阅读说明：本技术 人工挖孔桩预加固护壁结构及施工工艺 (Pre-reinforcing retaining wall structure of manual hole digging pile and construction process ) 是由 封志军 王毅敏 薛元 姚裕春 李安洪 肖朝乾 曾锐 刘菀茹 牟迪 李国栋 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了人工挖孔桩预加固护壁结构及施工工艺,包括多个加固管和多组预制腰梁,多组预制腰梁沿桩井深度方向间隔设置在桩井内壁,多个加固管沿桩井周向方向间隔设置在桩井的内壁,加固管与预制腰梁固定连接,加固管内浇筑有填料。通过上述结构,腰梁和加固管为预制结构件,加固管在桩井施工前就插在桩井周边对桩井形成预加固,预制腰梁和加固管连接成整体框架对桩井进行防护,可在桩井内部快速安装,不需要在桩井内绑扎钢筋、立模拆模以及浇筑混凝土,不会对桩井的施工造成影响,桩井开挖可连续实施,提高了施工效率,加固管内浇筑填料增加了承载能力,确保施工的安全性和稳定性。(The invention discloses a pre-reinforcing retaining wall structure of an artificial hole digging pile and a construction process, wherein the pre-reinforcing retaining wall structure comprises a plurality of reinforcing pipes and a plurality of groups of prefabricated waist beams, the plurality of groups of prefabricated waist beams are arranged on the inner wall of a pile well at intervals along the depth direction of the pile well, the plurality of reinforcing pipes are arranged on the inner wall of the pile well at intervals along the circumferential direction of the pile well, the reinforcing pipes are fixedly connected with the prefabricated waist beams, and fillers are poured in the reinforcing pipes. Through the structure, waist rail and reinforced pipe are prefabricated structure, the reinforced pipe just inserts the stake well periphery before the construction of stake well and forms the pre-reinforcement to the stake well, prefabricated waist rail and reinforced pipe connect into overall framework and protect the stake well, can install fast in the inside of stake well, need not ligature reinforcing bar in the stake well, the formwork erection stripping and concreting, can not cause the influence to the construction of stake well, the excavation of stake well can be implemented in succession, construction efficiency is improved, it has increased bearing capacity to pour the filler in the reinforced pipe, ensure the security and the stability of construction.)

人工挖孔桩预加固护壁结构及施工工艺

技术领域

本发明涉及土木工程领域，特别是人工挖孔桩预加固护壁结构及施工工艺。

背景技术

在我国，人工挖孔桩因为施工方便、不需要大型机械设备，施工对周围环 境干扰小等特点，在公路、铁路等工程领域有着广泛应用。施工过程中，为防 止桩井坍塌，透水等事故威胁井下人员的安全，多采用混凝土护壁进行防护。 通常开挖2m后井下绑扎钢筋，立模现浇护壁，待护壁混凝土达到强度后拆模， 继续桩井开挖工作，如此循环，直至桩底设计高程。当地质条件较差时，开挖 循环还要缩短至0.5-1.0m。

以上混凝土护壁结构，在桩井开挖后实施，属于一种被动式桩井支护结构。 施工中，桩井开挖和井下护壁相互影响，二者都无法连续作业。桩井开挖的时 间间隔，至少需要3-7天，而每一节护壁的施作只能等到本节桩井的开挖完成 方可进行，效率低，工期长，干扰大。而在地质条件极复杂的地段采用人工挖 孔桩施工，如砂层、破碎岩层、膨胀土和软土地层等，不但桩井开挖困难，混 凝土护壁难于成型，甚至在开挖过程中，上部已完工好的护壁还存在壁后脱空， 护壁整体下挫的重大隐患，严重影响井下作业安全。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的现有人工挖孔桩护壁结构存在的 工效低和风险大等问题，提供人工挖孔桩预加固护壁结构及施工工艺。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

人工挖孔桩预加固护壁结构，包括多个加固管和多组预制腰梁；

多组预制腰梁沿桩井深度方向间隔设置在桩井的内壁；

多个加固管沿桩井周向方向间隔设置在桩井的内壁，加固管与预制腰梁固 定连接；

加固管内浇筑有填料。

通过上述结构，腰梁和加固管为预制结构件，加固管在桩井施工前就插在 桩井周边对桩井形成预加固，预制腰梁和加固管连接成整体框架对桩井进行防 护，可在桩井内部快速安装，不需要在桩井内绑扎钢筋、立模拆模以及浇筑混 凝土，不会对桩井的施工造成影响，桩井开挖可连续实施，提高了施工效率， 加固管内浇筑填料增加了承载能力，确保施工的安全性和稳定性。

