩完成后，同轴振动压入钢管或钢筋笼进入其桩体内部，形成所述水泥砂浆桩。

所述竹节式扩大头形成后的注浆终止通过注浆压力进行控制，在粘性土中的注浆终止压力控制在0.7-1.5Mpa，在粉土及砂土中的注浆终止压力控制在不小于2MPa。