CN115075256A - 一种基于上软下硬岩石地层的深基坑支护的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于上软下硬岩石地层的深基坑支护的施工方法，涉及建筑施工技术领域，本发明包括如下步骤：一、规划好施工位置；二、利用成孔转机在地面转出两个副孔，在副孔内放置两个翼管，往副孔内浇筑混凝土，抽出两个翼管，利用成孔转机转出主孔，往主孔内垂直安放钢筋笼，并浇筑混凝土，形成护桩；三、制作若干组护桩，同一直线上的若干组护桩形成护墙；四、制作若干组护墙，首位相连形成支护围栏；五、制作锚杆，将锚杆的外端固定在顶冠梁上；六、将支护围栏内的土层挖去第二层，再次制作锚杆，将锚杆的外端固定在护桩上；七、重复步骤六，直至支护围栏内的土层深度达到所需的深度，本发明实现了更加安全，而且经济的目的。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种基于上软下硬岩石地层的深基坑支护的施工方法。
背景技术
深基坑支护是指为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对深基坑侧壁及周边环境采用的支档、加固与保护的措施；随着经济的高速发展，建筑物逐渐向高层大面积发展，几乎所有的高层建筑物都有地下室、地下车库等，而且在城区施工受周围建筑物、管线的影响，多数都需要垂直支护，如何选择安全、经济的支护体系是岩土工程界一直追求的目标。
部分现有的深基坑支护方法，通过采用支撑立柱桩和支撑梁，支撑立柱桩分立柱与基坑底灌注桩，其在基坑开挖范围内采用钢管立柱，在基坑底以下采用灌注桩，并将支撑立柱伸入坑底灌注桩内，形成深基坑的支撑体系，该结构的底层虽然较为牢固，但是在上软下硬的岩石地层使用时，由于上层土层较软，仅靠钢管立柱支撑存在易塌方的风险，安全系数较低；还有部分深基坑支护施工采用水泥支护墙的施工方法，该水泥支护墙的抗拉强度较低，需要在基坑内增加多层钢架结构，将相对的水泥支护墙撑开，实际施工时需架设大量钢架，经济成本较高，在此背景下，申请人致力于研究出一种更加安全、经济的深基坑支护的施工方法，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于上软下硬岩石地层的深基坑支护的施工方法，实现更加安全、经济的目的。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：
一种基于上软下硬岩石地层的深基坑支护的施工方法，包括如下步骤：
步骤一、勘测待施工位置的强度，平整场地，规划好施工位置，铺设临时道路；
步骤二、a，利用成孔转机在地面转出两个副孔，两个副孔之间的最短距离值大于等于副孔横截面的半径，且小于等于副孔横截面直径的四分之三；
b、在其中一个副孔内放置两个翼管，翼管的长度大于副孔的深度，翼管的横截面形状由第一弧形和第二弧形围成，第一弧形靠近副孔的内壁，且与副孔内壁重合，第二弧形则为一优弧状，两个翼管相互对称设置，且两个翼管的中心轴与副孔的中心轴位于同一平面上，往该副孔内浇筑混凝土，待混凝土初步成型但未完全固化时，抽出两个翼管，待该副孔内的混凝土固化；
c、采用与步骤二的b项同样的方法，往另一个副孔中放置两个翼管，浇筑混凝土，待混凝土初步成型但未完全固化时，抽出两个翼管，待该副孔内的混凝土固化；
d、利用成孔转机在两个副孔的横截面圆心连线的中点处转出主孔，主孔与副孔相互平行且大小相等，第一弧形的两个端点位于主孔的内壁上，往主孔内垂直安放钢筋笼，并浇筑混凝土，待混凝土固化，使主孔与两个副孔内的混凝土形成护桩；
步骤三、采用与步骤二相同的方法，在规划好施工位置上制作若干组护桩，相邻的护桩相互共用其中的一组副孔，若干组护桩位于同一直线上，形成护墙；
