CN110409461A - 一种基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法,使用钻孔的同时沉入管桩的方式安装管桩,可适用于大直径管桩的沉桩工作,在桩头设置的预制冠梁和在桩身设置的预制腰梁等预制构件,可以保证管桩在基坑的整个施工过程中都可以达到优秀的固定效果,本方法面对开挖深度大,需要大直径的管桩进行支护的基坑工程可以起到良好的支护效果,减少传统现浇式支护结构的废弃土和泥浆排放对环境的影响,采用标准化工厂制造的预制构件使得施工速度大幅度提升,提高了施工效率。
Description
技术领域
本发明属于基坑施工领域,主要涉及一种基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法。
背景技术
地下空间的开发利用一般需要借助临时支护结构,故基坑工程在工程建设中无处不在。基坑支护结构既要起到挡土、止水作用,又要控制工程造价,因此经济合理的支护结构十分重要。目前常用的支护结构主要为现浇式支护结构,但这种支护结构普遍存在施工质量难以保证、施工周期长、环境污染大等问题。
与现浇基坑支护结构相比,装配式支护结构具有施工速度快、经济环保、质量可靠等特点,从而大大降低能耗、减少建筑垃圾、缩短建造工期,故具有显著的社会与经济效益。由于预制桩的桩径越大,沉桩阻力也越大,所以基于静压法或者锤击法施工的装配式支护管桩的直径通常控制在600mm范围以内;这种桩径较小的装配式支护管桩的抗弯和抗剪性能相对较低,由其组成的支护结构一般不能应用于开挖深度较大的基坑工程中,因而存在缺陷。
发明内容
本发明目的在于针对现有方法的缺陷,提供一种基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法,面对开挖深度大,需要大直径的管桩进行支护的基坑工程可以起到良好的支护效果,减少传统现浇式支护结构的废弃土和泥浆排放对环境的影响,采用标准化工厂制造的预制构件使得施工速度大幅度提升,提高了施工效率。
为解决上述技术问题,本发明通过以下方案进行实施:
一种基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法,包括以下步骤:
S1、在预设的管桩位进行钻孔得到孔洞的同时,将预制管桩沉入所述孔洞内;
S2、重复步骤S1以得到排列的多个埋置在孔洞中的所述预制管桩;
S3、使用预制冠梁对多个所述预制管桩在地表处的桩头进行固定连接;
S4、将第一水平支撑杆与所述预制冠梁的基坑开挖侧的固定连接;
S5、在所述预制管桩的基坑开挖侧进行基坑开挖,在基坑开挖到预设深度时,将预制腰梁与多个所述预制管桩在基坑面上的桩身固定连接,并将第二水平支撑杆与所述预制腰梁固定连接;
S6、在基坑挖至预设的坑底深度时,结束施工并拆除所安装的部分或所有构件。
与现有方法相比,本发明的有益方法效果如下:
本发明公开的一种基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法,使用钻孔的方式下放管桩,可适用于大直径管桩的沉桩工作,在桩头设置的预制冠梁和在桩身设置的预制腰梁等预制构件,可以保证管桩在基坑的整个施工过程中都可以达到优秀的固定效果,本方法面对开挖深度大,需要大直径的管桩进行支护的基坑工程可以起到良好的支护效果,减少传统现浇式支护结构的废弃土和泥浆排放对环境的影响,采用标准化工厂制造的预制构件使得施工速度大幅度提升,提高了施工效率。
本发明的进一步改进在于,在步骤S1中,使用设置在所述预制管桩下方的可伸缩钻头进行钻孔,所述可伸缩钻头通过设置在所述预制管桩内的螺旋钻杆连接至动力提供装置,在钻孔的同时将所述预制管桩放置入所钻出的孔洞内。
通过上述改进,在使用设置在管桩下方的钻头进行钻孔,可在机器钻孔同时进行沉桩,方便快捷,提高了施工效率,在沉桩成功后可直接收起钻杆和钻头,工序简单。
