CN110984176A - 一种支护桩围护基坑安全截桩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种支护桩围护基坑安全截桩方法，采用双向支座，双向支座呈梯形，有三个受力面，其中两个面用于锁定沿支护桩两侧切线方向穿越支座的钢绞线，加固锚索受力均匀，从而取消了腰梁传力环节，不存在腰梁变形产生的预应力损失问题，更好的控制基坑的变形。另一个面将钢绞线的合力传向支护桩。由于三个面均为承压面，受力条件好。双向支座与支护桩紧密结合使每根支护桩均匀受力，直接将锚索锁定力传递至护坡桩，与支护桩定位偏差无关，控制变形好。
Description
技术领域
本发明属于顶管或隧洞浅埋暗挖工程领域，具体涉及一种支护桩围护基坑安全截桩方法。
背景技术
浅埋暗挖法施工由于造价低、拆迁少、灵活多变、无须太多专用设备及不干扰地面交通和周围环境等特点，浅埋暗挖法在全国各种地下工程中得到广泛应用。进行浅埋暗挖或顶管施工中，有时为了减小施工难度、降低施工风险、确保施工安全，通常是对道路段浅埋暗挖或顶管、其他段进行明挖的开挖方案。在明挖和浅埋暗挖衔接部位，根据实际场地施工条件，会采用支护桩进行基坑围护，然后自基坑内进行浅埋暗挖或顶管作业的施工方案。自基坑内进行浅埋暗挖或顶管作业，涉及到支护桩截桩技术，截断方式及支护加固方法，这些因素均对基坑稳定性以及基坑周围的地面沉降有重大影响。不论在哪个环节出现问题，势必会造成基坑不稳定、地面沉降过大等一系列问题，这些问题一旦出现将会带来巨大的人员伤亡和经济损失。
在这些环节中最重要的就是支护加固方法的选取了，一般情况下都采用浇筑管棚导向墙、完成管棚等超前支护施工后直接截桩进洞的方案。根据已有大量研究成果分析，现有的施工技术措施存在一定不足。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种支护桩围护基坑安全截桩装置方法，采用双向支座较传统锚拉桩的腰梁工法设计施工过程简洁明了，并且能够保证基坑的稳定性和施工的安全性。
为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：
步骤一，在基坑侧壁原有的最下排原设锚索与管道间的支护桩上布设若干用于固定加固锚索的孔洞；
步骤二，对管道上方的所有加固锚索和对应的原设锚索的孔洞进行角度偏转，并在管道上安装加固锚索；
步骤三，在支护桩外立面的中央位置安装，再将支护桩两侧的加固锚索各分出一半钢绞线交叉通过双向支座；
步骤四，对加固锚索的钢绞线进行预应力施作，并将钢绞线锁定在双向支座上；
步骤五，对安装了加固锚索的支护桩进行切割；
步骤六，将管道顶进预设位置，完成安装。
步骤一中，孔洞对称布设在所要截断的支护桩的两侧。
步骤二中，所有加固锚索的竖直角度均为10°，管道上方的加固锚索水平角度向顶管外侧偏移5°，原有最下排的原设锚索的竖直角度为8°，水平角度向管道外侧偏移10°。
步骤二中，安装加固锚索时，先用钻机在基坑侧壁相应标高位置钻孔洞，成孔完成后安装加固锚索的整束钢绞线及注浆管，随后进行锚索注浆及补浆。
步骤二中，安装加固锚索前，对符合加固锚索标高以上的部分进行喷射混凝土面层，在安装加固锚索后，在尚未张拉时，对尚未张拉的加固锚索的外露的钢绞线进行保护，并控制好分层喷射混凝土与锚索之间的预留距离。
步骤四中，边侧的加固锚索采用相邻的加固锚索对的1/2配筋量，其位置紧贴支护桩的边桩。
步骤四中的具体方法如下：
采用多次多级张拉工艺，对加固锚索的钢绞线进行第一轮张拉，对称张拉每个双向支座上的钢绞线，将各束钢绞线拉直，每级张拉稳定5-10min；第一次张拉的预应力稳定后进行第二轮张拉，钢绞线张拉至设定最大张拉荷载值后，持荷稳定30分钟后，卸荷将钢绞线锁定在双向支座上。
步骤四中，对预应力施作完成的加固锚索，相邻的加固锚索外露的钢绞线使用铁丝绑扎在一起，并紧贴基坑侧壁，覆盖在基坑边壁喷射的混凝土面层中。
