一种基坑围护结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种基坑围护结构及施工方法，基坑围护结构包括有管幕钢管桩系统、地温交换系统和冠梁，其中冠梁浇筑在管幕钢管桩系统的顶部，地温交换系统设置在管幕钢管桩系统和冠梁内。管幕钢管桩系统是由钢管桩和钢板桩组成，钢管桩和钢板桩的设置深度相同，地温交换系统是由进水总管、出水总管、数个进水支管、数个出水支管和泵送系统组成，施工方法为：步骤一、施工工艺的制定；步骤二、施工准备；步骤三、具体施工；有益效果：增加基坑安全性能，隔水挡土效果好，材料用量省，施工速度快，刚度大，安全性好，环保节能效益突出，适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种基坑围护结构及施工方法
本专利技术涉及一种围护结构及施工方法，特别涉及一种基坑围护结构及施工方法。
技术介绍
目前，基坑围护结构的合理选择，是基坑支护设计的首要工作，应根据地质条件，周边环境的要求及不同支护形式的特点、造价等综合确定。一般地质条件较好、周边环境要求较宽松时，可以采用柔性支护，如土钉墙等；当周围环境要求高时，应采用较刚性的支护形式，以控制水平位移，如排桩或地下连续墙等。目前常用的排桩或地下连续墙形式主要有钻孔灌注桩+水泥土搅拌桩止水、钢筋混凝土地下连续墙、钢板桩、SMW工法桩等。其中，钻孔灌注桩+水泥土搅拌桩止水、钢筋混凝土地下连续墙的材料主要为钢筋混凝土，耗材、耗能多，造价高；钢板桩之间的搭接位置无法满足较严格的隔水要求，当基坑开挖较深时钢板桩往往漏水严重；SMW工法桩当基坑开挖较深时，水泥土桩受力开裂可能导致隔水失效，且水泥土不可回收，造价仍然较高。基坑围护结构大部分是一个临时性的工程，在基坑回填后即完成工程的所有使用价值，如何将临时性的工程发挥永久性的作用，充分利用围护结构，是目前亟待解决的关键问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决如何将临时性的工程发挥永久性的作用，充分利用围护结构的问题而提供的一种基坑围护结构及施工方法。本专利技术提供的基坑围护结构包括有管幕钢管桩系统、地温交换系统和冠梁，其中冠梁浇筑在管幕钢管桩系统的顶部，地温交换系统设置在管幕钢管桩系统和冠梁内。管幕钢管桩系统是由钢管桩和钢板桩组成，钢管桩和钢板桩的设置深度相同，钢管桩的底部设置有尖角，钢管桩的直径为2m，钢板桩为AZ26型钢板。地温交换系统是由进水总管、出水总管、数个进水支管、数个出水支管和泵送系统组成，其中数个进水支管连通在进水总管上并插设在钢管桩内，数个出水支管连通在出水总管上也插设在钢管桩内，出水支管的设置深度低于进水支管的设置深度，进水总管和出水总管位于管幕钢管桩系统的段落预埋在冠梁内，泵送系统设在进水总管上，进水总管和出水总管的一端与需要降温或升温的建筑物相连接，进水总管、出水总管、数个进水支管和数个出水支管均为PE管。泵送系统是由过滤器和水泵组成，水泵为立式热水泵，水泵与进水总管相连接，过滤器设在水泵与进水总管的连接处。本专利技术提供的基坑围护结构的施工方法，其方法如下所述：步骤一、施工工艺的制定，具体施工工艺如下：施工准备→测量网复核及施工基线布置→运桩→沉管、液压或锤击机械桩机就位→吊装、立桩→测量定位→振动、锤击或液压沉桩→预埋进水总管、出水总管、进水支管和出水支管→支模浇筑冠梁→待正负零以上施工时，进水总管和出水总管与建筑物的降温或升温设备相连，在进水总管上设置泵送系统，泵送系统包括过滤器和水泵；步骤二、施工准备：1)、机械准备：配备性能可靠、符合标准、种类齐全的施工机械和设备，在施工前做好机械设备的保养、试机工作，确保在施工期间一切正常作业，准备的机械设备包括：沉管、液压或锤击机械桩机；测量仪器；泵送系统中的过滤器和水泵；2)、材料准备：准备的材料有：钢管桩；钢板桩；混凝土；钢筋；不同型号的PE管，PE管包括：进水总管、出水总管、进水支管和出水支管；镀锌钢管和模板；3)、场地准备：清除地表的建筑垃圾、生活垃圾、杂草、树根和耕植土；平整场地至设计标高，根据设计文件和施工组织计划的要求，确定合理可行的施工顺序；步骤三、施工方法，具体施工方法如下：1)、钢管桩和钢板桩的施工及预埋进水总管、出水总管、进水支管和出水支管，具体如下：①、桩机进入现场，根据设计桩长，进行设备组装；②、桩机就位，桩机移至预打桩位处，确保桩位偏差≤50mm、垂直度偏差≤0.5％；③、振动、锤击或液压钢管桩和钢板桩；④、预埋进水总管、出水总管、进水支管和出水支管，首先在钢管桩内灌满水，然后在钢管桩内插入进水支管和出水支管，出水支管的设置深度低于进水支管的设置深度，进水支管的顶端与冠梁内的进水总管相连接，出水支管的顶端与冠梁内的出水总管相连接；⑤、支模浇筑冠梁；2)、待正负零以上施工时，进水总管和出水总管与建筑物的降温或升温设备相连，在进水总管上装配泵送系统，泵送系统包括过滤器和水泵。桩机为D128柴油锤式桩机，柴油锤上活塞重：12800Kg；柴油锤每锤打击能量：426500Nm；柴油锤打击次数：36-45i/min；柴油锤最大爆发力：3600KN。