專利名稱：深基坑和護(hù)坡工程中可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔咬合樁墻圍護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于深基坑圍護(hù)工程及護(hù)坡工程的多軸鉆孔灌注砼咬合樁墻圍護(hù)新方法。 該圍護(hù)方法采用可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注鋼筋砼咬合樁墻，結(jié)合內(nèi)支撐體系或錨桿形成完整的圍 護(hù)結(jié)構(gòu)，對邊坡工程，也可以采用無內(nèi)撐無錨桿的懸臂樁墻圍護(hù)做法。該闈護(hù)方法中的圍護(hù) 墻采用多軸鉆孔灌注鋼筋砼咬合樁，沿基坑圍護(hù)軸線施工形成圍護(hù)墻，也可視需要，受力圍 護(hù)樁進(jìn)行平面定位90°旋轉(zhuǎn)，使鋼筋砼咬合樁體截面的長邊與圍護(hù)軸線垂直，從而使圍護(hù)樁墻 的抗彎強(qiáng)度大增，達(dá)到增強(qiáng)圍護(hù)墻抗側(cè)強(qiáng)度和剛度，減少工程造價(jià)的目的。
背景技術(shù)：
目前基坑圍護(hù)工程和護(hù)坡工程中，最常見的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是排樁墻結(jié)合內(nèi)支撐、錨桿等，而 排樁墻中，單軸鉆孔灌注排樁是常見的圍護(hù)樁形式，其結(jié)合水泥攪拌樁、旋噴樁或高壓注漿 擋上止水帷幕，形成封閉的圍護(hù)墻。這種圍護(hù)墻體適合一 三層地下室圍護(hù)工程，具有施工 速度慢、造價(jià)高、抗側(cè)剛度不足等缺點(diǎn)。在單軸鉆孔灌注排樁基礎(chǔ)上開發(fā)的單軸鉆孔灌注砼 咬合排樁技術(shù)，利用咬合的鉆孔灌注排樁形成封閉的圍護(hù)墻，這種圍護(hù)墻同樣僅適合于一 二層地下室圍護(hù)工程，存在造價(jià)高、施工速度慢、施工質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。為降低造價(jià)，增 快施工速度，近年來開發(fā)了水泥攪拌土植入可回收H型鋼圍護(hù)墻(SmV工法)和水泥攪拌土 植入不回收鋼筋砼預(yù)制工字/T形樁圍護(hù)墻等技術(shù)。這些新技術(shù)雖具有造價(jià)低、施工速度快等 優(yōu)點(diǎn)，但對深度超過或達(dá)到三層地下室開挖深度的基坑均具有抗側(cè)剛度和抗彎能力偏低等缺 點(diǎn)。隨著城市建設(shè)發(fā)展，用地F1趨緊張，向地下開發(fā)空間是城市發(fā)展的趨勢，h述各種闈護(hù) 方法，對多層地下室及地鐵等高深度開挖圍護(hù)工程，其應(yīng)用受到限制，目前只能用地下連續(xù) 墻技術(shù)，但此法造價(jià)高，施工質(zhì)量要求高，而且速度慢。本發(fā)明為這些高深度丌挖圍護(hù)工程 提供了一種施工機(jī)具簡單、施工方法簡單、速度快、圍護(hù)墻剛度要比地下連續(xù)墻大、而造價(jià) 要低很多的圍護(hù)新方法。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對冃前在深基坑圍護(hù)與護(hù)坡工程中現(xiàn)行方法的缺點(diǎn)，提供了一種用于如多層地下室基礎(chǔ)、地鐵基坑等高深度開挖工程和護(hù)坡工程的圍護(hù)新做法，其具有抗側(cè)能力強(qiáng)、造價(jià) 低、施工速度快、施工機(jī)具和方法簡單等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案利用新開發(fā)的平面定位可36(T旋轉(zhuǎn)的多軸鉆 孔灌注砼樁機(jī)， 一次形成咬合的多軸樁墻，沿基坑邊可根據(jù)需要靈活的改變每幅多軸咬合樁 墻的方向，使與受力方向一致，使圍護(hù)墻抗側(cè)彎剛度及強(qiáng)度大增，具備高深度開挖的圍護(hù)墻 功能，達(dá)到圍護(hù)安全并降低工程造價(jià)的目的。在基坑的內(nèi)部，根據(jù)開挖深度設(shè)置多層鋼筋砼 現(xiàn)澆支撐或多層鋼支撐，對護(hù)坡工程可以設(shè)置錨桿，使與圍護(hù)墻形成完整的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，抵抗 土體的側(cè)向水上壓力。