CN103590408A - 一种双排桩梁竖锚新型支护体系及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种双排桩梁竖锚新型支护体系及其施工方法，其中支护体系包括位于基坑边坡处的前排护坡桩、位于基坑外侧的稳定地层中的后排护坡桩、以及连接在前排护坡桩的桩顶与后排护坡桩的桩顶之间的连接梁，所述连接梁为格构梁，所述后排护坡桩的外侧还设有一排竖向预应力锚杆，这排竖向预应力锚杆的上部与格构梁中的锚杆连梁柔性连接，这排竖向预应力锚杆的下部锚固在后排护坡桩外侧的稳定地层中。本支护体系及其施工方法设置了竖向预应力锚杆，所以改善了整个结构的桩身受力状况，优化整个支护结构，使整个支护结构变得更加合理。

Description

一种双排桩梁竖锚新型支护体系及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种建筑基坑支护体系及其施工方法。

背景技术

筑基坑支护设计施工中，常见的有（复合）土钉支护、桩（墙）锚支护、桩（墙）撑支护等支护型式及其中两种或两种以上支护型式的组合，目前绝大部分工程项目的基坑支护采用上述支护型式。

近年来，随着城市建设进程的加快，市区内建筑急剧增多，建筑密度愈来愈高，土地资源越来越紧张，地面、地下可利用空间越来越少，很多拟建建筑见缝插针，被迫在既有建筑旁并且距离既有建筑很近处进行修建，所以在充分利用土地的同时亦引发以下诸多问题：

（1）由于新开工的建筑基坑紧邻既有建筑，导致新建建筑基坑的边坡支护方法很难选取，既不能采取放坡开挖，又不能进行（复合）土钉支护。

（2）如果采取桩锚支护或墙锚支护等措施，由于坡后土体空间的限制（因既有建筑基础的限制，坡后土体宽度有限），所以锚杆角度较大，支护效果较差，并且有的边坡根本无法施工锚杆，此种情况下，采用内支撑虽然方案上可行，但其实施成本较高，工序繁杂、施工工期较长，对土方开挖和结构主体施工影响严重。

（3）近年来，双排桩结构得到了一定的发展，在紧邻既有建筑基坑边坡支护中具有一定优势，但传统的双排桩结构支护的基坑深度有限，而且支护安全系数较低，边坡变形较大。

就目前情况看，已经完成或在建的诸多紧邻既有建筑的基坑边坡工程，其支护效果都不甚理想，边坡变形较大，特别是坡顶变形之类的基坑事故时有发生，所以针对上述各种类型支护结构自身的缺陷，暂未发现既能用于地下空间受限的紧邻既有建筑基坑、又具有较好的支护效果、又能兼具施工方便和工序简单的新型支护型式。

发明内容

本发明的目的是提供一种双排桩梁竖锚新型支护体系及其施工方法，要解决应用在地下空间受限的紧邻既有建筑基坑中的支护结构所具有的支护效果差、施工繁琐和工序复杂的技术难题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种双排桩梁竖锚新型支护体系，包括位于基坑边坡处的前排护坡桩、位于基坑外侧的稳定地层中的后排护坡桩、以及连接在前排护坡桩的桩顶与后排护坡桩的桩顶之间的连接梁，其特征在于：所述连接梁为格构梁，由刚性连接在前排护坡桩桩顶的前排桩顶冠梁、刚性连接在后排护坡桩桩顶的后排桩顶冠梁、位于后排桩顶冠梁外侧并且与后排桩顶冠梁相对平行的锚杆连梁、连接在前排桩顶冠梁与后排桩顶冠梁之间并且与前排桩顶冠梁和后排桩顶冠梁浇筑为一体的前连梁、以及连接在后排桩顶冠梁与锚杆连梁之间并且与后排桩顶冠梁和锚杆连梁浇筑为一体的后连梁组成；所述后排护坡桩的外侧还设有一排竖向预应力锚杆，这排竖向预应力锚杆的上部与格构梁中的锚杆连梁柔性连接，这排竖向预应力锚杆的下部锚固在后排护坡桩外侧的稳定地层中。