作为本发明的优选方案，桩井为矩形结构，一组预制腰梁包括两个短边腰 梁和两个长边腰梁，两个短边腰梁与两个长边腰梁分别沿桩井周向方向固定连 接为矩形结构，加固管沿桩井周向方向间隔设置。通过上述结构，预制腰梁固 定连接形成整体的矩形框架结构对桩井进行防护，避免对桩井的施工造成影响， 减小桩井开挖风险。

作为本发明的优选方案，桩井为圆形结构，预制腰梁包括环形腰梁，环形 腰梁与加固管固定连接，加固管沿桩井周向方向间隔设置。通过上述结构，环 形腰梁形成环形框架结构对桩井进行防护，避免对桩井的施工造成影响，减小 桩井开挖风险。

作为本发明的优选方案，该人工挖孔桩预加固护壁结构还包括桩井锁口， 桩井锁口固定在桩井井口。通过上述结构，避免桩井口坍塌。

作为本发明的优选方案，加固管的顶部与桩井锁口固定连接。通过上述结 构，使加固管与桩井锁口连接在一起，增加稳定性。

作为本发明的优选方案，该人工挖孔桩预加固护壁结构还包括横撑，横撑 的两端分别与一组预制腰梁固定连接。通过上述结构，横撑用于减小桩井开挖 过程中的变形。

作为本发明的优选方案，横撑包括钢横撑。

作为本发明的优选方案，桩井底部浇筑有封底混凝土，封底混凝土与加固 管贴合。通过上述结构，用于对桩井进行封底处理。

作为本发明的优选方案，加固管为钢管，填料为水泥砂浆，预制腰梁包括 钢腰梁，加固管与预制腰梁焊接。

人工挖孔桩预加固护壁结构施工工艺，包括以下步骤：

S1：沿桩井设计位置周向方向插打加固管；

S2：在加固管内浇筑填料；

S3：施工桩井锁口，加固管的顶部与桩井锁口固定连接；

S4：开挖桩井；

S5：安装预制腰梁，并将预制腰梁与加固管固定连接；

S6：安装横撑，将横撑与预制腰梁固定连接；

S7：重复步骤S4至步骤S6，直至桩底设计高程；

S8：浇筑封底混凝土。

上述施工工艺用于有效实现上述人工挖孔桩预加固护壁结构的功能，能够 在桩井内快速安装，提高施工效率，不会对桩井施工造成干扰，桩井开挖可连 续实施。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、腰梁和加固管为预制结构件，加固管在桩井施工前就插在桩井周边对桩 井形成预加固，预制腰梁和加固管连接成整体框架对桩井进行防护，可在桩井 内部快速安装，不需要在桩井内绑扎钢筋、立模拆模以及浇筑混凝土，不会对 桩井的施工造成影响，桩井开挖可连续实施，提高了施工效率，加固管内浇筑 填料增加了承载能力，确保施工的安全性和稳定性。

2、上述施工工艺用于有效实现上述人工挖孔桩预加固护壁结构的功能，能 够在桩井内快速安装，提高施工效率，不会对桩井施工造成干扰，桩井开挖可 连续实施。

附图说明

图1是本发明所述的人工挖孔桩预加固护壁结构的平面示意图。

图2是图1沿A-A的剖视图。

图3是本发明所述的人工挖孔桩桩井为圆形结构时预加固护壁结构的平面 示意图。

图标：1-桩井；2-短边腰梁；3-长边腰梁；4-加固管；5-横撑；6-封底混 凝土；7-桩井锁口；8-环形腰梁。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-2所示，本实施例提供了人工挖孔桩预加固护壁结构，包括多组预 制腰梁、多个加固管4、桩井锁口7和横撑5；