步骤四、采用与步骤三相同的方法，在规划好施工位置上制作若干组护墙，若干组护墙首位相连，并且相邻的护墙相互共用最外端的一组副孔，若干组护墙共同形成支护围栏；
步骤五、将支护围栏内的土层挖去第一层，破除支护围栏顶层的混凝土，露出钢筋笼的顶端，沿着相邻两个钢筋笼之间的中部向外围的土层内转出应力孔，并使应力孔的末端倾斜向下，向应力孔内插入套管，通过套管往应力孔内穿入锚杆，往应力孔内浇筑水泥浆，抽出套管，待其固化；
在支护围栏的顶端扎钢筋梁笼，并使露出的钢筋笼顶端与钢筋梁笼重合，且套管的另一端穿过钢筋梁笼，在钢筋梁笼外围固定模板，往模板内浇筑混凝土，待其固化，形成顶冠梁，将锚杆的外端固定在顶冠梁上；
步骤六、将支护围栏内的土层挖去第二层，沿着相邻两个主孔之间的中部向外围的土层内再次转出应力孔，并使应力孔的末端倾斜向下，向应力孔内插入套管，通过套管往应力孔内穿入锚杆，往应力孔内浇筑水泥浆，抽出套管，待其固化之后，将锚杆的外端固定在护桩上；
步骤七、重复步骤六，直至支护围栏内的土层深度达到所需的深度。
进一步地，步骤二中，形成护桩之后，在护桩的顶部固定设置一承台，并在承台上做静载压力测试，静载压力测试合格通过之后，拆除承台。
进一步地，步骤二中，利用成孔转机在地面转主孔和副孔的同时，在其钻头的上方设置喷水装置，通过喷水装置阻止成孔时产生的尘土飞扬。
进一步地，步骤二中，主孔和副孔在成孔之后，利用超声波成孔检测技术进行检测，确定孔深、垂直度以及底部沉渣的厚度，确认合格后验收。
进一步地，步骤二的b项中，在副孔内插入两个翼管之前，先在副孔顶部位置放置一固定座，固定座上固定设置有两个导向管，将导向管移动至副孔正上方，并将固定座通过地钉固定在地上，两个翼管分别穿过两个导向管，并伸入副孔内，将两个翼管的顶部通过螺栓固定在导向管上，往副孔内浇筑混凝土，待混凝土初步成型但未完全固化时，拆除地钉，将固定座连同两个翼管一同拔出。
进一步地，步骤六中，成排的锚杆外端同时穿过一长条钢板，该长条钢板抵在护墙内壁上，每个锚杆外端通过固定支架固定在长条钢板上。
进一步地，每个锚杆上均固定设置有倒勾组件，且倒勾组件位于应力孔内，倒勾组件包括紧箍环、若干组倒勾块和若干组弹簧，紧箍环固定设置在锚杆上，若干组倒勾块以紧箍环的中心轴为中心，且呈圆周阵列排列，每一个倒勾块匹配一个弹簧，倒勾块的一端铰接在紧箍环上，另一端指向应力孔的洞口方向，弹簧被压缩在紧箍环与倒勾块之间，且弹簧的一端与紧箍环相抵，另一端与倒勾块的中部相抵。
本发明的有益效果为：本发明通过往两个副孔浇筑混凝土时，先在副孔内插入两个翼管，往副孔内浇筑混凝土之后，待混凝土初步成型但未完全固化时，抽出两个翼管，待该副孔内的混凝土固化，这样作业使副孔内的混凝土两侧产生两个空孔；当利用成孔转机转出主孔之后，往主孔内安放钢筋笼，并浇筑混凝土，混凝土同时也流入相邻副孔的空孔内，待混凝土固化之后，在相邻副孔的空孔内的混凝土则与主孔内的混凝土合为一体，同时空孔内的混凝土紧紧卡在副孔内的混凝土内部，这样的巧妙设计，使主孔内的混凝土与副孔内的混凝土紧紧卡在一起，形成安全、稳定的护桩，而相邻的护桩相互共用其中的一组副孔，位于同一直线上的若干组护桩形成护墙；相邻的护墙相互共用最外端的一组副孔，若干组护墙共同形成支护围栏，从而使支护围栏的整体牢固程度进一步增加，大幅增强了安全性。
另一方面，本发明通过在外围的土层内转出应力孔，通过套管往应力孔内穿入锚杆，往应力孔内浇筑水泥浆，抽出套管，待其固化，将锚杆的外端固定在顶冠梁上，通过锚杆向外侧拉住顶冠梁，从而使支护围栏的上部更加稳定，适合在上软下硬岩石地层使用；此外，在支护围栏内每挖去一层土层，即在外围的土层内再次转出应力孔，通过套管往应力孔内穿入锚杆，往应力孔内浇筑水泥浆，抽出套管，待其固化之后，将锚杆的外端固定在护桩上，从而在支护围栏从上到下逐层安装锚杆，将支护围栏向外拉，防止支护围栏向内塌陷，与传统技术相比，本发明无需架设大量的钢架结构在基坑内部作为支撑，从而大幅降低了生产成本，更加经济。
