一種脫殼式可回收擋土樁連續牆及其微創插拔施工方法
2023-12-02 04:57:01 1
一種脫殼式可回收擋土樁連續牆及其微創插拔施工方法
【專利摘要】本發明涉及基坑圍護工程領域中的一種脫殼式可回收擋土樁連續牆及其微創插拔施工方法，該脫殼式可回收擋土樁連續牆包括擋土樁(1)、擋土隔水連接(2)與樁殼(3)三部分，其中樁殼(3)為位於擋土樁表面的隔離擋土樁與土體的結構，其微創施工方法主要是通過在擋土樁(1)位置進行原位土體鑽擾施工消除擋土樁(1)插入施工時對周邊環境的影響，拔出施工時通過與樁殼(3)的分離消除拔樁施工對土體的拖帶擾動，從而達到保護環境目的，本發明基本消除了採用可回收基坑圍護樁的插拔施工對周邊環境的影響，大幅度降低了複雜環境下基坑圍護成本，環保效益顯著。
【專利說明】一種脫殼式可回收擋土粧連續牆及其微創插拔施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及土木工程領域中的基坑圍護工程領域。
【背景技術】
[0002]基坑圍護工程是巖土工程的重要組成部分之一，目前常用的圍護樁(牆)形式主要有鑽孔灌注樁加隔水的水泥土樁、地下連續牆、鋼板樁、SMW工法樁四大類，其中的前兩類為現場澆築而形成的以鋼筋混凝土為主的樁(牆)體，耗材、耗能多，造價較高，容易因現場施工質量控制問題產生安全隱患。鋼板樁與S麗工法樁一般在施工完成後拔出其中的鋼材，圍護樁(牆)的主要材料可循環使用，因此相對耗材、耗能較小，屬於較經濟環保的圍護樁(牆)形式，但是鋼板樁之間的搭接位置無法滿足較嚴格的隔水要求，當基坑挖深較深時，鋼板樁往往漏水嚴重，加之鋼板樁剛度較低，從而限制其推廣應用，SMW工法樁為了解決擋土隔水問題，需在受力構件(即H型鋼)之間施工水泥土樁局部擋土並隔水，但當基坑較深時，水泥土樁受力開裂可能導致隔水失效，加之水泥土不可回收，有一定的材料消耗，因此造價仍然較高。基坑圍護是一類臨時性的工程，在基坑回填後即完成工程的所有使用價值，因此採用可回收的預製構件(如抗彎抗、抗扭、剪性能好的鋼管)進行圍護可節材、節能，大幅度降低工程造價，且施工質量易控制，具備廣闊的發展前景，本人此前提出了全回收的基坑圍護系統，全回收的基坑圍護系統的圍護樁(牆)可採用H型鋼、鋼管、鋼板等製作。但若因拔樁拖帶沉降等問題的限制，使得圍護樁(牆)只能採用橫截面開口的H型鋼等鋼結構拼裝而成，橫截面開口的鋼結構因存在橫向剛度低易壓曲的確定，在插入施工時只能採用振動法進行插入施工，在施工時產生的噪音與振動對周邊環境有一定的影響，使其應用受到一定的限制，另外，插拔施工會產生一定量的拖帶沉降。本人隨後提出了利用剛度大、承載力高的橫截面閉口的鋼結構，如鋼管等結構作為擋土止水結構，該種鋼管樁連續牆可以採用振動法、靜壓靜拔法進行插拔施工，但當周邊環境十分複雜時，如在基坑周邊有優秀歷史保護建築等重點保護對象的情況下，對基坑圍護結構的施工要求極高，需要最大限度地控制圍護結構施工對周邊環境的影響。
【發明內容】
[0003]本發明的第一個目的在於提供一種脫殼式可回收擋土樁連續牆，該脫殼式可回收擋土樁連續牆基本消除了拔樁施工對周邊環境的影響，回收方便快速。
[0004]該脫殼式可回收擋土樁連續牆包括擋土樁、擋土隔水連接與樁殼三部分，其中擋土樁為鋼樁與鋼筋混凝土樁中的一種或兩種組合，擋土隔水連接為位於相鄰擋土樁之間具有擋土止水功能的結構，樁殼為位於擋土樁表面的隔離擋土樁與土體的結構。
[0005]在上述的脫殼式可回收擋土樁連續牆中，上述的擋土隔水連接可以是位於相鄰擋土樁之間的水泥土或隔組合水構件中一種或兩種組合。
[0006]在上述的脫殼式可回收擋土樁連續牆中，上述的樁殼可以是包裹擋土樁外表面的結構、位於擋土樁內表面隔離擋土樁與位於擋土樁內側土體的結構中的一種或兩種組合。
[0007]本發明的第二個目的在於提供一種脫殼式可回收擋土樁連續牆微創插拔施工方法，該施工方法可順利實現脫殼式可回收擋土樁連續牆的施工，並可嚴格控制施工對周邊環境的影響，施工工藝簡單，插拔施工對周邊環境影響極小，施工速度快，造價低，施工質量安全可靠。
[0008]該脫殼式可回收擋土樁連續牆微創插拔施工方法包括以下步驟:
