本發明屬于巖土工程中樁基工程設計和施工領域，具體涉及一種用于人工挖孔樁的現澆護壁結構及其施工方法。

背景技術：

人工挖孔樁是指通過人力挖掘形成圓形或者方形的樁孔，安放鋼筋籠后澆注混凝土而形成的樁體。人工挖孔樁在我國基礎工程、邊坡工程中的應用十分廣泛。目前針對人工挖孔樁中土體穩定性評價方法并未形成相應的規范標準，施工時往往根據經驗確定施工技術的最低要求，樁孔土體的失穩事故時有發生。人工挖孔樁孔壁失穩不但會導致樁孔的重新開挖、護壁的重新施工，使工程造價增加和工期延誤，而且對樁孔中施工人員的人身安全形成極大的威脅。

人工挖孔樁護壁是混凝土灌注前樁周土體唯一的工程支護結構，護壁的穩定性對土體穩定性有至關重要的作用。目前針對預制鋼筋混凝土、鋼質護壁的設計和施工技術較為成熟，針對上述材質護壁的專利申請也可見諸于相關報道。然而，上述材質對運輸和吊裝的要求較高，在山區交通和施工設備欠缺的條件下難以完成護壁的施工，在該類地區往往采用對交通和設備要求較低的現澆鋼筋混凝土護壁。由于護壁厚度相比于樁徑較薄，且受到流動混凝土壓力作用時護壁較容易受拉破壞，澆筑質量較難保證。綜上可見，現澆護壁的設計和施工亟待合理規范的設計和施工方法，而目前尚無專門針對人工挖孔用現澆鋼筋混凝土護壁的相關專利。

技術實現要素：

針對已有技術的不足，本發明首先提供一種用于人工挖孔樁的現澆護壁結構，用以解決現有現澆鋼筋混凝土護壁設計較為隨意，施工方法不統一的問題，同時可有效提高護壁穩定性和降低施工成本。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種用于人工挖孔樁的現澆護壁結構，其包括孔口土體水平面上的鎖口梁和樁側壁上的護壁，護壁包括孔口連接段護壁和孔內段護壁。

進一步地，所述鎖口梁、孔口連接段護壁和孔內段護壁材質均為鋼筋混凝土，采用鋼筋均為Ι級鋼筋，澆筑混凝土均為C25混凝土。

進一步地，所述鎖口梁底面與土體水平面緊密契合，上表面與底面平行，鎖口梁高度、孔口連接段護壁寬度和孔內段護壁上端寬度相同，鎖口梁上表面與孔口連接段護壁上表面齊平。

進一步地，所述孔口連接段護壁的縱剖面形狀為長方形，孔內段護壁的縱剖面形狀為上寬下窄的梯形，護壁的內側壁與樁孔側壁緊密契合，且與鎖口梁上下表面垂直。

進一步地，所述鎖口梁與孔口連接段護壁同時澆筑混凝土，鎖口梁受力鋼筋和孔口連接段的豎向長鋼筋通過彎鉤連接。

進一步地，所述鎖口梁內的鋼筋包括架立鋼筋和受力鋼筋，所述受力鋼筋被彎折成矩形，所述架力鋼筋采用建筑扎絲綁扎在受力鋼筋的各個拐角部位，并在拐角部位采用點焊固定，所述受力鋼筋的上下水平處采用斜拉鋼筋勾連，孔口連接段的豎向鋼筋通過彎勾勾連在受力鋼筋的上表面。

進一步地，所述護壁內鋼筋搭接采用建筑扎絲綁扎，樁體相互垂直的兩側護壁內設置豎向長鋼筋拉筋，并在不同板間相互勾連，樁體另外兩側護壁內設置豎向鋼筋短拉筋，并在在不同板間相互獨立，樁體鋼筋內外兩側設置混凝土保護層厚度為100mm。

進一步地，所述孔口連接段護壁內沿其高度方向設有多道孔口連接段護壁箍筋，每道孔口連接段護壁箍筋被彎折成矩形，閉口處兩端再次彎折并相互勾連，孔口連接段護壁箍筋均與孔口連接段豎向長鋼筋和豎向短鋼筋采用建筑扎絲綁扎連接。

進一步地，所述孔內段護壁內沿其高度方向設有多道孔內段護壁箍筋，每道孔內段護壁箍筋被彎折成矩形，閉口處兩端再次彎折并相互勾連，孔內段護壁箍筋均與孔內段豎向長鋼筋和豎向短鋼筋采用建筑扎絲綁扎連接。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供一種上述用于人工挖孔樁的現澆護壁結構的施工方法，其實現步驟如下：