人工挖孔桩桩井1为矩形结构。

多组预制腰梁沿桩井1深度方向间隔设置，一组预制腰梁包括两个短边腰 梁2和两个长边腰梁3，两个短边腰梁2分别位于桩井1的两个短边，两个长边 腰梁3分别位于桩井1的两个长边，两个短边腰梁2和两个长边腰梁3固定连 接成矩形框架结构，具体的，多组预制腰梁沿桩井1深度方向的间距为0.5-1m， 两个短边腰梁2应顶住两个长边腰梁3并焊接或螺栓连接形成一个矩形框架， 预制腰梁为钢腰梁，可以采用工字钢、型钢或废旧钢轨，也可以采用格栅钢架。

多个加固管4沿桩井1周向方向间隔设置，加固管4内浇筑有填料，加固 管4的顶部伸出桩井1，加固管4与预制腰梁固定连接，具体的，加固管4的布 置、形状和间隔根据地质条件、桩截面和桩长度等因素确定，一般情况下，加 固管4为钢管，加固管4的直径为70-180mm，管内采用0.2-0.5MPa的压力注入 填料，填料为水泥砂浆，相邻两个加固管4的间距为1.5-2倍的加固管4直径， 加固管4的长度应大于桩长，加固管4沿挖孔桩桩周布置时应与桩井1保持一 定的距离，一般该距离等于预制腰梁的截面高度。

横撑5的数量为至少两组，至少两组横撑5沿桩井1深度方向间隔设置在 桩井1内，一组横撑5的数量为两个，两个横撑5间隔设置，横撑5的两端分 别与两个长边腰梁3固定连接，具体的，横撑5设置在长边腰梁3的中间位置 并垂直于长边腰梁3，横撑5位钢横撑，可以采用钢管、工字钢、型钢或废旧钢 轨，当桩截面较小时，可以不设置横撑5。

桩井锁扣7固定在桩井口，加固管4的顶部固定在桩井锁口7内。

桩井1的底部设有封底混凝土6，封底混凝土6的周边与加固管4紧密贴合， 具体的，封底混凝土6的厚度为0.2-0.5m。

本实施例还提供了人工挖孔桩预加固护壁结构施工工艺，包括以下步骤：

S1：沿桩井1设计位置周向方向插打加固管4；

具体的，按照设计长度准备钢管，接长钢管采用焊接工艺，沿桩井1周向 方向插打钢管，当地下水丰富时，桩井1有防水要求时，可采用钢花管，当直 接打入困难时，可采用钻机辅助，钢管应漏出地面不小于10cm；

S2：在加固管4内浇筑填料；

具体的，钢管内采用0.2-0.5MPa的压力注入水泥砂浆，形成钢管混凝土结 构；

S3：施工桩井锁口7，加固管4的顶部与桩井锁口7固定连接；

具体的，按照传统人工挖孔桩工艺施工桩井锁口7，桩井锁口7应将外露钢 管包入形成一个整体；

S4：开挖桩井1；

S5：安装预制腰梁，并将预制腰梁与加固管4固定连接；

具体的，当桩井1开挖至每一片预制腰梁位置下0.5-1m时安装长边腰梁3， 并与钢管混凝土焊接，安装短边腰梁2并与钢管混凝土焊接，短边腰梁2两端 应顶住长边腰梁3，短边腰梁2与长边腰梁3采用焊接或螺栓连接形成一个矩形 框架；

S6：安装横撑5，将横撑5与预制腰梁固定连接；

具体的，安装钢横撑，钢横撑与预制腰梁采用焊接或螺栓连接；

S7：重复步骤S4至步骤S6，直至桩底设计高程；

S8：浇筑封底混凝土6；

具体的，浇筑封底混凝土6，封底混凝土6周边与钢管混凝土紧密贴合。

本实施例提供的人工挖孔桩预加固护壁结构及施工工艺的有益效果在于：

腰梁和加固管4为预制结构件，加固管4在桩井1施工前就插在桩井1周 边对桩井1形成预加固，预制腰梁和加固管4连接成整体框架对桩井1进行防 护，可在桩井1内部快速安装，不需要在桩井1内绑扎钢筋、立模拆模以及浇 筑混凝土，不会对桩井1的施工造成影响，桩井1开挖可连续实施，提高了施 工效率，加固管4内浇筑填料增加了承载能力，确保施工的安全性和稳定性；