水泵为立式热水泵，水泵的流量为100立方米/每小时，水泵的扬程30米，水泵的功率15千瓦，水泵过流部件的材质为316不锈钢，水泵由变频电机驱动，热水泵、过滤器和变频电机为现有设备的组装，因此具体型号和规格没有进行赘述。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的技术方案将基坑支护与利用地下浅层地温能相结合，利用两者各自的优点。管幕钢管桩可以提高围护结构的抗弯能力，增加基坑安全性能，隔水挡土效果好，材料用量省，施工速度快，刚度大，安全性好，环保节能效益突出，适用范围广。地温交换系统能够有效利用地下浅层地温能，起到节能减排目的。本专利技术为推动管幕钢管桩在基坑围护结构中的应用发挥了突出的作用，并合理利用地下浅层地温能，可创造可观的经济效益和社会效益。地温交换系统，还可以将其作为降雨时的储水装置，为海绵城市做贡献，下雨大的时候通过管幕钢管桩集水，减少向城市排水管道的排放，天晴时可以从管幕钢管中抽水进行道路清理、浇灌花草树木等作用。附图说明图1为本专利技术所述围护结构整体结构示意图。图2为本专利技术所述施工方法流程示意图。1、冠梁2、钢管桩3、钢板桩4、进水总管5、出水总管6、进水支管7、出水支管8、泵送系统9、建筑物。具体实施方式请参阅图1和图2所示：本专利技术提供的基坑围护结构包括有管幕钢管桩系统、地温交换系统和冠梁1，其中冠梁1浇筑在管幕钢管桩系统的顶部，地温交换系统设置在管幕钢管桩系统和冠梁1内。管幕钢管桩系统是由钢管桩2和钢板桩3组成，钢管桩2和钢板桩3的设置深度相同，钢管桩2的底部设置有尖角，钢管桩2的直径为2m，钢板桩3为AZ26型钢板。地温交换系统是由进水总管4、出水总管5、数个进水支管6、数个出水支管7和泵送系统8组成，其中数个进水支管6连通在进水总管4上并插设在钢管桩2内，数个出水支管7连通在出水总管5上也插设在钢管桩2内，出水支管7的设置深度低于进水支管6的设置深度，进水总管4和出水总管5位于管幕钢管桩系统的段落预埋在冠梁1内，泵送系统8设在进水总管4上，进水总管4和出水总管5的一端与需要降温或升温的建筑物9相连接，进水总管4、出水总管5、数个进水支管6和数个出水支管7均为PE管。泵送系统8是由过滤器和水泵组成，水泵为立式热水泵，水泵与进水总管4相连接，过滤器设在水泵与进水总管4的连接处。本专利技术提供的基坑围护结构的施工方法，其方法如下所述：步骤一、施工工艺的制定，具体施工工艺如下：施工准备→测量网复核及施工基线布置→运桩→沉管、液压或锤击机械桩机就位→吊装、立桩→测量定位→振动、锤击或液压沉桩→预埋进水总管4、出水总管5、进水支管6和出水支管7→支模浇筑冠梁1→待正负零以上施工时，进水总管4和出水总管5与建筑物9的降温或升温设备相连，在进水总管4上设置泵送系统8，泵送系统8包括过滤器和水泵；步骤二、施工准备：1)、机械准备：配备性能可靠、符合标准、种类齐全的施工机械和设备，在施工前做好本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基坑围护结构，其特征在于：包括有管幕钢管桩系统、地温交换系统和冠梁，其中冠梁浇筑在管幕钢管桩系统的顶部，地温交换系统设置在管幕钢管桩系统和冠梁内。

【技术特征摘要】
1.一种基坑围护结构，其特征在于：包括有管幕钢管桩系统、地温交换系统和冠梁，其中冠梁浇筑在管幕钢管桩系统的顶部，地温交换系统设置在管幕钢管桩系统和冠梁内。2.根据权利要求1所述的一种基坑围护结构，其特征在于：所述的管幕钢管桩系统是由钢管桩和钢板桩组成，钢管桩和钢板桩的设置深度相同，钢管桩的底部设置有尖角，钢管桩的直径为2m，钢板桩为AZ26型钢板。3.根据权利要求1或2所述的一种基坑围护结构，其特征在于：所述的地温交换系统是由进水总管、出水总管、数个进水支管、数个出水支管和泵送系统组成，其中数个进水支管连通在进水总管上并插设在钢管桩内，数个出水支管连通在出水总管上也插设在钢管桩内，出水支管的设置深度低于进水支管的设置深度，进水总管和出水总管位于管幕钢管桩系统的段落预埋在冠梁内，泵送系统设在进水总管上，进水总管和出水总管的一端与需要降温或升温的建筑物相连接，进水总管、出水总管、数个进水支管和数个出水支管均为PE管。4.根据权利要求3所述的一种基坑围护结构，其特征在于：所述的泵送系统是由过滤器和水泵组成，水泵为立式热水泵，水泵与进水总管相连接，过滤器设在水泵与进水总管的连接处。5.一种基坑围护结构的施工方法，其特征在于：其方法如下所述：步骤一、施工工艺的制定，具体施工工艺如下：施工准备→测量网复核及施工基线布置→运桩→沉管、液压或锤击机械桩机就位→吊装、立桩→测量定位→振动、锤击或液压沉桩→预埋进水总管、出水总管、进水支管和出水支管→支模浇筑冠梁→待正负零以上施工时，进水总管和出水总管与建筑物的降温或升温设备相连，在进水总管上设置泵送系统，泵送系统包括过滤器和水泵；步骤二、施工准备：1)、机械准备：配备性能可靠、符合标准、种类齐全的施工机械和设备，在施工前做好机械设备的保养、试机工作，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，姚凯，胡俊，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：海南,46