CN114960676A - 一种内嵌柔性锚杆加压喷射式管桩围护支撑结构施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内嵌柔性锚杆加压喷射式管桩围护支撑结构施工方法，主要应用于基坑等工程加固土体，防止土体滑塌造成基坑内损失，便于基坑内结构施工，该发明的益处在于具有良好的对抗变形能力、设置内嵌柔性锚杆保证基坑外土体稳定、通过喷射水泥浆起到加固土体和止水帷幕的效果，管桩施工仅采用常规的压桩设备经济可靠，有效减少振动噪声。

Description

一种内嵌柔性锚杆加压喷射式管桩围护支撑结构施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别地是一种内嵌柔性锚杆加压喷射式管桩围护支撑结构施工方法。

背景技术

围护支撑结构有利于支撑基坑外土体，防止基坑外的土体坍塌，从而保证基坑内的安全。基坑围护支撑结构常有的方法有钢板桩、钢管桩、灌注桩、地下连续墙、预制混凝土板桩。钢板桩往往通过振动形式打入至土体内，由于钢板桩形状呈现长窄形，支撑土体时刚度小、变形大、漏水情况较多，钢板桩存在的这些不足对于地下水较多、土体荷载大的情况是不利的。预制混凝土板桩、钢管桩围护结构施工时往往需要大型的机械设备费用高噪声大，由于钢管桩之间的缝隙较大对于地下水丰富的地质条件也不适用。地下连续墙、灌注桩的支护效果是很好的，由于其施工过程需要挖孔、下放钢筋笼、灌注混凝土，施工时间长成本高，对周边构筑物影响大，同时需要有止水帷幕作为辅助手段才能达到良好的围护止水效果。

现有技术存在的不足之处有：围护结构刚度小、变形大不利于保证基坑内部的安全性，使用大型设备进行围护结构施工对周边产生噪声振动等，围护结构密封性差导致地下水渗入或者流入基坑内部导致基坑坍塌风险和难以在基坑内施工，围护结构施工成本高等不利因素，因此，需要提出一种内嵌柔性锚杆加压喷射式管桩围护支撑结构施工方法，从而解决现有技术存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内嵌柔性锚杆加压喷射式管桩围护支撑结构施工方法，主要应用于基坑等工程加固土体，防止土体滑塌造成基坑内损失，便于基坑内结构施工，该发明的益处在于具有良好的对抗变形能力、设置内嵌柔性锚杆保证基坑外土体稳定、通过喷射水泥浆起到加固土体和止水帷幕的效果，管桩施工仅采用常规的压桩设备经济可靠，有效减少振动噪声。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种内嵌柔性锚杆加压喷射式管桩围护支撑结构施工方法，包括以下步骤：

步骤S1、管桩压桩施工：采用静压压桩机对管桩进行吊起并进行压桩，压桩前进行桩位的测量放样，注意桩的位置和桩的间距，以便于后期进行冠梁和预制支撑的安装；管桩长度为5000mm-8000mm，使用压桩机进行压桩作业；

步骤S2、内嵌柔性锚杆安装，内嵌柔性锚杆安装前对锚杆的头部安装上锥形锚杆头，采用焊接的工艺将锚杆头焊接在锚杆的头部，使用锚杆安装机沿着管桩的插入预留孔道插入，插入时保证插入速度的稳定；锚杆的插入顺序是依次插入预留孔道，一个预留孔道总共需要插入两根内嵌柔性锚杆，先插入位于管桩2/3处的锚杆即深度较深的锚杆，第二次插入管桩2/3处的锚杆即距离地面较浅的锚杆，重复同样的步骤对另一个管桩预留孔道插入；另外，当内嵌柔性锚杆插入至基坑土体时需要慢速插入保证柔性锚杆充分内嵌到土体内部，嵌入的深度为1000mm；最后使用锚杆安装机将柔性锚杆末端插入距离预留孔道孔口下100mm处；