由丁本發(fā)明的圍護(hù)墻的剛度與抗彎能力要比目前任一種圍護(hù)墻都大， 由此相比傳統(tǒng)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明支撐的層數(shù)可以減少，達(dá)到降低造價(jià)、方便和加快施工的 目的。本發(fā)明圍護(hù)墻體的形式，可以是沿圍護(hù)軸線方向的多軸鉆孔灌注素砼咬合樁墻和定位旋 轉(zhuǎn)90°與圍護(hù)墻軸線垂直的多軸鉆孔灌注配筋砼受力咬合樁墻組成(圖4)。也可以是沿圍護(hù) 軸線方向采用水泥攪拌樁、旋噴樁或高壓注漿形成的帷幕，結(jié)合定位旋轉(zhuǎn)9(T的多軸鉆孔灌 注鋼筋砼受力樁組成(圖5)。本發(fā)明的多軸鉆孔灌注咬合樁的軸數(shù)可以是二軸、三軸，或更多軸組成，最常用的應(yīng)為 二軸。本發(fā)明有益的效果是將多軸咬合樁體平面定位旋轉(zhuǎn)90。，使與圍護(hù)軸線垂直，與受 側(cè)向壓力方向一致，如此相比傳統(tǒng)的單軸鉆孔灌注圓樁和普通的單軸鉆孔灌注咬合樁，其抗 彎能力和圍護(hù)墻剛度大幅提高。如對二軸鉆孔灌注咬合樁墻來說，同樣的配筋條件下，抗彎 能力提高75%,圍護(hù)墻剛度提高約5倍，而在同等安全度條件下綜合造價(jià)降低25%左右；對 三軸鉆孔灌注咬合樁墻來說，同樣配筋條件下，抗彎能力提高2.5倍，抗側(cè)剛度提高約15倍， 在同等安全度條件下綜合造價(jià)降低30%左右。地下連續(xù)墻技術(shù)是目前用于如多層地下室、地 鐵開挖等高深度基坑中唯一安全可行的方法，據(jù)初歩計(jì)算，本發(fā)明多軸鉆孔灌注砼咬合樁墻 的抗彎能力在常規(guī)配筋條件下，要比地卜連續(xù)墻剛度提卨.6倍，抗彎能力提高2倍，而配筋 量減小一半，綜合造價(jià)也僅為地下連續(xù)墻的一半。因此本發(fā)明的可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注咬合樁 墻相比傳統(tǒng)圍護(hù)墻，從施工速度方面、施工機(jī)具和方法的簡便方面以及圍護(hù)墻的剛度與受力 以及圍護(hù)造價(jià)方面，具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，休現(xiàn)了其先進(jìn)性。本發(fā)明的可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注鋼筋砼咬合樁屬鉆孔灌注樁，原則上適合各種土質(zhì)的圍護(hù) 工程和護(hù)坡工程，尤其適合高深度、高風(fēng)險(xiǎn)的丌挖圍護(hù)工程。


圖1是多層地下室高深度基坑工程中帶多道內(nèi)支撐的多軸鉆孔灌注鋼筋砼咬合圍護(hù)樁墻 的做法示意圖(以三軸為例)，其中A-A剖面為咬合樁墻做法示意，詳細(xì)見圖4、圖5。 圖屮
1是圍護(hù)墻中心軸線；
2是旋轉(zhuǎn)90°后三軸鉆孔灌注鋼筋砼咬合樁軸線
3是上部支撐壓頂梁；
4是上部支撐；
5是卜'部支撐；
6是下部支撐圍囹梁。
圖2是護(hù)坡工程中懸臂多軸鉆孔灌注鋼筋砼咬合樁墻圍護(hù)做法示意圖(根據(jù)需要，圍護(hù) 墻軸線可以外移或退后，與前排或后排的鋼筋砼咬合樁軸線一致，圍護(hù)墻軸線也可打設(shè) 成圓弧拱狀如A-A剖面圖中的圖(a))。
圖3是護(hù)坡工程中帶錨桿多軸鉆孔灌注鋼筋砼咬合樁墻圍護(hù)做法示意圖。 圖中
7是壓頂梁； 8是錨桿。
圖4是純可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注砼咬合圍護(hù)樁墻的做法示意圖(以三軸為例)，圖中
9是旋轉(zhuǎn)90°后二軸鉆孔灌注鋼筋砼咬合樁；
10是二軸鉆孔灌注素砼咬合樁；
11是三軸鉆孔灌注素砼咬合樁；
12是旋轉(zhuǎn)90°后三軸鉆孔灌注鋼筋砼咬合樁；
13是三軸鉆孔灌注素砼咬合樁(中間配筋)。
圖5是水泥攪拌樁、高壓旋噴樁、高壓注漿等水泥土帷幕結(jié)合多軸(以三軸為例)鉆孔灌 注鋼筋砼咬合樁形成圍護(hù)墻做法示意圖，圖中 14是水泥土墻；
15是水泥上墻用型鋼或鋼管等加強(qiáng)；
16是拱形狀水泥土墻。
圖6是可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注咬合樁的截面配筋的2種做法示意圖，圖中 17是樁受力筋； 18是樁架立筋；19是多軸環(huán)組合箍筋；