[0009](a)在擋土樁位置進行原位土體鑽擾施工；
[0010](b)將樁殼安裝於擋土樁的側表面；
[0011](C)將擋土樁置於鑽擾後的土體中；
[0012](d)進行其他的基坑支護結構施工並進行基坑開挖、主體結構施工、基坑回填施工；
[0013](e)進行擋土樁拔出施工。
[0014]在上述的脫殼式可回收擋土樁連續牆微創插拔施工方法中，在上述步驟a)中的鑽擾施工，可以是鑽孔施工、攪拌土體施工或旋噴擾動土體施工中的一種或幾種組合。
[0015]在上述的脫殼式可回收擋土樁連續牆微創插拔施工方法中，在上述步驟c)中，在擋土樁置於鑽擾後的土體中後，在非開挖的擋土樁側表面與未鑽擾原位土體之間進行注漿加固。
[0016]在上述的脫殼式可回收擋土樁連續牆微創插拔施工方法中，在上述步驟e)中，可在擋土樁拔出的同時，通過同步注漿、土塞補償等措施充填擋土樁拔出留下的孔隙。
[0017]本發明的一種脫殼式可回收擋土樁連續牆及其微創插拔施工方法，可順利實現擋土樁的插入與拔出施工，可實現基坑圍護擋土樁的回收施工，而且可消除可回收擋土樁插拔施工對周邊環境的不利影響，特別適用於周邊環境複雜的基坑圍護工程領域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的第一個實施例與第二實施例所用的一種脫殼式可回收擋土樁連續牆橫截面結構示意圖；
[0019]圖2為本發明的第一個實施例與第二個實施例所用的一種脫殼式可回收擋土樁連續牆的擋土樁、樁殼與樁殼固定裝置剖面詳圖。
【具體實施方式】
[0020]作為本發明的如圖1與圖2所示的第一個實施例，主要目的在於介紹脫殼式可回收擋土樁連續牆的結構構造、工作原理。脫殼式可回收擋土樁連續牆包括擋土樁(I)、擋土隔水連接(2)與樁殼(3)三部分組成，其中擋土樁(I)為鋼樁與鋼筋混凝土樁中的一種或兩種組合，擋土隔水連接⑵為位於相鄰擋土樁⑴之間具有擋土止水功能的結構，樁殼
(3)為位於擋土樁(I)表面的隔離擋土樁(I)與土體的結構。在樁殼(3)的底部可設置樁殼固定裝置(4)，樁殼固定裝置(4)與樁殼(3)牢固連接，擋土樁(I)底部可設置於樁殼固定裝置(4)的上部，如圖2所示。在擋土樁(I)插入土體的過程中，擋土樁(I)可將置於擋土樁(I)底部的樁殼固定裝置(4)壓入土體，樁殼(3)通過樁殼固定裝置(4)伴隨著擋土樁⑴插入土體而插入土體。樁殼(3)可以是截面形狀與擋土樁⑴相匹配的薄鋼板、碳纖維、玻璃鋼、土工布等抗拉強度較高的材料製作的隔離結構。在擋土樁(I)拔出施工時，因擋土樁(I)與樁殼(3)之間的摩擦力小於樁殼(3)與土體間的側摩阻力，故在擋土樁拔出過程中，樁殼(3)可留在土體中，且擋土樁(I)的拔出施工不會因拖帶土體而對周邊環境產生影響。在本實施例中，擋土隔水連接(2)可以是位於相鄰擋土樁(I)之間的水泥土或預製隔水樁的隔水連接中的一種或兩種組合。樁殼⑶可以是包裹擋土樁⑴外表面的結構、位於擋土樁⑴內表面隔離擋土樁⑴與位於擋土樁⑴內側土體的結構中的一種或兩種組合。
[0021]作為本發明的第二個實施例，主要目的在於介紹脫殼式可回收擋土樁連續牆微創插拔施工方法與施工步驟。在本實施例的第一步，在擋土樁(I)位置進行原位土體鑽擾施工。鑽擾施工的目的是降低原狀土的強度，便於擋土樁(I)的置入施工，同時，大幅度減小擋土樁(I)置入施工時因拖帶土體而對周邊環境產生的影響。在本步驟中，鑽擾施工可以是鑽孔施工、攪拌土體施工或旋噴擾動土體施工中的一種或幾種組合。若採用鑽孔施工，可採用與鑽孔灌注樁相類似的鑽孔施工工藝，與施工鑽孔灌注樁鑽孔施工工藝區別在於不需要清孔，只需將原位土體擾動成流塑狀即可。若採用攪拌土體施工或旋噴擾動土體施工，則可採用類似攪拌樁或、旋噴樁施工工藝，與攪拌樁、旋噴樁施工工藝區別在於可用較低參量的水泥漿、水或膨脹土泥漿或泥漿代替水泥漿。鑽擾區域(5)可略大於擋土樁(I)的佔地範圍，以易於擋土樁(I)的置入施工，但且在置入施工完成後，應在非開挖的擋土樁(I)側表面與未鑽擾原位土體之間進行注漿加固，以利於擋土樁(I)與土體共同作用擋土。也可以使鑽擾區域(5)小於擋土樁(I)佔地範圍，在擋土樁(I)的置入施工過程中，通過將土體部分擠入鑽擾區域(5)內，實現減小擋土樁(I)施工對周邊環境影響的目的。從而完成本實施例的第一步，進入本實施例的第二步。在本步驟中，主要是要將樁殼(3)安裝於擋土樁
