CN103774675B - 组合双排桩联合竖向预应力锚杆支护体系的施工方法 - Google Patents

组合双排桩联合竖向预应力锚杆支护体系的施工方法 Download PDF

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Abstract

一种组合双排桩联合竖向预应力锚杆支护体系的施工方法,所述支护体系包括有前排桩、前排桩桩顶冠梁、后排桩、后排桩桩顶冠梁和连系梁,所述前排桩为平行间隔设置的一排钢筋混凝土桩,所述后排桩为型钢水泥土搅拌桩墙,所述连系梁为双肢连系梁;所述型钢水泥土搅拌桩墙中的内插型钢为H型钢,并且H型钢的上端部外露在后排桩桩顶冠梁的上方,所述内插型钢之间的水泥土搅拌桩墙中还设有竖向预应力锚杆。H型钢在使用完成后,可以回收,从而可以极大地降低工程造价。本方法适用于当基坑周边环境条件复杂或受红线限制、不具备施工普通斜向锚杆的深基坑,是一种抗侧移刚度大、施工方便、集挡土隔水为一体的新型支护形式。

Description

组合双排桩联合竖向预应力锚杆支护体系的施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种建筑基坑支护体系的施工方法。
背景技术
[0002] 普通双排粧支护结构是近期在基坑工程中出现的较为新型支护形式。该支护体系以其前后排钢筋混凝土粧以及粧顶连梁形成空间门架式支护结构,抗侧移刚加大大增加,对于一般深度不大基坑,无需在基坑内设置内撑或锚索,极大地方便了施工,缩短了工期,而受基坑工程设计人员的青睐。但对于地下水位较高、需要隔水的基坑工程,由于前后排分离式钢筋混凝土粧无法止水,需要增设止水帷幕,增加了施工工序和工程造价。此外,普通双排粧虽具有较大的抗侧移刚度,但形式上仍属于悬臂类支护结构,当基坑工程深度较大时,双排粧支护结构在满足基坑工程稳定性和控制变形方面就显得不足。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系的施工方法,要解决在软土、粉土、细砂等地质条件下,双排粧支护结构在开挖深度较大且需要隔水时的深基坑工程应用问题,尤其当基坑周边环境条件复杂或受红线限制不具备施工普通斜向锚杆时可考虑采用。
[0004] 为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系,包括有前排粧、前排粧粧顶冠梁、后排粧、后排粧粧顶冠梁和连系梁,其特征在于:所述前排粧为平行间隔设置的一排钢筋混凝土粧,所述后排粧为型钢水泥土搅拌粧墙,所述连系梁为双肢连系梁;所述型钢水泥土搅拌粧墙中的内插型钢为H型钢,并且H型钢的上端部外露在后排粧粧顶冠梁的上方,所述内插型钢之间的水泥土搅拌粧墙中还设有竖向预应力锚杆。
[0005] 所述竖向预应力锚杆的锚固段的底端不高于相应位置的型钢水泥土搅拌粧墙中的水泥土搅拌粧的底端,竖向预应力锚杆的自由段穿越被支护土体在竖向锚杆位置的潜在破坏面。
[0006] 两根H型钢之间设有I道或2道竖向预应力锚杆。
[0007] 所述型钢水泥土搅拌粧墙中的内插型钢的间距是前排粧的粧间距的一倍、两倍或
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[0008] 所述H型钢的上端部上设有型钢起吊孔。
[0009] 所述双肢连系梁的两肢之间的净距为H型钢的翼缘宽度加上60mm。
[0010] 所述H型钢的上端部在冠梁上方的外露的长度为不小于500mm。
[0011] 所述前排粧中的前排粧主筋在粧顶锚入到前排粧粧顶冠梁中,并且锚固长度不小于1.5倍的受拉锚固长度。
[0012] 所述连系梁中的纵向主筋锚入到前排粧粧顶冠梁和后排粧粧顶冠梁中,并且锚固长度不小于1.5倍的受拉锚固长度。
