CN111456023B - 一种地下预应力支护结构的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了地下预应力支护结构的施工方法，步骤：(1)将携带有锚索的支护桩下沉；(2)施工顶部水平支撑；(3)开挖基坑到初次开挖设定深度，安装该范围内的N道围檩，对锚索进行张拉使其抵压在N道围檩上；(4)开挖基坑，安装第N+1道围檩，使锚索抵压在N+1道围檩上；(5)完成所有围檩的安装，浇注底板；(6)拆除第K层顶板以下的围檩，施工第K层顶板；(7)拆除第K‑1层顶板以下的围檩，施工第K‑1层顶板；(8)完成第N道围檩以下顶板的施工；(9)卸去对锚索的张拉，施工顶板。本申请采用围檩来替代支撑件，并将围檩作为传力件形成预应力支护桩，使围檩与支护桩形成为一个整体，保证了基坑支护系统的整体性和稳定性。

Description

一种地下预应力支护结构的施工方法

技术领域

本发明涉及一种地下预应力支护结构的施工方法。

背景技术

目前，在基坑以及地下结构的施工过程中，为了减少支护桩的截面积，人们生产力一种预应力桩，该预应力支护桩是以现有的支护桩为基础，然后在支护桩上沿竖直方向间隔设置多个支撑件，并使支撑件沿水平方向延伸，在将锚索抵压在该支撑件上，在对锚索进行张拉后，将锚索的两端固定在支护桩的两端，利用锚索受到张拉后所产生的内应力，来增大支护桩的抗弯能力，从而提高支护桩的强度，以此减少支护桩的截面积。在施工前，需要首先将锚索固定在支护桩上，并对锚索完成张拉，形成预应力支护桩。

由于可以在地面预先完成预应力支护桩的制作，能够批量提前预制大量的预应力支护桩，可以加快施工的进度，但在实际施工中发现，在向地下下沉预应力支护桩时，由于支撑件沿水平方向伸出，使预应力支护桩受到土体较大的阻力，而且由于支撑件一般仅设置在支护桩的一侧，在下沉预应力支护桩时，是对支护桩施加下压力，因此常常使预应力支护桩偏离预定位置，发生倾斜，另外在下沉预应力支护桩时，土体中的石块或其它坚硬的杂质会使支撑件发生弯曲，影响锚索的张紧度，从而降低预应力支护桩的强度，影响基坑及地下结构施工过程中的安全性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种地下预应力支护结构的施工方法，利用该施工方法，可以顺利地完成预应力支护桩的制作，且避免目前预应力支护桩在下沉时由于支撑件向外突出而导致的问题，具体技术方案如下：

一种地下预应力支护结构的施工方法，其包括如下步骤：

(1)将若干根支护桩沿设定位置下沉到地下，至少有一根支护桩为预备预应力桩，每根预备预应力桩上均携带有一锚索，

该锚索的一端固定连接在预备预应力桩上、并位于地面以下，该锚索的另一端形成为张力端，该张力端向上伸出地面；

(2)开挖基坑，直到顶部水平支撑的施工标高，暂停基坑的开挖，然后施工顶部水平支撑并完成；

(3)继续向下开挖基坑，直到初次开挖设定深度，再次暂停基坑的开挖，将初次开挖设定深度范围内的N道围檩全部安装到位，并使围檩位于锚索与预备预应力桩之间，利用张力设备对锚索的张力端进行张拉，使锚索抵压在已完成安装的N道围檩上；N≥1；

(4)继续向下开挖基坑，直到第N+1道围檩的施工标高，再次暂停基坑的开挖，利用顶升设备对锚索进行顶升，使锚索与预备预应力桩之间具备第N+1道围檩的安装空间，然后将第N+1道围檩安装到位，并使第N+1道围檩位于锚索与预备预应力桩之间，卸去顶升设备对锚索的作用力，使锚索抵压在已完成安装的N+1道围檩上；