步骤S3、水泥浆加压喷射作业，使用水泥浆加压机对准管桩预留孔道，对水泥浆加压形成浆体流动状态，沿着管桩预留孔道和内嵌柔性锚杆充满整个孔道，然后当水泥浆喷射到土体后沿着柔性锚杆的插入方向向四周的土体蔓延水泥浆，水泥浆与基坑外土体充分融合形成水泥浆与土体的水泥土墙，水泥土墙具有加固土体以及止水帷幕的效果；加压喷射水泥浆通过压力注入水泥浆，完成注浆的标志使水泥浆的液面在插入预留孔道孔口下100mm，即与柔性锚杆的末端同一水平面；

步骤S4、预制冠梁安装，水泥浆完全硬化后，使用吊机将预制冠梁吊装到管桩的顶部进行安装，冠梁长度满足跨度为3个管桩的位置，即每三根管桩布置一道冠梁，因此，需要将预制冠梁的装配预留孔对准管桩的插入预留孔道，检查每个装配预留孔已经对准管桩的插入预留孔道；

步骤S5、冠梁装配钢筋安装和水泥浆加压喷射作业，将冠梁装配钢筋沿着冠梁的装配预留孔插入至管桩的加压喷射水泥浆凝固处，由于柔性锚杆与加压喷射水泥浆都位于预留孔道孔口下100mm，因此，冠梁装配钢筋伸入至孔口至水泥浆的凝固面处，冠梁装配钢筋从凝固液面处到冠梁的顶部为700mm，因此冠梁装配钢筋的长度为700mm；当每个冠梁的装配预留孔安装装配钢筋后进行固定，采用水泥浆加压机对准冠梁装配预留孔，对水泥浆加压形成浆体流动状态，沿着冠梁装配预留孔流入至管桩插入预留孔道从而使水泥浆和冠梁装配钢筋充满空隙，重复同样方法对每个冠梁的装配预留孔进行喷射水泥浆并进行养护；

步骤S6、工字形预制支撑安装，使用吊机将工字形预制支撑吊装到冠梁的顶部进行安装，对准冠梁的工字形冠梁预留位，缓缓放下工字形预制支撑，使工字形预制支撑的两个端部下放到工字形冠梁预留位，检查工字形预制支撑的安装位置，工字形预制支撑安装在冠梁预留位后与冠梁形成整体，使得基坑两侧的管桩和冠梁形成整体连接，同时检查支撑装配预留孔位置对准冠梁内凹孔；

步骤S7、支撑钢筋安装和水泥浆加压喷射作业，向支撑装配预留孔安装入钢筋，由于支撑厚度为250mm，冠梁内凹孔深度为100mm,钢筋需要完全渗入至工字形预制支撑和冠梁内凹孔的底部，所以钢筋的长度是350mm，对每个支撑装配预留孔内的钢筋进行检查确保位置正确；采用水泥浆加压机对准支撑装配预留孔，对水泥浆加压形成浆体流动状态，沿着支撑装配预留孔流入至工字形预制支撑和冠梁内凹孔的底部从而使水泥浆充满空隙，重复同样方法对每个支撑装配预留孔进行喷射水泥浆并进行养护；

步骤S8、基坑开挖施工，当支撑完成养护施工后，即可对基坑内的土体进行分层开挖施工，开挖过程中严禁碰撞支撑、冠梁、管桩等围护结构的部位。

针对现有技术的围护结构刚度小变形大、安全性差、止水效果差、密封性差、成本高、施工机械投入大、对周边环境影响大等问题；本发明的有益效果：

(1)采用一种矩形管桩的围护结构，管桩是通过预制制作，具有强度高、抗变形效果好，能够有效抵抗土体传递在管桩上的荷载，防止基坑外土体变形；(2)创新性提出在预制管桩的侧边设置插入预留孔，插入预留孔可以使内嵌柔性锚杆从插入预留孔直插入基坑外的土体，另外通过插入预留孔内的空隙进行水泥浆加压喷射，使水泥浆通过插入预留孔进入到基坑外土体使水泥浆喷射入土体达到加固效果；

(3)创新性提出一种内嵌柔性锚杆装置，柔性锚杆通过管桩预留的插入预留孔内嵌进入到基坑侧壁外的土体内，从而起到管桩围护结构稳定地固定在土体上，有效防止土体变形，有效减少管桩围护的变形；

