一種勁性復(fù)合預(yù)制板樁圍護結(jié)構(gòu)的制作方法

本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種基坑、邊坡圍護結(jié)構(gòu)或水利與港口、河道的護坡結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

基坑工程或邊坡工程中的排樁或連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)是一種重要結(jié)構(gòu)形式，已在全世界各地廣泛應(yīng)用，目前排樁或連續(xù)墻常采用的是鉆孔灌注柱和地下連續(xù)墻等，這些均是現(xiàn)場澆筑的圍護結(jié)構(gòu)。

不論是灌注樁或地下連續(xù)墻均是在工程現(xiàn)場通過機械成孔或成槽、泥漿護壁，在地基土中形成樁孔或墻槽，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、現(xiàn)場灌注混凝土而形成的樁、墻結(jié)構(gòu)。軟土地層和不穩(wěn)定土層中采用泥漿護壁方式施工灌注樁或地下連續(xù)墻極易產(chǎn)生塌孔、偏斜、斷樁等通病，水下澆筑混凝土的質(zhì)量難以保證，成孔和護壁會產(chǎn)生大量泥漿，造成環(huán)境污染；施工難度大，成本高，速度慢。

型鋼水泥土墻或預(yù)制管樁、板樁水泥土樁(墻)圍護結(jié)構(gòu)，以其施工快速、不產(chǎn)生泥漿污染等優(yōu)點，已達到廣泛應(yīng)用。但型鋼的幾何尺寸較小、管樁和方樁的抗彎能力較低，限制了這類圍護結(jié)構(gòu)形式在較大土壓力基坑或邊坡工程中的應(yīng)用。其外，型鋼回收引起的基坑二次變形對周邊環(huán)境的影響已造成了多起安全事故。圓形預(yù)應(yīng)力管樁主要用于承壓樁基，其抗彎承載力低，并且高強的混凝土樁體與支護結(jié)構(gòu)的連接也是較大難題。再者圓形結(jié)構(gòu)和矩形結(jié)構(gòu)承載水平載荷，其截面形式具有先天的不合理性，會造成較大的成本增加和材料的浪費，尤其是樁接頭的抗彎、抗剪強度較低，造成了連接的薄弱環(huán)節(jié)，導致支護的安全性降低。H型鋼以其合理的抗彎截面獲得了工程界的認可，但水平剛度較低，現(xiàn)場焊接接頭質(zhì)量難以保證等因素的存在，對基坑或邊坡的水平變形控制不利。隨著地下空間開發(fā)面積大、開挖深，現(xiàn)行的H型鋼圍護結(jié)構(gòu)已不能滿足其需要。

目前，在基坑與邊坡圍護中也采用了工字形截面的預(yù)制混凝土樁或矩形板樁，大部分仍在施工現(xiàn)場預(yù)制，質(zhì)量難以保證。此外，這類預(yù)制板樁的長度是按基坑設(shè)計要求確定，沒有形成標準長度和機械式接頭，導致預(yù)制、運輸和吊裝困難，增加大量施工成本。由于單根板樁的長度較長，重量較大，運輸和吊裝成本高，加之截面的實體率高，植入時排土排漿量大，安裝困難等原因限制其推廣應(yīng)用。

因此，工程界亟需尋找一種截面合理的預(yù)制圍護板樁，既能克服傳統(tǒng)圍護板樁的缺陷，又能降低造價，加快施工速度，保護我們的環(huán)境，實現(xiàn)文明施工。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有預(yù)制板樁結(jié)構(gòu)受力不合理、施工周期長、造價高、施工及運輸和吊裝的困難等不足，提供一種勁性復(fù)合預(yù)制板樁圍護結(jié)構(gòu)。

