CN100473787C - 一种用于桩锚支护体系中的连接结构及其实施方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地基基础工程技术领域，涉及到一种桩锚支护体系中的连接结构。本发明包括三部分：第一部分由钻孔、锚固钢筋与水泥砂浆组成，钢筋插入护壁桩上的钻孔内，灌注水泥砂浆锚固；第二部分由混凝土和预埋钢垫板组成，支模后浇注的混凝土、钢筋与钢垫板形成垫楔；第三部分是连接钢板及加劲肋。具体实施时首先进行钢筋的定位，然后凿孔、植筋、灌注水泥砂浆锚固，再将预埋钢垫板与锚固钢筋焊接，支模现浇混凝土形成垫楔，最后预埋钢垫板上焊接连接钢板及加劲肋。本发明的优点是支护体系安全可靠，造价低，工期短。由于取消了钢腰梁，节省了大量的钢材，因而大大降低了工程造价，并且简化了施工工序，缩短了施工工期。
Description
技术领域
本发明属于地基基础工程技术领域，涉及到采用桩锚支护体系施工的深基坑工程，特别涉及到一种用于桩锚支护体系中的连接结构。
背景技术
目前，在采用桩锚支护体系施工的深基坑工程中，护壁桩和锚索之间的连接一般采用由工字钢或槽钢做成的腰梁，将锚索锚固于腰梁之上，通过一定的构造措施与护壁桩联结，来保证整个桩锚支护体系的整体协同受力。因此，腰梁作为锚索(杆)预加力的传力结构，在整个支护体系中发挥着重要的作用。腰梁一般由型钢焊接而成，然而焊接处施工操作条件差，焊缝质量难以保证，易形成薄弱部位，常常发生腰梁整体失稳或脱落，而使支护体系失去作用，导致深基坑失稳坍塌。另外，该方法不仅存在钢材的用量多，而且需有腰梁的定位、安装等多道施工工序，施工困难而且麻烦。因此现有的桩锚支护体系的联系方法存在安全性差、造价高、工序多、工期长等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于桩锚支护体系中的连接结构，以解决在桩锚支护结构连接中存在的安全性差、造价高、工序多、工期长等缺点，达到提高桩锚支护体系整体安全性，降低造价，并简化施工工序和缩短工期的目的。
本发明提出的用于桩锚支护体系的连接结构包括以下内容：通过在护壁桩上设置混凝土垫楔，在混凝土垫楔上焊接连接钢板，将锚索锚固于的连接钢板上，从而实现了在取消腰梁后，锚索与护壁桩的连接问题。
本发明技术方案设计的连接结构主要包括三部分：第一部分主要由钻孔、锚固钢筋与水泥砂浆组成，钢筋插入护壁桩上的钻孔内，灌注水泥砂浆进行锚固；第二部分主要由混凝土和预埋钢垫板组成，外侧钢垫板与内侧钢筋定位后焊接在一起，然后浇筑混凝土，钢筋、钢垫板与混凝土形成的垫楔，与护壁桩成为一体；第三部分是连接钢板及加劲肋。
连接钢板是焊接在混凝土垫楔的预埋钢垫板上，两侧焊加劲肋。连接钢板可以采用一块钢板垂直焊接于垫楔的预埋钢垫板上；连接钢板也可以采用两块斜交的钢板焊于垫楔的预埋钢垫板上。
本发明中两桩间的锚索可以施工两根锚索，也可以施工一根锚索，分别与两侧护壁桩连接。
本发明效果和益处是：
1.安全可靠。本发明是将锚索通过连接钢板和混凝土垫楔将锚索的力直接传递到护壁桩上，使混凝土成为锚索固位的支座。充分利用了混凝土垫楔非常高的抗压能力，锚索和护壁桩可以很好的整体协同受力，支护结构的整体性好，安全可靠。而传统的桩锚支护体系中必须通过钢腰梁才能将锚索的力传递到护壁桩上，土压力达到一定值后，腰梁会发生局部失稳和整体失稳而导致整个支护结构体系的破坏。