(4)创新性提出在插入预留孔内使用加压喷射式水泥浆，使水泥浆充满整个插入预留孔达到锚杆与管桩围护结构形成整体，同时加压喷射式水泥浆通过插入预留孔喷射至锚杆与土体结合处，并通过土体缝隙漫延至周围土体，水泥浆与土体凝固后强度提高，达到了加固土体，使锚杆与土体结合更为稳固，提高了围护结构抗变形的能，加压喷射式水泥浆与土体的结合起到止水帷幕的作用，加强了围护结构的密封性、止水性；

(5)创新性提出管桩围护结构的预制冠梁出采用钢筋套筒的形式，通过使用加压喷射式水泥浆使水泥浆充满钢筋套筒从而使预制冠梁与管桩围护结构稳固连结；

(6)在管桩的1/3和2/3处各设置两个预留孔道的侧向出口并安装了柔性锚杆达到了锚杆紧紧拉住管桩的效果保证了管桩的稳定性，从而避免了在基坑内部再设置混凝土支撑的需要，围护结构仅需要在冠梁处设置一道支撑而沿基坑深度方向不再需要设置支撑，有效节约了材料和施工成本，使基坑内部的施工空间增大便于施工效率提高；

(7)管桩围护结构采用预制冠梁的形式，通过预留钢筋套筒的形式与管桩围护结构稳固连结，预制冠梁尺寸合理，通过简易的起吊工具进行安装，加快了施工进度；

(8)矩形管桩在插入土体使用的静压的方式进行，压桩机通过液压形式使管桩压入土体，机械投入成本低，达到绿色施工的目的；

(9)创新性采用一种“工”字形装配式混凝土支撑，可灵活根据基坑的宽度调整“工”字形装配式混凝土支撑的长度，从而满足基坑支撑需要，“工”字形支撑内嵌在冠梁上形成自锁的结构稳定性好连接强度高，有效避免了土体对管桩、冠梁的荷载过大产生的变形，当“工”字形装配式混凝土支撑安装在冠梁后通过使用钢筋和水泥浆喷射主梁保证了支撑和冠梁连为一体，更好发挥抵抗变形的作用。

附图说明

图1是本发明实施例的管桩结构示意图；

图2是本发明实施例的锥形锚杆头结构示意图；

图3是本发明实施例的在锥形锚杆头上成型加压喷射水泥浆的结构示意图；

图4是本发明实施例的预制冠梁结构示意图；

图5是本发明实施例的冠梁装配钢筋结构示意图；

图6是本发明实施例的工字形预制支撑结构示意图；

图7是本发明实施例的内嵌柔性锚杆加压喷射式管桩围护支撑结构装配前结构示意图；

图8是本发明实施例的内嵌柔性锚杆加压喷射式管桩围护支撑结构装配中结构示意图之一；

图9是本发明实施例的内嵌柔性锚杆加压喷射式管桩围护支撑结构装配中结构示意图之二；

图10是本发明实施例的内嵌柔性锚杆加压喷射式管桩围护支撑结构装配中结构示意图之三；

图11是本发明实施例的内嵌柔性锚杆加压喷射式管桩围护支撑结构装配好结构示意图。

附图中：1-管桩；2-插入预留孔道；3-内嵌柔性锚杆；4-锥形锚杆头；5-加压喷射水泥浆；6-预制冠梁；7-冠梁装配预留孔；8-冠梁装配钢筋；9-工字形冠梁预留位；10-支撑装配预留孔；11-冠梁内凹孔；12-工字形预制支撑。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

一种内嵌柔性锚杆加压喷射式管桩围护支撑结构施工方法，包括以下步骤：

如图7所示，步骤S1、管桩压桩施工：采用静压压桩机对管桩1进行吊起并进行压桩，压桩前进行桩位的测量放样，注意桩的位置和桩的间距，以便于后期进行冠梁和预制支撑的安装；管桩1长度为5000mm-8000mm，使用压桩机进行压桩作业；