[0013] 一种组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系的施工方法,其特征在于施工步骤如下:步骤一、根据拟建场地的水文地质条件、基坑工程几何参数、基坑工程隔水、抗渗稳定性要求,计算出组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系所需要的各个技术参数;步骤二、根据拟建工程场地条件及周边环境条件,选择具体位置,用三轴水泥土搅拌粧机开始施工一段后排粧的水泥土搅拌粧,在该段已施工的后排粧的水泥土搅拌粧凝结硬化前、三轴水泥土搅拌粧机移位施工下一段后排粧的水泥土搅拌粧时,开始型钢插入水泥土搅拌粧施工工序,型钢插入水泥土搅拌粧施工工序在相应位置处的水泥土搅拌粧施工完成30分钟内开展,内插型钢露出的高度需满足上穿后排粧粧顶冠梁以及拔出预留高度要求;此外,在该段已施工的后排粧的水泥土搅拌粧凝结硬化前、开始施工竖向预应力锚杆,竖向预应力锚杆的杆体预留长度应满足上穿冠梁、竖向预应力锚杆垫板以及张拉锚固需要;步骤三、不断重复步骤二,直至按设计要求施工完成所有的后排粧、内插型钢和竖向预应力锚杆;步骤四、施工前排粧、前排粧粧顶冠梁、后排粧粧顶冠梁和连系梁;步骤五、待后排粧满足抗渗要求时,开展基坑工程降水,待组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系各部分均满足强度要求时,张拉并锁定竖向预应力锚杆,然后开展基坑土方开挖;步骤六、基坑开挖到设计深度后,开始地下结构施工;步骤七、地下结构施工出地坪,结构与基坑坑壁之间的空隙回填压实后,拔除内插型钢,内插型钢留下的空隙注浆封填。
[0014]与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果:本发明是一种集挡土隔水功能于一体的新型基坑支护结构形式,适合用于软土、粉土、细砂等地质条件下基坑开挖深度较大且需要隔水的深基坑工程,尤其适用于当基坑周边环境条件复杂或受红线限制、不具备施工普通斜向锚杆的深基坑,属地基基础领域。
[0015] 本发明由位于前排的前排钢筋混凝土粧和前排粧粧顶冠梁,位于后排的后排型钢水泥土搅拌粧墙和后排粧墙顶冠梁(即后排粧粧顶冠梁)、连接在前后排粧间的双肢连系梁、以及在后排型钢水泥土搅拌粧墙中施工的竖向预应力锚杆组成,是一种空间门架式支护结构体系,可承担水土压力荷载,具有抗侧移刚度大的优点,可有效地控制基坑的侧移变形。
[0016] 普通双排粧支护结构的计算和实测结果表明,前排粧受压,后排粧受拉,本发明充分利用了双排粧的这一受力特点,将抗压能力好的钢筋混凝土粧作为前排粧,将抗拉性能好的H型钢作为后排粧,充分发挥了材料的性能。
[0017] 本发明充分利用了普通双排粧支护结构和型钢水泥土搅拌粧墙两者的优点,即克服了需截水基坑工程中普通双排粧支护结构需增设止水帷幕的缺陷,又克服了型钢水泥土搅拌粧墙刚度低的缺陷。
[0018] 本发明用型钢水泥土搅拌粧墙取代普通双排粧支护结构中的后排钢筋混凝土粧,型钢水泥土搅拌粧墙具有止水、隔水、防渗功能,因此解决了基坑工程的隔水问题,克服了普通双排粧需要增设止水帷幕的缺陷,实现了支护结构挡土与隔水的统一,所以无需另设止水帷幕,大大地降低了支护工程造价,减少了施工工序,节约了施工工期。
[0019] 本发明在型钢水泥土搅拌粧墙中施工竖向预应力锚杆,这样可以大大增加本发明的抗侧移刚度(无需再设内支撑或普通斜向锚杆就可以获得更高的抗侧移刚度),是一种抗侧移刚度大、施工方便、集挡土隔水为一体的新型支护形式,所以非常适用于深度大的基坑,可解决高地下水位地区、较深基坑工程中的双排粧支护结构的应用问题。
[0020] 本发明在型钢水泥土搅拌粧墙中设置竖向预应力锚杆,不但增加支护体系抗侧移刚度,而且在型钢水泥土搅拌粧墙内形成预压应力,提高了型钢水泥土搅拌粧墙的抗裂性能,保证了型钢水泥土搅拌粧墙的止水效果。
[0021] 本发明在型钢水泥土搅拌粧墙中设置竖向预应力锚杆,由于竖向预应力锚杆的锚固段设置在水泥土搅拌粧中,因而可以获得更高的锚固力,也避免了采用普通斜向锚杆时,锚杆成孔施工对周边环境的不利影响。