(5)依照步骤(4)，继续向下开挖基坑直到基坑的设定深度，完成所有围檩的安装，并浇注底板；共设置有M道围檩，M≥3；

(6)该地下结构共设置有K层顶板；

在完成底板的浇注后，拆除地下结构的第K层顶板的施工标高以下的所有围檩，暂停围檩的拆除，然后施工该第K层顶板，并完成该K层顶板所对应的换撑块的施工；

(7)向上继续拆除围檩，直到地下结构的第K-1层顶板的施工标高，暂停围檩的拆除，然后施工第K-1层顶板，并完成该K-1层顶板所对应的换撑块；

(8)依照步骤(7)，直到完成第N+1道围檩的拆除，并完成第N道围檩以下的顶板及对应的换撑块的施工；

(9)卸去对锚索的张拉，拆除初次开挖设定深度范围内的N道围檩，并完成初次开挖设定深度范围内的顶板的施工；

各围檩均安装在支护桩上；

从步骤(3)中利用张力设备对锚索的张力端进行张拉后，直到步骤(9)卸去对锚索的张拉前，始终保持对锚索的张拉状态。

基坑在开挖到一定深度后，向基坑内吊运部件会变得不易，且安全性降低，为避免这种问题，在基坑挖掘到初次开挖设定深度时，即可将所有的用于拼装围檩的檩条放置在开挖面上，使这些檩条随基坑的向下挖掘而同步向下移动，并逐步被安装到支护桩上。

在本申请中，张力设备可以采用千斤顶或卷扬机，也可以采用其它的具有拉伸功能的设备。顶升设备优选采用千斤顶。其中张力设备固定在基坑周围的地面即可，无需专门的固定措施，只需保证张力设备在工作过程中、不会脱离固定点即可。本申请中，依照常规施工要求，支护桩的顶部设置有冠梁，顶部水平支撑连接在该冠梁上，因此也可以将张力设备固定在该冠梁上。

为避免在拆除围檩后，支护桩在外部土体的压力下向基坑内部产生弯曲，在地下结构的外墙与支护桩之间架设有换撑块，该换撑块的水平方向的两侧分别抵靠在外墙与支护桩上。利用换撑块使支护桩抵靠在地下结构的外墙上，利用外墙对支护桩形成支持，以抵抗外部土体对支护桩的压力。为避免换撑块与锚索发生干涉，影响对锚索的张拉，可以仅在未设置锚索的支护桩与外墙之间设置换撑块。

本申请中，锚索随预备预应力桩下沉到地下，然后随着基坑的开挖，逐步安装围檩，并对锚索进行张拉，使锚索抵压在围檩上，由于围檩安装在包括预备预应力桩在内的支护桩上，经围檩的传导，将锚索对围檩的抵压力传递到预备预应力桩上，使预备预应力桩产生朝向基坑外侧的预应力，以抵抗基坑外部土体对预备预应力桩的压力。预备预应力桩在锚索抵压力的作用下，产生预应力，并形成为预应力桩，并随着锚索抵压力的撤销，使相应的预应力被撤销。

本申请中，取消了目前普遍采用的预制方式来制备预应力支护桩，避免了现有的预应力支护桩在下沉过程中，由于土体对支撑件的阻力而产生的各种问题，保证了预备预应力桩能够沿设定位置和方向下沉到地下。采用传统的预制预应力支护桩时，在基坑挖掘过程中，为了避免围檩与锚索之间的干涉，常常需要在锚索经过的地方设置专门的过槽或将围檩作断开处理，削弱了围檩的支撑强度，也削弱了基坑支护系统的稳定性。

本申请中，取消了传统的预制在支护桩上的支撑件，而采用围檩来替代支撑件，并将围檩作为传力件，从而使围檩与支护桩形成为一个整体，保证了整个基坑支护系统的整体性和稳定性。

在施工前，会对于施工区域的地下土质进行勘测，但是勘测有时也会使部分问题遗漏而不被发现，当这些被遗漏的问题出现时，常常需要停工，以对出现的问题进行解决，其中的部分问题可以采用增设支护桩来进行解决，采用本申请中的施工方法后，可以采用提高对锚索的张拉，以使预备预应力桩产生更大预应力，由此可以减少或取消增设支护桩，并在保证基坑安全的情况下，提高基坑及地下结构的施工效率。

