一种复合预应力预制桩基坑支护结构的制作方法

1.本实用新型涉及工业、民用、市政等工程的基坑支护领域，具体的是一种复合预应力预制桩基坑支护结构。


背景技术：

2.近年来随着城市化和地下空间利用的不断发展，高层、超高层建筑日益增多，地下车站、地下停车场、地下商场、地下通道、桥梁基础等各类大型工程不断涌现，推动了基坑工程理论与技术水平的快速发展，基坑支护技术也得到了很大的发展和提高。常见的土钉墙支护结构适用于地下水位较深、土层较密实的基坑，水泥土重力式支护结构水泥用量大、作业面大、造价高，并且单纯的水泥土桩抗弯承载力差，钢板桩支护适用于土层较软、基坑浅的工程，地下连续墙支护结构钢筋用量大、施工周期长、造价高，现有的技术缺少一种能够适应地下水位较浅的各类土层的基坑支护结构。


技术实现要素：

3.本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供了一种复合预应力预制桩基坑支护结构。
4.本实用新型的技术方案具体为：
5.一种复合预应力预制桩基坑支护结构，包括依次排列并相互咬合的圆柱形状的多个水泥土搅拌桩，所述多个水泥土搅拌桩形成闭水帷幕，所述闭水帷幕内设有多个首尾相连的方管状预制桩，所述预制桩的桩身一侧为凸起的凸型齿，另一侧为与凸型齿相配合的内凹的凹型槽。
6.所述预制桩的横截面长度大于等于600mm，宽度大于等于600mm。
7.所述预制桩为中空结构，所述预制桩的中空结构位于水泥土搅拌桩的相互咬合区域。
8.所述凸型齿的凸起高度和凹型槽的凹槽深度相等，为100mm。
9.所述预制桩包括作为主体结构的高强混凝土桩体、相交分布在预制桩四条边上的预应力钢筋和普通钢筋、以及与预应力钢筋和普通钢筋垂直设置的箍筋，所述预制桩壁厚为110~130mm。
10.所述桩体的材质为高强度混凝土材质，所述高强度混凝土强度等级大于等于c60，所述预应力钢筋的材质为抗拉强度大于等于1420mpa、35级延性的低松弛预应力混凝土用螺旋槽钢棒。
11.所述预制桩和水泥土搅拌桩的桩顶设置有钢筋混凝土锚梁，所述锚梁内穿设并固定有土锚杆。
12.相对于现有技术，本实用新型所述的复合预应力预制桩基坑支护结构，通过依次排列并相互咬合的水泥土搅拌桩形成闭水帷幕，阻止地下水进入基坑；水泥土搅拌桩内固定有预应力预制桩，预制桩为方管状结构，首尾相连，组成预制桩和水泥土搅拌桩形成的复
合预应力预制桩的劲性体，承担基坑侧壁的水压力和土压力，保护基坑。
13.预制桩结构上设有凸型齿和凹型槽，凸型齿和凹型槽相互配合，使相邻两个预制桩相互衔接，形成一排支撑结构，显著增加了水泥土搅拌桩的抗弯承载力，预制桩的中空结构位于水泥土搅拌桩的相交咬合区，预制桩和水泥土搅拌桩的强度相互结合，形成刚度、强度和阻水性能优良的复合桩体。预制桩采用预应力钢筋和普通钢筋相结合，有效节省了钢筋的用量，加大了预制桩的承载力，且对于侧压力较大的基坑，在桩顶上设置锚梁，并固定土锚杆，由复合预应力预制桩与土锚杆共同承担基坑侧壁上的土压力和水压力，确保基坑安全。本实用新型所述的复合预应力预制桩基坑支护结构能够适应地下水位较浅的多种土层结构，施工快捷，隔水效果好，能够用于深基坑工程，且可作为地下室的永久性围护，节省主体结构投资，降低工程造价。
附图说明
14.图1是本实用新型的结构示意图。
15.图2是预制桩的结构示意图。
16.图3是本实用新型未设土锚杆的使用状态示意图。
17.图4是本实用新型设土锚杆后的使用状态示意图。
18.其中，1是预制桩；2是水泥土搅拌桩；3是桩体；4是预应力钢筋；5是普通钢筋；6是箍筋；7是锚梁；8是土锚杆；9是咬合区；10是凸型齿；11是凹型槽；12是基坑；13是基坑底；14是设计地面；15是不透水或弱透水层。
