一种用灌注桩和搅拌桩咬合的基坑支护结构的施工方法.pdf

一种用灌注桩和搅拌桩咬合的基坑支护结构的施工方法，其施工步骤为：用单轴水泥土搅拌机打第一序列n1-n9的搅拌桩，桩半径为0.3-0.4m，桩间距S为0.6-0.8m，然后用旋挖钻机分别在两根搅拌桩之间打第二序列m1-m8的灌注桩，该桩的半径为0.5-0.6m，从而使第一序列n1-n9的搅拌桩与第二序列m1-m8之间相互咬合而形成一字形排列的基坑支护结构，两种桩型之间相互的咬合距为0.2m，桩长均为6-8m。本发明的施工方法延长了施工时间，只要保证第一序列搅拌桩与第二序列灌注桩之间在48-96小时内咬合的前提下，就可进行施工，从而避免了自然和人为原因造成施工停顿时间过长带来的基坑渗水漏泥，并降低施工成本。

权利要求书

一种用灌注桩和搅拌桩咬合的基坑支护结构的施工方法
技术领域
本发明涉及一种基坑支护结构的施工方法，具体地说是涉及用水泥土搅拌桩和混凝土灌注桩相互咬合、一字形排列的基坑支护结构的施工方法。
背景技术
为了保证基坑的顺利施工及周边建筑物的安全，通常在基坑与基坑侧壁间设置支护结构，基坑支护结构有多种形式，基坑支护结构的作用是阻止基坑外的地下水和土流入基坑内。基坑支护结构是一种临时结构，在保证基坑安全的前提下，支护结构费用越小越好。一字形排列的咬合桩支护结构是一种经济、常用的基坑支护结构形式，因为咬合桩支护结构既能防止地下水向基坑的渗流，又能阻止土向基坑内的流动。
咬合桩支护结构通常采用混凝土灌注桩之间的咬合布置，其施工步骤如下：在基坑与基坑侧壁之间的位置上间隔施工第一序列的若干个根半径为R₁的混凝土灌注桩，混凝土灌注桩间距S＝2R₂-2L(R₂为第二序列施工的若干个根混凝土灌注桩的半径，L为第一序列与第二序列混凝土灌注桩之间的咬合距)；然后在第一序列施工的混凝土灌注桩之间施工第二序列、半径为R₂的混凝土灌注桩，保证第一序列和第二序列混凝土灌注桩之间有L的咬合距(L≥150mm)。由于混凝土硬化速度快，为了保证混凝土灌注桩之间的咬合效果，要求在第一序列混凝土灌注桩与第二序列混凝土灌注桩之间的施工时间间隔最长不能超过20小时，否则咬合效果不好，导致基坑渗水漏泥，影响基坑安全施工。在工程实践中，常会遇上自然和人为原因造成二个序列混凝土灌注桩施工停顿时间超过20小时，不仅影响了混凝土灌注桩之间的咬合质量，降低防渗阻泥效果，而且会造成已经施工的第一序列混凝土灌注桩的浪费，导致基坑支护结构成本的上升。
因此，需解决二根混凝土灌注桩超过20小时后，由于咬合质量不好带来的基坑渗水漏泥和基坑支护结构成本的上升，但目前尚无能解决二根混凝土灌注桩超过20小时后咬合质量不好的施工方法。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。一种用灌注桩和搅拌桩咬合的基坑支护结构的施工方法，其施工步骤如下：
1、把单轴水泥土搅拌机移至第一序列水泥土搅拌桩1的第1根位置上，第1根水泥土搅拌桩1的代号n₁，半径R₁，使单轴水泥土搅拌机的中心管中心对准第1根水泥土搅拌桩1的圆中心；
2、一搅下沉，启动单轴水泥土搅拌机的电动机，放松钢丝绳，单轴水泥土搅拌机下端的搅拌头一边搅拌一边下沉，待搅拌头下沉至水泥土搅拌桩1的设计深度时，单轴水泥土搅拌机将水泥浆抽到料斗中；