步骤五中，对支护桩进行切割前，首先确定支护桩切割面的位置，并在支护桩上通过膨胀螺栓固定切割架，金刚石绳锯按照切割方向的要求穿绕轮组后，缠绕于被截断支护桩，油压操作控制台以油压传输管与马达相连接，并用防护栏把施工区域围护起来，最后进行切割作业。
与现有技术相比，本发明采用双向支座，双向支座呈梯形，有三个受力面，其中两个面用于锁定沿支护桩两侧切线方向穿越支座的钢绞线，加固锚索受力均匀，从而取消了腰梁传力环节，不存在腰梁变形产生的预应力损失问题，更好的控制基坑的变形。另一个面将钢绞线的合力传向支护桩。由于三个面均为承压面，受力条件好。双向支座与支护桩紧密结合使每根支护桩均匀受力，直接将锚索锁定力传递至护坡桩，与支护桩定位偏差无关，控制变形好；本发明采用的双向支座占用肥槽空间小，增加了基坑内的有效工作面，也就相当于减小了土方开挖、回填量，这对基础施工非常有利。而且用钢量大幅度减少，劳动强度降低，安装更灵活，需要更少的工人，且可在简易支架上完成锁定工作。不仅节省了大量的人力、物力、财力，而且减小了对基坑周围环境的影响。
附图说明
图1为基坑侧壁结构正视图；
图2为基坑侧壁结构剖面图；
图3为双向支座锁锚示意图；
图4为金刚石绳锯截桩示意图；
其中，1、支护桩；2、管道；3、原设锚索；4、加固锚索；5、钢绞线；6、双向支座；7、孔洞；8、混凝土面层；10、其他支护桩；11、金刚石绳锯；12、轮组；13、膨胀螺栓；14、切割架；15、油压传输管；16、油压操作控制台。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参见图1至图4所示，若要从基坑内顶进管道2，就要截断支护桩1，截断支护桩1会导致基坑的不稳定以及路面沉降，所以要在截断支护桩1之前需要先在基坑侧壁的原设锚索3下方1000mm处打锚索孔洞7，安装钢绞线5，在需要截断的支护桩1和不需要截断的支护桩的10外侧中间部位安装双向支座6，将钢绞线5穿过双向支座6并张拉，然后将钢绞线5锁定在双向支座6上，之后截断支护桩1，最后顶进管道2。
实施例：
本实施例为一种支护桩围护基坑安全截桩方法，自支护桩围护的基坑中进行截桩、顶管作业之前要在洞口上方用加固锚索来保证截桩后基坑的稳定性。如图1至图4所示，本实施例中的支护桩的直径为1200mm，桩间距为1000mm。
具体施工方法如下：
1、测量放线：土方开挖时控制好锚索的锚头标高，控制好孔位的标高及位置。新设加固锚索4的孔洞7在基坑侧壁原有的最下排锚索3下方1000mm处，孔洞7在所要截断的支护桩1两侧对称布置，孔洞7均设置在两个支护桩中间位置，采用“一桩一锚”的支护型式。
2、锚索施工：根据与顶进管道2施作路径关系进行计算，为了防止锚索孔洞7与管道2相交，应对管道2上方正对的两根新设的加固锚索4和对应的原有最下排的两根原设锚索3的孔洞7进行角度偏转。四根新设的加固锚索4的竖直角度均为10°，顶管上方的2根锚索水平角度向顶管外侧偏移5°；原有最下排的两根原设锚索3(顶管2正上方)竖直角度为8°，水平角度向顶管外侧偏移10°。先用钻机在基坑侧壁相应标高位置钻孔洞7，成孔完成后安装制作完成的整束钢绞线5及注浆管，随后进行锚索注浆及补浆。旋喷锚索施工前，确保钻机、制浆站及管道就位并调试完成，开钻后旋喷锚索带筋钻进，控制钻进速度及注浆量；
3、注浆体龄期：锚索施工前，对符合锚索标高以上部分进行喷射混凝土面层8，在锚索施工后，尚未张拉时对尚未张拉的锚索外露的钢绞线5进行保护(套塑料管等)，控制好分层喷射混凝土与锚索之间的预留距离，保证锚索张拉质量；
4、双向支座安装：双向支座6由需要截断的支护桩1和其他支护桩10两侧锚索各分出一半钢绞线5交叉通过双向支座6，双向支座6应安在需要截断的支护桩1和其他支护桩10外立面中央位置；
5、预应力施作和锁定：边侧锚索采用相邻锚索1/2配筋量，其位置紧贴边桩。采用多次多级张拉工艺，第一轮张拉，对称张拉每个双向支座6上的钢绞线，将各束钢绞线5拉直，每级张拉稳定5-10min以上，以便钢绞线5中预应力的传递和调整。两次张拉间的时间间隔较长，第二轮张拉在第一次张拉的预应力基本稳定后进行，以弥补预应力的损失。钢绞线5张拉至设定最大张拉荷载值后，应持荷稳定30分钟，然后卸荷将钢绞线5锁定在双向支座6上；