由于在基坑施工过程中，预备预应力桩在锚索的作用下形成为预应力桩，提高了其抵抗基坑外部土体压力的能力，由此可以减少基坑内水平支撑的层数，不但可以降低施工成本，提高施工效率，而且还减少了基坑内水平支撑的层数，而提高基坑内的作业空间，可进一步提高施工效率。

本申请中可以仅设置顶部水平支撑这一道水平支撑，当仅设置顶部水平支撑这一道水平支撑时，基坑内影响施工的支护结构将大幅度地减少，基坑内的有效作业空间将大幅度地提高，保证在高效率下进行基坑的土方挖掘和地下结构的施工。

进一步，在M道围檩中，各围檩的内侧面的高度自上而下先递增后递减。该设计可以使锚索在张拉作用下，大致呈三角状，避免某一围檩的内侧面的高度低于其两侧的围檩的内侧面的高度，而无法使锚索抵压在该围檩上，造成对预备预应力桩的压力不匀。

进一步，为保证对预备预应力桩形成较为均匀的内应力，在竖直方向上，内侧面的高度最高的围檩位于基坑的设定深度的1/3-2/3处。该设计可以保证在基坑的设定深度的中间范围内，对预备预应力桩形成稳定的内应力，使预备预应力桩具有最大预应力的区域位于基坑的设定深度范围内。

进一步，为提高施工效率，各围檩均由檩条拼装而成，各围檩的外侧面均抵靠在该支护桩上。围檩优选采用H型钢或工字钢等型钢材料构成。

该设计使各道围檩在径向上的宽度不完全相同，即各道围檩的内侧面与外侧面之间的距离并不全部相同，其中内侧面的高度最高的围檩在径向上的宽度最大，然后在上下两个方向上，各围檩的径向上的宽度逐渐减少。该设计虽然增加了围檩制作时的复杂度，但是由于各围檩均由檩条拼装而成，檩条是预先制作完成，因此并不影响施工的效率。

进一步，该初次开挖设定深度为顶部水平支撑的最大允许开挖深度。由此可以有效地提高初次开挖深度，以减少暂停土方挖掘的次数，提高施工效率。

进一步，步骤(4)中，在利用顶升设备对锚索进行顶升的过程中，同步启动张力设备，使锚索保持在设定张力范围内；

在将第N+1道围檩安装到位后，在卸去顶升设备对锚索的作用力时，同步启动张力设备，使锚索保持在设定张力范围内。

在利用顶升设备对锚索进行顶升的过程中，会使锚索产生变形并被拉长，为避免锚索由于过分拉长而产生塑性形变，需要使张力设备同步对锚索进行放松，使锚索保持在设定张力范围内即可。当然，在保证锚索不产生塑性形变的情况下，也可仅仅采用顶升设备对锚索进行顶升。

在第N+1道围檩安装到位后，需要卸去顶升设备对锚索的作用力，以使锚索压紧到包括该第N+1道围檩在内的已安装完成的围檩上，此时，在卸去顶升设备对锚索作用力的同时，需要使张力设备对锚索进行张拉，使锚索保持在设定张力范围内，避免锚索所受到的张力下降，无法对预备预应力桩形成足够的预应力，影响基坑的安全。

具体地，在拆除从第M道围檩到第N+1道围檩之间的任一道围檩前，首先利用顶升设备将锚索顶离所要拆除的围檩，并同步启动张力设备，使锚索保持在设定张力范围内；在完成相应围檩的拆除后，使顶升设备和张力设备同步工作，将锚索抵压在未拆除的围檩上，并卸去顶升设备对锚索的作用力。

在对第N道围檩进行拆除时，即可卸去对锚索的张力，在后续的工作中，也无需对锚索进行再次张拉。

在拆除从第M道围檩到第N+1道围檩之间的任一道围檩前,在将锚索顶离所要拆除的围檩时，需要顶升设备和张力设备保持同步，使锚索保持在设定张力范围内，以保持对预备预应力桩形成足够的、稳定的预应力。在完成相应围檩的拆除后，也需要使顶升设备和张力设备同步工作，使锚索保持在设定张力范围内，以保持对预备预应力桩形成足够的、稳定的预应力。