如图8所示，步骤S2、内嵌柔性锚杆安装，内嵌柔性锚杆3安装前对锚杆的头部安装上锥形锚杆头，采用焊接的工艺将锚杆头焊接在锚杆的头部，使用锚杆安装机沿着管桩1的插入预留孔道2插入，插入时保证插入速度的稳定；锚杆的插入顺序是依次插入预留孔道2，一个预留孔道总共需要插入两根内嵌柔性锚杆3，先插入位于管桩2/3处的锚杆即深度较深的锚杆，第二次插入管桩2/3处的锚杆即距离地面较浅的锚杆，重复同样的步骤对另一个管桩预留孔道插入；另外，当内嵌柔性锚杆3插入至基坑土体时需要慢速插入保证柔性锚杆充分内嵌到土体内部，嵌入的深度为1000mm；最后使用锚杆安装机将柔性锚杆末端插入距离预留孔道孔口下100mm处；

如图9所示，步骤S3、水泥浆加压喷射作业，使用水泥浆加压机对准管桩预留孔道，对水泥浆加压形成浆体流动状态，沿着管桩预留孔道和内嵌柔性锚杆3充满整个孔道，然后当水泥浆喷射到土体后沿着柔性锚杆的插入方向向四周的土体蔓延水泥浆，水泥浆与基坑外土体充分融合形成水泥浆与土体的水泥土墙，水泥土墙具有加固土体以及止水帷幕的效果；加压喷射水泥浆5通过压力注入水泥浆，完成注浆的标志使水泥浆的液面在插入预留孔道2孔口下100mm，即与柔性锚杆的末端同一水平面；

步骤S4、预制冠梁安装，水泥浆完全硬化后，使用吊机将预制冠梁6吊装到管桩的顶部进行安装，冠梁长度满足跨度为3个管桩的位置，即每三根管桩布置一道冠梁，因此，需要将预制冠梁6的装配预留孔对准管桩的插入预留孔道2，检查每个装配预留孔已经对准管桩的插入预留孔道2；

如图10所示，步骤S5、冠梁装配钢筋安装和水泥浆加压喷射作业，将冠梁装配钢筋沿着冠梁的装配预留孔插入至管桩的加压喷射水泥浆5凝固处，由于柔性锚杆与加压喷射水泥浆5都位于预留孔道孔口下100mm，因此，冠梁装配钢筋伸入至孔口至水泥浆的凝固面处，冠梁装配钢筋从凝固液面处到冠梁的顶部为700mm，因此冠梁装配钢筋的长度为700mm；当每个冠梁的装配预留孔安装装配钢筋后进行固定，采用水泥浆加压机对准冠梁装配预留孔，对水泥浆加压形成浆体流动状态，沿着冠梁装配预留孔流入至管桩插入预留孔道2从而使水泥浆和冠梁装配钢筋充满空隙，重复同样方法对每个冠梁的装配预留孔进行喷射水泥浆并进行养护；

如图11所示，步骤S6、工字形预制支撑安装，使用吊机将工字形预制支撑吊装到冠梁的顶部进行安装，对准冠梁的工字形冠梁预留位，缓缓放下工字形预制支撑，使工字形预制支撑的两个端部下放到工字形冠梁预留位，检查工字形预制支撑的安装位置，工字形预制支撑安装在冠梁预留位后与冠梁形成整体，使得基坑两侧的管桩和冠梁形成整体连接，同时检查支撑装配预留孔位置对准冠梁内凹孔；

步骤S7、支撑钢筋安装和水泥浆加压喷射作业，向支撑装配预留孔安装入钢筋，由于支撑厚度为250mm，冠梁内凹孔深度为100mm,钢筋需要完全渗入至工字形预制支撑和冠梁内凹孔的底部，所以钢筋的长度是350mm，对每个支撑装配预留孔内的钢筋进行检查确保位置正确；采用水泥浆加压机对准支撑装配预留孔，对水泥浆加压形成浆体流动状态，沿着支撑装配预留孔流入至工字形预制支撑和冠梁内凹孔的底部从而使水泥浆充满空隙，重复同样方法对每个支撑装配预留孔进行喷射水泥浆并进行养护；

步骤S8、基坑开挖施工，当支撑完成养护施工后，即可对基坑内的土体进行分层开挖施工，开挖过程中严禁碰撞支撑、冠梁、管桩等围护结构的部位。

具体的，本实施例方案中：

一种内嵌柔性锚杆加压喷射式管桩围护支撑结构施工方法，包括管桩、插入预留孔道2、内嵌柔性锚杆3、锥形锚杆头4、加压喷射水泥浆5、预制冠梁6、冠梁装配预留孔7、冠梁装配钢筋8、工字形冠梁预留位9、支撑装配预留孔10、冠梁内凹孔11、工字形预制支撑12。

