前墙后桩联合支护的梁式连接结构的制作方法

本实用新型涉及一种前墙后桩联合支护的梁式连接结构。

背景技术：

目前，我国城市基坑工程往往具有以下典型特点：地下室外墙邻近建筑规划红线；场地范围富存高地下水；建筑规划红线外禁止使用锚杆等支护结构。虽然传统悬臂桩支护或内支撑支护技术可以在建筑规划红线范围内施工，不受周边地下设施影响，但是悬臂桩支护基坑深度一般不超过6米。而内支撑支护技术需在基坑开挖的平面范围内施工大量的钢筋混凝土梁或钢结构支撑构件，不仅影响土方开挖和地下基础及建筑施工，且对于大型基坑，大量支撑构件的安装和拆除既延长工期又增加造价。而为减小地下水位对周边既有建筑及地下管网设施的影响，传统基坑支护技术还需要在基坑周边施工一道连续的截水帷幕墙来阻止基坑外地下水流入基坑内，而截水帷幕墙的施工大大延长工程工期、增加工程造价。

为解决传统基坑支护技术的问题，地下连续墙结合内支撑的支护技术开始在建筑工程中应用。该方法具有以下优点：(1)支护结构都控制在建筑红线范围内；(2)地下连续墙能有效阻止基坑外地下水流入基坑内，有效控制人工减低地下水对基坑周边环境的影响；(3)内支撑能控制地下连续墙的变形。

但是地下连续墙结合内支撑的支护技术也存在以下问题：(1)大型基坑采用内支撑结构时，基坑侧壁中间部位刚度偏低，变形过大。为增强刚度，往往采用边桁架，导致钢筋混凝土梁显著增加，不仅影响施工进度，增加造价，而且拆除极其繁琐；(2)基坑深度不大时，由于内支撑容易导致土方开挖、支撑梁浇筑与拆除等问题，如果取消内支撑，为控制地下连续墙变形，往往要大幅增加墙体刚度，使得地下连续墙宽度或配筋显著加大，工程造价大幅提高。

前墙后桩联合支护是一种在可替代地下连续墙与内支撑联合支护的新型双排支护结构。前墙后桩联合支护由地下连续墙形成的前排墙及前排墙冠梁，按一定桩间距布置的钢筋混凝土灌注桩形成的后排桩及后排桩冠梁，及连接前排墙和后排桩的构件共同组成。前排墙和后排桩必须形成门式刚架结构才能充分发挥前排墙与后排桩共同抵抗水平荷载及控制变形的作用于效果。因此，前排墙和后排桩的连接对前墙后桩联合支护结构的支护效果极其重要。

鉴于此，本发明人对上述问题进行深入的研究，遂有本案产生。

技术实现要素：

当基坑支护采用前排地下连续墙和后排混凝土灌注联合支护时，为保证前排墙和后排桩能形成良好的刚架结构体系，本实用新型提供一种用于前墙后桩联合支护的梁式连接结构。采用该梁式连接结构，即可保证连接前排墙和后排桩的刚架梁的刚度，承受弯矩和剪力，又可大大简化刚架梁的配筋方式，显著提高施工效率。

为了达到上述目的，本实用新型采用这样的技术方案：

前墙后桩联合支护的梁式连接结构，包括前排墙、后排桩以及设置在前排墙与后排桩之间的刚架梁，前排墙的顶部设置有前排墙冠梁，后排桩的顶部设置有后排桩冠梁；在刚架梁宽度范围内，前排墙的内侧竖筋沿刚架梁的顶部、后排桩冠梁的外侧、刚架梁的底部及前排墙冠梁的内侧弯曲构成墙内侧p型筋；在刚架梁宽度范围内，前排墙的外侧竖筋沿前排墙冠梁的顶部及前排墙冠梁的内侧弯曲构成墙外侧c型筋；在前排墙内侧，墙内侧p型筋向上弯曲长度不小于刚架梁高度的一半，墙外侧c型筋向下弯曲长度不小于刚架梁高度的一半；在前排墙冠梁高度范围及前排墙宽度范围内，墙内侧p型筋与墙外侧c型筋采用前排墙拉筋在水平向进行横向连接；在前排墙冠梁宽度范围内，墙内侧p型筋位于前排墙冠梁顶部的部分与位于前排墙冠梁底部的部分采用前排墙箍筋进行连接；在前排墙与后排桩之间的刚架梁范围内，墙内侧p型筋位于刚架梁顶部的部分与位于刚架梁底部的部分采用梁箍筋进行连接；后排桩距离前排墙最近的桩第一主筋和最远的桩第二主筋在绕过位于后排桩冠梁顶部的墙内侧p型筋的上方后向下弯折；桩第一主筋和桩第二主筋连线两侧的其余后排桩的纵筋均为桩l型筋。

