外圍設置混凝土構件的水泥攪拌樁複合支護體系的製作方法

2023-04-22 17:47:46 5

外圍設置混凝土構件的水泥攪拌樁複合支護體系的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種基坑支護體系，具體涉及一種水泥攪拌樁複合支護體系。一種外圍設置混凝土構件的水泥攪拌樁複合支護體系，它包括設置在基坑周圍的複合樁、複合樁頂部設置的混凝土桁架和所述複合樁基坑坑底之間的鋼斜撐。本發明具有其具有較高的抗拉強度和抗彎能力。
【專利說明】外圍設置混凝土構件的水泥攪拌粧複合支護體系
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基坑支護體系，具體涉及一種水泥攪拌樁複合支護體系。
【背景技術】
[0002]冶金熱軋工程基坑多為超大型複雜深基坑，且施工周圍多為空曠地帶，對基坑變形的要求不太嚴格，故主體部位基本採用放坡開挖的思路進行土方開挖。但近年來，由於投產工期的縮短，靠近主體工程的配套變電站往往先行施工，造成此部分基坑無法進行放坡開挖。
[0003]若採用單純的水泥攪拌樁，水泥攪拌樁抗拉強度低會導致寬度過大無法在狹窄空間內使用；若採用單排混凝土灌注樁+分區開挖方法，由於頂部混凝土冠梁抗彎能力較弱，開挖分區比較小，影響施工工期甚至因為分區太小而無法施工；若採用單排灌注樁+錨杆支護，錨杆易於邊上建築物基礎相碰，且施工成本巨大。

【發明內容】

[0004]本發明旨在解決現有技術的上述缺陷，提供一種外圍設置混凝土構件的水泥攪拌樁複合支護體系。本發明具有其具有較高的抗拉強度和抗彎能力。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的:它包括水泥土攪拌樁、設置在攪拌樁迎土面與背土面的灌注樁、頂部設置的混凝土桁架和用於分區開挖的鋼斜撐。
[0006]本發明前後排樁和頂部混凝土桁架相當於砌體結構中的構造柱和圈梁，保證灌注樁和水泥攪拌樁共同受力。該種複合支護結構可視為配置集束鋼筋的水泥攪拌樁，充分發揮了鋼筋的抗拉強度和水泥攪拌樁的抗壓強度。水泥攪拌樁和迎土面灌注樁共同承受壓力，後排樁鋼筋僅承受拉力；頂部混凝土桁架協同前後排樁共同工作，作為分區開挖的轉換構件。複合支護結構的受力、穩定計算採用水泥攪拌計算理論，頂部桁架和前後排樁配筋計算採用混凝土相關理論。
[0007]與水泥攪拌樁相比:本發明提供的複合支護結構充分利用了水泥攪拌樁的抗壓強度和灌注樁內鋼筋的抗拉強度，大大提高了水泥攪拌樁的抗拉強度。若為純粹攪拌樁，由於抗拉強度較低必然導致寬度加大，無法在狹窄空間內的使用。該方法拓寬了水泥攪拌樁在受限空間中的使用。
[0008]由於複合支護結構外圍設置灌注樁和頂部桁架，鋼管的支撐作用通過高強度的混凝土構件傳遞至整個結構，避免由於鋼支撐直接作用於水泥攪拌樁而引起的局部承壓破壞，為分區開挖創造了條件。
[0009]與單排灌注樁+分區開挖方法相比:由於混凝土桁架提供的頂部拉力遠大於單根混凝土冠梁提供的頂部拉力，故可減少土方分區數量，加快施工進度；複合支護結構中灌注樁間距遠大於單排樁間距，總體上減少了灌注樁的數量，成本優勢巨大。
【專利附圖】

【附圖說明】[0010]下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明:
圖1為本發明布置示意圖；
圖2為本發明結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示:一種外圍設置混凝土構件的水泥攪拌樁複合支護體系，包括設置在基坑周圍的複合樁、複合樁頂部設置的混凝土桁架2和所述複合樁基坑坑底之間的鋼斜撐3。
[0012]參見圖2所述複合樁包括水泥攪拌樁11，及其兩側的灌注樁12。
[0013]本發明通過在水泥攪拌樁兩側設置灌注樁、頂部設置混凝土桁架形成複合支護結構，然後通過分區開挖方法實現基坑的安全開挖。主要解決水泥攪拌樁抗拉強度過低、設置支撐時容易造成局部破壞等問題，該方法結合土方分區開挖方法使用，經濟效益明顯。
[0014]本發明前後排樁和頂部混凝土桁架相當於砌體結構中的構造柱和圈梁，保證灌注樁和水泥攪拌樁共同受力。該種複合支護結構可視為配置集束鋼筋的水泥攪拌樁，充分發揮了鋼筋的抗拉強度和水泥攪拌樁的抗壓強度。水泥攪拌樁和迎土面灌注樁共同承受壓力，後排樁鋼筋僅承受拉力；頂部混凝土桁架提供支撐功能空間轉換作用。
[0015]本發明實施的前提應採用水泥攪拌樁支護理論進行整體穩定計算，因為設置外圍混凝土構件只是提高了水泥攪拌樁的抗拉強度，並不能改變該種複合支護結構的整體穩定情況，只有整體穩定情況滿足要求後才能採用此種複合支護結構。
[0016]整體穩定滿足後，通過分區開挖保證複合支護結構的抗滑移和抗傾覆穩定；通過彎矩計算背土面後排灌注樁的配筋，迎土面受壓灌注樁配筋採用構造配筋；頂層混凝土桁架配筋根據開挖工況的受力計算後確定。
[0017]以某鋼鐵公司熱軋項目基坑支護為例，詳細闡述該種複合支護的應用:請結合圖1基坑與變電站水平間距4.7m，複合支護寬3.2m,前後排樁間距3m。頂部混凝土上下弦尺寸1000x800 (兼做前後排樁頂部冠梁)，腹杆尺寸600x600。基坑開挖分為3個階段進行，先行開挖I區，再次開挖II區，最後開挖III區。開挖I區時，I1、111區土體支撐作用通過頂部混凝土桁架傳遞至I區；開挖II區時，I區混凝土底板強度足夠支撐且鋼管斜撐已經安裝完畢，I區鋼管斜撐和III區土體共同為II區頂部混凝土桁架提供支座作用；開挖III區時，1、11區支撐共同為III區提供頂部拉力。
【權利要求】
1.一種外圍設置混凝土構件的水泥攪拌樁複合支護體系，其特徵在於:它包括水泥土攪拌樁、設置在攪拌樁迎土面與背土面的灌注樁、頂部設置的混凝土桁架和用於分區開挖的鋼斜撐。
2.根據權利要求1所述的外圍設置混凝土構件的水泥攪拌樁複合支護體系，其特徵在於，水泥攪拌樁和迎土面灌注樁共同承受壓力，後排樁鋼筋僅承受拉力；頂部混凝土桁架協同前後排樁共同工作，作為分區開挖的轉換構件。
3.根據權利要求1所述的外圍設置混凝土構件的水泥攪拌樁複合支護體系，其特徵在於，迎土面和背土面的灌注樁距由計算確定，遠大於單純灌注樁支護體系間距，經濟效益明顯。
【文檔編號】E02D17/04GK103469800SQ201210184202
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年6月6日 優先權日:2012年6月6日
【發明者】鞏俊松 申請人:中國二十冶集團有限公司