CN113431054A - 一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法，先进行支护桩施工以形成围护排桩，然后进行基坑初次开挖以便施工斜撑桩；然后利用导向装置和液压油顶将斜撑桩分段压入土层内，并使得斜撑桩的底部低于基坑标深，使得基坑在二次开挖至设计标深的过程中，基坑侧壁不易倾倒，同时，斜撑桩施工完毕，即可进行基坑二次开挖，显著缩短了基坑工程施工周期。

Description

一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法

技术领域

本发明涉及基坑支护的技术领域，尤其是涉及一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法。

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安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固等保护措施。在软土质条件下开挖基坑时，采用单一的排桩支护形式无法完全满足基坑支护的需要，往往需要在基坑内增设水平内支撑以提高基坑支护能力。

然而，当基坑内的开挖面积较大且较深时，在基坑内构建水平内支撑施工周期长、难度大，还不利于后续机器在基坑内部开展工作。因此，需对此进行改进。

发明内容

为了克服现有技术所存在的缺陷，本申请提供一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法。

本申请提供的一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法采用如下的技术方案：

一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法，包括以下步骤：

S1、进行支护桩施工以形成围护排桩；

S2、进行冠梁施工；

S3、进行斜撑桩施工，所述斜撑桩包括固定段、多段连接段以及连接管，所述固定段与连接段螺纹连接，相邻两段连接段螺纹连接，与斜撑桩连接的支护桩上设置有用于与连接管连接的连接座，施工过程具体如下：

S31、进行基坑初步开挖，初次开挖深度为基坑设计标深的1/4～1/3；

S32、将导向装置固定在初次开挖后所形成的基坑的坑底，导向装置对固定段和连接段起导向作用，以使得连接段与固定段在成桩过程中保持共线，利用液压油顶将固定段压入土层后，将连接段与固定段连接，再利用液压油顶将连接段压入土层内，往复如此直至固定段底部低于基坑设计标深1m～1.5m；

S33、利用连接管将位于末端的连接段与连接座连接，完成斜撑桩的安装；

S4、进行二次基坑开挖直至基坑达到设计标深，开挖土层期间注意避开斜撑桩。

通过采用上述技术方案，当进行基坑支护施工时，先根据施工区域进行支护桩施工以形成围护排桩，然后浇筑冠梁以增强围护排桩的挡土能力。之后，利用挖掘机等机器进行基坑初次开挖，开挖深度为基坑设计标深的1/4～1/3，在此深度区间内，围护排桩的支护能力足够保证基坑侧墙不倒塌，同时，降低了斜撑桩在土层内活动的深度，从而降低后续利用液压油杆将斜撑桩打入土层的难度。通过将斜撑桩包括固定段与多段连接段设置，使得斜撑桩以分段的形式打入土层内，期间，导向装置对固定段和连接段起导向作用，且连接段与固定段螺纹连接，相邻两段连接段螺纹连接，从而使得斜撑桩在以分段的形式打入土层的过程中保持同轴，以保证斜撑桩成桩过程较为顺利。且成型后的斜撑桩底部低于基坑设计标深1m～1.5m，大大增强了围护排桩的支护能力，使得基坑在二次开挖至设计标深的过程中，基坑侧壁不易倾倒，同时，斜撑桩施工完毕，即可进行基坑二次开挖，显著缩短了基坑工程施工周期。

优选的，所述固定段上开设有多个排浆口，在S32步骤中，在将固定段和多段连接段依次打入土层期间，利用注浆机往已打入土层的连接段内灌注水泥砂浆以降低固定段压入土层的难度。

通过采用上述技术方案，在将斜撑桩分段压入土层的过程中边灌注水泥砂浆，一方面软化土层，以使得斜撑桩在压入过程中更加顺畅，另一方面，待后续水泥砂浆凝后，能够固化土层，以增强土壤的承载力，从而增强斜撑桩对围护排桩的支护能力，进而增强围护排桩对基坑侧壁的支护能力。

优选的，在S32步骤中，当固定段底部低于基坑设计标深1m～1.5m后，加大注浆力度以使得桩底土壤固化，提高土壤承载力。

通过采用上述技术方案，进一步增强斜撑桩桩底土层的承载力，从而增强斜撑桩对围护排桩的支护能力，进而增强围护排桩对基坑侧壁的支护能力，使得基坑在二次开挖的过程中，基坑侧壁不易坍塌。

优选的，所述导向装置包括底板、设置在底板上的第一支架、第二支架、以及架设在第一支架与第二支架之间的导向半管，所述导向半管倾斜设置，所述液压油顶安装在所述导向半管的一端。