2.造价低。本发明的连接结构取消了传统桩锚支护体系中使用腰梁的连接方式，大大节省了型钢钢材，取消了大量的连接缀板、焊条和节电，节约工程造价三分之一左右。
3.工序少、工期短。本发明由于取消了传统的采用腰梁的联系方式，节省了大量复杂的焊接工作，更重要是避免了繁重而且危险腰梁的安装工作，简化了施工工序，缩短了施工工期。
附图说明
图1是本发明连接结构一种方式的平面示意图。两桩之间施工两根锚索，分别与两侧的护壁桩连接。
图2是本发明连接结构另一种方式的平面示意图。两桩之间施工一根锚索，将一根锚索分成两部分，分别与两侧的护壁桩连接。
图3是本发明连接结构型式1的平面示意图。连接钢板采用一块钢板垂直焊接于垫楔的预埋钢垫板上。
图4是本发明连接结构型式2的平面示意图。连接钢板采用两块斜交的钢板焊于垫楔的预埋钢垫板上。
图5是本发明连接结构型式1的立面示意图。连接钢板采用一块钢板垂直焊接于垫楔的预埋钢垫板上。
图6是本发明连接结构型式2的立面示意图。连接钢板采用两块斜交的钢板焊于垫楔的预埋钢垫板上。
图7是本发明连接结构型式1、2的剖面示意图。
图8是本发明实施例的一种型式的基坑立面示意图。两桩之间施工两根锚索，分别与两侧的护壁桩连接。
图9是本发明实施例的另一种型式的基坑立面示意图。两桩之间施工一根锚索，将一根锚索分成两部分，分别与两侧的护壁桩连接。
图10是本发明的实施例的基坑剖面示意图。
图1～图10中：1护壁桩；2水泥砂浆浇筑的钢筋孔；3钢筋；4预埋钢垫板；5现浇混凝土；6加劲肋；7连接钢板；8锚索；9锚头；10地面；11锁口梁；12基底。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图，详细叙述本发明的具体实施方式和实施例。
本发明设计的用于桩锚支护体系中连接结构，其示意图如图1～图7所示，在护壁桩1上钻锚孔2，在锚孔中植入钢筋3，然后在锚孔中灌注水泥砂浆进行锚固；钢垫板4与内侧钢筋3焊接在一起，然后浇筑混凝土5，使得钢筋3、预埋钢垫板4与现浇混凝土5成为一体，紧贴在护壁桩1外壁上，形成混凝土垫楔；连接钢板7焊于垫楔的预埋钢垫板上。
本发明提供的用于桩锚支护体系的连接结构其实施步骤如下：
步骤一
沿护壁桩开挖基坑至锚索设计深度；在锚索位置沿水平方向通长拉一通线，并设定在护壁桩上作为锚索孔位基线；然后在护壁桩上距离基线上下各一定间距100mm~200mm，进行钢筋孔位定位；定位后进行按照设计孔径与深度用凿岩机凿孔，孔深应有余量，灌注水泥砂浆，植入上下两排钢筋，并按垫楔的设计尺寸和角度调整上下两排钢筋露在护壁桩外的长度。
步骤二
对垫楔范围内的护壁桩桩身的混凝土进行凿毛处理，待水泥砂浆达到设计强度后，将钢垫板与钢筋焊接牢固；然后支模板进行钢垫板下混凝土的浇筑，待混凝土达到设计强度后拆模，形成了混凝土垫楔；
步骤三在垫楔的预埋钢垫板上焊接连接钢板及加劲肋；
步骤四
将锚索从连接钢板的预留孔中穿过，安装锚具，张拉锚索，完成了桩锚支护体系的连接施工。
本发明设计的用于桩锚支护体系中连接结构，其主要特点在于：
利用植入护壁桩1中钢筋3的位置与长度可以随时调整；利用与钢筋3焊接在一起的钢垫板4与现浇混凝土5自身的强度，承担锚索承受的垂直方向分力；通过植入护壁桩1桩内的钢筋3及现浇混凝土5与护壁桩1形成一体，将连接钢板7焊于垫楔的钢垫板4上，保证了连接结构的整体性，由于取消了传统桩锚支护体系中的腰梁，节约了大量钢材，避免了复杂的焊接和安装工序，因此结构整体性好，安全可靠，同时大大节省了造价，缩短了工期。