如图1所示，管桩1：管桩横断面呈现正方形，边长尺寸是600mm，内部中空，中空处的边长是150mm的正方形，管桩长度根据开挖基坑的深度提前预制，长度范围约为5000mm-8000mm。管桩通过预制工厂进行预制，结构是钢筋混凝土，管桩插打时需要借助静压压桩机进行压桩，管桩的作用是起到抵抗土体的侧向荷载和变形，防止基坑坍塌的重要承载部件。实际施工中，管桩与管桩的中心间距根据土质情况和基坑深度确定，一般的中心间距为2000mm-4000mm。

插入预留孔道2：插入预留孔道位于管桩的内部，主要是沿基坑的外侧土体布置，由于需要对基坑外土体进行加压喷射注入混凝土因此呈现在管桩的三个侧面上，插入预留孔道的开始端位于管桩的顶部，然后顺着管桩往下部延伸，在管桩长度的1/3和2/3处各设置两个侧向出口，预留孔道是在管桩预制时通过留空的形式形成，插入预留孔道的孔道直径为100mm，作用是为后期内嵌柔性锚杆3的插入提供通道便于锚杆嵌入基坑外土体以及后期加压喷射水泥浆5是提供通道便于水泥浆喷射入基坑外土体和扩散形成水泥土止水帷幕。

如图2所示，内嵌柔性锚杆3：内嵌柔性锚杆直径为50mm，锚杆由钢丝拧制形成，锚杆呈现柔性状态，便于插入至预留孔道内以及在呈现弧形的管桩1/3和2/3处各设置两个侧向出口穿出进入土体，锚杆的插入顺序是一个一个插入预留孔道，总共需要插入两根内嵌柔性锚杆，先插入位于管桩2/3处的锚杆即深度较深的锚杆，第二次插入管桩2/3处的锚杆即距离地面较浅的锚杆。锚杆沿插入预留孔道分别插入管桩的1/3和2/3处各设置两个侧向出口，并通过加装的锥形锚杆头4钻进土体内，钻进土体内为1000mm，由于是一个插入预留孔道在管桩的1/3和2/3处各设置两个侧向出口，因此一个插入预留孔道需要插入两根内嵌柔性锚杆，一根在管桩的1/3处钻出，一根在管桩的2/3处钻出。内嵌柔性锚杆插入至预留孔道后，锚杆的末端即距离插入预留孔道的孔口位应深入或者插入至孔口100mm，以便于后期进行冠梁装配施工是冠梁装配钢筋8插入保证冠梁与管桩的连接。内嵌柔性锚杆的作用是通过插入锚杆使基坑外土体与管桩的连为一体，后期通过加压喷射水泥浆5使锚杆稳定固定土体和管桩，保证了土体稳定性防止了基坑外土体滑塌，也保证了管桩的稳定性。由于在管桩的1/3和2/3处各设置两个预留孔道的侧向出口并安装了柔性锚杆达到了锚杆紧紧拉住管桩的效果保证了管桩的稳定性，从而避免了在基坑内部再设置混凝土支撑的需要，围护结构仅需要在冠梁处设置一道支撑而沿基坑深度方向不再需要设置支撑，有效节约了材料和施工成本，使基坑内部的施工空间增大便于施工效率提高。

锥形锚杆头4：锥形锚杆头位于内嵌柔性锚杆的最前部，安装在柔性锚杆的前部位置以便于引导柔性锚杆在插入预留孔道进行并从管桩1/3和2/3处各设置两个侧向弧形出口穿出进入土体，锥形锚杆头起到排开土体，便于锚杆完全进入土体。锥形锚杆头的作用是引导柔性锚杆的插入，提高锚杆的施工效率。