20是兩端環(huán)附加中間直組合形式箍筋。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:多層地下室、地鐵或地下空間開挖等深基坑中內(nèi)支撐結(jié)合多軸鉆孔灌注砼咬 合圍護(hù)樁墻圍護(hù)方法。
這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)適用于在各種多層地下室、地鐵和地下空間的開挖圍護(hù)中，具體實(shí)施是沿 地下室外圍打設(shè)多軸鉆孔灌注砼咬合圍護(hù)樁墻。這種圍護(hù)樁墻可以是純可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注 圍護(hù)樁墻做法(圖4)，也可以是水泥土墻結(jié)合可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注砼咬合圍護(hù)樁墻做法(圖 5)。根據(jù)開挖深度，自上而下邊開挖邊澆筑各層鋼筋砼壓頂梁或圍囹梁與支撐，使形成完整
的圍護(hù)結(jié)構(gòu)(圖l)。由于圍護(hù)墻的剛度相比傳統(tǒng)各種圍護(hù)樁墻都大，因而支撐的層數(shù)可以減 少，如此可減少支撐費(fèi)用，而目.大大方便施工并加快施工速度。圍護(hù)的支撐也可以來用鋼支 撐。
實(shí)施例2:護(hù)坡丄程中懸臂多軸鉆孔灌注砼咬合圍護(hù)樁墻圍護(hù)方法。
這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)適用于山體護(hù)坡工程屮，沿護(hù)坡軸線打設(shè)多軸鉆孔灌注砼咬合圍護(hù)樁墻。 這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以是純可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注砼咬合圍護(hù)樁墻做法(圖4)，也可以是水泥土墻
結(jié)合可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注圍護(hù)樁墻做法(圖5)，使形成懸臂圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在圍護(hù)樁墻頂一般澆
筑鋼筋砕壓頂梁以增強(qiáng)闈護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性。根據(jù)坡護(hù)的平面分布，圍護(hù)樁墻軸線可以是直線，
也可以根據(jù)地形打設(shè)成圓弧拱狀(圖2)。
實(shí)施例3:護(hù)坡工程中帶錨桿的多軸鉆孔灌注砼咬合圍護(hù)樁墻圍護(hù)方法
這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)也適用于山體護(hù)坡工程中，沿護(hù)坡軸線打設(shè)多軸鉆孔灌注砼咬合圍護(hù)樁墻。這
種圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以是純可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注砼咬合圍護(hù)樁墻做法(圖4)，也可以是水泥土墻結(jié) 合可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注圍護(hù)樁墻做法(圖5)。在圍護(hù)樁墻頂及中部打設(shè)一排或多排錨桿，利 用圍護(hù)墻頂?shù)匿摻铐艍喉斄汉蛧o(hù)墻中部的圍囹梁將錨桿與圍護(hù)墻形成完整的圍護(hù)結(jié)構(gòu)(圖 3)。這種樁墻軸線同樣可以是直線或圓弧拱狀。
權(quán)利要求
1、一種可用于多層地下室、地鐵等高深度開挖基坑工程中的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是圍護(hù)墻體采用可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注砼咬合樁墻，結(jié)合坑內(nèi)多層支撐和相應(yīng)的壓頂梁、圍囹梁及支撐樁組成。支撐一般為現(xiàn)澆鋼筋砼，也可用鋼支撐。由于本發(fā)明圍護(hù)墻的剛度和抗彎能力很大，因此支撐的層數(shù)比傳統(tǒng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以減少，如此方便施工和節(jié)約支撐費(fèi)用。
