一种H型钢组合钢板桩连续墙组合支护体系及其施工方法
技术领域
本发明涉及桩基技术领域，具体为一种可回收H型钢组合钢板桩连续墙加型钢组合支护体系及其施工方法。
背景技术
目前传统的基坑支护采用钻孔桩+周边止水帷幕的形式，对软土进行就地加固，能够最大限度的利用原状土的承载力或其他力学性能，在建筑工程中广泛应用。但是该工艺的施工时间较长，需要的工艺步骤也较多，同时施工过程中一旦对土层的力学性能把握不明确，以及施工过程中的质量把控不严格，容易出现垂直度出现严重偏差，造成整个支护体系的性能不达标。
发明内容
1.需要解决的技术问题
本发明需要解决的技术问题在于，提供一种H型钢组合钢板桩连续墙组合支护体系及其施工方法，规避传统的基坑支护工程造价高、能耗高、工期长、质量不易控制、环境污染严重等缺点。
2.技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种H型钢组合钢板桩连续墙组合支护体系，包括U型拉森桩和H型钢；若干所述U型拉森桩通过连接企口收尾相连组成围护结构；若干所述H型钢间隔布置在所述围护结构内侧，且所述H型钢端面压紧在所述U型拉森桩凹面。
上述的H型钢组合钢板桩连续墙组合支护体系，其中，所述H型钢通过焊接或螺栓安装方式压紧在所述U型拉森桩凹面。
上述的H型钢组合钢板桩连续墙组合支护体系，其中，若干所述H型钢等间隔布置在所述围护结构内侧。
上述的H型钢组合钢板桩连续墙组合支护体系，其中，所述H型钢与所述U型拉森桩按1:2～1:4比例分布。
上述的H型钢组合钢板桩连续墙组合支护体系，其中，相邻两个所述H型钢的中心距为所述U型拉森桩长度的1.8～2.4倍。
本发明同时公开了一种H型钢组合钢板桩连续墙组合支护体系的施工方法，包括如下步骤：
步骤1，将所述U型拉森桩逐一打入土体，打入过程中通过所述连接企口将相邻U型拉森桩连接；
步骤2，所述U型拉森桩施工结束2d后，将所述所述H型钢贴紧所述U型拉森桩凹面打入，并确保所述H型钢端面贴紧所述U型拉森桩凹面；
步骤3，完成施工后，拔除所述U型拉森桩和H型钢，并对拔除后的空隙进行灌浆处理。
上述的H型钢组合钢板桩连续墙组合支护体系的施工方法，其中，所述步骤1的U型拉森桩下沉速度为1-1.5m/min，下沉过程中的水平偏差不超过8mm，标高偏差不大于50mm。
上述的H型钢组合钢板桩连续墙组合支护体系的施工方法，其中，所述步骤2采用振动锤下沉法打入所述H型钢。
上述的H型钢组合钢板桩连续墙组合支护体系的施工方法，其中，所述步骤2采用定位导向架控制所述H型钢的下沉垂直度。
上述的H型钢组合钢板桩连续墙组合支护体系的施工方法，其中，所述H型钢打入前需进行除锈并涂刷减摩材料。
3.有益效果
综上所述，本发明的有益效果是：
(1)本发明的连续墙组合支护体系将U型拉森桩和H型钢的优点相结合，结构刚度大，挡土止水功能完善，质量易控制，安全度高，并且在可循环利用以及节约成本方面、缩短工期等方面有极好表现；
(2)采用本发明的连续墙组合支护体系大大缩短了的基础工程的施工周期，更推进了整个工程的进程。于此同时，工程质量与安全方面得到了有效的保证。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1示出了本发明一种H型钢组合钢板桩连续墙组合支护体系的结构示意图；
图2示出了本发明实施例的施工平面布置图；
图3示出了本发明实施例某施工点水层水平位移随时间的检测曲线图；
图4示出了本发明实施例管线随时间沉降曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
