一种基坑支护与止水体系及施工流程的制作方法

1.本发明属于基坑支护技术领域，尤其涉及一种基坑支护与止水体系及施工流程。


背景技术：

2.基坑支护工程是指在基坑开挖时，为了保证坑壁稳定，保护主体地下工程施工时的安全以及周围环境不受损害所采取的工程措施。基坑支护形式的选取主要取决于基坑挖深、场地条件、周边环境(邻近既有建构筑物、市政道路、管线)、场地水文地质条件、项目工期要求等因素，应综合分析合理选取。一般同等条件下支护形式的造价从低至高依次为：放坡开挖＜土钉墙(复合土钉墙)＜钢板桩＜水泥土重力式挡墙＜型钢水泥土搅拌墙(smw工法)＜灌注排桩＜地下连续墙。其中放坡开挖、土钉墙均需要基坑边有足够空间放坡，当基坑边不具备放坡空间时，只能采用钢板桩、水泥土重力式挡墙、型钢水泥土搅拌墙、灌注排桩、地下连续墙等垂直支护方式，其中钢板桩的成本最低。
3.当地下水位较高时，使用排水或者降水措施会比较困难，此时还需采用专门的止水措施，否则基坑外土壤中的水易流入基坑中影响施工，同时容易造成周边土壤地下水位下降导致地面不均匀沉降，进而导致建筑物、构筑物、道路、管线等的破坏。对于水泥土重力式挡墙、型钢水泥土搅拌墙、地下连续墙等支护方式，其本身兼具支护和止水作用，但是这几种方式的成本高昂，一般仅仅用于地质非常复杂或者深度较深的基坑。对于放坡开挖、土钉墙、钢板桩、灌注排桩等，则需要在其外侧再设置一排止水帷幕，这是一种用于阻止或减少基坑侧壁及基坑底地下水流入基坑的连续止水体，可采用相互咬合的搅拌桩、高压旋喷桩等，但这会造成较大的成本增加。
4.传统钢板桩是带有锁口的一种型钢，其截面有直板形、槽形及z形等，有各种大小尺寸及联锁形式。其优点为：容易打入坚硬土层，可在深水中施工，能按需要组成各种外形的围堰，并可回收重复使用，因此其使用范围广泛。但是其具有如下明显的缺点：
5.(1)相比其他垂直支护形式，由于钢板相对扁薄，其抗弯强度不高，因此挡土能力一般，在被动土压力作用下容易发生变形。
6.(2)虽然其有各种锁口形式，但是钢板与钢板之间很难做到不漏水，加上钢板桩本身是可回收的，随着使用次数的增加，钢板变形情况会越来越严重，这种情况下其咬合会越来越不够紧密。当地下水位较高时，单纯靠钢板桩是无法做到止水的。
7.因此，现有钢板桩存在抗弯强度较低、止水能力较差的问题。


