CN111560962A - 一种回填区基坑支护结构及其施工方法 - Google Patents

一种回填区基坑支护结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种回填区基坑支护结构施工方法,包括以下步骤:S1、施工护坡桩以及冠梁;S2、在护坡桩远离待开挖基坑的一侧施工多对型钢水泥土搅拌桩,每对型钢水泥土搅拌桩间隔设置,多对型钢水泥土搅拌桩用横梁连接为整体,并将横梁和支护桩的冠梁拉接。S3、分层开挖基坑,然后在基坑侧壁上进行锚杆施工,锚杆的尾端穿过每对型钢水泥土搅拌桩之间,向锚杆孔内注浆,采用分段注浆,在锚杆伸出型钢水泥土搅拌桩的一端形成扩大头。S4、腰梁施工,进行下一层基坑开挖。通过在护坡桩后设置型钢水泥土搅拌桩,对护坡桩具有拉接固定的作用,同时锚杆注浆体与型钢水泥土搅拌桩配合增加锚杆的抗拔能力,从而提高桩锚支护的稳定性。

Description

一种回填区基坑支护结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及基坑支护的技术领域,尤其是涉及一种回填区基坑支护结构及其施工方法。
背景技术
基坑支护,是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。
近年来,很多由于采砂活动形成的采砂坑,后期堆积了很多建筑垃圾和生活垃圾,原有的采砂坑全部被建筑垃圾和生活垃圾填平。然而随着城市建设进程的加快,土地资源日益紧张,很多区域被修建为建筑物,建筑物的规模也越来越大,修建的基坑也越来越深,在基坑开挖时,需要对基坑进行支护,保证基坑的稳定性。
目前,在深基坑开挖时一般采用桩锚支护,桩锚支护包括护坡桩,锚杆、冠梁和腰梁,在开挖前沿基坑周边打一圈竖直的桩,用桩来阻挡基坑侧壁土的坍塌,为防止开挖时桩倒塌,用锚杆来拉住桩,桩和锚杆共同构成基坑的支护体系。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷:当建筑物的基坑部分在采砂坑回填区域内时,由于采砂坑地质为建筑垃圾和生活垃圾回填形成,自身密实度较低,无法为锚杆、护坡桩提供足够的抗拔、抗倾覆力,如要增加锚杆和护坡桩的稳定性,需要加长锚杆和护坡桩的长度,增加周围土体对锚杆和护坡桩的作用力,从而保证两者的稳定性,但是此种方法由于地层向下越来越坚硬,钻探难度越来越大,需要花费很长时间才能钻探到位,大大增加了施工成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种回填区基坑支护结构施工方法,通过在护坡桩后设置型钢水泥土搅拌桩,对护坡桩具有拉接固定的作用,同时锚杆注浆体与型钢水泥土搅拌桩配合增加锚杆的抗拔能力,从而提高桩锚支护的稳定性;减少了护坡桩的设计长度,缩短了施工周期,降低了施工成本。
本发明是通过以下技术方案得以实现的:
一种回填区基坑支护结构施工方法,包括以下步骤:
S1、沿着待开挖基坑的四周施工护坡桩以及冠梁;
S2、在回填区的护坡桩远离待开挖基坑的一侧施工多对临时型钢水泥土搅拌桩,每对型钢水泥土搅拌桩间隔设置,将多对型钢水泥土搅拌桩用横梁连接为整体,并将横梁和冠梁拉接。
S3、分层开挖基坑,基坑每开挖一层,在基坑侧壁上进行锚杆施工,对应每对型钢水泥土搅拌桩处的锚杆,其尾端穿过每对型钢水泥土搅拌桩之间,向锚杆孔内注浆,采用分段注浆的方式,在锚杆伸出型钢水泥土搅拌桩的一端形成扩大头,扩大头卡在型钢水泥土搅拌桩背离基坑的一侧。
S4、进行锚杆腰梁施工,对锚杆进行预应力张拉,循环S3-S4的步骤直至开挖至基坑底。