（1）、按照設計要求確定樁體中心的坐標點，將樁平面尺寸及其周邊一定范圍內的土體表面整平，將鎖口梁受力鋼筋采用鋼筋折彎機彎曲成矩形，且在閉口處兩端再次彎折相互勾連，以相同間距沿孔口布置；采用建筑扎絲將鎖口梁架立鋼筋與鎖口梁受力鋼筋在四個角點處綁扎，鎖口梁架立鋼筋在拐點相互交接處采用焊接，拐角處利用彎起鋼筋通過綁扎與鎖口梁受力鋼筋、架立鋼筋連接；采用2根斜拉鋼筋將鎖口梁受力鋼筋上下水平處勾連；

（2）、按設計樁體尺寸人工開挖土體至地面下一定深度，將孔口連接段護壁豎向長鋼筋、豎向短鋼筋兩端彎起，在上端與鎖口梁受力鋼筋勾連；將孔口連接段護壁箍筋彎折成矩形，在閉口處兩端再次彎折相互勾連，孔口連接段護壁箍筋與豎向長鋼筋、豎向短鋼筋采用建筑扎絲綁扎連接；

（3）、在鎖口梁受力鋼筋下設置高墊塊，用鋼管支撐架立鋼制模板，用混凝土澆注至密實，鎖口梁混凝土與孔口連接段護壁混凝土同時澆筑，混凝土養護后拆除模板；

（4）、混凝土養護完成后繼續向下開挖至護壁深度，將孔內段護壁豎向長鋼筋、豎向短鋼筋兩端彎起，在上端分別與孔口連接段護壁豎向長鋼筋、豎向短鋼筋勾連；將孔內段護壁箍筋彎折成矩形，在閉口處兩端再次彎折相互勾連，孔內段護壁箍筋與豎向長鋼筋、豎向短鋼筋采用建筑扎絲綁扎連接；

（5）、架立鋼制模板并用C25混凝土將孔內段護壁澆筑至密實，混凝土養護7天后拆模板。每開挖1.2m進行一次護壁，具體實現方式同（4）、（5）所述，直至開挖至樁底高程，底部不足1.2m處按實際深度綁扎鋼筋和澆筑混凝土。

本發明的有益效果是：本發明采用現場綁扎鋼筋籠和澆筑混凝土方法形成人工挖孔樁的護壁系統，可克服山區運輸和吊裝預制護壁的困難，可根據樁體尺寸靈活調整護壁系統尺寸，且護壁強度和穩定性高于預制護壁。

附圖說明

圖1為本發明涉及的用于人工挖孔樁的現澆護壁結構立面圖。

圖2為圖1的A-A’剖面圖。

圖3為本發明涉及的用于人工挖孔樁的現澆護壁結構的鎖口梁轉角處結構詳圖。

圖4為圖3的Ι-Ι’剖面圖。

其中：1-鎖口梁、2-孔口連接段護壁、3-孔內段護壁、4-土體、101-鎖口梁架立鋼筋、102-鎖口梁受力鋼筋、103-鎖口梁斜拉鋼筋、104-鎖口梁混凝土、105-鎖口梁彎起鋼筋、201-孔口連接段護壁豎向長鋼筋、202-孔口連接段護壁豎向短鋼筋、203-孔口連接段護壁箍筋、204-孔口連接段護壁混凝土、301-孔內段護壁豎向長鋼筋、302-孔內段護壁豎向短鋼筋、303-孔內段護壁箍筋、304-孔內段護壁混凝土。

具體實施方式

下面以水平截面為寬1.1m、長1.6m的人工挖孔樁為例，結合附圖詳細地闡述本發明的具體內容。

護壁系統包括孔口土體4水平面上的鎖口梁1和樁側壁上的護壁，護壁包括孔口連接段護壁2和孔內段護壁3。

所述鎖口梁1、孔口連接段護壁2和孔內段護壁3材質均為鋼筋混凝土，采用鋼筋均為Ι級鋼筋，澆筑混凝土均為C25混凝土。

所述鎖口梁1底面與土體4水平面緊密契合，上表面與底面平行，鎖口梁1高度、孔口連接段護壁3寬度和孔內段護壁4上端寬度相同，鎖口梁1上表面與孔口連接段護壁3上表面齊平。

