變截面水泥土重力式擋牆及其施工方法
2023-06-29 06:16:51 2
專利名稱：變截面水泥土重力式擋牆及其施工方法
技術領域：
本發明涉及用於基坑開挖臨時支護的水泥土重力式擋牆結構及施工方法，特別是 涉及一種變截面水泥土重力式擋牆及其施工方法。
背景技術：
水泥土攪拌樁是將原狀土和水泥均勻攪拌後形成的一種土的加固體。採用特殊的 攪拌機械如深層攪拌機或高壓旋噴機等，在地基土中就地將原狀土和固化劑強制攪拌，經 過土和固化劑或外摻劑產生一系列複雜的物理化學反應，形成具有一定強度、整體性和穩 定性的攪拌樁，多個水泥土攪拌樁即形成擋牆。在建築中，有些需要開挖基坑，而在實際施 工當中，為了防止基坑附近鬆動而影響建築物穩定性或防止在開挖基坑時基坑側壁出現倒 塌現象，通常在開挖基坑之前建築擋牆作為支護。目前公知的用於基坑開挖支護的水泥土 重力式擋牆都是等截面形式，其缺陷在於牆體寬度太大，佔地面積廣，另外，因基坑底需進 行基礎承臺開挖，當基坑底位於淤泥或淤泥質土等軟土層中時，承臺開挖及底板結構施工 將對基坑底土層產生擾動，導致基坑實際開挖增加，從而加大基坑變形，影響基坑支護結構 及基坑內樁基礎的安全。
發明內容
本發明的目的是提供一種變截面水泥土重力式擋牆，該重力式擋牆的寬度小，佔 地面積小，擋牆的抗傾斜能力強，抗剪、抗彎能力強，且承臺開挖及底板結構施工將對基坑 底土層產生擾動時，基坑的變形小。本發明的另一目的是提供一種變截面水泥土重力式擋牆的施工方法，利用本發明 的方法，承臺開挖及底板結構施工將對基坑底土層產生擾動時，基坑的變形小，且形成的重 力式擋牆寬度小，佔地面積小，擋牆的抗傾斜能力強，抗剪、抗彎能力強。為達到上述目的，變截面水泥土重力式擋牆包括由主水泥攪拌樁體構成的主牆體 及位於基坑底面下方的且處在主牆體一側或兩側與主牆體連接的由附水泥攪拌樁體構成 的附牆體，所述主水泥攪拌樁體的長度大於附水泥攪拌樁體的長度，主牆體和附牆體構成 變截面擋牆。上述變截面水泥土重力式擋牆由於基坑底面以上的主牆體寬度收窄，位於基坑底 面以下的主牆體部分可以向地下室邊線方向移動，因此，整個重力式擋牆的佔地減小，擴大 了使用範圍；由於基坑底面以下不僅具有由主水泥攪拌樁體構成的主牆體，而且具有由附 水泥攪拌樁體構成的附牆體，附牆體對主牆體的變形具有限制作用，能夠承受側向的壓力 和拉力增大，因此，擋牆的抗傾斜能力強，抗剪、抗彎能力強。在軟土分布地區，基坑底面以 下的主牆體和附牆體作為基坑內加固體，對樁基礎承臺開挖提供一種適宜的工作面；在其 中開挖承臺時，影響範圍減少，僅局部增加承臺開挖深度，從而使基坑設計深度與實際深度 吻合，有效減少重力式擋牆變形。在利用水泥攪拌機打樁時，由於部分為由主水泥攪拌樁 體和附水泥攪拌樁體組成的實樁，附水泥攪拌樁的上方為空樁，這樣，既減少了實樁長度，縮短攪拌時間，又節省了場地，減少了土方量的排出，因此，減少了基坑工程投資，縮短了工期。作為改進，主水泥攪拌樁體向下延伸有一個以上的支撐水泥攪拌樁體，支撐水泥 攪拌樁體的上端與主水泥攪拌樁體連接形成一體結構，支撐水泥攪拌樁體的下端伸入到不 透水層或硬土層內。所述支撐水泥攪拌樁體起到止水或達到抗深部滑移的作用，以提高主 牆體的穩定性。作為改進，所述的主牆體上表面設有鋼筋混凝土蓋板。