2、 一種用于護(hù)坡工程中的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是圍護(hù)墻體采用可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注砼咬合樁墻， 其平面分布可以是直線，也可以結(jié)合護(hù)坡工程設(shè)為圓弧拱狀。這種護(hù)坡圍護(hù)結(jié)構(gòu)由于圍護(hù)墻 的剛度和抗彎能力很大，可以是懸臂受力狀或結(jié)合錨桿形成。
3、 一種可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注砼咬合圍護(hù)樁墻。其特征是多軸鉆孔灌注砼咬合樁墻，其每幅砼咬合樁墻的軸線平面定位可根據(jù)需要作90°旋轉(zhuǎn)，打設(shè)出的砼咬合樁墻的軸線可與基坑邊 圍護(hù)軸線一致或垂直(與抗彎受力方向一致)
4、 一種可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注砼咬合圍護(hù)樁墻，其特征是采用多軸鉆機(jī)一次性形成多孔咬合孔 洞，利用泥漿護(hù)壁工藝，放置多軸樁體鋼筋籠，水下澆灌砼形成多軸咬合鋼筋砼地下樁墻。 多軸鉆孔咬合樁墻的鉆孔軸常用為三軸，根據(jù)需要也可為二軸、四軸或更多軸組成。
5、 一種可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔純砼咬合圍護(hù)樁墻，其特征是沿基坑圍護(hù)軸線方向間隔打設(shè)多軸鉆孔 灌注素砼咬合樁，然后在每二幅素砼咬合樁墻之間打設(shè)旋轉(zhuǎn)90°后的多軸鉆孔灌注鋼筋砼咬 合樁。使形成封閉的圍護(hù)樁墻，達(dá)到擋土、止水、抗側(cè)向力要求。旋轉(zhuǎn)90°后的鉆孔灌注配 筋砼多軸咬合樁與圍護(hù)結(jié)構(gòu)受力方向一致，從而大幅提高圍護(hù)樁墻的抗側(cè)強(qiáng)度與剛度。
6、 一種由可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注鋼筋砼咬合樁結(jié)合水泥土帷幕墻形成的圍護(hù)抗側(cè)墻。其特征是 沿圍護(hù)軸線方向打設(shè)水泥土帷幕墻，然后按圍護(hù)結(jié)構(gòu)受力需要間隔打設(shè)旋轉(zhuǎn)90。與圍護(hù)受力 方向一致的多軸鉆孔灌注鋼筋砼咬合樁，使與水泥土墻形成封閉的圍護(hù)抗側(cè)墻。此處水泥土 帷幕可以是多軸水泥攪拌樁帷幕、高壓旋噴水泥土樁帷幕或高壓注漿帷幕等。
全文摘要
本發(fā)明是一種適用于多層地下室、地鐵等高深度基坑及護(hù)坡工程的圍護(hù)新方法。該方法采用可旋轉(zhuǎn)多軸鉆孔灌注砼咬合樁墻，結(jié)合內(nèi)支撐體系或錨桿形成完整的圍護(hù)結(jié)構(gòu)；對護(hù)坡工程，也可采用無內(nèi)撐無錨桿的懸臂樁墻圍護(hù)做法。圍護(hù)墻采用多軸鉆孔灌注砼咬合樁，沿基坑圍護(hù)軸線進(jìn)行可旋轉(zhuǎn)鉆孔灌注砼咬合樁墻施工，由于受力的咬合樁平面定位旋轉(zhuǎn)90°，使咬合樁體截面長邊與圍護(hù)軸線垂直，從而增強(qiáng)圍護(hù)墻抗側(cè)強(qiáng)度和剛度，減少工程造價(jià)。該新方法相比地下連續(xù)墻方法，具有施工機(jī)具和方法簡單、速度快、圍護(hù)墻剛度大而造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)計(jì)算，在常規(guī)配筋條件下，剛度可提高約6倍，抗彎能力提高約2倍，而配筋量和綜合造價(jià)均降低約一半。
文檔編號(hào)E02D17/02GK101519880SQ20091009623
公開日2009年9月2日 申請日期2009年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月2日
發(fā)明者平 嚴(yán) 申請人:浙江大學(xué);杭州南方土木工程咨詢有限公司;杭州南聯(lián)地基基礎(chǔ)工程有限公司