具体地，为保证土体对支护桩形成有效的约束，避免产生弯曲变形等情形，使整个支护系统处于安全可控之下，支护桩的桩底深度为基坑的设定深度的1.5-2.5倍。

进一步，为使预备预应力桩对基坑外部的土体能够形成有力的抵抗，保持基坑支护系统的安全，锚索固定连接在预备预应力桩的底部，且锚索在预备预应力桩上的固定点位于基坑的设定深度以下。该设计可以使锚索对基坑的设定深度范围内的预备预应力桩形成压力，以使预备预应力桩产生向外的预应力，以抵抗土体对预备预应力桩的压力。

进一步，为了避免地下结构的外墙对锚索造成干扰，影响对锚索的张拉和移动，地下结构的外墙与围檩和锚索均无连接，以使锚索在顶升设备和张力设备的作用下能够自由移动，保持对预备预应力桩的压力。

附图说明

图1是本申请完成支护桩的下沉后的示意图。

图2是完成顶部水平支撑施工后的示意图。

图3是基坑开挖到初次开挖设定深度后的示意图，该图3中，已经完成初次开挖设定深度内的第一道围檩和第二道围檩的安装。

图4是将锚索抵压在第一道围檩和第二道围檩上，并张紧后的示意图。

图5是完成第三道围檩安装后的示意图。

图6是完成第四道围檩安装后的示意图。

图7是完成第五道围檩安装后的示意图。

图8是完成基坑开挖，并完成垫层和底板浇注后的示意图。

图9是完成第四层顶板施工后的示意图。

图10是完成第三层顶板施工后的示意图。

图11是完成第二层顶板施工后的示意图。

图12是完成第一层顶板施工后的示意图。

图13是对围檩的内侧面的高度的说明示意图。

图14第一千斤顶的安装示意图。

具体实施方式

本实施例中，基坑内共设置有五道围檩，从上至下分别为第一道围檩81、第二道围檩82、第三道围檩83、第四道围檩84和第五道围檩85，其中第一道围檩81和第二道围檩82位于基坑的初次开挖设定深度范围内，即N＝2，M＝5。

地下结构共设置有四层顶板，从上至下分别为第一层顶板51、第二层顶板52、第三层顶板53和第四层顶板54，即本实施例中K＝4。本申请中，第K层顶板为最下一层顶板。对应于第二层顶板52、第三层顶板53和第四层顶板54，分别设置有第二换撑块62、第三换撑块63和第四换撑块64。

本实施例中，围檩由檩条拼装而成，檩条在地面预制完成。

在本申请中，将朝向基坑中心部的方向称为内侧，与该内侧相背的方向称为外侧。

以下对采用预应力桩的地下结构的施工方法进行说明。

该施工方法包括如下步骤：

(1)请参阅图1，首先沿设定位置施工止水帷幕20，本实施例中，采用水泥土搅拌桩制作止水帷幕20。然后在止水帷幕20的内侧将设定数量的支护桩设定位置下沉到地下，本实施例中，支护桩的数量为偶数根，将其中一半数量的支护桩设置为预备预应力桩30，其余一半数量的支护桩为非预备预应力桩，并将预备预应力桩30与非预备预应力桩间隔设置。

在每根预备预应力桩30上均携带有一锚索32，该锚索32采用钢绞线制作。本实施例中，锚索32的一端采用第一钢索锚具31固定在预备预应力桩30的底部，该锚索32的固定在预备预应力桩30的一端随预备预应力桩30下沉到地下，并使锚索32在预备预应力桩30上的固定点位于基坑的设定深度以下，锚索的另一端形成为张力端35，该张力端35向上伸出地面100。

在本实施例中，支护桩的桩底深度为基坑的设定深度的2倍。可以理解，在其他实施例中，根据基坑周围土质的具体情况，支护桩的桩底深度还可以为基坑的设定深度的1.5倍、1.8倍、2.2倍或2.5倍。

