現澆式預應力鋼板混凝土樁及其施工方法及支護樁墻的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種現澆式預應力鋼板混凝土樁及其施工方法及支護樁墻，該現澆式預應力鋼板混凝土樁包括由鋼板組成的空心外殼體、在所述空心外殼體內部現澆而成的混凝土和設置在所述混凝土中的多根預應力筋，所述空心外殼體的上端開口，底端為封閉結構。本發明還提供前述現澆式預應力鋼板混凝土樁的施工方法和具有前述現澆式預應力鋼板混凝土樁的支護樁墻。通過上述方式，本發明的現澆式預應力鋼板混凝土樁可根據設計要求現場制作，避免了樁體接長和運輸帶來的不利，節省了運輸成本，在保證基坑支護安全可靠的前提下，能夠降低工程成本，且施工方便。
【專利說明】現澆式預應力鋼板混凝土粧及其施工方法及支護粧墻
【技術領域】
[0001]本發明涉及建筑、市政、交通、水利、電力、工業等所有建設工程領域，特別是涉及一種現澆式預應力鋼板混凝土樁及其施工方法及支護樁墻。
【背景技術】
[0002]基坑工程技術方案主要從安全可靠性、經濟合理性、施工難度、施工工期等方面進行考慮。在我國沿海周邊軟土地區對SMW工法樁、灌注樁、地下連續墻的應用比較多。
[0003]型鋼水泥土攪拌墻，通常稱為SMW工法，是一種在連續套接的三軸水泥土攪拌樁內插入型鋼形成的復合擋土隔水結構。即利用三軸攪拌樁鉆機在原地層中切削泥土，同時鉆機前段低壓注入水泥漿液，與切碎土體充分攪拌形成隔水性較高的水泥土樁列式擋墻，在水泥土漿液尚未硬化前插入型鋼的一種地下工程施工技術。SMW工法樁是基于深層攪拌樁施工工藝發展起來的，這種結構充分發揮了水泥土混合體和型鋼的力學特性，具有經濟、工期短、隔水性強、對周圍環境影響小等特點。型鋼水泥土攪拌墻維護結構在地下室施工完成后，可以將H型鋼從水泥土攪拌樁中拔出，達到回收和再次利用的目的。因此該工法與常規的維護形式相比不僅工期短，施工過程無污染，場地整潔干凈、噪聲小，而且可以節約社會資源，避免維護體在地下室施工完畢后永久遺留于地下，成為地下障礙物。在提倡建設節約型社會，實現可持續發展的今天，推廣應用該工法更加具有現實意義。
[0004]但SMW工法樁存在以下缺點:SMW工法樁中大多使用H型鋼，H型鋼的造價高，在實際建筑工程使用過程中，型鋼的運輸費用和租賃費用都很高，尤其是工期較長的情況下，型鋼的租賃費用會大大增加使用成本。另外型鋼一般在地下室施工結束后，需要進行拔除，可能會導致型鋼的彎曲、拉斷等損耗，當場地限制無法拔出時又會大大增加工程成本。
[0005]灌注樁的鋼筋和混凝土的用量較多，還需另外設置止水帷幕，施工較繁瑣，對環境的影響比較大。
[0006]因此，現有的建筑基坑工程中所用的支護結構還不能完全滿足工程需求，需要開發出一種新型的基坑支護結構，安全可靠，經濟合理，施工方便。
【發明內容】
[0007]本發明主要解決的技術問題是提供一種現澆式預應力鋼板混凝土樁及其施工方法及支護樁墻，所用的現澆式預應力鋼板混凝土樁可根據設計要求現場制作，避免了樁體接長和運輸帶來的不利，節省了運輸成本，在保證基坑支護安全可靠的前提下，能夠降低工程成本，且施工方便。
[0008]為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是:提供一種現澆式預應力鋼板混凝土樁，包括:由鋼板組成的空心外殼體、在所述空心外殼體內部現澆而成的混凝土層和設置在所述混凝土層中的多根預應力筋，所述空心外殼體的上端開口，底端為封閉結構。
[0009]在本發明一個較佳實施例中，所述空心外殼體的截面呈啞鈴型，包括上翼緣、下翼緣和設置在所述上翼緣、下翼緣之間的腹板。[0010]在本發明一個較佳實施例中，所述上翼緣、下翼緣和腹板均呈長方形，所述上翼緣與下翼緣平行設置，所述腹板與上翼緣垂直設置。