(I)的側表面。在本步驟中，樁殼⑶不宜直接與擋土樁⑴牢固連接，可通過設置樁殼固定裝置(4)將樁殼(3)與擋土樁(I)連接，連接方式可選用本發明的第一個實施例的形式，主要目的是實現擋土樁(I)插入施工時，可與樁殼(3) —起插入土體，在擋土樁(I)拔出施工時，樁殼(3)可與擋土樁(I)分離。從而完成本實施例的第二步，進入本實施例的第三步。在本步驟中，主要目的是將擋土樁(I)置於鑽擾後的土體中。當鑽擾範圍大於擋土樁(I)的佔地範圍時，可利用擋土樁(I)的自重，直接將擋土樁(I)連同樁殼(3)直接插入鑽擾後的土體。在擋土樁(I)置於鑽擾後的土體後，在非開挖的擋土樁側表面與未鑽擾原位土體之間進行注漿加固，以充分發揮樁土共同作用。當鑽擾範圍小於擋土樁(I)佔地範圍時，可通過靜壓或振動的方式將擋土樁(I)連同樁殼(3) —起置於土體中，從而完成本實施例的第三步，進入本實施例的第四步。本步驟主要完成其他的基坑支護結構(如支撐體系等)的施工並進行基坑開挖、主體結構施工、基坑回填施工。在基坑回填後，完成本實施例的第四步，進入本實施例的第五步。本步驟主要完成擋土樁(I)的拔出施工。因擋土樁(I)與樁殼(3)之間的摩擦力小於樁殼(3)與土體之間的摩擦力，可在擋土樁(I)拔出施工中實現擋土樁(I)與樁殼(3)的脫離，消除拔樁拖帶土體對周邊環境的影響。擋土樁(I)的拔出施工可採用靜力拔出方式進行拔出施工，也可以通過拉拔加振動的方式拔出。在本步驟中，可在擋土樁(I)拔出的同時，通過同步注漿、土塞補償、鑽擾后土體回填等措施充填擋土樁
(I)拔出留下的孔隙，以進一步減小拔樁對周邊環境的影響。從而完成本方發明的脫殼式可回收擋土樁連續牆微創插拔施工方法
[0022]本專利包括但不限於本領域內專業人士可替代使用的其他施工方法。
【權利要求】
1.一種脫殼式可回收擋土樁連續牆，其特徵是包括擋土樁(I)、擋土隔水連接(2)與樁殼(3)三部分，其中擋土樁(I)為鋼樁與鋼筋混凝土樁中的一種或兩種組合，擋土隔水連接(2)為位於相鄰擋土樁(I)之間具有擋土止水功能的結構，樁殼(3)為位於擋土樁(I)表面的隔離擋土樁(I)與土體的結構。
2.根據權利要求1所述的一種脫殼式可回收擋土樁連續牆，其特徵是上述的擋土隔水連接(2)是位於相鄰擋土樁(I)之間的水泥土或隔水組合構件中的一種或兩種組合。
3.根據權利要求1所述的一種脫殼式可回收擋土樁連續牆，其特徵是上述的樁殼(3)是包裹擋土樁(I)外表面的結構、位於擋土樁(I)內表面隔離擋土樁(I)與位於擋土樁(I)內側土體的結構中的一種或兩種組合。
4.一種脫殼式可回收擋土樁連續牆微創插拔施工方法，包括以下步驟: (a)在擋土樁(I)位置進行原位土體鑽擾施工； (b)將樁殼(3)安裝於擋土樁(I)的側表面； (c)將擋土樁(I)置於鑽擾後的土體中； (d)進行其他的基坑支護結構施工並進行基坑開挖、主體結構施工、基坑回填施工； (e)進行擋土樁⑴拔出施工。
5.根據權利要求4所述的一種脫殼式可回收擋土樁連續牆微創插拔施工方法，其特徵是在上述步驟a)中的鑽擾施工，是鑽孔施工、攪拌土體施工或旋噴擾動土體施工中的一種或幾種組合。
6.根據權利要求4所述的一種脫殼式可回收擋土樁連續牆微創插拔施工方法，其特徵是在上述步驟c)中，在擋土樁(I)置於鑽擾後的土體中後，在非開挖的擋土樁(I)側表面與未鑽擾原位土體之間進行注漿加固。
7.根據權利要求4所述的一種脫殼式可回收擋土樁連續牆微創插拔施工方法，其特徵是在上述步驟e)中，可在擋土樁(I)拔出的同時，通過同步注漿、土塞補償等措施充填擋土樁(I)拔出留下的孔隙。
【文檔編號】E02D11/00GK104264687SQ201410527664
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月9日 優先權日:2014年10月9日
【發明者】張繼紅 申請人:張繼紅