通过采用上述技术方案，导向半管对固定段与连接段以及液压油顶起导向作用，使得固定段、连接段以及液压油顶的活塞杆同轴，以使得斜撑桩在打入土层的过程中不会卡死。

优选的，所述导向半管与第一支架铰接设置，所述第二支架包括两根伸缩杆，两根所述伸缩杆对称分布在导向半管两侧，所述伸缩杆的一端与导向半管铰接设置，所述底板上滑动连接有滑块，所述滑块与底板通过紧固件连接，所述滑块与移动轨迹线与导向半管的轴线垂直，所述伸缩杆远离导向半管的一端与滑块铰接设置。

通过采用上述技术方案，因基坑初次开挖后，不可避免的，基坑的坑底不平整，因此，在将斜撑桩打入土层之前，需调整斜撑桩的倾角，以便更好地对支护桩起支护作用。当需调整斜撑桩的倾角时，将滑块与底板之间的紧固件拆下，转动导向半管，导向半管绕其与第一支架的铰接轴转动，导向半管转动的同时，两根伸缩杆的长度与倾角相应的发生变化，从而带动滑块相对底板沿垂直于导向半管的方向移动。当导向半管转动至合适的角度后，利用紧固件将滑块与底板锁紧，滑块不能移动，相应伸缩杆的长度和倾角不再发生变化，从而对导向办公提供稳定的支撑，以便后续进行斜撑桩施工。

优选的，所述导向半管上设置有固定板和活动板，所述活动板在液压油顶的驱使下朝靠近或远离固定板的方向移动，所述活动板上转动连接有转轴，所述转轴与放置在导向半管上的连接段同轴设置，所述固定板与活动板之间设置驱使转轴转动的传动机构。

通过采用上述技术方案，当活动板在液压油顶的驱使下朝远离固定板的方向移动时，传动机构带动转轴转动，当转轴与连接段连接后，转轴带动连接段一起转动，从而使得已压入土层的固定段具备破土能力，进行使得斜撑桩在压入土层的过程中更加顺畅。

优选的，所述传动机构包括固定在固定板靠近活动板一侧的齿条和导向杆，所述齿条、导向杆均穿透活动板并与活动板滑动连接；所述活动板远离固定板的一侧设置转动连接有连接杆，所述连接杆的轴线与转轴的轴线垂直相交设置，所述连接杆的一端固定连接有与齿条啮合的传动齿轮，所述连接杆的另一端固定连接有与主动锥齿轮，所述转轴上套接固定有与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮，所述转轴远离活动杆的一端设置有连接段连接的连接部。

通过采用上述技术方案，当连接部与连接段连接后，液压油顶驱使活动板朝远离固定板的方向移动，传动齿轮相对齿条移动从而带动主动锥齿轮转动，主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合传动从而带动转轴转动，从而使得转轴在带动连接段下移的同时还带动连接段转动，从而使得已压入土层的连接段和固定段在移动的同时同步转动，进而具备破土能力，使得斜撑桩在压入土层的过程中更加顺利。

优选的，所述连接部包括与转轴同轴固定连接的连接盘，所述连接盘与导向半管滑动连接，所述连接盘的中部开设有用于连接注浆管的注浆孔，所述连接段设置有内螺纹的一端凹陷有多个插孔，所述连接盘背离转轴的一侧固定连接有多根插杆，所述插杆和对应的插孔滑动插接。

通过采用上述技术方案，当插杆插入插孔内后，将注浆管经注浆孔插入连接段内，然后再通过液压油顶驱使活动板朝远离固定板的方向移动，同时，注浆机通过注浆管往斜撑桩内灌注水泥砂浆，以使得斜撑桩在分段压入土层的过程中保持顺畅。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过导向装置和液压油缸将斜撑桩分段打入土层内，然后再将斜撑桩与支护桩连接在一起，斜撑桩对围护排桩起支撑作用，从而增强围护排桩的挡土能力，同时，当斜撑桩施工完毕后，即可进行基坑二次开挖，较水平内支撑，显著缩短基坑工程施工周期，并有利于节省成本。

2.液压油顶在推动连接段和固定下移的同时，通过传动机构带动转轴转动，进而带动已打入土层的连接段和固定端转动，从而使得固定段具备破土能力，以使得斜撑桩在施工过程中更加顺利；