通过采用上述技术方案,因为护坡桩随着打设深度的增加地质变硬钻探难度和钻探时间增加,额外增加护坡桩的长度将大幅度的增加护坡桩施工的成本和时间,相对于传统的护坡桩施工而言,利用在护坡桩后设置型钢水泥土搅拌桩,将型钢水泥土搅拌桩和护坡桩进行拉接,对护坡桩具有拉接固定的作用,增加护坡桩的抗倾覆能力,并且锚杆注浆体的扩大头与型钢水泥土搅拌桩配合增加锚杆的抗拔能力,同时锚杆支护对护坡桩的抗倾覆能力具有加强作用,提高桩锚支护的稳定性;因此不必因地层的原因而加长护坡桩的长度使其嵌入持力层,以增加护坡桩的抗倾覆能力;同时减少了护坡桩的长度和打设时间,降低了施工成本;
并且采用分段注浆的方式,一方面能够控制扩大头的产生,另一方面便于控制每段锚杆体的注浆量,使其均匀注浆,保证锚杆体的受力性能。避免因回填地层,密实不均造成注浆体各个位置注浆量不同的原因;
此外,在正常地层采用常规的桩锚支护,在回填区地层采用本方案的桩锚支护,使回填区的护坡桩打设深度和常规桩锚支护打设深度相同,保证基坑的稳定性,节约施工成本。
本发明进一步设置为:步骤S3中锚杆施工采用两桩一锚的方式,采用分段注浆的方式,在回填区的锚杆的尾端形成扩大头;且锚杆对应每对型钢水泥土搅拌桩的位置,其尾端穿过每对型钢水泥土搅拌桩之间,分段注浆形成扩大头卡在型钢水泥土搅拌桩背离基坑的一侧。
通过采用上述技术方案,根据现场地质,选择合适间距的型钢水泥土搅拌桩对锚杆体进行拉接,保证锚杆的抗拔能力,提高护坡支护的稳定性,又能够减少过多的型钢水泥土搅拌桩的施工,节约施工成本。
本发明进一步设置为:步骤S3中分段注浆具体为先采用较大的注浆压力在锚杆尾端至型钢水泥土搅拌桩之间形成扩大头,同时边注浆边向孔外拔注浆管,待注浆管拔至位于型钢水泥土搅拌桩和护坡桩之间时,恢复正常的注浆压力,边注浆边向外拔管,直至将孔口注满水泥浆。
本发明进一步设置为:步骤S2中型钢水泥土搅拌桩的桩长和护坡桩的桩长相同或者将型钢水泥土搅拌桩的底端打至基坑最下层锚杆以下0.5-1m。
通过采用上述技术方案,保证型钢水泥土搅拌桩对护坡桩和锚杆的作用力。
本发明进一步设置为:型钢水泥土搅拌桩的具体施工步骤为先钻孔喷浆搅拌形成水泥土搅拌桩,然后在搅拌桩水泥土未凝固前,将外表面涂抹有减摩剂的H型钢吊放至水泥土搅拌桩中。
通过采用上述技术方案,便于后期H型钢从水泥土搅拌桩内拔出,循环利用,降低施工成本。
本发明进一步设置为:步骤S4中,每层锚杆张拉完成之后,进行护坡桩桩间护壁施工,然后循环步骤S3-S4直至开挖至基坑底。
通过采用上述技术方案,对基坑侧壁进行防护,避免开挖下层基坑时,基坑壁发生坍塌或者落土现象。
本发明进一步设置为:桩间护壁具体步骤为在相邻护坡桩之间铺设钢筋网,自下而上顺序分层、往复喷射混凝土形成护壁。
通过采用上述技术方案,确保混凝土面层厚度及质量。
本发明进一步设置为:步骤S1中冠梁施工包括绑扎冠梁钢筋,在钢筋骨架内焊接固定锚筋,锚筋上端伸出冠梁顶面且成型有用于和横梁拉接的拉环,然后架立冠梁模板,向模板内浇筑混凝土形成冠梁。
通过采用上述技术方案,将锚筋预埋到冠梁钢筋骨架上,保证横梁和冠梁拉接的稳定性。
本发明进一步设置为:横梁和H型钢采用可拆卸连接。
通过采用上述技术方案,便于拆装。
综上所述,本发明的有益技术效果为:
1.在护坡桩后设置型钢水泥土搅拌桩,将型钢水泥土搅拌桩和护坡桩进行拉接,对护坡桩具有拉接固定的作用,增加护坡桩的抗倾覆能力,并且锚杆注浆体的扩大头与型钢水泥土搅拌桩配合增加锚杆的抗拔能力,同时锚杆支护对护坡桩的抗倾覆能力具有加强作用,提高桩锚支护的稳定性;因此不必因地层的原因而加长护坡桩的长度使其嵌入持力层,以增加护坡桩的抗倾覆能力;同时减少了护坡桩的长度和打设时间,降低了施工成本,此外,在正常地层采用常规的桩锚支护,在回填区地层采用本方案的桩锚支护,保证基坑的稳定性,节约施工成本;