两个短边腰梁2与两个长边腰梁3沿桩井1周向方向固定连接为矩形结构 对桩井1进行防护，避免对桩井1的施工造成影响，减小桩井1开挖风险；

桩井锁口7固定在桩井口可以避免桩井口坍塌；

加固管4的顶部伸出桩井1并位于桩井锁口7的内部使加固管4与桩井锁 口7连接在一起，增加稳定性；

横撑5用于减小桩井1开挖过程中的变形；

封底混凝土6与加固管4秘贴用于对桩井1进行封底处理；

上述施工工艺用于有效实现上述人工挖孔桩预加固护壁结构的功能，能够 在桩井1内快速安装，提高施工效率，不会对桩井1施工造成干扰，桩井1开 挖可连续实施。

实施例2

如图3所示，本实施例提供了人工挖孔桩预加固护壁结构，包括环形腰梁8、 多个加固管4和桩井锁口7；

人工挖孔桩桩井1为圆形结构。

环形腰梁8沿桩井1深度方向间隔设置，具体的，环形腰梁8沿桩井1深 度方向的间距为1-3m，地质条件差时，间距取最小值，环形腰梁为钢腰梁，可 以采用工字钢、型钢或废旧钢轨，也可以采用格栅钢架。

多个加固管4沿桩井1周向方向间隔设置，加固管4内浇筑有填料，加固 管4的顶部伸出桩井1，加固管4与环形腰梁8固定连接，具体的，加固管4的 布置、形状和间隔根据地质条件、桩截面和桩长度等因素确定，一般情况下， 加固管4为钢管，加固管4的直径为70-180mm，管内采用0.2-0.5MPa的压力注 入填料，填料为水泥砂浆，相邻两个加固管4的间距为1.5-2倍的加固管4直 径，加固管4的长度应大于桩长，加固管4沿挖孔桩桩周布置时应与桩井1保 持一定的距离，一般该距离等于环形腰梁8的截面高度。

桩井锁扣7固定在桩井口，加固管4的顶部固定在桩井锁口7内。

桩井1的底部设有封底混凝土6，封底混凝土6的周边与加固管4紧密贴合， 具体的，封底混凝土6的厚度为0.2-0.5m。

本实施例还提供了人工挖孔桩预加固护壁结构施工工艺，包括以下步骤：

S1：沿桩井1设计位置周向方向插打加固管4；

具体的，按照设计长度准备钢管，接长钢管采用焊接工艺，沿桩井1周向 方向插打钢管，当地下水丰富时，桩井1有防水要求时，可采用钢花管，当直 接打入困难时，可采用钻机辅助，钢管应漏出地面不小于10cm；

S2：在加固管4内浇筑填料；

具体的，钢管内采用0.2-0.5MPa的压力注入水泥砂浆，形成钢管混凝土结 构；

S3：施工桩井锁口7，加固管4的顶部与桩井锁口7固定连接；

具体的，按照传统人工挖孔桩工艺施工桩井锁口7，桩井锁口7应将外露钢 管包入形成一个整体；

S4：开挖桩井1；

S5：安装环形腰梁8，并将环形腰梁8与加固管4固定连接；

具体的，当桩井1开挖至每一片环形腰梁8位置下1-3m时安装环形腰梁8， 并与钢管混凝土焊接；

S6：安装横撑5，将横撑5与环形腰梁8固定连接；

具体的，安装钢横撑，钢横撑与环形腰梁8采用焊接或螺栓连接；

S7：重复步骤S4至步骤S6，直至桩底设计高程；

S8：浇筑封底混凝土6；

具体的，浇筑封底混凝土6，封底混凝土6周边与钢管混凝土紧密贴合。

本实施例提供的人工挖孔桩预加固护壁结构及施工工艺的有益效果在于：

环形腰梁8用于防护圆形结构的人工挖孔桩，减小了截面尺寸，环形腰梁8 和加固管4为预制结构件，加固管4在桩井1施工前就插在桩井1周边对桩井1 形成预加固，环形腰梁8和加固管4连接成整体框架对桩井1进行防护，可在 桩井1内部快速安装，不需要在桩井1内绑扎钢筋、立模拆模以及浇筑混凝土， 不会对桩井1的施工造成影响，桩井1开挖可连续实施，提高了施工效率，加 固管4内浇筑填料增加了承载能力，确保施工的安全性和稳定性；

上述施工工艺用于有效实现上述人工挖孔桩预加固护壁结构的功能，能够 在桩井1内快速安装，提高施工效率，不会对桩井1施工造成干扰，桩井1开 挖可连续实施。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。