参阅附图1所示，一种H型钢组合钢板桩连续墙组合支护体系，包括U型拉森桩1和H型钢2；其中，U型拉森桩采用NSP-IIIw型，H型钢2采用588x300x12x20型；若干所述U型拉森桩1通过连接企口3收尾相连组成围护结构4；若干所述H型钢2等间隔布置在所述围护结构4内侧，且所述H型钢2与所述U型拉森桩1按1:2比例分布，相邻两个所述H型钢2的中心距为所述U型拉森桩1长度的2倍。所述H型钢2端面通过焊接方式压紧在所述U型拉森桩1凹面。
施工过程：
请参见附图2所示，拟建场地基坑开挖的深度为5.45-6.15m，基坑开挖范围内土质软弱，对支护结构稳定性不利。其中，厂区西侧与北侧临近重要管线，此管线是本工程重点保护的对象。综合分析，本实施例采用H型钢组合钢板桩连续墙组合支护体系的方式对主体结构侧墙进行支撑，施工成本造价为200万，工期为5个月，相较于传统的钻孔桩+周边止水帷幕，及坑道两道钢筋混凝土支撑的方式(造价300万，工期8个月)，造价节约约25％，工期缩短1/3。下面将对具体施工方法和基坑现场监测结果进行分析。
施工前，需要对基坑支护结构进行设计计算。在保证基坑及周边环境安全稳定的前提下充分考虑节约造价，根据不同地质条件及周边环境选取5个断面，按照每段的最不利荷载计算，避免统一按照整个基坑最不利效应组合计算造成投资浪费。地面超载一般按均布超载20kPa考虑。
土压力计算：充分考虑到各岩土层的透水性或不透水性以及场地的其它岩土工程条件，在土压力计算时，采用“朗肯”土压力公式“分层”计算，基坑面下主动土压力采用“三角形”分布模式，粘性土采用水土合算，粉砂采用水土分算。计算时不考虑桩间土摩擦作用，也不对主、被动土压力进行调整。
支护结构：多支点按整体稳定性要求确定支护桩长度，根据桩身最大弯矩进行桩配筋设计；止水桩长按坑渗、抗管涌和形成封闭止水帷幕要求确定。
分工况进行支撑结构设计：严格按照实际施工工况计算每一工况下支护结构内力和变形，按照最不利情况进行设计，保证支撑结构在各种工况下的安全。
步骤1，U型拉森桩1打入：根据现场施工条件，采用单独打入法对所述U型拉森桩1进行逐块插打，每块钢板桩从起打到结束中途不停顿，打入过程中通过连接企口将相邻两个U型拉森桩1连接；
步骤2，在U型拉森桩1施工结束后2d内，采用振动锤下沉工艺打入H型钢2，H型钢2打入前需检查其平整度与接头焊接锤质量，必要时做除锈、磨平等处理，H型钢2打入时，必须采用牢固的定位导向架，需保证H型钢2打入的垂直度，确保所述H型钢与U型拉森桩1压紧接触；
步骤3，主体结构侧墙施工至地表且防水层施工完毕后，回填压实地下室外墙与组合支护体系之间的间隙填土，回填完毕后，拔除所述U型拉森桩1与H型钢2，并对拔出后的空隙进行灌浆处理。
基坑现场监测及监测结果分析：
本工程现场监测内容有:围护桩的垂直和水平位移检测、桩身测斜、立柱的水平和竖向变形、支撑轴力、支撑两端点的差异沉降、坑外土体斜侧、放坡坡体位移及沉降监测和坑外地下水位监测等。
请参见附图3所示，基坑施工完成后，坑边围护桩水平位移。从图中分析可知，围护桩桩顶侧向位移较大，设置支撑后，最大侧移向深层发展。测点处围护桩水平位移较大，其他测点围护桩水平位移保持在10mm内。监测结果表明基坑施工变形控制效果较好，满足工程要求。
请参见附图4所示，周边管线随时间变化。从图中可以看出，管线的最大沉降量小于7mm，有效保护周围环境。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
