[发明专利]预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造及施工方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造及施工方法。

背景技术

随着现代城市的发展，城市地下空间的开发利用已成为世界性的发展趋势，并成为衡量城市现代化的重要标志。深基坑工程支护体系一般采用钻孔灌注围护桩或地连墙，支护体系仅作为开挖期间临时结构考虑，待主体现浇钢筋混凝土结构完成后，将支护体系作为安全储备。这种设计方法地下空间占用量大，且造成了临时支护体系的大量浪费。

专利(CN103669402A)提供了一种考虑基坑围护桩作为永久使用阶段地下室侧壁挡土结构一部分的桩墙一体化构造，这种构造在围护桩与地下室外墙中间存在找平层、保温层和柔性防水层空间，属于一种复合墙构造；其受力机理是根据桩墙刚度分配土压力，水压力全部由墙承担；由于围护桩相比结构墙刚度较小，分担荷载小，实际围护桩利用率较低；为更大程度发挥围护桩作用，减少材料浪费，降低外墙尺寸，减少地下空间使用面积，亟需提供一种新型桩墙一体化构造。

现有的桩墙传力构件和防水构件连接复杂，传力构件一般采用型钢，型钢表面复杂，止水构件不易与之连接，防水效果差。

发明内容

针对背景技术中存在的问题和不足之处，本发明提出一种预制围护桩与地下室结构墙相叠合的一体化构造及施工方法。本发明的受力机理是区别于桩墙复合，将桩墙看作T形截面，通过抗剪装置代替传统抗剪钢筋，连接桩墙，共同承担外部水土压力。

本发明采用的技术方案如下：

一种预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造，结构墙和围护桩之间预留有空间，在所述空间内依次施作有找平层和防水层，且结构墙和围护桩之间设置有多个垂直于结构墙的抗剪装置，抗剪装置包括承受弯矩、剪力和扭矩的受力构件和套装在受力构件上的防水构件，所述的受力构件与围护桩预埋钢板相连。

进一步的，抗剪装置包括受力构件和防水构件，受力构件包括型钢，型钢垂直插入到结构墙内，型钢一端焊接有与围护桩预埋钢板相连的端板，另一端焊接有插装在结构墙内的抗剪钉；防水构件包括钢管和异形防水卷材，钢管套在型钢外圈，钢管一端与端板焊接，另一端插入到结构墙内且包裹有异形防水卷材。

进一步的，所述的预制围护桩为方桩、矩形桩或工字型桩。

进一步的，所述预留空间的横向距离在50～200mm之间。

进一步的，所述防水层为防水涂料或柔性防水卷材，所述的卷材在抗剪装置位置预留孔洞。

进一步的，相邻抗剪装置沿桩身纵向间距满足桩墙叠合构造要求，型钢选型满足桩墙叠合强度要求。

进一步的，所述型钢与端板、端板与围护桩预埋钢板均为满焊，型钢、薄壁钢管和端板中心在一条直线上。

进一步的，所述型钢为方形钢、工字钢、带肋圆钢管或H型钢。

进一步的，所述的钢管为薄壁钢管，其深入结构墙的长度小于等于100mm，型钢嵌入结构墙长度为200～400mm。

进一步的，防水卷材通过卡扣固定在薄壁钢管上，卡扣是截面为V型的圆形构件，直径与薄壁钢管直径匹配。

所述的预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造的施工方法，包含以下步骤：

步骤1围护桩施工，基坑开挖，凿除围护桩侧面的土层，露出围护桩身的预埋钢板；

步骤2通过螺栓定位，将抗剪装置与预埋钢板固定，并满焊连接；

步骤3在围护桩的侧面挂网喷射找平层，施作外墙防水层，防水层在抗剪装置位置预留孔洞；

步骤4将异形防水卷材展开，与外墙防水卷材搭接；

步骤5绑扎结构墙钢筋，浇筑结构墙混凝土，完成施工。

本发明创造与现有技术相比，所具有的优点和积极效果：

(1)抗剪装置取代传统抗剪钢筋，实现了桩墙叠合作用，共同承担外部水土荷载，大大增加了围护桩利用率；抗剪装置结构简单，受力明确，实现了桩墙叠合受力受力构件和防水构件相结合，保证了基坑外侧全包防水。

(2)薄壁钢管表面可以与外墙防水卷材密实铺贴，构成第一道防水；异性防水卷材与外墙防水卷材搭接，构成第二道防水；两道防水组成了基坑外侧全外包防水，防水效果良好。

(3)预制围护桩与结构墙相叠合的一体化构造实现了围护桩与结构墙叠合构造，相比复合桩墙构造，更大程度的实现了临时支护体系的利用率，考虑围护桩在永久试用阶段的贡献之后减薄结构墙厚度，减少地下空间使用面积，节省社会资源。

(4)本发明可广泛应用于地下空间预制围护桩与主体结构墙之间的内力传递，形成桩墙叠合一体化构造。

附图说明