[0022] 本发明在型钢水泥土搅拌粧墙中设置竖向预应力锚杆以后,就无需在坑内设置内撑或再设置普通锚杆,所以不但方便了施工,提供了施工效率,而且适合在基坑周边环境条件复杂或受红线限制不能施工普通锚杆的情况下采用。
[0023] 本发明中的后排型钢水泥土搅拌粧墙中的H型钢,在地下结构施工出地坪,结构与基坑间空隙回填后,即可拔出回收再利用,极大地降低了支护工程造价,节约了资源,也避免了给后续其他紧邻地下工程的施工造成障碍。
[0024] 本发明在靠近用地红线的一侧(即后排)用型钢水泥土搅拌粧墙取代普通的钻孔灌注而成的钢筋混凝土粧,可以显著地降低钻孔灌注粧成孔施工对基坑周边环境的不利影响。具体来说,型钢水泥土搅拌粧墙在施工时采用三轴搅拌粧机就地切削土体,并使土体与水泥浆液充分拌合形成水泥土,用低压持续注入的水泥浆液置换处于流动状态的水泥土,保持地下水泥土总量平衡,所以无需钻孔,不存在普通双排粧施工时的塌孔现象,因此可以减少对周围土体的扰动,降低对周边管线、地下建筑构等的危害,有效地保护周边环境。
[0025] 本发明先施工靠近用地红线一侧(即后排)的型钢水泥土搅拌粧墙和型钢水泥土搅拌粧墙中的竖向预应力锚杆,后施工位于前排的钢筋混凝土粧,先施工的型钢水泥土搅拌粧墙在后施工的钢筋混凝土粧与周边环境介质之间形成隔离帷幕,降低了钢筋混凝土粧成孔施工所诱发土体损伤对周围环境介质的不利影响,有效地保护了周边环境。
附图说明
[0026] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0027] 图1为本发明的立体布置示意图。
[0028] 图2为本发明的主视示意图。
[0029] 图3为本发明的俯视示意图。
[0030] 附图标记:1 一前排粧、2 —前排粧粧顶冠梁、3 —后排粧、4 一内插型钢、5 —后排粧粧顶冠梁、6 —连系梁、7 —竖向预应力锚杆垫板、8 —型钢起吊孔、9 一锚固段、10 一锚头、11 一自由段。
具体实施方式
[0031] 实施例参见图1-3所示,这种组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系,包括有前排粧1、前排粧粧顶冠梁2、后排粧3、后排粧粧顶冠梁5和连系梁6。
[0032] 所述前排粧I为平行间隔设置的一排钢筋混凝土粧,所述后排粧3为型钢水泥土搅拌粧墙,所述连系梁6为双肢连系梁(便于型钢水泥土搅拌粧墙中的型钢拔除);
[0033] 所述型钢水泥土搅拌粧墙中的内插型钢4为H型钢,并且H型钢的上端部外露在后排粧粧顶冠梁5的上方,本实施例中,H型钢的上端部上还设有型钢起吊孔8,并且H型钢在粧顶冠梁上的外露长度为不小于500mm。
[0034] 所述内插型钢4之间的型钢水泥土搅拌粧墙中还设有竖向预应力锚杆。本实施例中,竖向预应力锚杆的锚固段9的底端不高于相应位置的型钢水泥土搅拌粧墙中的水泥土搅拌粧的底端,竖向预应力锚杆的自由段11穿越被支护土体在竖向锚杆位置的潜在破坏面,以保证预应力锚杆在型钢水泥土搅拌粧墙的粧身范围内产生一定的预压应力。预应力锚杆在使用完成后,可回收也可不回收。
[0035] 本实施例中,两根H型钢之间设有I道竖向预应力锚杆。在其它实施例中,两根H型钢之间也可以设有2道或更多道竖向预应力锚杆。
[0036] 本实施例中,型钢水泥土搅拌粧墙中的型钢的间距是前排粧I的粧间距的一倍,即型钢水泥土搅拌粧墙中的型钢的间距与前排粧I的粧间距相同。在其它实施例中,型钢水泥土搅拌粧墙中的型钢的间距是前排粧I的粧间距的两倍或三倍。
[0037] 所述双肢连系梁的两肢之间的净距a为H型钢的翼缘宽度b加上约60mm。
[0038] 所述前排粧I中的前排粧主筋在粧顶锚入到前排粧粧顶冠梁2中,并且锚固长度应满足结构受力要求,一般来说,锚固长度不小于1.5倍的受拉锚固长度。