為達到上述目的，本專利采用的技術(shù)方案是：

一種勁性復(fù)合預(yù)制板樁圍護結(jié)構(gòu)，是由預(yù)制鋼筋混凝土板樁與土體硬化劑攪拌體復(fù)合而成，其特征是：

預(yù)制板樁插入在土體硬化劑攪拌體中；

豎向排列的預(yù)制板樁通過冠梁或圍檁、腰梁組合成整體圍護結(jié)構(gòu)；

預(yù)制板樁的上下端面中預(yù)埋設(shè)連接其主筋的螺栓套筒；

預(yù)制板樁的縱向裝配接長方式為縱向鋼筋之間螺鎖式機械連接，混凝土接觸面之間采用高強粘合劑粘接。

預(yù)制板樁按一定水平間距呈分離式排列。

預(yù)制板樁之間緊密無縫隙插入呈連續(xù)式排列。

在預(yù)制板樁的頂部預(yù)埋有連接主筋的螺栓套筒，螺栓套筒接出錨固于冠梁的鋼筋，鋼筋與冠梁連接。

在預(yù)制板樁的支撐位置預(yù)埋連接螺栓套筒，螺栓套筒接出錨固于腰梁的鋼筋，鋼筋與腰梁連接。

在預(yù)制板樁上的底板位置預(yù)埋螺栓套筒，螺栓套筒接出錨固鋼筋，鋼筋與底板連接。

在預(yù)制板樁與的外墻的連接位置預(yù)埋螺栓套筒，螺栓套筒接出錨固鋼筋，鋼筋與外墻連接。

預(yù)制板樁的橫截面形狀為空腹T形；腹板中分布有一個以上的圓孔或箱形孔；腹板截面呈長方形；翼緣呈厚度漸變的板狀；板樁翼緣兩端接頭呈平面、弧形凹面、多邊形凹面或燕尾榫卯連接面的一種。

預(yù)制板樁的橫截面形狀為丁字異形；板樁的二個翼緣長度不等，長短翼緣長度之比在1.5以上；腹板截面呈長方形；翼緣為厚度漸變的板體；短翼緣的兩端頭呈平面；長翼緣的兩端頭呈平面、弧形凹面、多邊形凹面或燕尾榫卯連接面的一種。

預(yù)制板樁的橫截面形狀為箱式矩形；板樁的腹部分布有一個以上圓形孔或箱形孔；截面呈長方形；兩端接頭呈平面、弧形凹面、多邊形凹面或燕尾榫卯連接面的一種。

預(yù)制板樁的橫截面形狀為雙腹T型；一根板樁上分布兩塊腹板；腹板截面呈長方形或倒T形；兩端接頭呈平面、弧形凹面、多邊形凹面或燕尾榫卯連接面的一種。

連續(xù)式排列的相鄰異形板樁連接后，在弧形凹面、多邊形凹面的中間部位經(jīng)旋噴或攪拌加固，或旋噴攪拌體內(nèi)插入剛性構(gòu)件。

連續(xù)式排列的相鄰異形板樁兩側(cè)的燕尾榫卯咬合在一起。

預(yù)制板樁的水平連接縫，采用嵌入式或外突式楔形塊鎖緊或螺栓頂緊的方法加強初始拉力。

水平連接縫在鄰近板樁之間呈錯縫分布或連縫分布。

土體硬化劑攪拌體呈柱列式連續(xù)墻體或等厚度連續(xù)墻體，由多軸攪拌樁機或等厚度攪拌機攪拌土體與土體硬化劑漿液混合而成，或由成槽機挖槽的護壁泥漿與土體硬化劑攪拌混合而成；

土體硬化劑通過其自身各組分之間以及與土體之間的物理、化學反應(yīng)，將土體膠結(jié)成為能夠長期保持穩(wěn)定的硬化體的無機粉狀水硬性膠凝材料，如水泥或礦碴粉、鋼碴粉、脫硫石膏粉等混合物。

有益效果：本發(fā)明通過在土體硬化劑攪拌體內(nèi)植入接長的預(yù)制板樁進行縱向拼接并與冠梁連接組合而成，兼有擋土和止水功能，可替代現(xiàn)有的圍護樁墻結(jié)構(gòu)。本發(fā)明現(xiàn)場施工可操作性強、構(gòu)件裝配化程度高、作業(yè)效率高，能夠保證結(jié)構(gòu)的整體性和施工質(zhì)量，降低工程造價，工程實施效果良好。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。