附图说明
图1是本发明的整体流程示意图；
图2是本发明的副孔和翼管的横截面的示意图；
图3是本发明的主孔和副孔的横截面的示意图；
图4是本发明的护桩的结构示意图；
图5是本发明的护墙的结构示意图；
图6是本发明的支护围栏和部分锚杆的结构示意图；
图7是本发明的整体的锚杆和倒钩组件的结构示意图；
附图标记为：
副孔1，翼管2，主孔3，护桩4，护墙5，支护围栏6，锚杆7，倒勾组件8。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明；在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明；但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制，以下对发明进行进一步说明。
如图1至图7所示的一种基于上软下硬岩石地层的深基坑支护的施工方法，包括如下步骤：
步骤一、安装施工围栏，勘测待施工位置的强度，平整场地，规划好施工位置，铺设临时道路，运送大型设备到场。
步骤二、a，利用成孔转机在地面转出两个副孔1，两个副孔1之间的最短距离值大于等于副孔1横截面的半径，且小于等于副孔1横截面直径的四分之三；
b、在其中一个副孔1内放置两个翼管2，在副孔1内插入两个翼管2之前，先在副孔1顶部位置放置一固定座，固定座上固定设置有两个导向管，将导向管移动至副孔1正上方，并将固定座通过地钉固定在地上，两个翼管2分别穿过两个导向管，并伸入副孔1内，将两个翼管2的顶部通过螺栓固定在导向管上；
翼管2的长度大于副孔1的深度，翼管2的横截面形状由第一弧形和第二弧形围成，第一弧形靠近副孔1的内壁，且与副孔1内壁重合，第二弧形则为一优弧状，两个翼管2相互对称设置，且两个翼管2的中心轴与副孔1的中心轴位于同一平面上，往该副孔1内浇筑混凝土，待混凝土初步成型但未完全固化时，拆除地钉，将固定座连同两个翼管2一同拔出，待该副孔1内的混凝土固化；
c、采用与步骤二的b项同样的方法，往另一个副孔1中放置两个翼管2，浇筑混凝土，待混凝土初步成型但未完全固化时，抽出两个翼管2，待该副孔1内的混凝土固化；
d、利用成孔转机在两个副孔1的横截面圆心连线的中点处转出主孔3，主孔3与副孔1相互平行且大小相等，第一弧形的两个端点位于主孔3的内壁上，往主孔3内垂直安放钢筋笼，并浇筑混凝土，待混凝土固化，使主孔3与两个副孔1内的混凝土形成护桩4。
形成护桩4之后，在护桩4的顶部固定设置一承台，并在承台上做静载压力测试，看承台的承重量能否达到设计的标准，在做静载压力测试时，随机挑选护桩4，所挑选的护桩4数量为总数量的百分之二至百分之三，且不能少于五个护桩4，静载压力测试合格通过之后，拆除承台。
主孔3和副孔1在成孔之后，利用超声波成孔检测技术进行检测，确定孔深、垂直度以及底部沉渣的厚度，确认合格后验收。
利用成孔转机在地面转主孔3和副孔1的同时，在其钻头的上方设置喷水装置，通过喷水装置阻止成孔时产生的尘土飞扬，创造良好的环境，实现文明施工。
步骤三、采用与步骤二相同的方法，在规划好施工位置上制作若干组护桩4，相邻的护桩4相互共用其中的一组副孔1，若干组护桩4位于同一直线上，形成护墙5。
步骤四、采用与步骤三相同的方法，在规划好施工位置上制作若干组护墙5，若干组护墙5首位相连，并且相邻的护墙5相互共用最外端的一组副孔1，若干组护墙5共同形成支护围栏6。
步骤五、将支护围栏6内的土层挖去第一层，破除支护围栏6顶层的混凝土，露出钢筋笼的顶端，沿着相邻两个钢筋笼之间的中部向外围的土层内转出应力孔，并使应力孔的末端倾斜向下，向应力孔内插入套管，通过套管往应力孔内穿入锚杆7，往应力孔内浇筑水泥浆，抽出套管，待其固化；
在支护围栏6的顶端扎钢筋梁笼，并使露出的钢筋笼顶端与钢筋梁笼重合，且套管的另一端穿过钢筋梁笼，在钢筋梁笼外围固定模板，往模板内浇筑混凝土，待其固化，形成顶冠梁，将锚杆7的外端固定在顶冠梁上。