3.通过将导向半管的倾角可调节设置，方便根据地势调整斜撑桩的成桩倾角，以便更好地为围护排桩提供支撑。

附图说明

图1是本申请中斜撑桩施工时的整体结构示意图；

图2是本申请中导向装置与传动机构的整体结构示意图；

图3是本申请中传动机构与连接段分离后的结构示意图；

图4是本申请中基坑支护施工完毕后的整体结构示意图。

附图标记说明：

1、支护桩；2、冠梁；3、斜撑桩；31、固定段；32、连接段；33、连接管；4、连接座；5、排浆口；6、凸块；7、导向装置；71、底板；72、第一支架；73、第二支架；731、伸缩杆；732、滑块；74、导向半管；8、液压油顶；9、固定板；10、活动板；11、转轴；12、传动机构；121、齿条；122、导向杆；123、连接杆；124、传动齿轮；125、主动锥齿轮；126、从动锥齿轮；127、连接部；1271、连接盘；1272、插杆；13、插孔；14、注浆孔。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法。包括以下步骤：

S1、进行支护桩1施工以形成围护排桩，具体如下：

S11、现场测定施工区域并布线。

S12、支护桩1采用钢管支护桩1，利用静压植桩机将若干支护桩1依次安装布线指示依次压入土层内，并使得支护桩1压入土层后其底端低于基坑设计标深2m，完成支护桩1的施工。

S2、进行冠梁2施工，具体如下：

当围护排桩施工完毕后，在围护排桩的顶端浇筑混凝土，等待混凝土凝固即完成冠梁2施工。

S3、进行斜撑桩3施工，参照图1和图2，斜撑桩3包括固定段31和多段连接段32以及连接管33，固定段31的一端呈锥形设置，固定段31的另一端设置有内螺纹。连接段32与固定段31螺纹连接，相邻两段连接段32螺纹连接，与斜撑桩3连接的支护桩1设置有用于与连接管33连接的连接座4。固定段3上开设有多个排浆口5，固定段31开有排浆口5处均焊接固定有凸块6，凸块6呈C字型弯折设置。通过设置凸块6，使得固定段31在打入土层的过程中，泥沙不易进行固定段31内，同时，有利于后续灌注水泥砂浆。具体施工过程如下：

S31、参照图1，利用挖掘机等机器进行基坑初次开挖，基坑初次开挖深度为基坑设计标深的1/4～1/3，本申请实施例中优选1/3。

S32、参照图1和图2，将导向装置7安装在初次开挖后所形成的基坑的坑底，导向装置7对固定段31和连接段32起导向作用，以使得连接段32与固定段31在成桩过程中保持共线，利用液压油顶8将固定段31压入土层后，将连接段32与固定段31连接，再利用液压油顶8将连接段32压入土层内，往复如此直至固定段31底部低于基坑设计标深1m～1.5m，本申请实施例中优选1.5m。在将固定段31和多段连接段32依次压入土层期间，利用注浆机往已打入土层的固定段31内灌注水泥砂浆以降低斜撑桩3压入土层的难度。当斜撑桩3成型后，加大注浆力度以使得桩底土壤固化，提高土壤承载力。

参照图1和图2，具体地，导向装置7包括底板71、设置在底板71上的第一支架72和第二支架73、以及架设在第一支架72与第二支架73之间的导向半管74。其中，底板71通过锚栓固定在基坑内，第一支架72为与底板71垂直固定连接的立柱，导向半管74与立柱铰接设置，导向半管74与立柱的铰接点位于经过导向半管74轴线的对称面上，导向半管74可绕其与立柱的铰接点转动设置。

参照图2，第二支架73包括两根伸缩杆731，两根伸缩杆731对称分布在导向半管74两侧，伸缩杆731的一端和导向半管74铰接设置，伸缩杆731的另一端铰接有滑块732，滑板设置在底板71并与底板71滑动连接，滑块732的移动轨迹线与导向半管74的轴线错位垂直设置，滑块732通过螺栓与底板71锁紧连接。

参照图1和图2，当进行斜撑桩3施工之前，先调整导向半管74的倾角，以使得后续斜撑桩3能够对围护排桩提供稳定的支撑。当需调整导向半管74的倾角时，拆下滑块732与底板71之间的螺栓，转动导向半管74，相应的，伸缩杆731的长度与倾角随之发生改变并带动滑块732同步移动，当调整好导向半管74的倾角后，再利用螺栓将滑块732与底板71固定，滑块732不能移动，从而使得伸缩杆731对导向半管74提供稳定的支撑，以便后续斜撑桩3的施工。同时，将连接座4焊接固定在支护桩1上，并使得连接座4位于导向半管74的延长线上，以便后续将斜撑桩3与支护桩1连接在一起。