圖1為本發(fā)明預(yù)制板樁的橫截面為空腹T形；

圖2為本發(fā)明預(yù)制板樁的橫截面為丁字異形；

圖3為本發(fā)明預(yù)制板樁的橫截面為箱式矩形；

圖4為本發(fā)明預(yù)制板樁的橫截面為雙腹T形；

圖5為本發(fā)明空腹T形預(yù)制板樁與圓形攪拌樁復(fù)合的分離式基坑圍護結(jié)構(gòu)橫斷面圖；

圖6為本發(fā)明空腹T形預(yù)制板樁與圓形攪拌樁復(fù)合的連續(xù)式基坑圍護結(jié)構(gòu)橫斷面圖；

圖7為本發(fā)明空腹T形預(yù)制板樁與等厚攪拌樁復(fù)合的連續(xù)式基坑圍護結(jié)構(gòu)橫斷面圖；

圖8為本發(fā)明丁字異形預(yù)制板樁與圓形攪拌樁復(fù)合的分離式基坑圍護結(jié)構(gòu)橫斷面圖；

圖9為本發(fā)明丁字異形預(yù)制板樁與圓形攪拌樁復(fù)合的連續(xù)式基坑圍護結(jié)構(gòu)橫斷面圖；

圖10為本發(fā)明丁字異形預(yù)制板樁與等厚攪拌樁復(fù)合的分離式基坑圍護結(jié)構(gòu)橫斷面圖；

圖11為本發(fā)明丁字異形預(yù)制板樁與等厚攪拌樁復(fù)合的連續(xù)式基坑圍護結(jié)構(gòu)橫斷面圖；

圖12為本發(fā)明箱式矩形預(yù)制板樁與圓形攪拌樁復(fù)合的分離式基坑圍護結(jié)構(gòu)橫斷面圖；

圖13為本發(fā)明箱式矩形預(yù)制板樁與圓形攪拌樁復(fù)合的連續(xù)式基坑圍護結(jié)構(gòu)橫斷面圖；

圖14為本發(fā)明箱式矩形預(yù)制板樁與等厚攪拌樁復(fù)合的連續(xù)式基坑圍護結(jié)構(gòu)橫斷面圖；

圖15為本發(fā)明雙腹T形預(yù)制板樁與圓形攪拌樁復(fù)合的分離式基坑圍護結(jié)構(gòu)橫斷面圖；

圖16為本發(fā)明雙腹T形預(yù)制板樁與圓形攪拌樁復(fù)合的連續(xù)式基坑圍護結(jié)構(gòu)橫斷面圖；

圖17為本發(fā)明雙腹T形預(yù)制板樁與等厚攪拌樁復(fù)合的分離式基坑圍護結(jié)構(gòu)橫斷面圖；

圖18為本發(fā)明雙腹T形預(yù)制板樁與等厚攪拌樁復(fù)合的連續(xù)式基坑圍護結(jié)構(gòu)橫斷面圖；

圖19為本發(fā)明預(yù)制板樁裝配效果標準件及榫式接頭示意圖；

圖20為本發(fā)明預(yù)制板樁標準件裝配效果及旋噴攪拌樁嵌入接頭示意圖

圖21為本發(fā)明預(yù)制板樁的螺鎖式機械水平接頭示意圖。

圖22為本發(fā)明預(yù)制板樁的連接加強板式增強水平接頭示意圖。

圖23為本發(fā)明預(yù)制板樁的法蘭式增強水平接頭示意圖。

圖24為本發(fā)明預(yù)制板樁的外露式壓緊連接件增強水平接頭示意圖。

圖25為本發(fā)明預(yù)制板樁的內(nèi)凹式壓緊連接件增強水平接頭示意圖。

圖26為本發(fā)明預(yù)制板樁與冠梁的連接示意圖。

圖27為本發(fā)明預(yù)制板樁與腰梁或圍檁的連接示意圖。

圖28為本發(fā)明連續(xù)式排列預(yù)制板樁剖面示意圖。

圖29為本發(fā)明分離式排列預(yù)制板樁剖面示意圖。