鋼筋混凝土蓋板將主水泥 攪拌樁體連成一體，以提高主牆體的強度。作為改進，所述的主牆體內位於主牆體受壓、受拉一側插有鋼管樁，鋼管樁的上端 埋入到鋼筋混凝土蓋板內。設置鋼管樁，且鋼管樁埋入到鋼筋混凝土蓋板內，當基坑深度較 大且位於軟土層中時，能防止主牆體變形，且提高擋牆的抗壓和抗拉能力。作為改進，所述的主牆體內插有插筋，插筋的上端埋入到鋼筋混凝土蓋板內。設置 插筋，且插筋埋入到鋼筋混凝土蓋板內，當基坑深度較大且位於軟土層中時，能防止主牆體 變形，且提高擋牆的抗壓和抗拉能力。為達到上述另一目的，一種變截面水泥土重力式擋牆的施工方法，其特徵在於施 工方法如下
(1)通過水泥攪拌樁機的提升、旋轉、噴漿，形成主水泥攪拌樁體；
(2)不斷的重複上述步驟(1)以形成由主水泥攪拌樁體構成的主牆體；
(3)在基坑底面上方通過水泥攪拌樁機的旋轉形成空樁，在基坑底面的下方，通過水泥 攪拌樁機的提升、旋轉、噴漿，形成附水泥攪拌樁體；
(4)不斷重複上述步驟(3)以形成由附水泥攪拌樁體構成的附牆體；
(5)挖除空樁部分，基坑底以上的由主水泥攪拌樁體構成的主牆體和基坑底以下的由 主水泥攪拌樁體構成的主牆體及由附水泥攪拌樁體構成的附牆體構成變截面水泥土重力 式擋牆。上述施工方法，由於基坑底面以上的主牆體寬度收窄，位於基坑底面以下的主牆 體部分可以向地下室邊線方向移動，因此，整個重力式擋牆的佔地減小，擴大了使用範圍； 由於基坑底面以下不僅具有由主水泥攪拌樁體構成的主牆體，而且具有由附水泥攪拌樁體 構成的附牆體，附牆體對主牆體的變形具有限制作用，能夠承受側向的壓力和拉力增大，因 此，擋牆的抗傾斜能力強，抗剪、抗彎能力強。在軟土分布地區，基坑底面以下的主牆體和附 牆體作為基坑內加固體，對樁基礎承臺開挖提供一種適宜的工作面；在其中開挖承臺時，影 響範圍減少，僅局部增加承臺開挖深度，從而使基坑設計深度與實際深度吻合，有效減少重 力式擋牆變形。在利用水泥攪拌機打樁時，由於部分為由主水泥攪拌樁體和附水泥攪拌樁 體組成的實樁，附水泥攪拌樁的上方為空樁，這樣，既減少了實樁長度，縮短攪拌時間，又節 省了場地，減少了土方量的排出，因此，減少了基坑工程投資，縮短了工期。作為改進，主水泥攪拌樁體向下延伸有一個以上的支撐水泥攪拌樁體，支撐水泥 攪拌樁體的上端與主水泥攪拌樁體連接形成一體結構，支撐水泥攪拌樁體的下端伸入到不 透水層或硬土層內；在上述步驟(1)中，通過水泥攪拌樁機在不同的標高部位提升、旋轉、 噴漿，形成支撐水泥攪拌樁體和主水泥攪拌樁體。由於支撐水泥攪拌樁體伸入到不透水層 或硬土層內，因此，能起到止水或達到抗深部滑移的作用，以提高主牆體的穩定性。
作為改進，在進行上述步驟(1)時，將鋼管樁插入到主水泥攪拌樁體內，並使鋼管 樁的上端伸出主水泥攪拌樁體的上端。設置鋼管樁，且鋼管樁埋入到鋼筋混凝土蓋板內，當 基坑深度較大且位於軟土層中時，能防止主牆體變形，且提高擋牆的抗壓和抗拉能力。作為改進，在進行上述步驟(1)時，將插筋插入到主水泥攪拌樁體內，並使插筋的 上端伸出主水泥攪拌樁體的上端。置插筋，且插筋埋入到鋼筋混凝土蓋板內，當基坑深度較 大且位於軟土層中時，能防止主牆體變形，且提高擋牆的抗壓和抗拉能力。作為改進，完成上述步驟(2)後，在主牆體的上表面安裝鋼筋混凝土蓋板，蓋板將 主水泥攪拌樁體連接成一體，並使鋼管樁和插筋埋入鋼筋混凝土蓋板內。所形成的鋼筋混 凝土蓋板將主水泥攪拌樁體連成一體，以提高主牆體的強度。