如图3所示，加压喷射水泥浆5：加压喷射水泥浆是位于插入预留孔道内和通过加压进入至锚杆插入的土体，以及在加压压力作用蔓延至周边土体形成的水泥浆与土体的混合墙，起到使柔性锚杆在插入预留孔道内固定保证管桩的稳定性，起到加固土体使土体和锚杆硬化，使锚杆紧紧锚入至基坑外的土体，保证围护结构的稳定性，由于水泥浆高压下在土体能搞扩散蔓延，水泥浆与土体充分融合，加固土体防止坍塌，另外水泥浆硬化后具有防水、阻止地下水的流动从而有效防止地下水进入基坑内，为管桩能够较大间距布置提供了防水的作用，达到止水帷幕的效果。加压喷射水泥浆通过压力注入水泥浆，完成注浆的标志使水泥浆的液面在插入预留孔道孔口下100mm，即与柔性锚杆的末端同一水平面。加压喷射水泥浆还用在冠梁与管桩装配连接、工字形预制支撑12与冠梁装配连接，使用的加压工具和加压压力是与水泥浆喷射在土体内是一致的。

如图4所示，预制冠梁6：钢筋混凝土预制冠梁通过预制生产，预制冠梁的横断面尺寸是呈现正方形，边长600mm，长度一般是满足跨度为3个管桩的位置，即每三根管桩布置一道冠梁，冠梁长度约为4000mm-8000mm。预制冠梁的作用是抵抗基坑的顶部的荷载，包括土体荷载以及移动荷载，防止基坑周边的建筑材料、车辆、土体荷载导致基坑顶部土体坍塌，同时冠梁通过连接各管桩使管桩围护结构形成整体，提高了围护结构的安全性稳定性，另外冠梁通过设置工字形冠梁预留位9为工字形预制支撑12提供了安装位置，使基坑两次的围护结构荷载传递保证基坑内部的安全。

冠梁装配预留孔7：冠梁装配预留孔位于预制冠梁与管桩连接处的位置，由于冠梁是预制生产，冠梁与管桩需要有冠梁装配钢筋8和加压喷射水泥浆从而使冠梁稳固装配在管桩上，预留孔直径为100mm,深度为600mm，装配预留孔是在预制冠梁生产时留空位置的形式制作，预留出了装配预留孔位置，便于钢筋插入和加压喷射水泥浆充满整个预留孔空间，当水泥浆硬化后冠梁与管桩就能稳固结合。

如图5所示，冠梁装配钢筋8：冠梁装配钢筋位于冠梁与管桩之间的装配预留孔和插入预留孔道内，由于柔性锚杆与加压喷射水泥浆都位于预留孔道孔口下100mm，因此冠梁装配钢筋可以伸入至孔口至水泥浆的凝固液面处，冠梁装配钢筋从凝固液面处到冠梁的顶部为700mm，因此冠梁装配钢筋的长度为700mm，由于冠梁装配钢筋可以伸入至管桩的预留孔道内，所以当加压水泥浆充满装配预留孔和预留孔道时，就能保证冠梁与管桩稳固连接，该施工工艺通过加钢筋和水泥浆的方式进行加固效果好、施工速度快。

如图4所示，工字形冠梁预留位9：工字形冠梁预留位位于冠梁长度方向的1/3和2/3处，其作用是为工字形预制支撑12提供安放位置，工字形冠梁预留位呈现为内部中空的状态，当工字形预制支撑12安装在工字形冠梁预留位的中空部位时就能完成相互嵌入，形成工字形的自锁结构，能够保证支撑稳定不移位，也能稳定冠梁和管桩，使整个围护结构达到整体受力状态。

如图6所示，支撑装配预留孔10：支撑装配预留孔位于工字形冠梁预留位的中部，由于工字形预制支撑12和冠梁通过预制生产，工字形预制支撑12和冠梁连接通过支撑装配预留孔内部插入钢筋和水泥浆充满整个支撑装配预留孔，从而使冠梁与工字形预制支撑12称为整体。

如图4所示，冠梁内凹孔11：冠梁内凹孔位于支撑装配预留孔的中部，作用是为了使工字形预制支撑12和冠梁能够实现装配连接采用预留孔位，便于冠梁装配钢筋和加压喷射水泥浆注满整个支撑装配预留孔和冠梁内凹孔，实现了通过内嵌钢筋和加压喷射混凝土使工字形预制支撑12和冠梁实现稳固连接，冠梁内凹孔的深度为100mm，直径为100mm。