[0011]在本發明一個較佳實施例中，所述上翼緣和下翼緣呈長方形，所述腹板包括兩個對稱設置的內凹圓弧形鋼板。
[0012]在本發明一個較佳實施例中，所述預應力筋設置在上翼緣和下翼緣中，且上翼緣中的預應力筋和下翼緣中的預應力筋對稱設置。
[0013]在本發明一個較佳實施例中，所述預應力筋包括與混凝土緊密粘結的有粘結段和露出混凝土的無粘結段。
[0014]在本發明一個較佳實施例中，所述空心外殼體的底端為棱錐形封閉結構。
[0015]本發明還提供了上述現澆式預應力鋼板混凝土樁的施工方法，包括以下具體步驟:
a、在所述空心外殼體內側設置一模板，所述模板內具有多個與預應力筋位置相匹配的
導管;
b、采用水泥土攪拌樁施工機械進行施工，形成水泥土攪拌樁；
C、將空心外殼體和模板一起放入水泥土攪拌樁中，并在各個導管中分別放入預應力
筋；
d、從空心外殼體上端開口向其內部燒筑混凝土,模板和導管在混凝土燒筑過程中向上提升，混凝土澆筑完成的同時，模板和導管也完全拔出。
[0016]在本發明一個較佳實施例中，步驟d中模板和導管通過振動機向上提升。
[0017]本發明還提供了一種具有上述現澆式預應力鋼板混凝土樁的支護樁墻，所述支護樁墻包括若干個水泥土攪拌樁和設置在所述水泥土攪拌樁內的現澆式預應力鋼板混凝土樁。
[0018]本發明具有以下有益效果:
1、本發明的現澆式預應力鋼板混凝土樁，可根據設計要求，在水泥土攪拌樁內現場澆筑，避免了樁體接長的麻煩，降低了運輸成本。
[0019]2、與鉆孔灌注樁相比，本發明的現澆式預應力鋼板混凝土樁，所采用的鋼筋和混凝土的用量少，節約成本，且對環境影響小。
[0020]3、與SMW工法樁相比，本發明的現澆式預應力鋼板混凝土樁，相對于型鋼，增加了強度，降低了運輸成本，且不需要拔除，避免了工程完成后型鋼的拔除損耗問題。
[0021]4、本發明的支護樁墻，采用現澆式預應力鋼板混凝土樁，具有較好的抗彎剛度，支護強度高。
[0022]綜上所述，本發明現澆式預應力鋼板混凝土樁及其施工方法及支護樁墻，即保證基坑支護結構的安全可靠，又具有良好的經濟效益，施工方便，環境影響小，進一步滿足了基坑工程建設的需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是所述現澆式預應力鋼板混凝土樁的截面結構示意圖一；
圖2是所述現澆式預應力鋼板混凝土樁的截面結構示意圖二；
圖3是所述現澆式預應力鋼板混凝土樁的截面結構示意圖三；
圖4是本發明支護樁墻的一較佳實施例的結構示意圖；
圖5是本發明支護樁墻的另一較佳實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0025]請參閱圖1至圖5,本發明實施例包括:
實施例一:
參閱圖1和圖4，一種現澆式預應力鋼板混凝土樁，包括:由鋼板組成的空心外殼體11、在所述空心外殼體11內部現澆而成的混凝土層12和設置在所述混凝土層12中的多根預應力筋13，所述空心外殼體11的上端開口，底端為封閉結構，該現澆式預應力鋼板混凝土樁是采用現場澆筑方法制成，降低了運輸成本，施工方便。
[0026]組成空心外殼體11的鋼板壁厚為1.5mnT30mm,根據不同的建筑工程而設定。
[0027]所述空心外殼體11的截面呈啞鈴型，包括上翼緣111、下翼緣112和設置在所述上翼緣111、下翼緣112之間的腹板113，結構合理，在澆筑混凝土后能夠獲得較高的強度。
[0028]所述上翼緣111、下翼緣112和腹板113均呈長方形，所述上翼緣111與下翼緣112平行設置，所述腹板113與上翼緣111垂直設置。
[0029]所述預應力筋13設置在上翼緣111和下翼緣112中，且上翼緣中的預應力筋和下翼緣中的預應力筋對稱設置。
[0030]所述預應力筋13包括與混凝土緊密粘結的有粘結段和露出混凝土的無粘結段，所述有粘結段與混凝土緊密粘結，無粘結段用來在樁體達到施加預應力強度后施加預應力。