本发明的进一步改进在于,所述步骤S1后还包括:
对所述预制管桩的外壁和所述孔洞之间的间隙进行注浆,以增大管桩与周围土体之间的有效接触面积。
本发明的进一步改进在于,在使用设置在所述可伸缩钻头进行钻孔时,使用角度控制器调整所述钻杆和所述预制管桩的角度,可实现大直径管桩的斜桩施工作业,所施工得到的斜支护管桩可提高基坑的抗水平变形能力。
本发明的进一步改进在于,在步骤S1中,在所述孔洞放置入所述预制管桩时,若所述预制管桩的长度不够,使用管桩快速接头将另一预制管桩与所述预制管桩进行固定连接,并继续进行预制管桩的放置,在不影响管桩的放置工作的同时达到了延长管桩的效果。
本发明的进一步改进在于,所述预制冠梁包括对称设置在多个桩头两侧的第一冠梁部和第二冠梁部,所述第一冠梁部和第二冠梁部相对所述桩头的一侧均对应设置有多个与所述桩头配合的凹槽,所述第一冠梁部和所述第二冠梁部之间通过可拆卸的螺栓连接,可对桩头起到良好的固定效果。
本发明的进一步改进在于,所述第一水平支撑杆通过第一支撑杆接头与所述冠梁的一侧固定连接,所述第二水平支撑杆通过第二支撑杆接头与所述腰梁的一侧固定连接。
本发明的进一步改进在于,所述腰梁与每一所述预制管桩的桩身间设置有锁扣,通过膨胀螺栓穿过所述腰梁和所述锁扣,将所述腰梁与所述预制管桩固定连接。
本发明的进一步改进在于,所述预制管桩与所述腰梁的连接处的下方还设置有托座。
本发明的进一步改进在于,步骤S6中可以逐步部分或全部拆除所安装的所有构件,并对拆除的构件进行回收,回收后的构件可重复利用,节约成本,绿色环保。
附图说明
图1为本发明实施例中所述的基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法的步骤示意图;
图2为本发明实施例中所述的钻孔施工的示意图;
图3为本发明实施例中所述的管桩快速接头的构造示意图;
图4为本发明实施例中所述的预制冠梁的构造示意图;
图5为本发明实施例中所述的预制腰梁的俯视构造示意图;
图6为本发明实施例中所述的预制冠梁的侧视构造示意图;
图7为本发明实施例中所述的施工完成后垂直管桩支护结构的结构示意图(水平支撑杆固定);
图8为本发明实施例中所述的施工完成的垂直管桩支护结构的结构示意图(抗拉锚杆固定);
图9为本发明实施例中所述的施工完成的斜桩支护结构的结构示意图(水平支撑杆固定);
图10为本发明实施例中所述的施工完成的斜桩支护结构的结构示意图(抗拉锚杆固定)。
图中:
1-预制管桩;2-角度控制器;3-螺旋钻杆;4-可伸缩钻头;5-钻孔;6-桩土间隙;7-预制冠梁;71-第一冠梁部;72-第二冠梁部;9-螺栓;101-第一水平支撑杆;111-第一支撑杆接头;102-第二水平支撑杆;112-第二支撑杆接头;12-预制腰梁;13-U型锁扣;14-膨胀螺栓;15-腰梁底座;161-第一抗拉锚杆;162-第二抗拉锚杆;17-管桩快速接头。
具体实施方式
为了充分地了解本发明的目的、特征和效果,以下将结合附图与具体实施方式对本发明的构思、具体步骤及产生的方法效果作进一步说明。
如图1所示,本实施例公开了一种基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法,包括以下步骤:
S1、在预设的管桩位进行钻孔得到孔洞的同时,将预制管桩沉入孔洞内。
具体的,如图2左侧所示,使用设置在预制管桩1下方的可伸缩钻头4进行钻孔,可伸缩钻头4通过设置在预制管桩1内的螺旋钻杆3连接至动力提供装置,在钻孔的同时将预制管桩1沉置入所钻出的孔洞5内。在使用设置在管桩下方的钻头进行钻孔,可在机器钻孔同时进行沉桩,方便快捷,提高了施工效率,在沉桩成功后可直接收起钻杆和钻头,工序简单。
具体的,如图2左侧所示,在使用可伸缩钻头4进行钻孔时,使用角度控制器2调整钻杆3和预制管桩1的角度,可实现钻孔倾斜0°~15°,实现大直径管桩的斜桩施工作业,所施工得到的斜支护管桩可提高基坑的抗水平变形能力。