技术实现要素：

8.本发明要解决的技术问题是提供一种基坑支护与止水体系及施工流程，以解决现有钢板桩抗弯刚度较低、止水能力较差的问题。
9.为解决上述问题，本发明的技术方案为：
10.本发明的一种基坑支护与止水体系，包括若干钢板桩和若干套筒；
11.基坑周侧预先开挖有若干桩孔；
12.若干所述套筒一一对应放置于所述桩孔内；且每一所述套筒上均开有两道竖向槽口；
13.相邻的所述套筒之间均安装有所述钢板桩，且所述钢板桩的两端分别通过所述竖向槽口伸入于两侧的所述套筒内；其中，所述钢板桩的两端设有型钢端板；
14.所述套筒内用于灌装混凝土以形成型钢混凝土灌注桩。
15.本发明的基坑支护与止水体系，所述套筒包括两个半圆钢套筒；两个所述半圆钢套筒相对且间隔设置；所述两个所述半圆钢套筒之间的间隔分别为两道所述竖向槽口。
16.本发明的基坑支护与止水体系，所述型钢端板为工字钢或槽钢或角钢。
17.本发明的基坑支护与止水体系，所述钢板桩为直板形钢板桩或槽形钢板桩或z形钢板桩。
18.本发明的基坑支护与止水体系，所述钢板桩的底部削尖处理。
19.本发明的基坑支护与止水体系，所述钢板桩和所述型钢上涂有界面剂。
20.本发明的基坑支护与止水体系，所述型钢端板焊接于所述钢板桩。
21.本发明的一种施工流程，应用于上述任意一项所述的基坑支护与止水体系，流程如下：
22.s1：通过旋挖或钻孔形成若干桩孔；
23.s2：放置所述套筒至对应的所述桩孔内；
24.s3：在相邻的所述套筒之间分别施打所述钢板桩，且所述钢板桩两端的型钢插入于所述套筒内；
25.s4：浇筑混凝土至每一所述套筒内；
26.s5：混凝土初凝后，拔出所述套筒；
27.s6：基坑工程完工并回填土方后，拔出钢板桩以回收利用。
28.本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
29.本发明一实施例通过在预先开挖的桩孔内放置对应的套筒，套筒上留有位于两侧的竖向槽口；并进一步在钢板桩的两侧设有型钢端板，钢板桩分别安装于相邻的套筒之间，且穿过两侧套筒的竖向槽口，使得型钢端板位于套筒内，再在套筒内浇筑混凝土形成型钢混凝土灌注桩。其中，型钢端板可作为灌注桩的型钢钢骨，充分利用混凝土和钢材特性的构件，其抗弯强度较大，对钢板桩的支护能力起到明显加强作用；同时，型钢混凝土灌注桩将钢板桩与钢板桩之间进行紧密连接，另外型钢端板可进一步起到类似止水钢板的机理，能够彻底阻断基坑外地下水渗入基坑，止水能力非常强。解决了现有钢板桩抗弯刚度较低、止水能力较差的问题，使其可应用在深度更深、地下水位更高的基坑工程中，增大了应用范围，降低了工程成本。
附图说明
30.图1为本发明的基坑支护与止水体系的示意图。
31.附图标记说明：1：钢板桩；2：型钢端板；3：半圆钢套筒；4：型钢混凝土灌注桩。
具体实施方式
32.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种基坑支护与止水体系及施工流程作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
33.实施例一
34.参看图1，在一个实施例中，一种基坑支护与止水体系，包括若干钢板桩1和若干套筒。预先在基坑周侧钻孔或旋挖有若干桩孔。若干套筒一一对应放置于桩孔内。且每一套筒上均留有相对的两道竖向槽口。
35.相邻的套筒之间均安装有钢板桩1，且钢板桩1的两端分别通过竖向槽口伸入于两侧的套筒内。其中，钢板桩1的两端设有型钢端板2。
36.套筒内用于灌装混凝土以形成型钢混凝土灌注桩4。型钢混凝土灌注桩4与钢板桩1协同工作，受力机理清晰，计算过程简单，支护设计容易。同时，钢板桩1在被动土压力作用下不容易发生变形，可提高其周转使用的次数。
