[发明专利]双弧面钢桩、地下支护结构及地下支护结构的施工方法

说明书

本发明首先公开了双弧面钢桩，包括一对间隔设置的翼缘；以及腹板，腹板布置在该一对翼缘之间、并连接在该一对翼缘上；任一翼缘均具有一背离腹板的呈圆弧状的外侧面。其次，提供一种地下支护结构，该地下支护结构由双弧面钢桩和灌注桩交替布置而形成，相邻的双弧面钢桩和灌注桩之间具有间隙。上述双弧面钢桩以及地下支护结构中，利用该钢桩可以有效地将两根相邻的灌注桩之间的间隙封闭掉，无需水泥土搅拌桩所形成的止水帷幕即可满足挡水要求。本申请还提供上述地下支护结构的施工方法，步骤为：(1)下沉双弧面钢桩；(2)施工灌注桩，形成支护结构。该方法可以形成一个具有良好挡水效果的地下支护结构。

技术领域

本发明涉及地下结构施工过程中的支护结构部件、支护结构，以及该支护结构的施工方法，具体涉及一种双弧面钢桩、地下支护结构及地下支护结构的施工方法。

技术背景

在基坑的支护结构中，灌注桩由于其刚度较大，抗弯能力强，变形相对较小，经济效益好等优势，成为一种常用的支护桩，但是由于其自身施工的特点，相邻的两根灌注桩之间无法进行搭接，桩间至少要留有100-200mm的间隙，挡水效果较差，为了弥补挡水效果，一般将其与水泥土搅拌桩组合使用，灌注桩用于抗弯，水泥土搅拌桩形成止水帷幕起挡水作用。

灌注桩与水泥土搅拌桩的组合使用，虽然保证了挡水效果，但延长了施工周期和施工成本。

发明内容

本发明的目的首先在于提供一种双弧面钢桩，利用该钢桩可以有效地将两根相邻的灌注桩之间的间隙封闭掉，无需水泥土搅拌桩所形成的止水帷幕即可满足挡水要求，具体的技术方案为：

双弧面钢桩，包括一对翼缘，该一对翼缘间隔设置；以及至少一块腹板，腹板布置在该一对翼缘之间、并连接在该一对翼缘上；任一翼缘均具有一背离腹板的外侧面，该外侧面朝腹板方向下凹而呈圆弧状。

在使用时，该双弧面钢桩与灌注桩交替布置，灌注桩桩孔内的水泥砂浆会渗入桩孔周围的土体中，当双弧面钢桩与灌注桩的间隔距离较小时，这些渗入桩孔周围的水泥砂浆会碰撞到双弧面钢桩的翼缘的外侧面上，并凝结到翼缘的外侧面上，当这些水泥砂浆完全凝固后，会形成具有低透水性的壳层，该壳层将灌注桩与双弧面钢桩之间的间隙封闭，从而双弧面钢桩将相邻的两根灌注桩之间的间隙封闭，使由灌注桩和双弧面钢桩所形成的挡墙具有挡水功能，由于避免了水泥土搅拌桩的施工，在保证了挡水效果的基础上，不但可以缩短施工周期，还可以减低一定的施工成本。

优选地，为保证双弧面钢桩之间具有一定宽度的连接层，翼缘的外侧面的中心角为30-120°。

优选地，所述翼缘为弧形板。翼缘具体可以采用钢板卷制或由钢管切割而成。

进一步，该双弧面钢桩的横截面呈相对于一对称轴对称的轴对称形，该对称轴经过所述一对翼缘的外侧面的圆弧中心。该设计使双弧面钢桩具有大致对称的结构，有利于在土体中稳定地下沉，减少倾斜的概率。

优选地，一对翼缘的外侧面的圆弧半径相同。由于在一个工程施工中，同一支护结构中的灌注桩的直径均相同，相对应的，双弧面钢桩的翼缘外侧面的圆弧采用相同的半径是一个比较好的选择。另外，采用相同的圆弧半径，还有利于翼缘的批量加工，提高双弧面钢桩的加工效率。

本申请的另一目的在于提供一种地下支护结构，该地下支护结构由双弧面钢桩和灌注桩交替布置而形成，相邻的双弧面钢桩和灌注桩之间具有间隙；所述双弧面钢桩为上述任一项技术方案中所述的双弧面钢桩。优选地，相邻的双弧面钢桩和灌注桩之间的间隙为10-20mm。

利用双弧面钢桩能够使相邻两根灌注桩之间的间隙基本上处于封闭状态，为避免在施工灌注桩的桩孔时，桩机的钻头触碰到双弧面钢桩，在相邻的双弧面钢桩和灌注桩之间留有一个小的间隙，在灌注桩的浇注过程中，灌注桩内的水泥砂浆会渗入到桩孔周围的土体中，并粘结到近距离的双弧面钢桩上，完成双弧面钢桩与灌注桩之间的连接，使双弧面钢桩与灌注桩之间不会具有由素土所形成的区域，保证了挡水功能。