具体的,如图2右侧所示,预制管桩1在沉桩后,钻孔壁与管桩外壁之间存在一定间隙6,可根据技术需要进行部分或者通长桩侧间隙注浆,以增大管桩与周围土体之间的有效接触面积,也可不进行桩侧注浆作业,以减少桩身部分侧向土压力。
具体的,如图3所示,在放置预制管桩1时,若预制管桩1的长度不够,使用管桩快速接头17将另一预制管桩段与原有的预制管桩进行固定连接,并继续进行预制管桩1的施工安装,在不影响管桩施工作业的同时达到了增加支护管桩长度的效果。
S2、重复步骤S1以施工得到排列的多个埋置在孔洞内的预制管桩。
S3、使用预制冠梁对多个预制管桩在地表处的桩头进行固定连接。
具体的,如图4所示,预制冠梁7包括对称设置在多个桩头两侧的第一冠梁部71和第二冠梁部72,第一冠梁部71和第二冠梁部72相对预制管桩1的桩头的一侧均对应设置有多个与桩头配合的凹槽,用于防止管桩左右滑移。
具体的,第一冠梁部71和第二冠梁部72之间通过可拆卸的螺栓9连接,可以对桩头起到良好的固定效果。
S4、将第一水平支撑杆与预制冠梁的基坑开挖侧固定连接。
具体的,第一水平支撑杆与地面平行。
具体的,如图4所示,第一水平支撑杆101通过第一支撑杆接头111与预制冠梁7的第二冠梁部72的一侧固定连接,具体的,第二冠梁部72内侧设置有接口,可与第一支撑杆接头111进行连接,以安装第一水平支撑杆101。
S5、在预制管桩的基坑开挖侧进行基坑开挖,在基坑开挖到预设水平支撑位置深度时,将预制腰梁与多个预制管桩在基坑面上的桩身固定连接,并将第二水平支撑杆与预制腰梁固定连接。
具体的,第二水平支撑杆与基坑面平行。
如图5所示,第二水平支撑杆102通过第二支撑杆接头112与预制腰梁12的基坑开挖侧固定连接。
具体的,预制腰梁12与每一预制管桩1的桩身间设置有U型锁扣13,膨胀螺栓14穿过预制腰梁12和U型锁扣13,将预制腰梁12与预制管桩1固定连接。具体的,U型锁扣13为一弯曲的钢制构件,用于限制不同尺寸的预制管桩1的左右移动,可用于缓解预制腰梁12与预制管桩1之间的接触应力集中现象。
具体的,在步骤S5中,可在预制管桩与腰梁的连接处的下方设置托座,防止预制连接构件向下脱落,具体的,如图6所示,在支撑杆接头112、预制腰梁12和U型锁扣13的底部设置腰梁底座15,以对预制腰梁12进行承托。
具体的,第一水平支撑杆101和第二水平支撑杆102均可以采用抗拉锚杆进行替代,可作为预制管桩-锚杆支护体系使用。
S6、在基坑挖至预设的坑底深度时,结束施工并拆除所安装的部分或所有构件。
具体的,施工后得到的管桩支护结构如图7和图8所示。
具体的,若上述步骤S1中,使用角度控制器调整了钻孔和沉桩的角度,以进行了斜桩的施工,则得到的斜桩支护结构如图9和图10所示。
具体的,上述步骤6中,在基坑施工完成后,待主体结构施工到一定阶段,根据条件要求,在满足安全的条件下,逐步部分或全部回收预制构件,回收后的构件可重复利用,节约成本,绿色环保。
具体的,本实施例中所使用的所有预制构件均为钢筋混凝土预制构件或钢结构焊接标准模块,可在场外工厂预先根据尺寸需要预先制作成品并运送至施工现场进行拼装。
本实施例公开的一种基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法,使用钻孔的同时埋入管桩,可适用于大直径管桩的沉桩工作,在桩头设置的预制冠梁和在桩身设置的预制腰梁等预制构件,可以保证管桩在基坑的整个施工过程中都可以达到优秀的固定效果,本方法面对开挖深度大,需要大直径的管桩进行支护的基坑工程可以起到良好的支护效果,减少传统现浇式支护结构的废弃土和泥浆排放对环境的影响,采用标准化工厂制造的预制构件使得施工速度大幅度提升,提高了施工效率。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例,应当理解,本领域的普通方法人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本方法领域中方法人员依本发明构思在现有方法基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的方法方案,均应该在由本发明所确定的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、在预设的管桩位进行钻孔得到孔洞的同时,将预制管桩沉入所述孔洞;