所述锚杆连梁上可设有预设钢管，所述竖向预应力锚杆的上部穿过预设钢管、并通过锚头和垫板与锚杆连梁柔性连接。

所述竖向预应力锚杆的杆体材料可为钢绞线、钢筋或钢丝束。

所述格构梁可为现浇梁或预制梁。

所述前排护坡桩可为方形护坡桩或圆形护坡桩。

所述后排护坡桩可为方形护坡桩或圆形护坡桩。

上述双排桩梁竖锚新型支护体系的施工方法，其特征在于施工步骤如下：步骤一、按照施工图要求，进行测量定位；步骤二、钻机就位，进行前排护坡桩和后排护坡桩的施工；步骤三、施工竖向预应力锚杆；步骤四、施工格构梁，格构梁上预埋有预设钢管；步骤五、前排护坡桩、后排护坡桩、竖向预应力锚杆和格构梁达到规定的设计强度后，对竖向预应力锚杆进行张拉锁定、将竖向预应力锚杆与格构梁柔性连接；步骤六，基坑开挖，并可根据监测的数据、视需要进行竖向预应力锚杆后续补张拉作业。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：本发明采用了双排桩结构，这样可减小占用的地下空间，适用于普通桩锚支护体系无法应用的地下空间受限的紧邻既有建筑基坑，当然，本发明在常规的基坑边坡支护中也具有较好的支护效果。

与传统的双排桩支护结构相比，本发明还在双排桩外侧的稳定地层中设置了竖向预应力锚杆，竖向预应力锚杆可充分利用深部土层提供的锚固力，有效的增大双排桩的抗倾覆安全系数，减小了桩体的嵌固深度，也就是说，竖向预应力锚杆改善了整个结构的桩身受力状况，优化整个支护结构，使整个支护结构变得更加合理。

与同样尺寸的传统的双排桩支护结构相比，本发明能够减小坡顶变形（桩顶变形），改善护坡桩的桩身受力状况，提高护坡桩的悬臂高度，在同等条件下，可适用于更深的基坑。

与传统的双排桩支护结构相比，在针对同样大小的基坑时，在不影响基坑安全系数的前提下，本发明可以有效减小桩长和桩径，节省工程材料，降低施工成本，缩短施工工期。

本发明的所有施工工序均在地面施工，与传统的支护结构相比，避免了坑中的交叉施工，缩短了工期，简化了工序，提高了安全。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的立面结构示意图。

图3是图2的俯视示意图。

图4是格构梁与竖向预应力锚杆的连接节点处的俯视结构示意图。

图5是格构梁与竖向预应力锚杆的连接节点处的立面结构示意图。

附图标记：1－前排护坡桩、2－连接梁、2.1－前排桩顶冠梁、2.2－后排桩顶冠梁、2.3－锚杆连梁、2.4－前连梁、2.5－后连梁、3－竖向预应力锚杆、4－垫板、5－锚头、6－预设钢管、7－既有建筑基础、8－稳定地层、9－后排护坡桩、10－基底下土层。

具体实施方式

实施例参见图1-3所示，这种双排桩梁竖锚新型支护体系，包括位于基坑边坡处的前排护坡桩1、位于基坑外侧的稳定地层8中（即位于前排护坡桩1与既有建筑基础7或红线区域、地下障碍物等之间的稳定地层8中）的后排护坡桩9、以及连接在前排护坡桩的桩顶与后排护坡桩的桩顶之间的连接梁2。

所述连接梁为格构梁，由刚性连接在前排护坡桩桩顶的前排桩顶冠梁2.1、刚性连接在后排护坡桩桩顶的后排桩顶冠梁2.2、位于后排桩顶冠梁外侧并且与后排桩顶冠梁相对平行的锚杆连梁2.3、连接在前排桩顶冠梁与后排桩顶冠梁之间并且与前排桩顶冠梁和后排桩顶冠梁浇筑为一体的前连梁2.4、以及连接在后排桩顶冠梁与锚杆连梁之间并且与后排桩顶冠梁和锚杆连梁浇筑为一体的后连梁2.5组成。

所述后排护坡桩9的外侧还设有一排竖向预应力锚杆3，这排竖向预应力锚杆3的上部与格构梁中的锚杆连梁2.3柔性连接，这排竖向预应力锚杆3的下部锚固在后排护坡桩9外侧的稳定地层8中。

所述前排护坡桩1和后排护坡桩9的下部均伸入至基底下土层10中，具体长度根据所处部位的土层状况由设计确定，前排护坡桩1和后排护坡桩9的桩顶伸入格构梁的高度符合国家行业标准，如50mm。

所述前排护坡桩1为方形护坡桩、圆形护坡桩或其他异形护坡桩，后排护坡桩9为方形护坡桩、圆形护坡桩或其他异形护坡桩，前排护坡桩1和后排护坡桩9的桩型采用目前通用的桩型，如钢板桩、钢筋混凝土桩和钢管混凝土桩等。前排护坡桩1和后排护坡桩9的施工方法视设计采用的桩型、土层状况和周边环境确定，如人工成孔、长螺旋、旋挖等施工方法。

所述格构梁用于将前排护坡桩1和后排护坡桩9连接成为整体，并将竖向预应力锚杆3的锚固力传递到前排护坡桩1和后排护坡桩9上。格构梁为现浇梁或预制梁，如钢筋混凝土结构等，格构梁的水平面布置形式（即连接梁2.3的样式）视受力特点由设计确定，比如本实施例中，采用的是矩形框架形式。

