CN111321741A - 一种端部式预应力斜桩及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种端部式预应力斜桩，包括围檩、围护桩、斜桩、加载装置；所述围檩由围护桩支撑；所述斜桩在开挖之前打入土中，斜桩顶端与围檩之间预留一设定间距，所述设定间距内设置所述加载装置，所述加载装置通过围檩提供的反力对斜桩施加预应力。本发明开挖前施加预应力装置，快速发挥斜桩承载力；在既有斜桩上增设了预应力施加装置，可通过传力设备向斜桩提供反推力，让斜桩提前产生变形，从而快速发挥斜桩承载力，控制基坑变形并保护周边环境；预应力加力装置可回收。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于基坑内的斜撑装置，具体来说，是一种端部式预应力斜桩及其施工方法，属于基坑工程技术领域。
背景技术
斜向钢管作为基坑工程用围护结构，不仅增加了坑内作业空间，也减小了支撑体系造价，具有良好的应用及推广价值。然而，实际实施过程中，只有当斜向钢管顶部产生一定变形后，方可提供较为可靠的承载力，对保护周边环境不利。
公开日为2013年9月4日，公布号为CN103276739A的中国专利文献，公开了“一种带有斜向支撑和预应力围檩的基坑支护结构”，其公开了采用在斜向钢支撑的底部设置加载装置，从而主动施加预应力的构思，但是，将加载装置设置在底板上，必须在土方完全开挖完成之后才可以实施，加载装置难以回收；而且由于加载装置设置在底板之上，加载装置距离坑边控制系统较远，加载装置与坑边控制装置的连接线影响坑边土方开挖和地下主体结构施工。
发明内容
针对上述技术问题，本发明旨在提出一种端部式预应力斜桩及其施工方法，相较于既有斜向钢管围护结构，可通过在土方开挖前，快速施加斜桩预应力，使斜桩提前进入受力状态，从而达到快速发挥钢管承载力、有效保护周边环境的目的。此外，预应力装置也可回收。
本发明采取以下技术方案:
一种端部式预应力斜桩，包括围檩1、围护桩2、斜桩4、加载装置3；所述围檩1由围护桩2支撑；所述斜桩4在开挖之前打入土中，斜桩4顶端与围檩1之间预留一设定间距，所述设定间距内设置所述加载装置3，所述加载装置3通过围檩1提供的反力对斜桩4施加预应力。
优选的，所述斜桩4是钢管、型钢、组合钢材、预制管桩、方桩及钢材与砼组合式等细长轴向受力杆件中的一种或几种。
优选的，所述斜桩4下端嵌入坑底土中。
优选的，所述围檩为围护桩端部锚固和传力构件，材料是钢砼、型钢、组合型钢中的一种或几种。
优选的，所述围檩1具有一与加载装置3对应的一用于受力的斜面，该斜面上固定安装一连接装置5。
优选的，所述连接装置5为预埋钢板，为加载装置提供反力。
进一步的，所述连接装置5一端嵌固在围檩中，另一端露出围檩外。
进一步的，所述连接装置与斜桩4之间设置锁定装置，用于锁定加载装置3施加的轴力。
更进一步的，所述锁定装置为型钢，锁定方式为焊接、螺栓、铆钉中的一种或几种，且可以解除锁定、多次预应力。
进一步的，所述加载装置3通过伸缩对斜桩4施加轴力；所述加载装置一端连接斜桩，另一端与所述连接装置相连；所述加载装置3与连接装置5、斜桩4通过螺栓连接，或者通过焊接连接；所述加载装置4为千斤顶。
进一步的，所述斜桩4上安装一封板，所述封板与加载装置3下端的底板6通过螺栓孔6a固定连接。
一种端部式预应力斜桩的施工方法，施工依次包括以下步骤：S1、施工围护桩2、斜桩4；S2、施工围檩1，养护，安装加载装置3；S3、施加预应力，读取斜桩4位移和轴力；S4、回收连接装置5、加载装置3。
优选的，步骤2中还包括：将连接装置5预埋在围檩1中。
优选的，步骤S3中还包括：通过锁定装置锁定，完成预应力施加；预应力损失或位移过大时，解除锁定，多次施加预应力。
本发明的有益效果在于：
1)开挖前施加预应力装置，快速发挥斜桩承载力。
2)在既有斜桩上增设了预应力施加装置，可通过传力设备向斜桩提供反推力，让斜桩提前产生变形，从而快速发挥斜桩承载力，控制基坑变形并保护周边环境。
3)预应力加力装置可回收。结构养护完成后，围檩以上的连接装置及预应力加力装置可拆除，保证预应力装置可回收。
附图说明
图1是发明端部式预应力斜桩的侧视图。
图2是实施例中的斜桩预应力施加装置的侧视图。
图3是实施例中加载装置的侧视图。
图4是实施例中加载装置的俯视图。
图5是实施例中封头板剖面图。
图6是施工过程第1步，施工围护桩、斜桩的示意图。
图7是施工过程第2步，开挖至斜桩顶部，斜桩内填充石子、注浆，完成后焊接封头板示意图。
图8是施工过程第3步，浇筑围护圈梁，圈梁内预埋垫板的示意图。
图9是施工过程第4步，螺栓固定加载装置与封头板，千斤顶可加载施加轴力的示意图。
图中，1.围檩，2.围护桩，3.加载装置，4.斜桩，5.连接装置，6.底板，7.抗剪装置，3a.千斤顶，4a.注浆填充，5a.垫板，6a.螺栓孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
参见图1-图9，一种端部式预应力斜桩，包括围檩1、围护桩2、斜桩4、加载装置3；所述围檩1由围护桩2支撑；所述斜桩4在开挖之前打入土中，斜桩4顶端与围檩1之间预留一设定间距，所述设定间距内设置所述加载装置3，所述加载装置3通过围檩1提供的反力对斜桩4施加预应力。