圖1為第一實施方式的變截面水泥土重力式擋牆結構圖。圖2為第二實施方式的變截面水泥土重力式擋牆結構圖。圖3為第二實施方式另一變截面水泥土重力式擋牆結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行進一步詳細說明。第一實施方式。如圖1所示的變截面水泥土重力式擋牆，包括由主水泥攪拌樁體構成的主牆體1 及位於基坑2底面下方的且處在主牆體一側與主牆體連接的由附水泥攪拌樁體構成的附 牆體2，所述主水泥攪拌樁體的長度大於附水泥攪拌樁體的長度，主水泥攪拌樁體的下端位 於基坑底面下方，主牆體1和附牆體2構成變截面擋牆。所述的主牆體1上表面設有鋼筋 混凝土蓋板4，鋼筋混凝土蓋板4將主水泥攪拌樁體連成一體，防止主牆體1變形，以提高主 牆體的穩定性。主牆體1內位於主牆體受壓、受拉一側插有鋼管樁5，鋼管樁5的上端埋入 到鋼筋混凝土蓋板4內；主牆體內插有插筋6，插筋6的上端埋入到鋼筋混凝土蓋板4內； 這樣，當基坑3深度較大且位於軟土層中時，能防止主牆體變形，且提高擋牆的抗壓和抗拉 能力。本實施方式的變截面水泥土重力式擋牆的施工步驟為
(1)通過水泥攪拌樁機的提升、旋轉、噴漿，形成主水泥攪拌樁體同時在水泥攪拌樁體 內插入鋼管樁5和插筋6，並使鋼管樁5和插筋6伸出主水泥攪拌樁體上表面。(2)不斷的重複上述步驟(1)以形成由主水泥攪拌樁體構成的主牆體1 ；在主牆體 1上表面安裝鋼筋混凝土蓋板4，並使鋼管樁5和插筋6的上端埋入到鋼筋混凝土蓋板4內。(3)在基坑3底面上方通過水泥攪拌樁機的旋轉形成空樁，在基坑3底面的下方， 通過水泥攪拌樁機的提升、旋轉、噴漿，形成附水泥攪拌樁體。(4)不斷重複上述步驟(3)以形成由附水泥攪拌樁體構成的附牆體2。(5)挖除空樁部分，基坑底以上的由主水泥攪拌樁體構成的主牆體和基坑底以下 的由主水泥攪拌樁體構成的主牆體及由附水泥攪拌樁體構成的附牆體構成變截面水泥土 重力式擋牆。本實施方式的變截面水泥土重力式擋牆及施工方法，由於基坑底面以上的主牆體寬度收窄，位於基坑底面以下的主牆體部分可以向地下室邊線方向移動，因此，整個重力式 擋牆的佔地減小，擴大了使用範圍；由於基坑底面以下不僅具有由主水泥攪拌樁體構成的 主牆體，而且具有由附水泥攪拌樁體構成的附牆體，附牆體對主牆體的變形具有限制作用， 能夠承受側向的壓力和拉力增大，因此，擋牆的抗傾斜能力強，抗剪、抗彎能力強。在軟土分 布地區，基坑底面以下的主牆體和附牆體作為基坑內加固體，對樁基礎承臺開挖提供一種 適宜的工作面；在其中開挖承臺時，影響範圍減少，僅局部增加承臺開挖深度，從而使基坑 設計深度與實際深度吻合，有效減少重力式擋牆變形。在利用水泥攪拌機打樁時，由於部分 為由主水泥攪拌樁體和附水泥攪拌樁體組成的實樁，附水泥攪拌樁的上方為空樁，這樣，既 減少了實樁長度，縮短攪拌時間，又節省了場地，減少了土方量的排出，因此，減少了基坑工 程投資，縮短了工期。第二實施方式。如圖2所示的變截面水泥土重力式擋牆，包括由主水泥攪拌樁體構成的主牆體1 及位於基坑2底面下方的且處在主牆體一側與主牆體連接的由附水泥攪拌樁體構成的附 牆體2，所述主水泥攪拌樁體的長度大於附水泥攪拌樁體的長度，主水泥攪拌樁體的下端位 於基坑底面下方，主牆體1和附牆體2構成變截面擋牆。