作为本实用新型的一种优选方式，所述墙内侧p型筋包括一体弯折而成的第一筋段、第二筋段、第三筋段、第四筋段以及第五筋段，第一筋段从所述前排墙的底部延伸至所述前排墙冠梁的顶部，第二筋段从所述前排墙冠梁顶部的内侧延伸至所述后排桩冠梁顶部的外侧，第三筋段从所述后排桩冠梁外侧的顶部延伸至所述后排桩冠梁的底部，第四筋段从所述后排桩冠梁底部的外侧延伸至所述前排墙冠梁的内侧，第五筋段从所述前排墙冠梁内侧的底部向上延伸并向下弯折。

作为本实用新型的一种优选方式，所述第五筋段的长度大于所述刚架梁高度的一半。

作为本实用新型的一种优选方式，所述墙外侧c型筋包括一体弯折而成的第六筋段、第七筋段以及第八筋段，第六筋段从所述前排墙的底部向上延伸前排墙冠梁的顶部，第七筋段沿前排墙冠梁的顶部向内侧延伸，第八筋段从前排墙冠梁内侧的顶部向下延伸并向上弯折。

作为本实用新型的一种优选方式，所述第八筋段的长度大于所述刚架梁高度的一半。

作为本实用新型的一种优选方式，所述桩l型筋为多组，每组包括两根相对设置的桩l型筋。

作为本实用新型的一种优选方式，每组所述桩l型筋在所述后排桩冠梁顶部绕过所述墙内侧p型筋后，相向弯折90°，弯钩端部超出桩第一主筋和桩第二主筋连线的长度不小于所述桩l型筋直径的5倍，相互并拢后，进行绑扎搭接。作为本实用新型的一种优选方式，所述后排桩为多根，每根所述后排桩通过所述刚架梁连接至所述前排墙，相邻所述刚架梁通过地面隔开。

本实用新型还提出上述前墙后桩联合支护的梁式连接结构的施工方法，包括如下步骤，

a、将后排桩的桩l型筋、桩第一主筋及桩第二主筋预留为通长纵筋，后排桩施工完毕后，在刚架梁位置按刚架梁尺寸开挖土方至刚架梁底标高，并凿除后排桩冠梁高度范围内的后排桩的混凝土；

b、前排墙对应刚架梁宽度范围内的竖筋，按设计要求预先制作完成墙内侧p型筋，并套入前排墙箍筋和梁箍筋，按设计要求弯曲墙外侧c型筋，完成前排墙的钢筋制作；

c、对前排墙设计位置进行槽段开挖施工，然后放入前排墙的钢筋，调整使墙内侧p型筋安装到后排桩的顶部，然后按设计要求弯曲桩l型筋、桩第一主筋及桩第二主筋，浇筑前排墙、前排墙冠梁、刚架梁及后排桩冠梁的混凝土形成梁式连接结构。

采用上述结构后，解决了两大难题：

(1)解决了前排地下连续墙与后排灌注桩采用连梁进行刚接的问题，保证了连接前排墙和后排桩的刚架梁的刚度，使得刚架梁能承受较大的弯矩和剪力。

(2)解决了前排墙与后排桩繁杂的钢筋绑扎施工难题：由于前排墙采用墙内侧p型筋直接将前排墙与后排桩进行连接，墙内侧p型筋兼作刚架梁顶部受力筋及底部受力筋，无需再单独配置刚架梁受力筋，大大简化了刚架梁的配筋方式。桩l型筋可对墙内侧p型筋进行有效约束，可省去箍筋配置。墙外侧c型筋和桩l型筋可分别在前排墙和后排桩上采用手持钢筋弯曲机直接弯曲，施工便捷。因此，上述结构显著提高了施工效率。