3、二搅上升，边搅边喷水泥浆，搅拌头下沉至水泥土搅拌桩1的设计深度后，开启单轴水泥土搅拌机输浆泵，从搅拌头的喷口将水泥浆压入土中，边喷水泥浆边提升搅拌头到水泥土搅拌桩1的设计桩顶深度，保证单轴水泥土搅拌机的送浆压力0.4-0.6MPa、提升速度0.8-1m/min、钻杆转速40-45转/min，完成第一序列的第1根水泥土搅拌桩1，代号n₁；
4、按照咬合桩支护结构的延伸方向移动单轴水泥土搅拌机，使单轴水泥土搅拌机的中心管中心对准第2根水泥土搅拌桩1的圆中心，第2根水泥土搅拌桩1的代号n₂，半径R₁，并使水泥土搅拌桩1间距4为S＝2R₂-2L，R₂为第二序列施工的若干个根混凝土灌注桩1的半径，L为第一序列水泥土搅拌桩1与第二序列混凝土灌注桩2之间的咬合距3，L≥0.15m；
5、重复步骤2、3，完成第一序列第2根水泥土搅拌桩1，代号n₂；
6、重复步骤4、2、3，依次完成第一序列的水泥土搅拌桩1 n₃、n₄、n₅、n₆、n₇、n₈、n₉。
7、当第一序列的第1根水泥土搅拌桩1施工结束后48小时后，把旋挖钻机移至第二序列第1根混凝土灌注桩2的位置上，旋挖钻机钻头轻轻着地，旋转，开钻，至混凝土灌注桩2的设计深度；
8、旋挖钻机旋回，将钻头内的土砂料倾倒在土方车或地上；钻孔完成，进行第一次清孔；放入钢筋笼，进行第二次清孔；灌注混凝土，完成第二序列第1根混凝土灌注桩2，代号m₁，半径R₂，保证第一序列的水泥土搅拌桩1与第二序列的混凝土灌注桩2有L的咬合距；
9、把旋挖钻机移至第二序列第2根混凝土灌注桩2的位置上，旋挖钻机钻头轻轻着地，旋转，开钻，至混凝土灌注桩2的设计深度；
10、重复步骤8，完成第二序列第1根混凝土灌注桩2，代号m2，半径R2，保证第一序列的水泥土搅拌桩1与第二序列的混凝土灌注桩2咬合距L；
11、重复步骤9、10，在保证第一序列的水泥土搅拌桩1与第二序列的混凝土灌注桩2之间在最短48小时后、最大96小时内咬合的前提下，完成第二序列的混凝土灌注桩2 m₃、m₄、m₅、m₆、m₇、m₈。
发明有益效果
1、不需要对现有单轴水泥土搅拌机和旋挖钻机进行技术改进。
2、延长了咬合的施工时间，只要保证第一序列的水泥土搅拌桩与第二序列的混凝土灌注桩之间在最短48小时后、最大96小时内咬合的前提下，就可进行施工。
3、由于延长了咬合施工时间，避免了自然和人为原因造成施工停顿时间过长带来的基坑渗水漏泥和基坑支护结构成本的上升。
4、在施工实践中，如果施工安排合理，就能不间断地进行流水施工。
附图说明
图1为单轴水泥土搅拌桩与混凝土灌注桩相互咬合构成的一字形排列的基坑支护结构的平面示意图。
附图标记：1-单轴水泥土搅拌桩；2-混凝土灌注桩；3-咬合距；4-水泥土搅拌桩间距；n1-n9为第一序列的水泥土搅拌桩，m1-m8为第二序列的混凝土灌注桩，L-为咬合距，S-水泥土搅拌桩的桩距。
具体实施方式
实施例1
江苏省南京市中山路某工程地下室基坑深6m，基坑一边长10.2m。场地地面至地面以下4m为粉质粘土，4m以下为粉土，地面以下1.5m为地下水面。为阻止基坑外的地下水和土流入基坑内，保证基坑施工和基坑周边建筑物安全，需要在基坑与基坑侧壁之间设置支护结构。支护结构采用9根水泥土搅拌桩1与8根混凝土灌注桩2咬合的形式，其中水泥土搅拌桩1半径R₁＝0.3m，水泥土搅拌桩1长H＝6m，混凝土灌注桩2半径R₂＝0.5m，混凝土灌注桩2长H＝6m，咬合距3L＝0.2m，水泥土搅拌桩1间距4为S＝2R₂-2L＝0.6m。水泥土搅拌桩1和混凝土灌注桩2的桩底为基坑底，桩顶为地面。施工1根水泥土搅拌桩1需8个小时，施工1根混凝土灌注桩2需9个小时，则水泥土搅拌桩1和混凝土灌注桩2咬合、一字形排列的基坑支护结构型式施工步骤如下。