[0031]如圖4所示，本發明還提供了一種具有上述現澆式預應力鋼板混凝土樁的支護樁墻，所述支護樁墻包括若干個水泥土攪拌樁和設置在所述水泥土攪拌樁內的現澆式預應力鋼板混凝土樁。
[0032]所述水泥土攪拌樁采用三軸水泥土攪拌樁施工機械進行施工，每次加工出三個相互咬合的水泥土攪拌樁，分別為前樁、中間樁和后樁，形成一個水泥土攪拌樁單元，通過多種施工方式形成墻體，在所述水泥土攪拌樁內連續或間隔設置現澆式預應力鋼板混凝土樁。
[0033]所述支護樁墻由多個水泥土攪拌樁單元錯位排列而成，前一個水泥土攪拌樁單元的后樁與后一個水泥土攪拌樁單元的前樁相互咬合，形成交錯式結構，增強了整體的抗彎剛度和抗側移能力。在實際施工過程中，可以在單獨的水泥土攪拌樁中設置小尺寸的現澆式預應力鋼板混凝土樁，在錯位處的相互咬合的水泥土攪拌樁中設置大尺寸的現澆式預應力鋼板混凝土樁。
[0034]實施例二:
參閱圖2和圖5，一種現澆式預應力鋼板混凝土樁，包括:由鋼板組成的空心外殼體21、在所述空心外殼體21內部現澆而成的混凝土層22和設置在所述混凝土層22中的多根預應力筋23，所述空心外殼體21的上端開口，底端為封閉結構，該現澆式預應力鋼板混凝土樁是采用現場澆筑方法制成，降低了運輸成本，施工方便。
[0035]所述空心外殼體21的截面呈啞鈴型，包括上翼緣211、下翼緣212和設置在所述上翼緣211、下翼緣212之間的腹板213，結構合理，在澆筑混凝土后能夠獲得較高的強度。
[0036]所述上翼緣211和下翼緣212呈長方形，所述腹板213包括兩個對稱設置的內凹圓弧形鋼板214。
[0037]所述預應力筋23設置在上翼緣211和下翼緣212中，且上翼緣中的預應力筋和下翼緣中的預應力筋對稱設置。
[0038]所述預應力筋23包括與混凝土緊密粘結的有粘結段和露出混凝土的無粘結段，所述有粘結段與混凝土緊密粘結，無粘結段用來在樁體達到施加預應力強度后施加預應力。
[0039]如圖5所示，本發明還提供了一種具有上述現澆式預應力鋼板混凝土樁的支護樁墻，所述支護樁墻包括若干個水泥土攪拌樁和設置在所述水泥土攪拌樁內的現澆式預應力鋼板混凝土樁。
[0040]所述水泥土攪拌樁采用三軸水泥土攪拌樁施工機械進行施工，每次加工出三個相互咬合的水泥土攪拌樁，分別為前樁、中間樁和后樁，形成一個水泥土攪拌樁單元，通過多種施工方式形成墻體，在所述水泥土攪拌樁內連續或間隔設置現澆式預應力鋼板混凝土樁。
[0041]所述支護樁墻包括由多個依次排列相互咬合的水泥土攪拌樁組成的水泥土墻基體，在所述水泥土墻基體一側間隔設有多個平行于所述水泥土墻基體的水泥土攪拌樁單元，間隔的距離可以為一個水泥土攪拌樁或多個水泥土攪拌樁，根據實際的水泥土墻基體的長度而定，所述水泥土攪拌樁單元的三個樁分別與水泥土墻基體上的三個樁相互咬合，形成外凸式結構，所述水泥土攪拌樁內連續或間隔設置有現澆式預應力鋼板混凝土樁，增強了整體的抗彎剛度和抗側移能力。在實際施工過程中，可以在單獨的水泥土攪拌樁中設置小尺寸的現澆式預應力鋼板混凝土樁，在外凸式結構處的相互咬合的水泥土攪拌樁中設置大尺寸的現澆式預應力鋼板混凝土樁。
[0042]實施例三:
如圖3所示，本發明的第三實施例與第一實施例基本相同，主要區別在于所述上翼緣和下翼緣的兩側由原來的直邊改為圓弧邊。
[0043]本發明還提供了上述現澆式預應力鋼板混凝土樁的施工方法，包括以下具體步驟:
a、在所述空心外殼體內側設置一模板，所述模板內具有多個與預應力筋位置相匹配的
導管;
b、采用水泥土攪拌樁施工機械進行施工，形成水泥土攪拌樁；
C、將空心外殼體和模板一起放入水泥土攪拌樁中，并在各個導管中分別放入預應力筋，所述空心外殼體的底端為棱錐形封閉結構，避免了空心外殼體在插入過程中，水泥土中的水泥漿進入空心外殼體內，影響高強混凝土的強度；