所述的主牆體1上表面設有鋼筋 混凝土蓋板4，鋼筋混凝土蓋板4將主水泥攪拌樁體連成一體，防止主牆體1變形，以提高主 牆體的穩定性。主牆體1內位於主牆體受壓、受拉一側插有鋼管樁5，鋼管樁5的上端埋入 到鋼筋混凝土蓋板4內；主牆體內插有插筋6，插筋6的上端埋入到鋼筋混凝土蓋板4內； 這樣，當基坑3深度較大且位於軟土層中時，能防止主牆體變形，且提高擋牆的抗壓和抗拉 能力。主水泥攪拌樁體向下延伸有一個以上的支撐水泥攪拌樁體7，支撐水泥攪拌樁體的上 端與主水泥攪拌樁體連接形成一體結構，在本實施方式中為一個，當然，如圖3所示，也可 以為兩個，支撐水泥攪拌樁體的下端伸入到不透水層或硬土層內；起到止水或達到抗深部 滑移的作用，以提高主牆體的穩定性。本實施方式的變截面水泥土重力式擋牆的施工步驟為
(1)通過水泥攪拌樁機在不同的標高部位提升、旋轉、噴漿，形成支撐水泥攪拌樁體和 主水泥攪拌樁體，同時在水泥攪拌樁體內插入鋼管樁5和插筋6，並使鋼管樁5和插筋6伸 出主水泥攪拌樁體上表面；。(2)不斷的重複上述步驟(1)以形成由主水泥攪拌樁體構成的主牆體1 ；在主牆體 1上表面安裝鋼筋混凝土蓋板4，並使鋼管樁5和插筋6的上端埋入到鋼筋混凝土蓋板4內。(3)在基坑3底面上方通過水泥攪拌樁機的旋轉形成空樁，在基坑3底面的下方， 通過水泥攪拌樁機的提升、旋轉、噴漿，形成附水泥攪拌樁體。(4)不斷重複上述步驟(3)以形成由附水泥攪拌樁體構成的附牆體2。(5)挖除空樁部分，基坑底以上的由主水泥攪拌樁體構成的主牆體和基坑底以下 的由主水泥攪拌樁體構成的主牆體及由附水泥攪拌樁體構成的附牆體構成變截面水泥土 重力式擋牆。本實施方式的變截面水泥土重力式擋牆及施工方法，由於基坑底面以上的主牆體 寬度收窄，位於基坑底面以下的主牆體部分可以向地下室邊線方向移動，因此，整個重力式 擋牆的佔地減小，擴大了使用範圍；由於基坑底面以下不僅具有由主水泥攪拌樁體構成的 主牆體，而且具有由附水泥攪拌樁體構成的附牆體，附牆體對主牆體的變形具有限制作用，能夠承受側向的壓力和拉力增大，因此，擋牆的抗傾斜能力強，抗剪、抗彎能力強。在軟土分 布地區，基坑底面以下的主牆體和附牆體作為基坑內加固體，對樁基礎承臺開挖提供一種 適宜的工作面；在其中開挖承臺時，影響範圍減少，僅局部增加承臺開挖深度，從而使基坑 設計深度與實際深度吻合，有效減少重力式擋牆變形。在利用水泥攪拌機打樁時，由於部分 為由主水泥攪拌樁體和附水泥攪拌樁體組成的實樁，附水泥攪拌樁的上方為空樁，這樣，既 減少了實樁長度，縮短攪拌時間，又節省了場地，減少了土方量的排出，因此，減少了基坑工 程投資，縮短了工期。
權利要求
1.變截面水泥土重力式擋牆，其特徵在於包括由主水泥攪拌樁體構成的主牆體及位 於基坑底面下方的且處在主牆體一側或兩側與主牆體連接的由附水泥攪拌樁體構成的附 牆體，所述主水泥攪拌樁體的長度大於附水泥攪拌樁體的長度，主牆體和附牆體構成變截 面擋牆。
2.根據權利要求1所述的變截面水泥土重力式擋牆，其特徵在於主水泥攪拌樁體向 下延伸有一個以上的支撐水泥攪拌樁體，支撐水泥攪拌樁體的上端與主水泥攪拌樁體連接 形成一體結構，支撐水泥攪拌樁體的下端伸入到不透水層或硬土層內。