(2)请参阅图2，完成支护桩的下沉后，开挖基坑，直到顶部水平支撑41的施工标高，暂停基坑的开挖，然后施工冠梁42和顶部水平支撑41并完成。其中冠梁42位于支护桩的顶部，冠梁将各支护桩连接为一个整体，顶部水平支撑连接在冠梁上，锚索32的张力端35向上穿过冠梁42，为了避免冠梁对锚索的张拉造成阻碍，请同时参阅图14，在冠梁42内设置有钢套管421，锚索穿过该钢套管421后向上伸出冠梁42。当然，在其他实施例中，该钢套管还可以用塑料管或其他材质的管件替代，能够避免锚索固定在冠梁中，并保证对锚索的顺利张拉即可。本实施例中，仅设置顶部水平支撑41这一道水平支撑，在该顶部水平支撑以下不再设置其它水平支撑。

(3)请参阅图3，继续向下开挖基坑，直到初次开挖设定深度，再次暂停基坑的开挖，将第一道围檩81和第二道围檩82安装在支护桩上，即将初次开挖设定深度范围内的围檩全部安装到位。为避免锚索32滑出冠梁，并为了在后续的对锚索的张拉过程中，便于对锚索进行固定，在锚索的张力端35上安装有第二钢索锚具36，并使该第二钢索锚具36支撑在冠梁的上表面。使第一道围檩81和第二道围檩82均位于锚索32与预备预应力桩之间。该第二钢索锚具采用夹片式锚索夹具。

请同时参阅图4，将锚索的张力端35连接在第一千斤顶110的活塞杆上，然后启动第一千斤顶110，对锚索进行张拉，使锚索的张力达到设定范围，并使锚索抵压在第一道围檩81和第二道围檩82上。由于采用第一千斤顶110对锚索进行张拉，该第一千斤顶110的输出力即为锚索的张力。

该第一千斤顶110即为张力设备，且该第一千斤顶为液压千斤顶。第一千斤顶110的缸筒固定在冠梁的顶部，当然，在其他实施例中，第一千斤顶110也可以固定在基坑周围的地面上。在其他实施例中，还可以采用卷扬机作为张力设备。

请同时参阅图14，为便于对锚索进行张拉，在冠梁42的顶部正对钢套管421的上侧安装有固定架115，第一千斤顶110的缸筒111固定在该固定架115上，第一千斤顶110的活塞杆113朝向下方伸出，锚索32的张力端35向上伸出钢套管421后、连接在第一千斤顶110的活塞杆上。

由于当基坑挖掘到一定深度后，檩条向基坑内吊运时有较大的不便，在本实施例中，在将基坑挖掘到初次开挖设定深度时，将所有围檩的檩条800放置在基坑的开挖面600上，随着基坑的向下挖掘，檩条800随基坑的开挖面同步向下移动，并陆续被安装到支护桩上。

(4)请参阅图5，继续向下开挖基坑，直到第三道围檩83的施工标高，再次暂停基坑的开挖，利用第二千斤顶120对锚索32进行顶升，使锚索32与预备预应力桩30之间具备第三道围檩83的安装空间，该第二千斤顶120即为顶升设备。且该第二千斤顶120为液压千斤顶。

然后将第三道围檩83安装在支护桩上，并使第三道围檩83位于锚索32与预备预应力桩30之间，然后卸去第二千斤顶120，即卸去顶升设备对锚索的作用力，使锚索抵压在第一道围檩81、第二道围檩82和第三道围檩83上，即使锚索抵压在已完成安装的围檩上。

在对锚索进行顶升时，该第二千斤顶120的缸筒支撑在预备预应力桩上，第二千斤顶120的活塞杆支撑在锚索上，在以下的施工中，均采用该方式。可以理解，在其他实施例中，该第二千斤顶的缸筒还可以支撑在止水帷幕20上。当然也可以在第二千斤顶的活塞杆上设置用于固定锚索的挖槽或类似的结构，以使锚索能够稳定地支撑在第二千斤顶的活塞杆上。还可以在第二千斤顶与预备预应力桩之间设置底板之类的部件，以使第二千斤顶能够稳定地抵靠在预备预应力桩上。