[0039] 所述连系梁6中的纵向主筋锚入到前排粧粧顶冠梁2和后排粧粧顶冠梁5中,并且锚固长度应满足结构受力要求,一般来说,锚固长度不小于1.5倍的受拉锚固长度。
[0040] 所述型钢水泥土搅拌粧墙中的水泥土粧的长度由型钢长度和基坑止水、防渗共同决定(由型钢长度和基坑止水、防渗要求确定的大者取值),型钢水泥土搅拌粧墙中的水泥土粧的粧身强度需满足止水和强度计算要求。
[0041] 这种应用上述组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系的施工方法,其施工步骤如下。
[0042] 步骤一、根据拟建场地的水文地质条件、基坑工程几何参数、基坑工程隔水、抗渗稳定性要求,计算出施工组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系所需要的各个技术参数。基坑各部位的型钢水泥土搅拌粧墙中的水泥土搅拌粧的长度取相应位置内插型钢的长度和隔水要求长度的大者。竖向预应力锚杆的锚固段底端不高于相应位置水泥土搅拌粧墙的底端,竖向预应力锚杆的自由段应穿越被支护土体在相应位置的潜在破坏面。
[0043] 步骤二、根据拟建工程场地条件及周边环境条件,选择具体位置,用三轴水泥土搅拌粧机开始施工一段后排粧3的水泥土搅拌粧,在该段已施工的后排粧3的水泥土搅拌粧凝结硬化前、三轴水泥土搅拌粧机移位施工下一段后排粧3的水泥土搅拌粧时,开始型钢插入水泥土搅拌粧施工工序,型钢插入水泥土搅拌粧施工工序在相应位置处的水泥土搅拌粧施工完成30分钟内开展,内插型钢露出的高度需满足上穿后排粧粧顶冠梁5以及拔出预留高度要求;此外,在该段已施工的后排粧3的水泥土搅拌粧凝结硬化前、开始施工竖向预应力锚杆,竖向预应力锚杆的杆体预留长度应满足上穿冠梁、竖向预应力锚杆垫板7以及张拉锚固需要;施工竖向预应力锚杆的工序包括:成孔、放置杆体、注浆等。竖向预应力锚杆的预留长度应满足上穿后排粧粧顶冠梁5、竖向预应力锚杆垫板7、以及张拉锚固需要。
[0044] 步骤三、不断重复步骤二,直至按设计要求施工完成所有的后排粧3、内插型钢4和竖向预应力销杆。
[0045] 步骤四、施工前排粧1、前排粧粧顶冠梁2、后排粧粧顶冠梁5和连系梁6 ;具体来说,包括有先绑扎前排粧1、前排粧粧顶冠梁2、后排粧粧顶冠梁5和连系梁6中的钢筋(后排粧粧顶冠梁5在竖向预应力锚杆位置要预留锚杆杆体穿越通道),然后进行混凝土整体浇注。该步骤可随前排粧的施工分步进行。
[0046] 步骤五、待后排粧3满足抗渗要求时,开展基坑工程降水,待组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系各部分均满足强度要求时,张拉并锁定竖向预应力锚杆,然后开展基坑土方开挖。
[0047] 步骤六、基坑开挖到设计深度后,开始地下结构施工。
[0048] 步骤七、地下结构施工出地坪,结构与基坑坑壁之间的空隙回填压实后,拔除内插型钢(即型钢水泥土搅拌粧墙中的型钢在使用完成后回收),内插型钢留下的空隙注浆封填。
[0049] 本说明书实施例所述的内容仅仅是对本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。

Claims (9)

1.一种组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系的施工方法,其中组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系包括有前排粧(I)、前排粧粧顶冠梁(2)、后排粧(3)、后排粧粧顶冠梁(5)和连系梁(6),所述前排粧(I)为平行间隔设置的一排钢筋混凝土粧,所述后排粧(3)为型钢水泥土搅拌粧墙,所述连系梁(6)为双肢连系梁;所述型钢水泥土搅拌粧墙中的内插型钢(4)为H型钢,并且H型钢的上端部外露在后排粧粧顶冠梁(5)的上方,所述内插型钢(4)之间的水泥土搅拌粧墙中还设有竖向预应力锚杆,其特征在于施工步骤如下: 