所述空心外殼體的底端為棱錐形封閉結構，也使得空心外殼體放入水泥土攪拌樁的過程更加順暢；
d、從空心外殼體上端開口向其內部燒筑混凝土,模板和導管在混凝土燒筑過程中向上提升，混凝土澆筑完成的同時，模板和導管也完全拔出，所述模板和導管通過振動機向上提升，提升的同時也通過模板的振動振搗密實了混凝土。
[0044]本發明具有以下有益效果:
1、本發明的現澆式預應力鋼板混凝土樁，可根據設計要求，在水泥土攪拌樁內現場澆筑，避免了樁體接長的麻煩，降低了運輸成本。
[0045]2、與鉆孔灌注樁相比，本發明的現澆式預應力鋼板混凝土樁，所采用的鋼筋和混凝土的用量少，節約成本，且對環境影響小。
[0046]3、與SMW工法樁相比，本發明的現澆式預應力鋼板混凝土樁，相對于型鋼，增加了強度，降低了運輸成本，且不需要拔除，避免了工程完成后型鋼的拔除損耗問題。
[0047]4、本發明的支護樁墻，采用現澆式預應力鋼板混凝土樁，具有較好的抗彎剛度，支護強度高。
[0048]綜上所述，本發明現澆式預應力鋼板混凝土樁及其施工方法及支護樁墻，即保證基坑支護結構的安全可靠，又具有良好的經濟效益，施工方便，環境影響小，進一步滿足了基坑工程建設的需求。
[0049]以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【權利要求】
1.一種現澆式預應力鋼板混凝土樁，其特征在于，包括:由鋼板組成的空心外殼體、在所述空心外殼體內部現澆而成的混凝土層和設置在所述混凝土層中的多根預應力筋，所述空心外殼體的上端開口，底端為封閉結構。
2.根據權利要求1所述的現澆式預應力鋼板混凝土樁，其特征在于，所述空心外殼體的截面呈啞鈴型，包括上翼緣、下翼緣和設置在所述上翼緣、下翼緣之間的腹板。
3.根據權利要求2所述的現澆式預應力鋼板混凝土樁，其特征在于，所述上翼緣、下翼緣和腹板均呈長方形，所述上翼緣與下翼緣平行設置，所述腹板與上翼緣垂直設置。
4.根據權利要求2所述的現澆式預應力鋼板混凝土樁，其特征在于，所述上翼緣和下翼緣呈長方形，所述腹板包括兩個對稱設置的內凹圓弧形鋼板。
5.根據權利要求2所述的現澆式預應力鋼板混凝土樁，其特征在于，所述預應力筋設置在上翼緣和下翼緣中，且上翼緣中的預應力筋和下翼緣中的預應力筋對稱設置。
6.根據權利要求1所述的現澆式預應力鋼板混凝土樁，其特征在于，所述預應力筋包括與混凝土緊密粘結的有粘結段和露出混凝土的無粘結段。
7.根據權利要求1所述的現澆式預應力鋼板混凝土樁，其特征在于，所述空心外殼體的底端為棱錐形封閉結構。
8.—種如權利要求1所述的現澆式預應力鋼板混凝土樁的施工方法，其特征在于，包括以下具體步驟: a、在所述空心外殼體內側設置一模板，所述模板內具有多個與預應力筋位置相匹配的導管; b、采用水泥土攪拌樁施工機械進行施工，形成水泥土攪拌樁； C、將空心外殼體和模板一起放入水泥土攪拌樁中，并在各個導管中分別放入預應力筋； d、從空心外殼體上端開口向其內部燒筑混凝土,模板和導管在混凝土燒筑過程中向上提升，混凝土澆筑完成的同時，模板和導管也完全拔出。
9.根據權利要求8所述的現澆式預應力鋼板混凝土樁的施工方法，其特征在于，步驟d中模板和導管通過振動機向上提升。
10.一種支護樁墻，其特征在于，所述支護樁墻包括若干個水泥土攪拌樁和設置在所述水泥土攪拌樁內的現澆式預應力鋼板混凝土樁，所述現澆式預應力鋼板混凝土樁為權利要求f 7任一項所述的現澆式預應力鋼板混凝土樁。
【文檔編號】E02D5/38GK104032732SQ201410181907
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月4日 優先權日:2014年5月4日
【發明者】徐漢東, 滕坤, 周俊杰, 符新軍, 陳浩鋒, 李莉, 趙遷 申請人:江蘇鼎達建筑新技術有限公司, 常州市建筑科學研究院股份有限公司