6、外露的钢绞线5处理：对张拉完成的锚索，相邻锚索外露的钢绞线5使用铁丝绑扎在一起，尽量贴近基坑侧壁，覆盖在基坑边壁喷射的混凝土面层8中；
7、截桩并吊装：用无振动金刚石绳锯对支护桩1进行切割。首先确定切割面的位置，将切割架14用膨胀螺栓13固定于被截断的支护桩1。金刚石绳锯11按照切割方向的要求穿绕轮组12后，缠绕于被截断支护桩1。油压操作控制台16以油压传输管15与马达相连接，并用防护栏把施工区域围护起来，最后进行切割作业。截桩完毕后用吊车将截断的支护桩吊装运走；
8、最后用千斤顶顶进管道2。
Claims (9)
1.一种支护桩围护基坑安全截桩方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，在基坑侧壁原有的最下排原设锚索(3)与管道(2)间的支护桩(1)上布设若干用于固定加固锚索(4)的孔洞(7)；
步骤二，对管道(2)上方的所有加固锚索(4)和对应的原设锚索(3)的孔洞进行角度偏转，并在管道(2)上安装加固锚索(4)；
步骤三，在支护桩(1)外立面的中央位置安装，再将支护桩(10)两侧的加固锚索(4)各分出一半钢绞线(5)交叉通过双向支座(6)；
步骤四，对加固锚索(4)的钢绞线(5)进行预应力施作，并将钢绞线(5)锁定在双向支座(6)上；
步骤五，对安装了加固锚索(4)的支护桩(1)进行切割；
步骤六，将管道(2)顶进预设位置，完成安装。
2.根据权利要求1所述的一种支护桩围护基坑安全截桩方法，其特征在于，步骤一中，孔洞(7)对称布设在所要截断的支护桩(1)的两侧。
3.根据权利要求1所述的一种支护桩围护基坑安全截桩方法，其特征在于，步骤二中，所有加固锚索(4)的竖直角度均为10°，管道(2)上方的加固锚索(4)水平角度向顶管外侧偏移5°，原有最下排的原设锚索(3)的竖直角度为8°，水平角度向管道(2)外侧偏移10°。
4.根据权利要求1所述的一种支护桩围护基坑安全截桩方法，其特征在于，步骤二中，安装加固锚索(4)时，先用钻机在基坑侧壁相应标高位置钻孔洞(7)，成孔完成后安装加固锚索(4)的整束钢绞线(5)及注浆管，随后进行锚索注浆及补浆。
5.根据权利要求1所述的一种支护桩围护基坑安全截桩方法，其特征在于，步骤二中，安装加固锚索(4)前，对符合加固锚索(4)标高以上的部分进行喷射混凝土面层(8)，在安装加固锚索(4)后，在尚未张拉时，对尚未张拉的加固锚索(4)的外露的钢绞线(5)进行保护，并控制好分层喷射混凝土与锚索之间的预留距离。
6.根据权利要求1所述的一种支护桩围护基坑安全截桩方法，其特征在于，步骤四中，边侧的加固锚索(4)采用相邻的加固锚索(4)对的1/2配筋量，其位置紧贴支护桩(1)的边桩。
7.根据权利要求1所述的一种支护桩围护基坑安全截桩方法，其特征在于，步骤四中的具体方法如下：
采用多次多级张拉工艺，对加固锚索(4)的钢绞线(5)进行第一轮张拉，对称张拉每个双向支座(6)上的钢绞线(5)，将各束钢绞线(5)拉直，每级张拉稳定5-10min；第一次张拉的预应力稳定后进行第二轮张拉，钢绞线(5)张拉至设定最大张拉荷载值后，持荷稳定30分钟后，卸荷将钢绞线(5)锁定在双向支座(6)上。
8.根据权利要求1所述的一种支护桩围护基坑安全截桩方法，其特征在于，步骤四中，对预应力施作完成的加固锚索(4)，相邻的加固锚索(4)外露的钢绞线(5)使用铁丝绑扎在一起，并紧贴基坑侧壁，覆盖在基坑边壁喷射的混凝土面层(8)中。
9.根据权利要求1所述的一种支护桩围护基坑安全截桩方法，其特征在于，步骤五中，对支护桩(1)进行切割前，首先确定支护桩(1)切割面的位置，并在支护桩(1)上通过膨胀螺栓(1)3固定切割架(14)，金刚石绳锯(11)按照切割方向的要求穿绕轮组(12)后，缠绕于被截断支护桩(1)，油压操作控制台(16)以油压传输管(15)与马达相连接，并用防护栏把施工区域围护起来，最后进行切割作业。
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