1、把SJB-1单轴水泥土搅拌机移至第一序列水泥土搅拌桩1的第1根位置上，第1根水泥土搅拌桩1的代号n₁，半径R₁＝0.3m，使SJB-1单轴水泥土搅拌机的中心管中心对准第1根水泥土搅拌桩1的圆中心；
2、一搅下沉，启动SJB-1单轴水泥土搅拌机的电动机，放松钢丝绳，双轴水泥土搅拌机下端的搅拌头一边搅拌一边下沉，待搅拌头下沉至水泥土搅拌桩1的6m深度时，SJB-1单轴水泥土搅拌机将水泥浆抽到料斗中；
3、二搅上升，边搅边喷水泥浆，搅拌头下沉至水泥土搅拌桩1设计深度6m后，开启双轴水泥土搅拌机输浆泵，从搅拌头的喷口将水泥浆压入土中，边喷水泥浆边提升搅拌头到地面为止，保证双轴水泥土搅拌机的送浆压力0.4MPa、提升速度0.8m/min、钻杆转速45转/min，完成第一序列的第1根水泥土搅拌桩1，代号n₁；
4、按照咬合桩支护结构的延伸方向移动SJB-1单轴水泥土搅拌机，使SJB-1单轴水泥土搅拌机的中心管中心对准第2根水泥土搅拌桩1的圆中心，第2根水泥土搅拌桩1的代号n₂，半径R₁＝0.3m，并使水泥土搅拌桩1间距4为S＝2R₂-2L＝0.6m，R₂＝0.5m为第二序列施工的8根混凝土灌注桩1的半径，L为第一序列水泥土搅拌桩1与第二序列混凝土灌注桩2之间的咬合距3，L＝0.2m；
5、重复步骤2、3，完成第一序列第2根水泥土搅拌桩1，代号n₂；
6、重复步骤4、2、3，依次完成第一序列的水泥土搅拌桩1 n₃、n₄、n₅、n₆、n₇、n₈、n₉。
7、当第一序列的第6根水泥土搅拌桩1施工结束后，第一序列的第1根水泥土搅拌桩1施工结束已48小时，把SLR-1旋挖钻机移至第二序列第1根混凝土灌注桩2、代号m₁的位置上，SLR-1旋挖钻机钻头轻轻着地，旋转，开钻，至混凝土灌注桩2的设计深度，H＝6m；
8、SLR-1旋挖钻机旋回，将钻头内的土砂料倾倒在土方车或地上；钻孔完成，进行第一次清孔；放入钢筋笼，进行第二次清孔；灌注混凝土，完成第二序列第1根混凝土灌注桩2，代号m₁，半径R₂＝0.5m，保证第一序列的水泥土搅拌桩1与第二序列的混凝土灌注桩2有L＝0.2m的咬合距；
9、把SLR-1旋挖钻机移至第二序列第2根混凝土灌注桩2的位置上，SLR-1旋挖钻机钻头轻轻着地，旋转，开钻，至混凝土灌注桩2的设计深度，H＝6m；
10、重复步骤8，完成第二序列第1根混凝土灌注桩2，代号m₂，半径R₂，保证第一序列的水泥土搅拌桩1与第二序列的混凝土灌注桩2咬合距L＝0.2m；
11、重复步骤9、10，在保证第一序列的水泥土搅拌桩1与第二序列的混凝土灌注桩2之间在48-96小时内咬合的前提下，完成第二序列的混凝土灌注桩2m₃、m₄、m₅、m₆、m₇、m₈。
实施例2