步骤一、根据拟建场地的水文地质条件、基坑工程几何参数、基坑工程隔水、抗渗稳定性要求,计算出组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系所需要的各个技术参数; 步骤二、根据拟建工程场地条件及周边环境条件,选择具体位置,用三轴水泥土搅拌粧机开始施工一段后排粧(3)的水泥土搅拌粧,在该段已施工的后排粧(3)的水泥土搅拌粧凝结硬化前、三轴水泥土搅拌粧机移位施工下一段后排粧(3)的水泥土搅拌粧时,开始型钢插入水泥土搅拌粧施工工序,型钢插入水泥土搅拌粧施工工序在相应位置处的水泥土搅拌粧施工完成30分钟内开展,内插型钢露出的高度需满足上穿后排粧粧顶冠梁(5)以及拔出预留高度要求;此外,在该段已施工的后排粧(3)的水泥土搅拌粧凝结硬化前、开始施工竖向预应力锚杆,竖向预应力锚杆的杆体预留长度应满足上穿冠梁、竖向预应力锚杆垫板(7)以及张拉锚固需要; 步骤三、不断重复步骤二,直至按设计要求施工完成所有的后排粧(3)、内插型钢(4)和竖向预应力销杆; 步骤四、施工前排粧(I)、前排粧粧顶冠梁(2 )、后排粧粧顶冠梁(5 )和连系梁(6 ); 步骤五、待后排粧(3)满足抗渗要求时,开展基坑工程降水,待组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系各部分均满足强度要求时,张拉并锁定竖向预应力锚杆,然后开展基坑土方开挖; 步骤六、基坑开挖到设计深度后,开始地下结构施工; 步骤七、地下结构施工出地坪,地下结构与基坑坑壁之间的空隙回填压实后,拔除内插型钢,内插型钢留下的空隙注浆封填。
2.根据权利要求1所述的组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系的施工方法,其特征在于:所述竖向预应力锚杆的锚固段(9)的底端不高于相应位置的型钢水泥土搅拌粧墙中的水泥土搅拌粧的底端,竖向预应力锚杆的自由段(11)穿越被支护土体在竖向锚杆位置的潜在破坏面。
3.根据权利要求1所述的组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系的施工方法,其特征在于:两根H型钢之间设有I道或2道竖向预应力锚杆。
4.根据权利要求1所述的组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系的施工方法,其特征在于:所述型钢水泥土搅拌粧墙中的内插型钢(4)的间距是前排粧(I)的粧间距的一倍、两倍或三倍。
5.根据权利要求1所述的组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系的施工方法,其特征在于:所述H型钢的上端部上设有型钢起吊孔(8)。
6.根据权利要求1所述的组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系的施工方法,其特征在于:所述双肢连系梁的两肢之间的净距(a)为H型钢的翼缘宽度(b)加上60mm。
7.根据权利要求1所述的组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系的施工方法,其特征在于:所述H型钢的上端部在冠梁上方的外露的长度为不小于500mm。
8.根据权利要求1所述的组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系的施工方法,其特征在于:所述前排粧(I)中的前排粧主筋在粧顶锚入到前排粧粧顶冠梁(2)中,并且锚固长度不小于1.5倍的受拉锚固长度。
9.根据权利要求1所述的组合双排粧联合竖向预应力锚杆支护体系的施工方法,其特征在于:所述连系梁(6)中的纵向主筋锚入到前排粧粧顶冠梁(2)和后排粧粧顶冠梁(5)中,并且锚固长度不小于1.5倍的受拉锚固长度。
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