3.根據權利要求1所述的變截面水泥土重力式擋牆，其特徵在於所述的主牆體上表 面設有鋼筋混凝土蓋板。
4.根據權利要求3所述的變截面水泥土重力式擋牆，其特徵在於所述的主牆體內位 於主牆體受壓、受拉一側插有鋼管樁，鋼管樁的上端埋入到鋼筋混凝土蓋板內。
5.根據權利要求3所述的變截面水泥土重力式擋牆，其特徵在於所述的主牆體內插 有插筋，插筋的上端埋入到鋼筋混凝土蓋板內。
6.一種變截面水泥土重力式擋牆的施工方法，其特徵在於施工方法如下(1)通過水泥攪拌樁機的提升、旋轉、噴漿，形成主水泥攪拌樁體；(2)不斷的重複上述步驟(1)以形成由主水泥攪拌樁體構成的主牆體；(3)在基坑底面上方通過水泥攪拌樁機的旋轉形成空樁，在基坑底面的下方，通過 水泥攪拌樁機的提升、旋轉、噴漿，形成附水泥攪拌樁體；(4)不斷重複上述步驟(3)以形成由附水泥攪拌樁體構成的附牆體；(5)挖除空樁部分，基坑底以上的由主水泥攪拌樁體構成的主牆體和基坑底以下 的由主水泥攪拌樁體構成的主牆體及由附水泥攪拌樁體構成的附牆體構成變截面水泥土 重力式擋牆。
7.根據權利要求6所述的變截面水泥土重力式擋牆的施工方法，其特徵在於主水泥 攪拌樁體向下延伸有一個以上的支撐水泥攪拌樁體，支撐水泥攪拌樁體的上端與主水泥攪 拌樁體連接形成一體結構，支撐水泥攪拌樁體的下端伸入到不透水層或硬土層內；在上述 步驟(1)中，通過水泥攪拌樁機在不同的標高部位提升、旋轉、噴漿，形成支撐水泥攪拌樁體 和主水泥攪拌樁體。
8.根據權利要求6所述的變截面水泥土重力式擋牆的施工方法，其特徵在於在進行 上述步驟(1)時，將鋼管樁插入到主水泥攪拌樁體內，並使鋼管樁的上端伸出主水泥攪拌樁 體的上端。
9.根據權利要求6所述的變截面水泥土重力式擋牆的施工方法，其特徵在於在進行 上述步驟(1)時，將插筋插入到主水泥攪拌樁體內，並使插筋的上端伸出主水泥攪拌樁體的上端。
10.根據權利要求8或9所述的變截面水泥土重力式擋牆的施工方法，其特徵在於完 成上述步驟(2 )後，在主牆體的上表面安裝鋼筋混凝土蓋板，蓋板將主水泥攪拌樁體連接成 一體，並使鋼管樁和插筋埋入鋼筋混凝土蓋板內。
全文摘要
本發明公開了一種變截面水泥土重力式擋牆及其施工方法。擋牆包括由主水泥攪拌樁體構成的主牆體及位於基坑底面下方的且處在主牆體一側或兩側與主牆體連接的由附水泥攪拌樁體構成的附牆體，主牆體和附牆體構成變截面擋牆。施工方法為通過水泥攪拌樁機先成形主牆體，然後成形附牆體，最後，挖除空樁部分，基坑底以上的由主水泥攪拌樁體構成的主牆體和基坑底以下的由主水泥攪拌樁體構成的主牆體及由附水泥攪拌樁體構成的附牆體構成變截面水泥土重力式擋牆。利用本發明的施工方法形成的擋牆，承臺開挖及底板結構施工將對基坑底土層產生擾動時，基坑的變形小，且形成的重力式擋牆寬度小，佔地面積小，擋牆的抗傾斜能力強，抗剪、抗彎能力強。
文檔編號E02D5/20GK102071693SQ20111000628
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月13日 優先權日2011年1月13日
發明者劉偉, 劉志方, 張在喜, 張耀華, 彭衛平, 田培先, 範春青 申請人:廣州市城市規劃勘測設計研究院