在利用第二千斤顶120对锚索进行顶升的过程中，同步启动第一千金顶110，保持锚索的张紧状态，使锚索保持在设定张力范围内。

在将第三道围檩83安装到位后，在卸去第二千斤顶120的同时，同步启动第一千斤顶110，保持锚索的张紧状态，使锚索保持在设定张力范围内，将锚索压紧到已安装完成的围檩上。

(5)请参阅图6、图7和图8，依照步骤(4)，继续向下开挖基坑并将第四道围檩84和第五道围檩85安装到支护桩上，在将基坑开挖到设定深度后，浇注垫层24和底板25。即继续向下开挖基坑直到基坑的设定深度，完成所有围檩的安装，并浇注底板。

在安装第四道围檩84和第五道围檩85时，同样需要在利用第二千斤顶120对锚索进行顶升的过程中，同步启动第一千斤顶110，保持锚索的张紧状态，使锚索保持在设定张力范围内。

在将第四道围檩安装到位后，在卸去第二千斤顶120的同时，同步启动第一千斤顶110，保持锚索的张紧状态，使锚索保持在设定张力范围内，将锚索压紧到已安装完成的围檩上，即使锚索压紧到第一道围檩81、第二道围檩82、第三道围檩83和第四到围檩84上。

在完成第五道围檩的安装后，按照同样的方法将锚索压紧到已安装完成的围檩上，即使锚索压紧到第一道围檩81、第二道围檩82、第三道围檩83、第四到围檩84以及第五道围檩85上。

(6)请参阅图9，第五道围檩85位于第四层顶板54的施工标高以下，在施工该第四层顶板54前，需要先拆除该第五道围檩85。在拆除该第五道围檩85后，暂停围檩的拆除。

在拆除该第五道围檩85时，首先用第二千斤顶120将锚索32顶离该第五道围檩85，然后对该第五道围檩85进行拆除，在完成对第五道围檩85的拆除后，缓慢卸去第二千斤顶120，即卸去顶升设备对锚索的作用力，使锚索32仍抵压在尚未拆除的围檩上。在将锚索32顶离该第五道围檩85以及卸去第二千斤顶120时，同步启动第一千斤顶110，使锚索32保持在张紧状态。在对锚索进行顶升时，第二千斤顶的安装方式同步骤(4)。

在完成第五道围檩85的拆卸，并将第二千斤顶120卸去后，沿底板25向上施工地下结构的外墙58的一部分，并完成第四层顶板54的施工。在外墙58与支护桩之间架设第四换撑块64，使第四换撑块64水平方向的两侧分别抵靠在外墙与支护桩上。第四换撑块64的安装高度与第四层顶板54的高度大致相同。以使第四顶板能够经第四换撑块抵靠在支护桩上。

为避免第四换撑块与锚索发生干涉，影响对锚索的张拉，第四换撑块64仅支撑在非预备预应力桩与外墙之间，在预备预应力桩与外墙之间不设置第四换撑块。

下述的第三换撑块63和第二换撑块62也仅支撑在非预备预应力桩与外墙之间，在下文中不再赘述。

(7)请参阅图10，第四道围檩84位于第三层顶板53的施工标高以下，在施工该第三层顶板53前，需要先拆除该第四道围檩84。在拆除该第四道围檩84后，暂停围檩的拆除。

在拆除该第四道围檩84时，首先用第二千斤顶120将锚索32顶离该第四道围檩84，然后对该第四道围檩84进行拆除，在完成对第四道围檩84的拆除后，缓慢卸去第二千斤顶120，使锚索32仍抵压在尚未拆除的围檩上。在将锚索32顶离该第四道围檩84以及卸去第二千斤顶120时，同步启动第一千斤顶110，使锚索32保持在张紧状态。在对锚索进行顶升时，第二千斤顶的安装方式同步骤(4)。

在完成第四道围檩84的拆卸，并将第二千斤顶120卸去后，继续向上施工地下结构的外墙58，并完成第三层顶板53的施工，在外墙58与支护桩之间架设第三换撑块63，使第三换撑块63水平方向的两侧分别抵靠在外墙与非预备预应力桩上。第三换撑块63的安装高度与第三层顶板53的高度大致相同。