所述孔口連接段護壁2的縱剖面形狀為長方形，孔內段護壁3的縱剖面形狀為上寬下窄的梯形，護壁的內側壁與樁孔側壁緊密契合，且與鎖口梁1的上下表面垂直。

所述鎖口梁1與孔口連接段護壁2同時澆筑混凝土，鎖口梁受力鋼筋102和孔口連接段豎向長鋼筋201通過彎鉤連接。

所述鎖口梁1內鋼筋包括架立鋼筋101和受力鋼筋102，所述受力鋼筋102被彎折成矩形，所述架力鋼筋101采用建筑扎絲綁扎在受力鋼筋102的各個拐角部位，并在拐角部位采用點焊固定，所述受力鋼筋102的上下水平處采用斜拉鋼筋103勾連，孔口連接段的豎向鋼筋通過彎勾勾連在受力鋼筋102的上表面。。

所述護壁內鋼筋搭接采用建筑扎絲綁扎，樁體相互垂直的兩側護壁內設置豎向長鋼筋201，并在不同板間相互勾連，樁體另外兩側護壁內設置豎向短鋼筋202，并在不同板間相互獨立，樁體鋼筋內外兩側設置混凝土保護層，厚度為100mm。

所述孔口連接段護壁2內沿其高度方向設有多道孔口連接段護壁箍筋203，每道孔口連接段護壁箍筋203被彎折成矩形，閉口處兩端再次彎折并相互勾連，孔口連接段護壁箍筋203均與孔口連接段豎向長鋼筋201和豎向短鋼筋202采用建筑扎絲綁扎連接。

所述孔內段護壁3內沿其高度方向設有多道孔內段護壁箍筋，每道孔內段護壁箍筋被彎折成矩形，閉口處兩端再次彎折并相互勾連，孔內段護壁箍筋均與孔內段豎向長鋼筋和豎向短鋼筋采用建筑扎絲綁扎連接。

上述用于人工挖孔樁的現澆護壁結構，其實現步驟如下：

（1）、按照設計要求確定樁體中心的坐標點，將樁平面尺寸及其周邊1m范圍內的土體4表面整平。將鎖口梁受力鋼筋102采用鋼筋折彎機彎曲成矩形，且在閉口處兩端再次彎折相互勾連，以相同間距沿孔口布置；采用建筑扎絲將鎖口梁架立鋼筋101與鎖口梁受力鋼筋102在四個角點處綁扎，鎖口梁架立鋼筋101在拐角相互交接處采用焊接，拐角處利用鎖口梁彎起鋼筋105通過綁扎與鎖口梁受力鋼筋102、架立鋼筋101連接；采用2根鎖口梁斜拉鋼筋103將鎖口梁受力鋼筋102上下水平處勾連。

（2）、按設計樁體尺寸人工開挖土體4至地面下1m，將孔口連接段護壁豎向長鋼筋201、豎向短鋼筋202兩端彎起，在上端與鎖口梁受力鋼筋102勾連；將孔口連接段護壁箍筋203彎折成矩形，在閉口處兩端再次彎折相互勾連，孔口連接段護壁箍筋203與豎向長鋼筋201、豎向短鋼筋202采用建筑扎絲綁扎連接。

（3）、在鎖口梁受力鋼筋102下設置高25mm墊塊，用鋼管支撐架立鋼制模板，用C25混凝土澆注至密實，鎖口梁混凝土104與孔口連接段護壁混凝土204同時澆筑，混凝土養護7天后拆除模板。

（4）、混凝土養護完成后繼續向下開挖1.2m，將孔內段護壁豎向長鋼筋301、豎向短鋼筋302兩端彎起，在上端分別與孔口連接段護壁豎向長鋼筋201、豎向短鋼筋202勾連；將孔內段護壁箍筋303彎折成矩形，在閉口處兩端再次彎折相互勾連，孔內段護壁箍筋303與豎向長鋼筋301、豎向短鋼筋302采用建筑扎絲綁扎連接。

（5）、架立鋼制模板并用將孔內段護壁混凝土304澆筑至密實，混凝土養護7天后拆模板。每開挖1.2m進行一次護壁，具體實現方式同（4）、（5）所述，直至開挖至樁底高程，底部不足1.2m處按實際深度綁扎鋼筋和澆筑混凝土。

本發明采用現場綁扎鋼筋籠和澆筑混凝土方法形成人工挖孔樁的護壁系統，可克服山區運輸和吊裝預制護壁的困難，可根據樁體尺寸靈活調整護壁系統尺寸，且護壁強度和穩定性高于預制護壁。

以上所示僅通過圖解說明本發明一種用于人工挖孔樁的現澆護壁結構的基本原理，而非將本發明僅限于所示和所述的具體結構和適用范圍以內，因此凡所有可能被利用的相應修改以及等同物，均屬于本發明所申請的專利范圍。