所述竖向预应力锚杆3的杆体材料采用常用的材料，如钢绞线、钢筋或钢丝束等。竖向预应力锚杆由锚固段和自由段组成，锚固段与自由段的长度分配、预应力张拉锁定值均由设计确定；竖向预应力锚杆3的锚固段的注浆材料为水泥浆或其它浆液；竖向预应力锚杆钻孔由钻机施工或人工成孔，利用空心千斤顶进行张拉锁定。

参见图4、图5，本实施例中，锚杆连梁2.3上设有预设钢管6，所述竖向预应力锚杆3的上部穿过预设钢管6、并通过锚头5和垫板4与锚杆连梁2.3柔性连接。

在基坑（尤其是紧邻既有建筑的基坑）支护中，本发明的施工步骤如下。

步骤一、按照施工图要求，进行测量定位。

步骤二、钻机就位，进行前排护坡桩1和后排护坡桩9的施工。

步骤三、施工竖向预应力锚杆3。

步骤四、施工格构梁，格构梁上预埋有预设钢管6。

步骤五、前排护坡桩1、后排护坡桩9、竖向预应力锚杆3和格构梁达到规定的设计强度后，对竖向预应力锚杆3进行张拉锁定、将竖向预应力锚杆3与格构梁柔性连接。

步骤六，基坑开挖，并可根据监测的数据、视需要进行竖向预应力锚杆3后续补张拉作业。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。当竖向预应力锚杆的轴线方向与竖直方向夹角为较小角度（<30°）时，也属本专利中所述的竖向预应力锚杆，也是本专利保护的范围。

Claims (7)

1.一种双排桩梁竖锚新型支护体系，包括位于基坑边坡处的前排护坡桩（1）、位于基坑外侧的稳定地层（8）中的后排护坡桩（9）、以及连接在前排护坡桩的桩顶与后排护坡桩的桩顶之间的连接梁（2），其特征在于：

所述连接梁为格构梁，由刚性连接在前排护坡桩桩顶的前排桩顶冠梁（2.1）、刚性连接在后排护坡桩桩顶的后排桩顶冠梁（2.2）、位于后排桩顶冠梁外侧并且与后排桩顶冠梁相对平行的锚杆连梁（2.3）、连接在前排桩顶冠梁与后排桩顶冠梁之间并且与前排桩顶冠梁和后排桩顶冠梁浇筑为一体的前连梁（2.4）、以及连接在后排桩顶冠梁与锚杆连梁之间并且与后排桩顶冠梁和锚杆连梁浇筑为一体的后连梁（2.5）组成；

所述后排护坡桩（9）的外侧设有一排竖向预应力锚杆（3），这排竖向预应力锚杆（3）的上部与格构梁中的锚杆连梁（2.3）柔性连接，这排竖向预应力锚杆（3）的下部锚固在后排护坡桩（9）外侧的稳定地层（8）中。

2.根据权利要求1所述的一种双排桩梁竖锚新型支护体系，其特征在于：所述锚杆连梁（2.3）上设有预设钢管（6），所述竖向预应力锚杆（3）的上部穿过预设钢管（6）、并通过锚头（5）和垫板（4）与锚杆连梁（2.3）柔性连接。

3.根据权利要求1所述的一种双排桩梁竖锚新型支护体系，其特征在于：所述竖向预应力锚杆（3）的杆体材料为钢绞线、钢筋或钢丝束。

4.根据权利要求1所述的一种双排桩梁竖锚新型支护体系，其特征在于：所述格构梁为现浇梁或预制梁。

5.根据权利要求1所述的一种双排桩梁竖锚新型支护体系，其特征在于：所述前排护坡桩（1）为方形护坡桩或圆形护坡桩。

6.根据权利要求1所述的一种双排桩梁竖锚新型支护体系，其特征在于：所述后排护坡桩（9）为方形护坡桩或圆形护坡桩。

7.一种上述权利要求1-6中任意一项所述的双排桩梁竖锚新型支护体系的施工方法，其特征在于施工步骤如下：

步骤一、按照施工图要求，进行测量定位；

步骤二、钻机就位，进行前排护坡桩（1）和后排护坡桩（9）的施工；

步骤三、施工竖向预应力锚杆（3）；

步骤四、施工格构梁；

步骤五、前排护坡桩（1）、后排护坡桩（9）、竖向预应力锚杆（3）和格构梁（2）达到规定的设计强度后，对竖向预应力锚杆（3）进行张拉锁定、将竖向预应力锚杆（3）与格构梁柔性连接；

步骤六，基坑开挖，并可根据监测的数据、视需要进行竖向预应力锚杆（3）后续补张拉作业。

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