2.采用分段注浆的方式,一方面能够控制扩大头的产生,另一方面便于控制每段锚杆体的注浆量,使其均匀注浆,保证锚杆体的受力性能;避免因回填地层,密实不均造成注浆体各个位置注浆量不同的原因。
附图说明
图1是本发明的突出护坡桩、锚杆、型钢水泥土搅拌桩配合关系的横剖图。
图2是本发明的护坡桩正视图。
图中,1、护坡桩;2、冠梁;3、型钢水泥土搅拌桩;4、横梁;5、钢丝绳;6、拉环;7、锚杆;71、扩大头;8、腰梁;9、桩间护壁;10、基坑。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1和图2,为本发明公开的一种回填区基坑支护结构施工方法,以实际施工案例基坑深度14-15m,护坡桩1长度为18-20m为例。需要说明的是位于正常地层处的基坑支护采用正常的桩锚支护方式,位于回填区的基坑采用以下支护方式,施工步骤如下:
S1、沿着待开挖基坑10的四周施工护坡桩1以及冠梁2,具体施工步骤如下:根据设计位置放线并标记处护坡桩1的中心位置,相邻护坡桩1的中心距1.6m,护坡桩1的直径为0.8m,在待打设护坡桩1的位置埋设护筒,然后利用旋挖钻或者冲击钻进行护坡桩1钻孔,护坡桩1钻至设计基坑10底以下4-5m为止,进行桩孔钢筋笼下放和混凝土浇筑,最终形成护坡桩1,循环上述步骤进行剩余护坡桩1的施工。
待护坡桩1全部施工完成,并且其混凝土强度达到设计强度的75%后进行土方开挖,开挖采用人工配合机械开挖,先是挖掘机将桩间土方挖至冠梁2底标高以上10cm后,采用人工清底,以保证冠梁2底面土方不扰动,开挖标高控制在冠梁2底以下5cm,进行护坡桩1桩头破除,然后采用5cm的M10砂浆对冠梁2底进行找平处理,待找平砂浆达到一定强度后,用墨线将模板边线弹在找平层上,便于冠梁2结构线控制和模板施工。
然后进行冠梁2钢筋的绑扎施工,同时在绑扎冠梁2钢筋时,在冠梁2钢筋骨架内焊接固定有锚筋,锚筋的上端伸出冠梁2顶面且成型有拉环6。架立冠梁2模板,并向模板内浇筑混凝土形成冠梁2。
S2、在位于回填区的护坡桩1远离待开挖基坑10的一侧打设多对型钢水泥土搅拌桩3,相邻每对型钢水泥土搅拌桩3相互靠近的两根桩中心间距为3-5m,每对型钢水泥土搅拌桩3中心间距1.6m,型钢水泥土搅拌桩3的桩径1.2-1.6m,桩长可以和护坡桩1长度相同,也可以打至基坑10最下层锚杆7以下0.5-1m的位置。其中可根据现场实际地质情况适当的增加或者减小护坡桩1的打设密度。
具体施工步骤如下,在距离护坡桩1中心远离基坑10一侧10-12m的位置放线定位出型钢水泥土搅拌桩3的位置,利用水泥搅拌桩钻机进行钻孔,并喷浆搅拌形成水泥土搅拌桩,在搅拌桩水泥土未凝固前,通过吊车将外表面涂抹有减摩剂的H型钢吊起,然后让其依靠自重沉入水泥土搅拌桩中,同时H型钢的顶面伸出地面20cm,循环上述S2过程直至型钢水泥土搅拌桩3全部施工完成,然后利用钢横梁4将H型钢的上端连接,钢横梁4和H型钢采用螺栓连接,便于后期拆除。同时将钢横梁4和拉环6之间利用钢丝绳5拉接固定,从而将护坡桩1和型钢水泥土搅拌桩3上端连接为整体,通过型钢水泥土搅拌桩3以及位于型钢水泥土搅拌桩3和护坡桩1之间的土层为护坡桩1提供抗倾覆能力,保证护坡桩1的稳定性。