步骤六、将支护围栏6内的土层挖去第二层，沿着相邻两个主孔3之间的中部向外围的土层内再次转出应力孔，并使应力孔的末端倾斜向下，向应力孔内插入套管，通过套管往应力孔内穿入锚杆7，往应力孔内浇筑水泥浆，抽出套管，待其固化之后，成排的锚杆7外端同时穿过一长条钢板，该长条钢板抵在护墙5内壁上，每个锚杆7外端通过固定支架固定在长条钢板上，设计长条钢板的目的在于，进一步增加锚杆7的在护墙5上的受力面积，从而使护墙5上受力更加均匀。
步骤七、重复步骤六，直至支护围栏6内的土层深度达到所需的深度。
每个锚杆7上均固定设置有倒勾组件8，且倒勾组件8位于应力孔内，倒勾组件8包括紧箍环、若干组倒勾块和若干组弹簧，紧箍环固定设置在锚杆7上，若干组倒勾块以紧箍环的中心轴为中心，且呈圆周阵列排列，每一个倒勾块匹配一个弹簧，倒勾块的一端铰接在紧箍环上，另一端指向应力孔的洞口方向，弹簧被压缩在紧箍环与倒勾块之间，且弹簧的一端与紧箍环相抵，另一端与倒勾块的中部相抵。
锚杆7固定之后，拉紧锚杆7，使倒勾块嵌入应力孔内壁的土层内，大幅增强锚杆7的拉力。
往两个副孔1浇筑混凝土时，先在副孔1内插入两个翼管2，往副孔1内浇筑混凝土之后，待混凝土初步成型但未完全固化时，抽出两个翼管2，待该副孔1内的混凝土固化，这样作业使副孔1内的混凝土两侧产生两个空孔；当利用成孔转机转出主孔3之后，往主孔3内安放钢筋笼，并浇筑混凝土，混凝土同时也流入相邻副孔1的空孔内，待混凝土固化之后，在相邻副孔1的空孔内的混凝土则与主孔3内的混凝土合为一体，同时空孔内的混凝土紧紧卡在副孔1内的混凝土内部，这样的巧妙设计，使主孔3内的混凝土与副孔1内的混凝土紧紧卡在一起，形成安全、稳定的护桩4，而相邻的护桩4相互共用其中的一组副孔1，位于同一直线上的若干组护桩4形成护墙5；相邻的护墙5相互共用最外端的一组副孔1，若干组护墙5共同形成支护围栏6，从而使支护围栏6的整体牢固程度进一步增加，大幅增强了安全性。
另一方面，本发明通过在外围的土层内转出应力孔，通过套管往应力孔内穿入锚杆7，往应力孔内浇筑水泥浆，抽出套管，待其固化，将锚杆7的外端固定在顶冠梁上，通过锚杆7向外侧拉住顶冠梁，从而使支护围栏6的上部更加稳定，适合在上软下硬岩石地层使用；此外，在支护围栏6内每挖去一层土层，即在外围的土层内再次转出应力孔，通过套管往应力孔内穿入锚杆7，往应力孔内浇筑水泥浆，抽出套管，待其固化之后，将锚杆7的外端固定在护桩4上，从而在支护围栏6从上到下逐层安装锚杆7，将支护围栏6向外拉，防止支护围栏6向内塌陷，与传统技术相比，本发明无需架设大量的钢架结构在基坑内部作为支撑，从而大幅降低了生产成本，更加经济。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围上所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围，以上并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种基于上软下硬岩石地层的深基坑支护的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、勘测待施工位置的强度，平整场地，规划好施工位置，铺设临时道路；
步骤二、a，利用成孔转机在地面转出两个副孔，两个副孔之间的最短距离值大于等于副孔横截面的半径，且小于等于副孔横截面直径的四分之三；
b、在其中一个副孔内放置两个翼管，翼管的长度大于副孔的深度，翼管的横截面形状由第一弧形和第二弧形围成，第一弧形靠近副孔的内壁，且与副孔内壁重合，第二弧形则为一优弧状，两个翼管相互对称设置，且两个翼管的中心轴与副孔的中心轴位于同一平面上，往该副孔内浇筑混凝土，待混凝土初步成型但未完全固化时，抽出两个翼管，待该副孔内的混凝土固化；