S2、重复步骤S1以得到排列的多个埋置在孔洞中的所述预制管桩;
S3、使用预制冠梁对多个所述预制管桩在地表处的桩头进行固定连接;
S4、将第一水平支撑杆与所述预制冠梁的基坑开挖侧固定连接;
S5、在所述预制管桩的基坑开挖侧进行基坑开挖,在基坑开挖到预设深度时,将预制腰梁与多个所述预制管桩在基坑面上的桩身固定连接,并将第二水平支撑杆与所述预制腰梁固定连接;
S6、在基坑挖至预设的坑底深度时,结束施工并拆除所安装的部分或所有构件。
2.根据权利要求1所述的基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法,其特征在于,在步骤S1中,使用设置在所述预制管桩下方的可伸缩钻头进行钻孔,所述可伸缩钻头通过设置在所述预制管桩内的螺旋钻杆连接至动力提供装置,在钻孔的同时将所述预制管桩放置入所钻出的孔洞内。
3.根据权利要求1所述的基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法,其特征在于,所述步骤S1后还包括:
对所述预制管桩的外壁和所述孔洞之间的间隙进行注浆。
4.根据权利要求2所述的基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法,其特征在于,在使用设置在所述可伸缩钻头进行钻孔时,使用角度控制器调整所述钻杆和所述预制管桩的角度。
5.根据权利要求2所述的基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法,其特征在于,在步骤S1中,在所述孔洞放置入所述预制管桩时,若所述预制管桩的长度不够,使用管桩快速接头将另一预制管桩与所述预制管桩进行固定连接,并继续进行预制管桩的放置。
6.根据权利要求1所述的基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法,其特征在于,所述预制冠梁包括对称设置在多个桩头两侧的第一冠梁部和第二冠梁部,所述第一冠梁部和第二冠梁部相对所述桩头的一侧均对应设置有多个与所述桩头配合的凹槽,所述第一冠梁部和所述第二冠梁部之间通过可拆卸的螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法,其特征在于,所述第一水平支撑杆通过第一支撑杆接头与所述冠梁的一侧固定连接,所述第二水平支撑杆通过第二支撑杆接头与所述腰梁的一侧固定连接。
8.根据权利要求1所述的基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法,其特征在于,所述腰梁与每一所述预制管桩的桩身间设置有锁扣,通过膨胀螺栓穿过所述腰梁和所述锁扣,将所述腰梁与所述预制管桩固定连接。
9.根据权利要求8所述的基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法,其特征在于,所述预制管桩与所述腰梁的连接处的下方还设置有托座。
10.根据权利要求1所述的基于装配式大直径管桩的基坑支护施工方法,其特征在于,步骤S6中可以逐步部分或全部拆除所安装的所有构件,并对拆除的构件进行回收。
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