因为护坡桩1随着打设深度的增加地质变硬钻探难度和钻探时间增加,额外增加护坡桩1的长度将大幅度的增加护坡桩1施工的成本和时间。相对于传统的护坡桩1施工而言,利用型钢水泥土搅拌桩3以及位于型钢水泥土搅拌桩3和护坡桩1之间的土层为护坡桩1提供抗倾覆能力,保证护坡桩1的稳定性,因此不必因地层的原因而加长护坡桩1的长度使其嵌入持力层,以增加护坡桩1的抗倾覆能力;同时减少了护坡桩1的长度和打设时间,降低了施工成本。
S3、分层开挖基坑10,基坑10每开挖一层,在基坑10的侧壁上进行锚杆7施工,锚杆7施工采用两桩一锚的方式,上下两道锚杆7之间的间距3-5m,且水平方向每隔3-5m处的锚杆7施工时,回填区内将锚杆7的尾端穿过此位置对应的一对型钢水泥土搅拌桩3之前,然后向锚杆7孔内注浆,注浆时采用分段注浆的方法,在锚杆7伸出型钢水泥土搅拌桩3的一端形成扩大头71,扩大头71接触两个型钢水泥土搅拌桩3,从而增加锚杆7的拉结能力。具体的施工步骤如下:开挖基坑10,首先开挖至第一层锚杆7设计位置以下0.5m处,利用锚杆7钻机水平或者倾斜向下施工锚杆7孔,其中锚杆7孔的孔径为150mm,位于两根护坡桩1中间位置,相邻锚杆7孔之间的中心间距为1.6m,待打设至比设计孔深深0.3-0.5m时为止,清洗锚杆7孔。然后将注浆管与锚索一起放入钻机,注浆管从隔离架内通过,一同插入锚杆7孔内,注浆管位于锚杆7孔内的一端距离孔底50-100mm,保证锚杆7孔底顺利返浆,接着向外拔出钻杆,向注浆管内进行注浆,注浆时先采用较大的注浆压力在锚杆7尾端至型钢水泥土搅拌桩3之间形成扩大头71,同时边注浆边向孔外拔注浆管,待注浆管拔至位于型钢水泥土搅拌桩3和护坡桩1之间时,恢复正常的注浆压力,边注浆边向外拔管即可,直至将孔口注满水泥浆;需要说明的是较大的注浆压力为现有技术中,根据地层和桩间距选择形成对应大小扩大头的压力,正常压力为形成锚杆注浆体的压力,在此不进行列举具体数值。其中回填区内每根锚杆7的末端均形成有扩大头71,正常地层处的锚杆采用常规做法。
注浆完成之后,立即进行腰梁8施工,在基坑10侧壁上安装工字钢,工字钢 作为腰梁8,在工字钢上安放承压板,承压板外置锚具,其中承压板、锚杆7孔轴线应尽量保持垂直,进行锚索张拉,张拉按照设计要求进行,张拉完成之后立即安装钢板及螺帽,进行锁定。
首先通过在锚杆7末端形成扩大头71,初步的增加锚杆7的抗拉能力,然后在型钢水泥土搅拌桩3的位置,使锚杆7形成的扩大头71抵接在两个型钢水泥土搅拌桩3上,从而进一步的增加锚杆7结构的抗拉性能,保证护坡结构的稳定性。
S4、在每层锚杆7施工完成之后,在相邻护坡桩1之间进行桩间护壁9施工,首先桩间土用小挖掘机进行初步清理,然后人工对开挖出来的桩间进行修理,保证护坡桩1表面及桩与桩之间凹陷部位无粘结土,桩间采用编织φ6.5@200*200钢筋网,钢筋网与φ16@1000mm的加强筋敢接,加强筋深入护坡桩1桩身不小于8-10cm,加强筋中间用单面搭接焊接,桩间面层喷射60mm厚C20混凝土,喷射时,自下而上顺序分层、往复喷射。当一次喷射难以达到施工要求时,为确保混凝土面层厚度及质量,间隔一定时间后进行二次喷射。
通过设置桩间护壁9对基坑10侧壁进行保护,避免开挖下层基坑10或者基坑10施工时,基坑10侧壁的土进行坍塌,造成安全隐患。
在基坑10护壁完成之后,循环步骤S3-S4,直至基坑10开挖和支护完成。