附图说明

图1为本实用新型一种用于前墙后桩联合支护的梁式连接结构的平面结构示意图。

图2为本实用新型图1中a-a剖面图。

图中：

前排墙11前排墙冠梁12

墙内侧p型筋13墙外侧c型筋14

前排墙拉筋15前排墙箍筋16

刚架梁2梁箍筋21

后排桩31后排桩冠梁32

桩l型筋33桩第一主筋34

桩第二主筋35第一筋段131

第二筋段132第三筋段133

第四筋段134第五筋段135

第六筋段141第七筋段142

第八筋段143地面4

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面结合附图进行详细阐述。本实用新型中前排墙11的内侧指前排墙11远离所述后排桩31的一侧，前排墙11的外侧指前排墙11靠近所述后排桩31的一侧；后排桩31的内侧指后排桩31靠近前排墙11的一侧，后排桩31的外侧指后排桩31远离前排墙11的一侧。

参见图1-图2，一种用于前墙后桩联合支护的梁式连接结构，包括刚架梁2、前排墙11和后排桩31，所述刚架梁2的两端分别与所述前排墙11和所述后排桩31连接；所述前排墙11顶部设置有前排墙冠梁12，所述后排桩31顶部设置有后排桩冠梁32；其中，刚架梁2、前排墙11和后排桩31、前排墙冠梁12以及后排桩冠梁32自身均包括混凝土和设置于混凝土内的钢筋，这些均建筑领域中的常规手段，并非本申请的重点，此处不进行详细展示，本申请的重点在于各支护结构之间的连接结构。在所述刚架梁2宽度范围内，所述前排墙11的内侧竖筋沿所述刚架梁2顶部、所述后排桩冠梁32外侧、所述刚架梁2底部及所述前排墙冠梁12内侧弯曲构成墙内侧p型筋13；具体地，所述墙内侧p型筋包括一体弯折而成的第一筋段131、第二筋段132、第三筋段133、第四筋段134以及第五筋段135，第一筋段131从所述前排墙11的底部延伸至所述前排墙冠梁12的顶部，第二筋段132从所述前排墙冠梁12顶部的内侧延伸至所述后排桩冠梁32顶部的外侧，第三筋段133从所述后排桩冠梁32外侧的顶部延伸至所述后排桩冠梁32的底部，第四筋段134从所述后排桩冠梁32底部外侧延伸至所述前排墙冠梁12底部的内侧，第五筋段135从所述前排墙冠梁12内侧的底部向上延伸并向下弯折。其中，所述第五筋段135的长度大于所述刚架梁2高度的一半。

在所述刚架梁2宽度范围内，所述前排墙11外侧竖筋沿所述前排墙冠梁12顶部及所述前排墙冠梁12内侧弯曲构成墙外侧c型筋14；具体地，所述墙外侧c型筋包括一体弯折而成的第六筋段141、第七筋段142以及第八筋段143，第六筋段141从所述前排墙12的底部向上延伸前排墙冠梁12的顶部，第七筋段142沿前排墙冠梁12的顶部向内侧延伸，第八筋段143从前排墙冠梁12内侧的顶部向下延伸并向上弯折，其中，所述第八筋段143的长度大于所述刚架梁2高度的一半。

本实用新型中，在所述前排墙11内侧，所述墙内侧p型筋13向上弯折的所述第五筋段135的长度不小于所述刚架梁2高度的一半，所述墙外侧c型筋14向下弯折的所述第八筋段143的长度不小于所述刚架梁2高度的一半。

在所述前排墙冠梁12高度范围及所述前排墙11宽度范围内，所述墙内侧p型筋13与所述墙外侧c型筋14采用前排墙拉筋15在水平向进行横向连接，图2中，示出了上下两组水平前排墙拉筋15。在所述前排墙冠梁12宽度范围内，所述墙内侧p型筋13位于所述前排墙冠梁12顶部的部分与位于所述前排墙冠梁12底部的部分采用前排墙箍筋16进行连接，在图2中，示出了五组前排墙箍筋16的上断面和下断面。所述刚架梁2在所述前排墙11与所述后排桩31之间的范围内所述墙内侧p型筋13位于所述刚架梁2顶部的部分与位于所述刚架梁2底部的部分采用梁箍筋21进行连接；所述后排桩31距离所述前排墙11最近的桩第一主筋34和最远的桩第二主筋35在绕过所述后排桩冠梁32最顶部钢筋上方后向下弯折；所述桩第一主筋34和所述桩第二主筋35连线两侧的其余所述后排桩31的纵筋按对应关系，朝相互方向弯折90°搭接，构成桩l型筋33，弯钩端部超出桩第一主筋和桩第二主筋连线的长度不小于所述桩l型筋直径的5倍。