37.本实施例通过在预先开挖的桩孔内放置对应的套筒，套筒上留有位于两侧的竖向槽口；并进一步在钢板桩1的两侧设有型钢端板2，钢板桩1分别安装于相邻的套筒之间，且穿过两侧套筒的竖向槽口，使得型钢端板2位于套筒内，再在套筒内浇筑混凝土形成型钢混凝土灌注桩4。其中，型钢端板2可作为灌注桩的型钢钢骨，充分利用混凝土和钢材特性的构件，其抗弯强度较大，对钢板桩1的支护能力起到明显加强作用；同时，型钢混凝土灌注桩4将钢板桩1与钢板桩1之间进行紧密连接，另外型钢端板2可进一步起到类似止水钢板的机理，能够彻底阻断基坑外地下水渗入基坑，止水能力非常强。解决了现有钢板桩抗弯刚度较低、止水能力较差的问题，使其可应用在深度更深、地下水位更高的基坑工程中，增大了应用范围，降低了工程成本。同时，套筒的使用既可以防止塌孔，也能对钢板桩1进行定位，可以保证钢板桩1打入土中不偏斜。因为是单排、垂直的支护和止水形式，无需放坡，非多排构造，故能最大限度减少了对施工场地的占用。施工流程为先形成桩孔、再施打钢板桩1(含工字钢端板)、最后浇筑混凝土，因此施打钢板桩1时，钢板桩1两端焊接的型钢端板2位于空孔位置，仅需相邻套筒的中间段钢板桩1被打入土中，施打方便容易，整个施工流程清晰，方便施工，无技术停歇时间，工期较短。
38.下面对本实施例的基坑支护与止水体系的具体结构进行进一步说明：
39.在本实施例中，套筒具体可包括两个半圆钢套筒3。两个半圆钢套筒3相对且间隔设置。两个半圆钢套筒3之间的间隔则分别为上述的两道竖向槽口。
40.进一步地，型钢端板2为工字钢或槽钢或角钢。钢板桩1则可为直板形钢板桩1或槽形钢板桩1或z形钢板桩1。在实际应用时，可调整型钢端板2的规格、桩径、深度、混凝土强度等，经合理设计、灵活调整，可应用在不同类型基坑工程中。
41.在本实施例中，钢板桩1和套筒的深度可以相同，也可以不同。在此不作具体限定。
42.在本实施例中，钢板桩1的底部削尖处理，使其更容易施打。
43.在本实施例中，钢板桩1和型钢上涂有界面剂，界面剂能起到润滑和防水作用。
44.在本实施例中，工字钢、槽钢等型钢端板2可竖向焊接于钢板桩1的两侧。
45.在本实施例中，基坑支护与止水体系还可包括配筋，配筋设于套筒内，配筋的设置与否可根据灌注桩所需的强度进行确定。基坑支护与止水体系也可进一步采取但不限于冠梁、围檩、腰梁、锚索、锚杆、内支撑等进一步加强措施。
46.本实施例的基坑支护与止水体系在实际应用时，需注意：
47.一、往桩孔中下套筒时，两块半圆钢套筒3之间应留有缝隙(即竖向槽口)，且缝隙宽度要合理，若缝隙过窄，则钢板桩1不容易打入土中，若缝隙过宽，则容易造成泥土掉入桩底形成过厚沉渣，需要进行二次清孔。为了保证两个半圆钢套筒3的尺寸和缝隙宽度，施工过程中可采取一些易拆卸的临时性固定措施，待钢套筒落位并在地面固定好后，再拆除临时固定装置。
48.(2)在施打前，钢板桩1及其两端焊接的型钢端板2表面应涂刷匹配的界面剂，否则后续回收相对更困难，要求该种界面剂能起到润滑和防水作用。
49.(3)混凝土浇筑后，应待混凝土强度达到一定强度后方可进行土方开挖，具体强度值应根据施工实际情况，分工况进行验算得出。
50.(4)整个体系的底部应进入稳定土层或岩层(隔水层)一定深度，能够形成一个稳固的嵌固端以保证支护体系的安全可靠，并且能够有效防止地下水从底部绕过并上返到基坑。
51.实施例二
52.一种施工流程，应用于上述实施例一中的基坑支护与止水体系，具体流程如下：
53.s1：通过旋挖或钻孔的方式形成灌注桩的若干桩孔，孔径和孔深根据验算结果确定。
54.s2：将套筒下入桩孔中，其由两块半圆钢套筒3组成，两块半圆钢套筒3之间留有缝隙，缝隙宽度应稍大于钢板桩1的厚度但又不过宽。
55.s3：在相邻的套筒之间分别施打钢板桩1，钢板桩1通过两个半圆钢套筒3间的缝隙插入，打入土中，其施打深度根据基坑支护验算确定，且钢板桩1两端的型钢插入于套筒内，可作为灌注桩的型钢钢骨。
56.s4：浇筑混凝土至每一套筒内，使其成为型钢混凝土灌注桩4。
57.s5：混凝土初凝后，将两块半圆钢套筒3拔出。
58.s6：基坑工程完工并回填土方后，拔出钢板桩1以回收重复利用。可实现钢材的100％回收再利用，符合绿色环保的施工理念。
59.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。