参照图1和图2，导向半管74的一端内安装有液压油顶8。导向半管74两侧之间设置有固定板9和活动板10，固定板9与活动板10相对设置，固定板9与活动板10的形状一致，固定板9与活动板10的下端均呈半圆形设置并与导向半管74滑动连接，固定板9与活动板10的上端均呈长方形状设置且两端均凸出导向半管74。其中，固定板9位于活动板10与液压油顶8之间，液压油顶8的活塞杆穿过固定板9并与活动板10固定连接。

活动板10远离固定板9的一侧镶嵌有轴承并通过轴承转动连接有转轴11，当连接段32放置在导向半管74内后，连接段32与转轴11同轴设置。活动板10与固定板9之间设置有驱使转轴11转动的传动机构12。

参照图1和图2，传动机构12包括固定在固定板9靠近活动板10一侧的齿条121和导向杆122，齿条121和导向条分别位于固定板9两侧并位于导向半管74外，齿条121的轴线和导向条的轴线平行设置。齿条121和导向杆122远离固定板9的一端均穿透活动板10并与活动板10滑动连接。活动板10远离固定板9的一侧转动连接有连接杆123，连接杆123的轴线与转轴11的轴线垂直相交设置，连接杆123的一端固定连接有与齿条121啮合的传动齿轮124，连接杆123的另一端固定连接有与主动锥齿轮125，转轴11上套接固定有与主动锥齿轮125啮合的从动锥齿轮126，转轴11远离活动杆的一端设置有连接段32连接的连接部127。

参照图3，连接部127包括与转轴11同轴固定连接的连接盘1271，连接盘1271与导向半管74滑动连接。连接盘1271上开设有供注浆管穿过的注浆孔14，连接段32设置有内螺纹的一端开设有多个插孔13，多个插孔13以连接段32的轴线圆周均匀分布，连接盘1271远离转轴11的一侧固定连接有多根插杆1272，插杆1272与插孔13一一对应并插接配合。

当进行斜撑桩3施工时，将固定段31放置在导向半管74上，液压油顶8驱使活动板10朝远离固定板9的方向移动，连接部127与固定段31接触后逐渐将固定段31压入土层内，然后液压油顶8的活塞杆复位，将连接段32放置在导向半管74上，连接段32，液压油顶8再次驱使活动板10朝远离固定板9的方向移动，同时，传动机构12带动转轴11和连接部127转动，当插杆1272插入插孔13内后，连接段32跟随转轴11同步转动并与固定段31连接在一起，当固定段31与连接段32连接后，固定段31跟随连接段32一起转动，从而使得固定段31具备破土能力，进而使得固定段31在压入土层的过程中更加顺畅。且在此期间，将注浆管经注浆孔14伸入已打入土层的连接段32内并进行注浆，注浆初期能够软化土层，以使得斜撑桩3在压入过程中更加顺畅，待后期水泥砂浆凝后，能够固化土层，以增强土壤的承载力。

S33、利用连接管33将最末端的连接段32与连接座4连接在一起，即完成斜撑桩3的施工。具体地，连接管33的一端与连接段32插接，连接管33的另一端与连接座4之间利用钢板通过螺栓锁紧连接。

S4、参照图4，当所有的斜撑桩3均施工完毕后，利用挖掘机等机器进行二次基坑开挖直至基坑达到设计标深，开挖时从基坑中部逐渐向四周开挖，开挖期间注意避开斜撑桩3。

本申请实施例一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法的实施原理为：

当进行基坑支护施工时，先根据施工区域进行支护桩1施工以形成围护排桩，然后进行冠梁2以增强围护排桩的支护能力。之后，进行基坑初次开挖直至到达到基坑设计标深的1/3，此时，围护排桩的支护能力足够保证基坑侧墙不倒塌，同时，降低了斜撑桩3在土层内活动的深度，从而降低斜撑桩3打入土层的难度。

且斜撑桩3以分段的形式打入土层中，导向杆122又对固定段31和连接段32起导向作用，以保证斜撑桩3成桩过程不会卡死，从而提高斜撑桩3的施工效率。且斜撑桩3施工完毕后，大大增强了围护排桩的支护能力，使得基坑在二次开挖至设计标深的过程中，基坑侧壁不易倾倒，同时，斜撑桩3施工完毕，即可进行基坑二次开挖，显著缩短了基坑工程施工周期。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、进行支护桩(1)施工以形成围护排桩；