江苏省南京市长江路某工程地下室基坑深8m，基坑一边长13.6m。场地地面至地面以下6m为粘土，4m以下为粉质粘土，地面以下1m为地下水面。为阻止基坑外的地下水和土流入基坑内，保证基坑施工和基坑周边建筑物安全，需要在基坑与基坑侧壁之间设置支护结构。支护结构采用9根水泥土搅拌桩1与8根混凝土灌注桩2咬合的形式，其中水泥土搅拌桩1半径R₁＝0.4m，水泥土搅拌桩1长H＝8m，混凝土灌注桩2半径R₂＝0.6m，混凝土灌注桩2长H＝8m，咬合距3L＝0.2m，水泥土搅拌桩1间距4为S＝2R₂-2L＝0.8m。水泥土搅拌桩1和混凝土灌注桩2的桩底为基坑底，桩顶为地面。因为粘土和粉质粘土硬度小，施工1根水泥土搅拌桩1需8个小时，施工1根混凝土灌注桩2需9个小时，则水泥土搅拌桩1和混凝土灌注桩2咬合、一字形排列的基坑支护结构型式施工步骤如下。
1、把SJB-1单轴水泥土搅拌机移至第一序列水泥土搅拌桩1的第1根位置上，第1根水泥土搅拌桩1的代号n₁，半径R₁＝0.4m，使SJB-1单轴水泥土搅拌机的中心管中心对准第1根水泥土搅拌桩1的圆中心；
2、一搅下沉，启动SJB-1单轴水泥土搅拌机的电动机，放松钢丝绳，双轴水泥土搅拌机下端的搅拌头一边搅拌一边下沉，待搅拌头下沉至水泥土搅拌桩1的8m深度时，SJB-1单轴水泥土搅拌机将水泥浆抽到料斗中；
3、二搅上升，边搅边喷水泥浆，搅拌头下沉至水泥土搅拌桩1设计深度8m后，开启双轴水泥土搅拌机输浆泵，从搅拌头的喷口将水泥浆压入土中，边喷水泥浆边提升搅拌头到地面为止，保证双轴水泥土搅拌机的送浆压力0.5MPa、提升速度1m/min、钻杆转速40转/min，完成第一序列的第1根水泥土搅拌桩1，代号n₁；
4、按照咬合桩支护结构的延伸方向移动SJB-1单轴水泥土搅拌机，使SJB-1单轴水泥土搅拌机的中心管中心对准第2根水泥土搅拌桩1的圆中心，第2根水泥土搅拌桩1的代号n₂，半径R₁＝0.4m，并使水泥土搅拌桩1间距4为S＝2R₂-2L＝0.8m，R₂＝0.6m为第二序列施工的8根混凝土灌注桩1的半径，L为第一序列水泥土搅拌桩1与第二序列混凝土灌注桩2之间的咬合距3，L＝0.2m；
5、重复步骤2、3，完成第一序列第2根水泥土搅拌桩1，代号n₂；
6、重复步骤4、2、3，依次完成第一序列的水泥土搅拌桩1 n₃、n₄、n₅、n₆、n₇、n₈、n₉。
7、当第一序列的第6根水泥土搅拌桩1施工结束后，第一序列的第1根水泥土搅拌桩1施工结束已48小时，把SLR-1旋挖钻机移至第二序列第1根混凝土灌注桩2、代号m₁的位置上，SLR-1旋挖钻机钻头轻轻着地，旋转，开钻，至混凝土灌注桩2的设计深度，H＝8m；
8、SLR-1旋挖钻机旋回，将钻头内的土砂料倾倒在土方车或地上；钻孔完成，进行第一次清孔；放入钢筋笼，进行第二次清孔；灌注混凝土，完成第二序列第1根混凝土灌注桩2，代号m₁，半径R₂＝0.6m，保证第一序列的水泥土搅拌桩1与第二序列的混凝土灌注桩2有L＝0.2m的咬合距；
9、把SLR-1旋挖钻机移至第二序列第2根混凝土灌注桩2的位置上，SLR-1旋挖钻机钻头轻轻着地，旋转，开钻，至混凝土灌注桩2的设计深度，H＝8m；
10、重复步骤8，完成第二序列第1根混凝土灌注桩2，代号m₂，半径R₂＝0.6m，保证第一序列的水泥土搅拌桩1与第二序列的混凝土灌注桩2咬合距L＝0.2m；
11、重复步骤9、10，在保证第一序列的水泥土搅拌桩1与第二序列的混凝土灌注桩2之间在48-96小时内咬合的前提下，完成第二序列的混凝土灌注桩2m₃、m₄、m₅、m₆、m₇、m₈。