在此实施例中，所述斜桩4是钢管、型钢、组合钢材、预制管桩、方桩及钢材与砼组合式等细长轴向受力杆件中的一种或几种。
在此实施例中，参见图1-2，所述斜桩4下端嵌入坑底土中。
在此实施例中，所述围檩为围护桩端部锚固和传力构件，材料是钢砼、型钢、组合型钢中的一种或几种。
在此实施例中，参见图1-2，所述围檩1具有一与加载装置3对应的一用于受力的斜面，该斜面上固定安装一连接装置5。
在此实施例中，参见图1，所述连接装置5为预埋钢板，为加载装置提供反力。
在此实施例中，参见图1，所述连接装置5一端嵌固在围檩中，另一端露出围檩外。
在此实施例中，所述连接装置与斜桩4之间设置锁定装置，用于锁定加载装置3施加的轴力，附图未做展示，但本领域技术人员可以理解并实施。
在此实施例中，所述锁定装置为型钢，锁定方式为焊接、螺栓、铆钉中的一种或几种，且可以解除锁定、多次预应力。
在此实施例中，参见图2，所述加载装置3通过伸缩对斜桩4施加轴力；所述加载装置一端连接斜桩，另一端与所述连接装置相连；所述加载装置3与连接装置4、斜桩4通过螺栓连接，或者通过焊接连接；所述加载装置4为千斤顶。
在此实施例中，参见图2，所述斜桩4上安装一封板，所述封板与加载装置3下端的底板6通过螺栓孔6a固定连接，附图中未展示封板。
下面参见图6-8，上述端部式预应力斜桩的施工方法，施工依次包括以下步骤：
S1、施工围护桩2、斜桩4，如图6-7所示；
S2、施工围檩1，养护，安装加载装置3，附图8-9所示；
S3、施加预应力，读取斜桩4位移和轴力；
S4、回收连接装置5、加载装置3，附图未做具体展示。
作为本实施例优选方案，步骤S2中还包括：将连接装置5预埋在围檩1中，如图8所示，图中的垫板5a是连接装置5的一种。
作为本实施例优选方案，步骤S3中还包括：通过锁定装置锁定，完成预应力施加；预应力损失或位移过大时，解除锁定，多次施加预应力。附图未对此详细展示，但本领域技术人员可以理解并实施。
以上是本发明的优选实施例，本领域技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。
Claims (14)
1.一种端部式预应力斜桩，其特征在于：
包括围檩(1)、围护桩(2)、斜桩(4)、加载装置(3)；
所述围檩(1)由围护桩(2)支撑；
所述斜桩(4)在开挖之前打入土中，斜桩(4)顶端与围檩(1)之间预留一设定间距，所述设定间距内设置所述加载装置(3)，所述加载装置(3)通过围檩(1)提供的反力对斜桩(4)施加预应力。
2.如权利要求1所述的端部式预应力斜桩，其特征在于：所述斜桩(4)是钢管、型钢、组合钢材、预制管桩、方桩及钢材与砼组合式等细长轴向受力杆件中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的端部式预应力斜桩，其特征在于：所述斜桩(4)下端嵌入坑底土中。
4.如权利要求1所述的端部式预应力斜桩，其特征在于：所述围檩为围护桩端部锚固和传力构件，材料是钢砼、型钢、组合型钢中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的端部式预应力斜桩，其特征在于：所述围檩(1)具有一与加载装置(3)对应的一用于受力的斜面，该斜面上固定安装一连接装置(5)。
6.如权利要求1所述的端部式预应力斜桩，其特征在于：所述连接装置(5)为预埋钢板，为加载装置提供反力。
7.如权利要求5或6所述的端部式预应力斜桩，其特征在于：所述连接装置(5)一端嵌固在围檩中，另一端露出围檩外。
8.如权利要求5或6所述的端部式预应力斜桩，其特征在于：所述连接装置与斜桩(4)之间设置锁定装置，用于锁定加载装置(3)施加的轴力。
9.如权利要求8所述的端部式预应力斜桩，其特征在于：所述锁定装置为型钢，锁定方式为焊接、螺栓、铆钉中的一种或几种，且可以解除锁定、多次预应力。
10.如权利要求5所述的端部式预应力斜桩，其特征在于：所述加载装置(3)通过伸缩对斜桩(4)施加轴力；所述加载装置一端连接斜桩，另一端与所述连接装置相连；所述加载装置(3)与连接装置(5)、斜桩(4)通过螺栓连接，或者通过焊接连接；所述加载装置(3)为千斤顶。
11.如权利要求5所述的端部式预应力斜桩，其特征在于：所述斜桩(4)上安装一封板，所述封板与加载装置(3)下端的底板(6)通过螺栓孔(6a)固定连接。
12.一种端部式预应力斜桩的施工方法，其特征在于：
所述端部式预应力斜桩为权利要求1所述的端部式预应力斜桩；施工依次包括以下步骤：
S1、施工围护桩(2)、斜桩(4)；
S2、施工围檩(1)，养护，安装加载装置(3)；
S3、施加预应力，读取斜桩(4)位移和轴力；
S4、回收连接装置(5)、加载装置(3)。
13.如权利要求12中所述的施工方法，其特征在于：步骤2中还包括：将连接装置(5)预埋在围檩(1)中。
14.如权利要求12中所述的施工方法，其特征在于：步骤S3中还包括：通过锁定装置锁定，完成预应力施加；预应力损失或位移过大时，解除锁定，多次施加预应力。
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