为解决前墙后桩联合支护结构中，前排地下连续墙与后排灌注桩刚接的问题，以及简化刚架梁的配筋方式，从而显著提高施工效率的问题，采取了以下措施：

第一，在刚架梁2宽度范围内，前排墙11的内侧竖筋沿刚架梁2顶部、后排桩冠梁32外侧、刚架梁2底部及前排墙冠梁12内侧弯曲构成墙内侧p型筋13；在前排墙11内侧，墙内侧p型筋13向上弯曲长度不小于刚架梁2高度的一半。采用墙内侧p型筋13直接贯通前排墙冠梁12、刚架梁2及后排桩冠梁32，既保证了连接前排墙和后排桩的刚架梁的承载力，又能替代对刚架梁进行繁琐的独立配筋，提高施工效率。

第二、墙内侧p型筋13位于前排墙冠梁12顶部的部分与位于前排墙冠梁12底部的部分采用前排墙箍筋16进行连接，可对刚架梁顶部和底部的纵向受力筋进行有效约束，保证刚架梁的承载力和刚度。

第三、后排桩31距离前排墙11最近的桩第一主筋34和最远的桩第二主筋35在绕过所述后排桩冠梁32最顶部钢筋上方后向下弯折；桩第一主筋34和桩第二主筋35连线两侧的其余后排桩31的纵筋按对应关系，朝相互方向弯折90°搭接，构成桩l型筋33，弯钩端部超出桩第一主筋34和桩第二主筋35连线的长度不小于所述桩l型筋33直径的5倍。桩l型筋33能有效约束顶部的墙内侧p型筋13，省去箍筋配置，大大简化配筋方式，提高施工效率。

具体施工方法为：

(1)后排桩31的桩l型筋33、桩第一主筋34及桩第二主筋35预留为通长纵筋，后排桩31施工完毕后，在规定时间内，在刚架梁2位置按刚架梁2尺寸开挖土方至刚架梁2底标高，并凿除后排桩冠梁32高度范围内的后排桩31的混凝土。

(2)前排墙11对应刚架梁2宽度范围内的竖筋按设计要求预先制作完成墙内侧p型筋13，并套入前排墙箍筋16和梁箍筋21，按设计要求弯曲墙外侧c型筋14，完成前排墙11的钢筋制作。

(3)对前排墙11设计位置进行槽段开挖施工，然后放入前排墙11的钢筋，适当调整使墙内侧p型筋13安装到后排桩31的顶部，然后按设计要求弯曲桩l型筋33、桩第一主筋34及桩第二主筋35，调整其余钢筋并绑扎牢固后，浇筑前排墙11、前排墙冠梁12、刚架梁2及后排桩冠梁32的混凝土。

采用上述结构后：(1)前排墙的墙内侧p型筋贯穿前排墙冠梁12、刚架梁2顶部和底部、后排桩冠梁32，构成连续的受力筋，且墙外侧c型筋与墙内侧p型筋配合使用，保证了刚架梁的刚度和承载力。(2)墙内侧p型筋兼作刚架梁2顶部受力筋及底部受力筋，无需再单独配置刚架梁2受力筋；桩l型筋33可对墙内侧p型筋进行有效约束，可省去箍筋配置。大大简化了刚架梁的配筋方式。(3)墙外侧c型筋可在前排墙钢筋绑扎时一体制作成型，桩l型筋可在后排桩上采用手持钢筋弯曲机直接弯曲，施工便捷。因此，上述结构显著提高了施工效率。

图1显示了其中3根后排桩31与前排墙11的连接结构，每根后排桩31通过一道刚架梁2与前排墙11连接，相邻刚架梁2之间为地面4，后排桩冠梁32右侧为地面。

本实用新型的产品形式并非限于本案图示和实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

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