通过上述技术措施，保证了支护结构的安全性和稳定性，提高桩锚支护体系整体强度，达到基坑稳定的目的。
实施例
对地质条件较差的深基坑工程，通常采用桩锚支护体系。如图8、9、10所示，本例基坑深12.4m，采用的护壁桩桩长15m、桩径0.8m、桩间距1.6m，分别在5.0m、7.5m位置处布置两排锚索，锚索倾角25°。
如图1～图7所示，根据设计图纸进行护壁桩1施工，然后从地面10开挖基坑至5.0m处进行第一排锚索8的施工；首先在5.0m位置上沿护壁桩1拉一通线，准确定出第一排锚索8钻孔2位置标高；图7中混凝土垫楔尺寸a＝125mm、b＝208mmmm，根据a、b的尺寸可以算出钢筋的位置和预留长度，其中上排钢筋3外露长度为140mm、下排钢筋3外露长度为230mm；然后在护壁桩中心位置左右两侧各100mm定出4个钢筋孔孔位2中心；利用凿孔机械进行小孔径钻孔，孔径φ42，孔深220mm；灌注M20水泥砂浆，安放φ25钢筋3；根据锚索倾角保证预埋钢垫板4平面与水平面夹角为75°，预埋钢垫板尺寸为400mm×300mm×12mm，保证与上下两排钢筋3焊接时预埋钢垫板4的平整性；支设现浇混凝土5的模板，浇注C30混凝土，达到强度75％后拆除模板，形成混凝土垫楔，在预埋钢垫板4上焊接连接钢板7后，连接钢板7的尺寸为300mm×400mm×20mm，再焊接加劲肋6，形成了本发明的连接结构。
然后进行锚索8安装张拉施工，完成第一排锚索施工后进行第二排锚索施工，即可完成全部基坑工程支护工作。
Claims (3)
1.一种用于桩锚支护体系中的连接结构，其特征在于连接结构包括三部分：第一部分主要由钻孔(2)、锚固钢筋(3)与水泥砂浆组成，钢筋(3)插入护壁桩上的钻孔(2)内，灌注水泥砂浆进行锚固；第二部分主要由混凝土(5)和预埋钢垫板(4)组成，钢垫板(4)与锚固钢筋(3)定位后焊接在一起，支模后浇注的混凝土(5)、钢筋(3)与钢垫板(4)形成垫楔，与护壁桩(1)成为一体；第三部分是连接钢板(7)及加劲肋(6)，连接钢板(7)是焊接在混凝土垫楔上的预埋钢垫(4)上，连接钢板的两侧焊加劲肋。
2.根据权利要求1所述一种用于桩锚支护体系中的连接结构，其特征在于所述的连接钢板(7)采用一块垂直的钢板；或采用两块斜交的钢板。
3.根据权利要求1所述的一种用于桩锚支护体系中的连接结构的实施方法，其特征在于包括以下各步骤：
步骤一沿护壁桩开挖基坑至锚索设计深度；在锚索位置沿水平方向通长拉一通线，并设定在护壁桩上作为锚索孔位基线；然后在护壁桩上距离基线上下各一定间距100mm~200mm，进行钢筋孔位定位；定位后进行按照设计孔径与深度用凿岩机凿孔，孔深应有余量，灌注水泥砂浆，植入上下两排钢筋，并按垫楔的设计尺寸和角度调整上下两排钢筋露在护壁桩外的长度；
步骤二对垫楔范围内的护壁桩桩身的混凝土进行凿毛处理，待水泥砂浆达到设计强度后，将钢垫板与钢筋焊接牢固；然后支模板进行钢垫板下混凝土的浇筑，待混凝土达到设计强度后拆模，形成了混凝土垫楔；
步骤三在垫楔的预埋钢垫板上焊接连接钢板及加劲肋；
步骤四将锚索从连接钢板的预留孔中穿过，安装锚具，张拉锚索，完成了桩锚支护体系的连接施工。
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