如图6所示，工字形预制支撑12：工字形预制支撑两个端头位置位于工字形冠梁预留位内，工字形预制支撑安装在冠梁预留位后与冠梁形成整体，使得基坑两侧的管桩和冠梁形成整体连接，共同承受荷载，工字形预制支撑还能保证基坑的宽度，抵抗土体荷载和变形，避免基坑的变形，工字形预制支撑的长度根据基坑宽度确定，一般宽度为5000mm，工字形预制支撑的厚度为250mm。

与现有的技术相比，本发明中，(1)采用一种矩形管桩的围护结构，管桩是通过预制制作，具有强度高、抗变形效果好，能够有效抵抗土体传递在管桩上的荷载，防止基坑外土体变形；(2)创新性提出在预制管桩的侧边设置插入预留孔，插入预留孔可以使内嵌柔性锚杆从插入预留孔直插入基坑外的土体，另外通过插入预留孔内的空隙进行水泥浆加压喷射，使水泥浆通过插入预留孔进入到基坑外土体使水泥浆喷射入土体达到加固效果；

(3)创新性提出一种内嵌柔性锚杆装置，柔性锚杆通过管桩预留的插入预留孔内嵌进入到基坑侧壁外的土体内，从而起到管桩围护结构稳定地固定在土体上，有效防止土体变形，有效减少管桩围护的变形；

(4)创新性提出在插入预留孔内使用加压喷射式水泥浆，使水泥浆充满整个插入预留孔达到锚杆与管桩围护结构形成整体，同时加压喷射式水泥浆通过插入预留孔喷射至锚杆与土体结合处，并通过土体缝隙漫延至周围土体，水泥浆与土体凝固后强度提高，达到了加固土体，使锚杆与土体结合更为稳固，提高了围护结构抗变形的能，加压喷射式水泥浆与土体的结合起到止水帷幕的作用，加强了围护结构的密封性、止水性；

(5)创新性提出管桩围护结构的预制冠梁出采用钢筋套筒的形式，通过使用加压喷射式水泥浆使水泥浆充满钢筋套筒从而使预制冠梁与管桩围护结构稳固连结；

(6)在管桩的1/3和2/3处各设置两个预留孔道的侧向出口并安装了柔性锚杆达到了锚杆紧紧拉住管桩的效果保证了管桩的稳定性，从而避免了在基坑内部再设置混凝土支撑的需要，围护结构仅需要在冠梁处设置一道支撑而沿基坑深度方向不再需要设置支撑，有效节约了材料和施工成本，使基坑内部的施工空间增大便于施工效率提高；

(7)管桩围护结构采用预制冠梁的形式，通过预留钢筋套筒的形式与管桩围护结构稳固连结，预制冠梁尺寸合理，通过简易的起吊工具进行安装，加快了施工进度；

(8)矩形管桩在插入土体使用的静压的方式进行，压桩机通过液压形式使管桩压入土体，机械投入成本低，达到绿色施工的目的；

(9)创新性采用一种“工”字形装配式混凝土支撑，可灵活根据基坑的宽度调整“工”字形装配式混凝土支撑的长度，从而满足基坑支撑需要，“工”字形支撑内嵌在冠梁上形成自锁的结构稳定性好连接强度高，有效避免了土体对管桩、冠梁的荷载过大产生的变形，当“工”字形装配式混凝土支撑安装在冠梁后通过使用钢筋和水泥浆喷射主梁保证了支撑和冠梁连为一体，更好发挥抵抗变形的作用。

需要说明的是，本发明的一种内嵌柔性锚杆加压喷射式管桩围护支撑结构施工方法除了能用于基坑围护结构外，对于水利工厂水坝的挡水墙，以及公路工厂的边坡防护作业，能够有效保护土体和边坡的稳定性。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (1)

1.一种内嵌柔性锚杆加压喷射式管桩围护支撑结构施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、管桩压桩施工：采用静压压桩机对管桩进行吊起并进行压桩，压桩前进行桩位的测量放样，注意桩的位置和桩的间距，以便于后期进行冠梁和预制支撑的安装；管桩长度为5000mm-8000mm，使用压桩机进行压桩作业；