(8)请参阅图11，第三道围檩83位于第二层顶板52的施工标高以下，拆除该第三道围檩83，暂停围檩的拆除。拆除第三道围檩83时的步骤同拆除第四道围檩84的步骤。

在拆除第三道围檩83后，继续向上施工外墙并完成第二层顶板52的施工，在外墙58与支护桩之间架设第二换撑块62，使第二换撑块62水平方向的两侧分别抵靠在外墙与支护桩上。第二换撑块624的安装高度与第二层顶板52的高度大致相同。

(9)请参阅图12，在完成第二层顶板52的施工后，拆离第一千斤顶110，卸去对锚索的张拉，拆除第二道围檩82和第一道围檩81，并拆除顶部水平支撑41，然后完成第一层顶板51的施工。即卸去对锚索的张拉，拆除初次开挖设定深度范围内的N道围檩。对外墙与止水帷幕之间的间隙进行回填，形成回填区68。

以下对围檩的内侧面的高度进行具体说明，请参阅图13，在一竖向截面中，具有一位于基坑外部的虚拟平面900，围檩的内侧面与该虚拟平面900之间的距离即为围檩的内侧面的高度，也可以解释为以一位于基坑外的基准面为基础，围檩的内侧面朝向基坑内侧突出的高度。

本实施例中，第三道围檩83的内侧面831的高度S3最高，向上，第二道围檩82的内侧面821的高度S2和第一道围檩81的内侧面811的高度S1依次降低；向下，第四道围檩84的内侧面841的高度S4和第五道围檩85的内侧面851的高度S5依次降低。即五道围檩中，各围檩的内侧面的高度自上而下先递增后递减。

其中第三道围檩83位于基坑的设定深度的大约1/2处。可以理解，根据基坑周围不同的土质情况，第三道围檩83的位置可以在基坑的设定深度的1/3-2/3之间进行调节。

具体在本实施例中，为了施工方便，各围檩均采用H型钢制作，且各围檩的外侧面均抵靠在该支护桩上。即在竖直方向的截面上，各围檩的截面的水平方向的宽度并不全部相同，而是第三道围檩83的截面的水平方向的宽度对大，向上，第二道围檩82和第一道围檩81的截面的水平方向的宽度依次减少；向下，第四道围檩84和第五道围檩85的截面的水平方向的宽度依次减少。

围檩加快施工进度，提高施工效率，本实施例中，初次开挖设定深度为顶部水平支撑41的最大允许开挖深度。

为避免对锚索的张紧造成影响，地下结构的外墙与围檩和锚索均无连接。具体在本实施例中，地下结构的外墙与围檩和锚索之间均具有间隙。

本实施例中，在初次开挖设定深度范围内设置有两道围檩，可以理解，在其他实施例中，根据具体的土质情况，在初次开挖设定深度范围内还可以仅设置一道围檩，或设置三道围檩以及更多到围檩。

本实施例中，第一层顶板51大致位于顶部水平支撑41的高度位置，在顶部水平支撑41与初次开挖设定深度之间未设置顶板，因此在本实施例中，在初次开挖设定深度范围内，除第一层顶板51外，没有其余顶板的施工步骤。

可以理解，在其他实施例中，还可以在该初次开挖设定深度范围内设置除第一层顶板外的其他顶板，当在该初次开挖设定深度范围内设置有其他顶板时，在卸去对锚索的张拉、并拆除初次开挖设定深度范围内的N道围檩后，即可施工并完成该初次开挖设定深度范围内的其他顶板。

当然，在其他实施例中，还可以取消第一层底板，而设置为其他建筑结构。

本实施例中，支护桩的数量为偶数根，使预备预应力桩与非预备预应力桩间隔设置，当然也可以将相邻的两根、三根或更多根支护桩设置为预备预应力桩；或者将预备预应力桩与非预备预应力桩两两间隔设置。当然，支护桩的数量也可以为奇数，当支护桩的数量为奇数时，可以使其中的两根相邻的支护桩同时设置为预备预应力桩，而将其余的支护桩按预备预应力桩与非预备预应力桩间隔设置；当然也可将两根相邻的支护桩同时设置为非预备预应力桩，而将其余的支护桩按预备预应力桩与非预备预应力桩间隔设置。