具体实施方式
19.本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
20.如图1
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4所示，本实用新型提供了一种复合预应力预制桩基坑支护结构，包括预制桩1和水泥土搅拌桩2，所述水泥土搅拌桩2为圆柱形状，垂直固定在基坑12四周，多个水泥土搅拌桩2依次排列并相互咬合形成闭水帷幕，将基坑12四周包围起来，阻止地下水进入基坑12。闭水帷幕内固定有多个首尾相连的预制桩1，预制桩1的轴线与闭水帷幕的轴线重合，预制桩1为中空的方管结构，预制桩1的中空结构位于水泥土搅拌桩2的相互咬合区域，预制桩1的壁厚为110~130mm。预制桩1的桩身一侧为凸起的凸型齿10，与凸型齿10相对的另一侧结构为内凹的凹型槽11，凸型齿10的凸起高度与凹型槽11的凹槽深度相等，最佳长度为100mm，凸型齿10与凹型槽11相互配合，使相邻的两个预制桩1能够相互衔接，相邻两个预制桩1之间的距离优选设为30mm。预制桩1的横截面的长度l1大于等于600mm，宽度l2大于等于600mm。
21.进一步的，预制桩1包括桩体3、预应力钢筋4、普通钢筋5和箍筋6，桩体3作为预制桩1的主体结构，普通钢筋5和预应力钢筋4竖直固定在桩体3内，普通钢筋5均匀分布在凸型齿10和凹型槽11所在的两条边上，预应力钢筋4均匀分布在与凸型齿10、凹型槽11所在边垂直的两条边上，箍筋6围绕在预应力钢筋4和普通钢筋5的外围，与预应力钢筋4和普通钢筋5相垂直并联结，为预制桩1提供斜截面抗剪强度。
22.进一步的，预制桩1的桩体3材质为高强度混凝土材质，且高强度混凝土强度等级
大于等于c60，预应力钢筋4的材质为抗拉强度大于等于1420mpa、35级延性的低松弛预应力混凝土用螺旋槽钢棒。普通钢筋5可采用hpb300级或hrb400级的钢筋，预应力钢筋4和普通钢筋5的规格和数量可以根据实际工程需要来确定。
23.进一步的，对于需要进行基坑支护且基坑支护侧压力较大的基坑工程，还可以增加锚杆支护结构，在预制桩1和水泥土搅拌桩2形成的复合预应力预制桩桩顶固定钢筋混凝土压顶锚梁7，在锚梁7上打孔作为土锚杆8的施工孔，将土锚杆8穿过锚梁7上的施工孔插入土体中，并在锚梁7处的土锚杆8端部进行固定，形成复合预应力预制桩支护结构与锚杆支护结构双结构，共同承担基坑侧壁上的土压力和水压力。
24.本实用新型所述的复合预应力预制桩基坑支护结构在使用时，预制桩1在水泥土搅拌桩2初凝前压入，桩底部插入到位于基坑底13下方的不透水或弱透水层15中，桩顶下压到设计地面14高度处；若复合预应力预制桩顶部设置有锚杆支护结构，则将锚梁7的顶部下压到设计地面14高度处。所述的复合预应力预制桩基坑支护结构中水泥土搅拌桩2形成闭水帷幕，阻止地下水进入基坑，而预制桩1压入水泥土搅拌桩2后，相邻的预制桩1首尾相衔接，为水泥土搅拌桩2提供了抗弯强度，水泥土搅拌桩2和预制桩1形成的基坑支护结构承载力得到增强，阻水性能好，能够适应于地下水位较浅的淤泥、淤泥质土、粉土、粉质黏土、砂土、饱和黄土等土层，预制桩制作简单，水泥土搅拌桩施工快捷，施工技术要求低，对土层适应能力强，能够用于深基坑工程，且支护结构可作为地下室的永久性围护，节省了主体结构投资，降低了工程造价。
25.以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。