圖中：1—空腹T形預(yù)制板樁、2—丁字異形預(yù)制板樁、3—箱式矩形預(yù)制板樁、4—雙腹T形預(yù)制板樁、5—受力主筋的鋼筋連接套筒、6—箱形孔或圓孔、7—預(yù)制板樁之間的連接接頭、8—圓形攪拌樁、9—等厚攪拌樁、10—預(yù)制板樁、11—榫式接頭、12—旋噴或攪拌加固體、13—受力主筋、14—連接鋼板、15—高強液態(tài)粘結(jié)劑、16—連接螺栓、17—上節(jié)預(yù)制板樁、18—下節(jié)預(yù)制板樁、19—護板、20—連接加強板、21—螺栓、22—螺母、23—連接焊縫、24—預(yù)埋件、25—錐形墊片、26—冠梁、27—鋼筋連接套筒、28—腰梁圍檁、29—底板預(yù)埋連接孔、30—坑底、31—單孔箱式矩形預(yù)制板樁、32—水平連接縫的錯縫布置。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。

預(yù)制板樁所需要的標準件均是按模數(shù)化尺寸標準預(yù)制的，預(yù)制板樁的橫截面可分為空腹T形1、丁字異形2、箱式矩形3、雙腹T形4，參見圖1、圖2、圖3、圖4。

勁性復(fù)合預(yù)制板樁圍護結(jié)構(gòu)主要是由預(yù)制板樁10與土體硬化劑攪拌體復(fù)合而成，預(yù)制板樁呈分離式和連續(xù)式豎向排列，橫截面可分為空腹T形1、丁字異形2、箱式矩形3、雙腹T形4；土體硬化劑攪拌體可由多軸攪拌樁機將土體與土體硬化劑漿液混合攪拌，形成柱列式連續(xù)體8或等厚度連接體9，或由成槽機成槽，形成有泥漿護壁的溝槽，加入硬化劑攪拌而成，參見圖5～圖18。

預(yù)制板樁10的豎向連接接頭7采用企口榫接11，接口處設(shè)有止水膠條，參見圖19。

預(yù)制板樁10的豎向連接接頭7采用采用高壓旋噴或攪拌樁12嵌入連接按頭中止水，參見圖20。

預(yù)制板樁10是由1根以上的標準件經(jīng)連接水平接頭連接而成，其水平接頭的鋼筋為螺鎖式機械連接，混凝土接觸面之間采用高強粘合劑15粘接，參見圖21。

上節(jié)預(yù)制板樁17與下節(jié)預(yù)制板樁18通過連接加強板20和螺栓連接，對水平接頭增強連接作用力，參見圖22。

上節(jié)預(yù)制板樁17與下節(jié)預(yù)制板樁18，通過預(yù)埋連接鋼板14，預(yù)制板樁可采用外露式或內(nèi)凹式，再通過上下兩個螺栓連接將連接鋼板14連接在一起，使上下節(jié)預(yù)制板樁17、18形成一個整體，參見圖23、25。

上節(jié)預(yù)制板樁17與下節(jié)預(yù)制板樁18通過連接加強板20與預(yù)制板樁進行螺栓連接，上節(jié)連接加強板20的螺孔中塞入錐形墊片25，增強了水平接頭的連接拉力，參見圖24。

預(yù)制板樁10在頂端預(yù)埋有鋼筋連接套筒27，由此位置接出鋼筋錨入冠梁，便于與冠梁26，參見圖26。

預(yù)制板樁10在支撐位置預(yù)埋鋼筋連接套筒27，由此位置接出鋼筋錨入腰梁，與腰梁28連接；預(yù)制板樁10在相關(guān)位置預(yù)埋鋼筋連接套筒29與底板30和外墻連接，參見圖27。

預(yù)制板樁10在施工中可分段插入，水平接頭在地面裝配連接后插入土體中，其水平接頭31在標高位置的分布按相鄰錯開布置，參見圖28、29。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。