本发明通过桩锚支护对基坑10进行支护,保证基坑10开挖和施工时的稳定性;同时通过在护坡桩1后设置型钢水泥土搅拌桩3,将型钢水泥土搅拌桩3和护坡桩1进行拉接,对护坡桩1具有拉接固定的作用,增加护坡桩1的抗倾覆能力,并且锚杆7注浆体的扩大头71与型钢水泥土搅拌桩3配合增加锚杆7的抗拔能力,同时锚杆7支护对护坡桩1的抗倾覆能力具有加强作用,从而提高桩锚支护的稳定性。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围,故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种回填区基坑支护结构施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、沿着待开挖基坑(10)的四周施工护坡桩(1)以及冠梁(2);
S2、在位于回填区的护坡桩(1)远离待开挖基坑(10)的一侧施工多对临时型钢水泥土搅拌桩(3),每对型钢水泥土搅拌桩(3)间隔设置,将多对型钢水泥土搅拌桩(3)用横梁(4)连接为整体,并将横梁(4)和冠梁(2)拉接;
S3、分层开挖基坑(10),基坑(10)每开挖一层,在基坑(10)侧壁上进行锚杆(7)施工,其中对应每对型钢水泥土搅拌桩(3)处的锚杆(7),其尾端穿过每对型钢水泥土搅拌桩(3)之间,向锚杆(7)孔内注浆,采用分段注浆的方式,在锚杆(7)伸出型钢水泥土搅拌桩(3)的一端形成扩大头(71),扩大头(71)卡在型钢水泥土搅拌桩(3)背离基坑的一侧;
S4、进行锚杆腰梁(8)施工,对锚杆(7)进行预应力张拉,循环S3-S4的步骤直至开挖至基坑(10)底。
2.根据权利要求1所述的一种回填区基坑支护结构施工方法,其特征在于:步骤S3中锚杆(7)施工采用两桩一锚的方式,采用分段注浆的方式,在回填区的锚杆(7)的尾端形成扩大头(71);且锚杆(7)对应每对型钢水泥土搅拌桩(3)的位置,其尾端穿过每对型钢水泥土搅拌桩(3)之间,分段注浆形成扩大头(71)卡在型钢水泥土搅拌桩(3)背离基坑的一侧。
3.根据权利要求1所述的一种回填区基坑支护结构施工方法,其特征在于:步骤S3中分段注浆具体为先采用大的注浆压力在锚杆(7)尾端至型钢水泥土搅拌桩(3)之间形成扩大头(71),同时边注浆边向孔外拔注浆管,待注浆管拔至位于型钢水泥土搅拌桩(3)和护坡桩(1)之间时,恢复正常的注浆压力,边注浆边向外拔管,直至将孔口注满水泥浆。
4.根据权利要求1所述的一种回填区基坑支护结构施工方法,其特征在于:步骤S2中型钢水泥土搅拌桩(3)的桩长和护坡桩(1)的桩长相同或者将型钢水泥土搅拌桩(3)的底端打至基坑(10)最下层锚杆(7)以下0.5-1m。
5.根据权利要求1所述的一种回填区基坑支护结构施工方法,其特征在于:型钢水泥土搅拌桩(3)的具体施工步骤为先钻孔喷浆搅拌形成水泥土搅拌桩,然后在搅拌桩水泥土未凝固前,将外表面涂抹有减摩剂的H型钢吊放至水泥土搅拌桩中。
6.根据权利要求1所述的一种回填区基坑支护结构施工方法,其特征在于:步骤S4中,每层锚杆(7)张拉完成之后,进行护坡桩(1)桩间护壁(9)施工,然后循环步骤S3-S4直至开挖至基坑(10)底。
7.根据权利要求6所述的一种回填区基坑支护结构施工方法,其特征在于:桩间护壁(9)具体步骤为在相邻护坡桩(1)之间铺设钢筋网,自下而上顺序分层、往复喷射混凝土形成护壁。
8.根据权利要求1所述的一种回填区基坑支护结构施工方法,其特征在于:步骤S1中冠梁(2)施工包括绑扎冠梁(2)钢筋,在钢筋骨架内焊接固定锚筋,锚筋上端伸出冠梁(2)顶面且成型有用于和横梁(4)拉接的拉环(6),然后架立冠梁(2)模板,向模板内浇筑混凝土形成冠梁(2)。
9.根据权利要求1所述的一种回填区基坑支护结构施工方法,其特征在于:横梁(4)和H型钢采用可拆卸连接。
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