S2、进行冠梁(2)施工；

S3、进行斜撑桩(3)施工，所述斜撑桩(3)包括固定段(31)、多段连接段(32)以及连接管(33)，所述固定段(31)与连接段(32)螺纹连接，相邻两段连接段(32)螺纹连接，与斜撑桩(3)连接的支护桩(1)上设置有用于与连接管(33)连接的连接座(4)，施工过程具体如下：

S31、进行基坑初步开挖，初次开挖深度为基坑设计标深的1/4～1/3；

S32、将导向装置(7)固定在初次开挖后所形成的基坑的坑底，导向装置(7)对固定段(31)和连接段(32)起导向作用，以使得连接段(32)与固定段(31)在成桩过程中保持共线，利用液压油顶(8)将固定段(31)压入土层后，将连接段(32)与固定段(31)连接，再利用液压油顶(8)将连接段(32)压入土层内，往复如此直至固定段(31)底部低于基坑设计标深1m～1.5m；

S33、利用连接管(33)将位于末端的连接段(32)与连接座(4)连接，完成斜撑桩(3)的安装；

S4、进行二次基坑开挖直至基坑达到设计标深，开挖土层期间注意避开斜撑桩(3)。

2.根据权利要求1所述的一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法，其特征在于：所述固定段(31)上开设有多个排浆口(5)，在S32步骤中，在将固定段(31)和多段连接段(32)依次打入土层期间，利用注浆机往已打入土层的连接段(32)内灌注水泥砂浆以降低固定段(31)压入土层的难度。

3.根据权利要求2所述的一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法，其特征在于：在S32步骤中，当固定段(31)底部低于基坑设计标深1m～1.5m后，加大注浆力度以使得桩底土壤固化，提高土壤承载力。

4.根据权利要求1所述的一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法，其特征在于：所述导向装置(7)包括底板(71)、设置在底板(71)上的第一支架(72)、第二支架(73)、以及架设在第一支架(72)与第二支架(73)之间的导向半管(74)，所述导向半管(74)倾斜设置，所述液压油顶(8)安装在所述导向半管(74)的一端。

5.根据权利要求4所述的一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法，其特征在于：所述导向半管(74)与第一支架(72)铰接设置，所述第二支架(73)包括两根伸缩杆(731)，两根所述伸缩杆(731)对称分布在导向半管(74)两侧，所述伸缩杆(731)的一端与导向半管(74)铰接设置，所述底板(71)上滑动连接有滑块(732)，所述滑块(732)与底板(71)通过紧固件连接，所述滑块(732)与移动轨迹线与导向半管(74)的轴线垂直，所述伸缩杆(731)远离导向半管(74)的一端与滑块(732)铰接设置。

6.根据权利要求4所述的一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法，其特征在于：所述导向半管(74)上设置有固定板(9)和活动板(10)，所述活动板(10)在液压油顶(8)的驱使下朝靠近或远离固定板(9)的方向移动，所述活动板(10)上转动连接有转轴(11)，所述转轴(11)与放置在导向半管(74)上的连接段(32)同轴设置，所述固定板(9)与活动板(10)之间设置驱使转轴(11)转动的传动机构(12)。

7.根据权利要求6所述的一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法，其特征在于：所述传动机构(12)包括固定在固定板(9)靠近活动板(10)一侧的齿条(121)和导向杆(122)，所述齿条(121)、导向杆(122)均穿透活动板(10)并与活动板(10)滑动连接；所述活动板(10)远离固定板(9)的一侧设置转动连接有连接杆(123)，所述连接杆(123)的轴线与转轴(11)的轴线垂直相交设置，所述连接杆(123)的一端固定连接有与齿条(121)啮合的传动齿轮(124)，所述连接杆(123)的另一端固定连接有与主动锥齿轮(125)，所述转轴(11)上套接固定有与主动锥齿轮(125)啮合的从动锥齿轮(126)，所述转轴(11)远离活动杆的一端设置有连接段(32)连接的连接部(127)。

8.根据权利要求7所述的一种采用静压植入法的桩底固化斜撑桩基坑支护施工方法，其特征在于：所述连接部(127)包括与转轴(11)同轴固定连接的连接盘(1271)，所述连接盘(1271)与导向半管(74)滑动连接，所述连接盘(1271)的中部开设有用于连接注浆管的注浆孔(14)，所述连接段(32)设置有内螺纹的一端凹陷有多个插孔(13)，所述连接盘(1271)背离转轴(11)的一侧固定连接有多根插杆(1272)，所述插杆(1272)和对应的插孔(13)滑动插接。

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