c、采用与步骤二的b项同样的方法，往另一个副孔中放置两个翼管，浇筑混凝土，待混凝土初步成型但未完全固化时，抽出两个翼管，待该副孔内的混凝土固化；
d、利用成孔转机在两个副孔的横截面圆心连线的中点处转出主孔，主孔与副孔相互平行且大小相等，第一弧形的两个端点位于主孔的内壁上，往主孔内垂直安放钢筋笼，并浇筑混凝土，待混凝土固化，使主孔与两个副孔内的混凝土形成护桩；
步骤三、采用与步骤二相同的方法，在规划好施工位置上制作若干组护桩，相邻的护桩相互共用其中的一组副孔，若干组护桩位于同一直线上，形成护墙；
步骤四、采用与步骤三相同的方法，在规划好施工位置上制作若干组护墙，若干组护墙首位相连，并且相邻的护墙相互共用最外端的一组副孔，若干组护墙共同形成支护围栏；
步骤五、将支护围栏内的土层挖去第一层，破除支护围栏顶层的混凝土，露出钢筋笼的顶端，沿着相邻两个钢筋笼之间的中部向外围的土层内转出应力孔，并使应力孔的末端倾斜向下，向应力孔内插入套管，通过套管往应力孔内穿入锚杆，往应力孔内浇筑水泥浆，抽出套管，待其固化；
在支护围栏的顶端扎钢筋梁笼，并使露出的钢筋笼顶端与钢筋梁笼重合，且套管的另一端穿过钢筋梁笼，在钢筋梁笼外围固定模板，往模板内浇筑混凝土，待其固化，形成顶冠梁，将锚杆的外端固定在顶冠梁上；
步骤六、将支护围栏内的土层挖去第二层，沿着相邻两个主孔之间的中部向外围的土层内再次转出应力孔，并使应力孔的末端倾斜向下，向应力孔内插入套管，通过套管往应力孔内穿入锚杆，往应力孔内浇筑水泥浆，抽出套管，待其固化之后，将锚杆的外端固定在护桩上；
步骤七、重复步骤六，直至支护围栏内的土层深度达到所需的深度。
2.根据权利要求1所述的一种基于上软下硬岩石地层的深基坑支护的施工方法，其特征在于：步骤二中，形成护桩之后，在护桩的顶部固定设置一承台，并在承台上做静载压力测试，静载压力测试合格通过之后，拆除承台。
3.根据权利要求1所述的一种基于上软下硬岩石地层的深基坑支护的施工方法，其特征在于：步骤二中，利用成孔转机在地面转主孔和副孔的同时，在其钻头的上方设置喷水装置，通过喷水装置阻止成孔时产生的尘土飞扬。
4.根据权利要求1所述的一种基于上软下硬岩石地层的深基坑支护的施工方法，其特征在于：步骤二中，主孔和副孔在成孔之后，利用超声波成孔检测技术进行检测，确定孔深、垂直度以及底部沉渣的厚度，确认合格后验收。
5.根据权利要求1所述的一种基于上软下硬岩石地层的深基坑支护的施工方法，其特征在于：步骤二的b项中，在副孔内插入两个翼管之前，先在副孔顶部位置放置一固定座，固定座上固定设置有两个导向管，将导向管移动至副孔正上方，并将固定座通过地钉固定在地上，两个翼管分别穿过两个导向管，并伸入副孔内，将两个翼管的顶部通过螺栓固定在导向管上，往副孔内浇筑混凝土，待混凝土初步成型但未完全固化时，拆除地钉，将固定座连同两个翼管一同拔出。
6.根据权利要求1所述的一种基于上软下硬岩石地层的深基坑支护的施工方法，其特征在于：步骤六中，成排的锚杆外端同时穿过一长条钢板，该长条钢板抵在护墙内壁上，每个锚杆外端通过固定支架固定在长条钢板上。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种基于上软下硬岩石地层的深基坑支护的施工方法，其特征在于：每个锚杆上均固定设置有倒勾组件，且倒勾组件位于应力孔内，倒勾组件包括紧箍环、若干组倒勾块和若干组弹簧，紧箍环固定设置在锚杆上，若干组倒勾块以紧箍环的中心轴为中心，且呈圆周阵列排列，每一个倒勾块匹配一个弹簧，倒勾块的一端铰接在紧箍环上，另一端指向应力孔的洞口方向，弹簧被压缩在紧箍环与倒勾块之间，且弹簧的一端与紧箍环相抵，另一端与倒勾块的中部相抵。
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