步骤S2、内嵌柔性锚杆安装，内嵌柔性锚杆安装前对锚杆的头部安装上锥形锚杆头，采用焊接的工艺将锚杆头焊接在锚杆的头部，使用锚杆安装机沿着管桩的插入预留孔道插入，插入时保证插入速度的稳定；锚杆的插入顺序是依次插入预留孔道，一个预留孔道总共需要插入两根内嵌柔性锚杆，先插入位于管桩2/3处的锚杆即深度较深的锚杆，第二次插入管桩2/3处的锚杆即距离地面较浅的锚杆，重复同样的步骤对另一个管桩预留孔道插入；另外，当内嵌柔性锚杆插入至基坑土体时需要慢速插入保证柔性锚杆充分内嵌到土体内部，嵌入的深度为1000mm；最后使用锚杆安装机将柔性锚杆末端插入距离预留孔道孔口下100mm处；

步骤S3、水泥浆加压喷射作业，使用水泥浆加压机对准管桩预留孔道，对水泥浆加压形成浆体流动状态，沿着管桩预留孔道和内嵌柔性锚杆充满整个孔道，然后当水泥浆喷射到土体后沿着柔性锚杆的插入方向向四周的土体蔓延水泥浆，水泥浆与基坑外土体充分融合形成水泥浆与土体的水泥土墙，水泥土墙具有加固土体以及止水帷幕的效果；加压喷射水泥浆通过压力注入水泥浆，完成注浆的标志使水泥浆的液面在插入预留孔道孔口下100mm，即与柔性锚杆的末端同一水平面；

步骤S4、预制冠梁安装，水泥浆完全硬化后，使用吊机将预制冠梁吊装到管桩的顶部进行安装，冠梁长度满足跨度为3个管桩的位置，即每三根管桩布置一道冠梁，因此，需要将预制冠梁的装配预留孔对准管桩的插入预留孔道，检查每个装配预留孔已经对准管桩的插入预留孔道；

步骤S5、冠梁装配钢筋安装和水泥浆加压喷射作业，将冠梁装配钢筋沿着冠梁的装配预留孔插入至管桩的加压喷射水泥浆凝固处，由于柔性锚杆与加压喷射水泥浆都位于预留孔道孔口下100mm，因此，冠梁装配钢筋伸入至孔口至水泥浆的凝固面处，冠梁装配钢筋从凝固液面处到冠梁的顶部为700mm，因此冠梁装配钢筋的长度为700mm；当每个冠梁的装配预留孔安装装配钢筋后进行固定，采用水泥浆加压机对准冠梁装配预留孔，对水泥浆加压形成浆体流动状态，沿着冠梁装配预留孔流入至管桩插入预留孔道从而使水泥浆和冠梁装配钢筋充满空隙，重复同样方法对每个冠梁的装配预留孔进行喷射水泥浆并进行养护；

步骤S6、工字形预制支撑安装，使用吊机将工字形预制支撑吊装到冠梁的顶部进行安装，对准冠梁的工字形冠梁预留位，缓缓放下工字形预制支撑，使工字形预制支撑的两个端部下放到工字形冠梁预留位，检查工字形预制支撑的安装位置，工字形预制支撑安装在冠梁预留位后与冠梁形成整体，使得基坑两侧的管桩和冠梁形成整体连接，同时检查支撑装配预留孔位置对准冠梁内凹孔；

步骤S7、支撑钢筋安装和水泥浆加压喷射作业，向支撑装配预留孔安装入钢筋，由于支撑厚度为250mm，冠梁内凹孔深度为100mm,钢筋需要完全渗入至工字形预制支撑和冠梁内凹孔的底部，所以钢筋的长度是350mm，对每个支撑装配预留孔内的钢筋进行检查确保位置正确；采用水泥浆加压机对准支撑装配预留孔，对水泥浆加压形成浆体流动状态，沿着支撑装配预留孔流入至工字形预制支撑和冠梁内凹孔的底部从而使水泥浆充满空隙，重复同样方法对每个支撑装配预留孔进行喷射水泥浆并进行养护；

步骤S8、基坑开挖施工，当支撑完成养护施工后，即可对基坑内的土体进行分层开挖施工，开挖过程中严禁碰撞支撑、冠梁、管桩等围护结构的部位。

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