预备预应力桩的设置并无特殊要求，仅根据基坑的土质情况进行相应的设置即可。

Claims (10)

1.一种地下预应力支护结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将若干根支护桩沿设定位置下沉到地下，至少有一根支护桩为预备预应力桩，每根预备预应力桩上均携带有一锚索，

该锚索的一端固定连接在预备预应力桩上、并位于地面以下，该锚索的另一端形成为张力端，该张力端向上伸出地面；

(2)开挖基坑，直到顶部水平支撑的施工标高，暂停基坑的开挖，然后施工顶部水平支撑并完成；该顶部水平支撑固定连接在支护桩的顶部；

(3)继续向下开挖基坑，直到初次开挖设定深度，再次暂停基坑的开挖，将初次开挖设定深度范围内的N道围檩全部安装到位，并使围檩位于锚索与预备预应力桩之间，利用张力设备对锚索的张力端进行张拉，使锚索抵压在已完成安装的N道围檩上；N≥1；

(4)继续向下开挖基坑，直到第N+1道围檩的施工标高，再次暂停基坑的开挖，利用顶升设备对锚索进行顶升，使锚索与预备预应力桩之间具备第N+1道围檩的安装空间，然后将第N+1道围檩安装到位，并使第N+1道围檩位于锚索与预备预应力桩之间，卸去顶升设备对锚索的作用力，使锚索抵压在已完成安装的N+1道围檩上；

(5)依照步骤(4)，继续向下开挖基坑直到基坑的设定深度，完成所有围檩的安装，并浇注底板；共设置有M道围檩，M≥3；

(6)该地下结构共设置有K层顶板；

在完成底板的浇注后，拆除地下结构的第K层顶板的施工标高以下的所有围檩，暂停围檩的拆除，然后施工该第K层顶板，并完成该K层顶板所对应的换撑块的施工；

(7)向上继续拆除围檩，直到地下结构的第K-1层顶板的施工标高，暂停围檩的拆除，然后施工第K-1层顶板，并完成该K-1层顶板所对应的换撑块；

(8)依照步骤(7)，直到完成第N+1道围檩的拆除，并完成第N道围檩以下的顶板及对应的换撑块的施工；

(9)卸去对锚索的张拉，拆除初次开挖设定深度范围内的N道围檩，并完成初次开挖设定深度范围内的顶板的施工；

各围檩均安装在支护桩上；

从步骤(3)中利用张力设备对锚索的张力端进行张拉后，直到步骤(9)卸去对锚索的张拉前，始终保持对锚索的张拉状态。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，

在M道围檩中，各围檩的内侧面的高度自上而下先递增后递减。

3.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，

在竖直方向上，内侧面的高度最高的围檩位于基坑的设定深度的1/3-2/3处。

4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，各围檩均由檩条拼装而成，各围檩的外侧面均抵靠在该支护桩上。

5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，该初次开挖设定深度为顶部水平支撑的最大允许开挖深度。

6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，

步骤(4)中，在利用顶升设备对锚索进行顶升的过程中，同步启动张力设备，使锚索保持在设定张力范围内；

在将第N+1道围檩安装到位后，在卸去顶升设备对锚索的作用力时，同步启动张力设备，使锚索保持在设定张力范围内。

7.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，

在拆除从第M道围檩到第N+1道围檩之间的任一道围檩前，首先利用顶升设备将锚索顶离所要拆除的围檩，并同步启动张力设备，使锚索保持在设定张力范围内；在完成相应围檩的拆除后，使顶升设备和张力设备同步工作，将锚索抵压在未拆除的围檩上，并卸去顶升设备对锚索的作用力。

8.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，支护桩的桩底深度为基坑的设定深度的1.5-2.5倍。

9.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，锚索固定连接在预备预应力桩的底部，且锚索在预备预应力桩上的固定点位于基坑的设定深度以下。

10.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，地下结构的外墙与围檩和锚索均无连接。

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