CN115162346B - 一种暗挖地下通道与基坑排桩锚固连接结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种暗挖地下通道与基坑排桩锚固连接结构及其施工方法，包含设置于自然地面下的地下横通道、设置于地下横通道一侧的在建基坑、设置于在建基坑与地下横通道之间的支护排桩以及连接于支护排桩与地下横通道之间的锚固装置；所述在建基坑为深基坑，基坑坑底低于地下横通道。本发明通过地下横通道内间隔静力破碎拆除支护排桩，并在桩与通道初衬之间设置锚固装置，然后喷射初衬混凝土，能使支护排桩与地下横通道有效连接、形成整体、协同作用，提高通道与排桩接口处结构的整体性和刚度，增强了排桩的变形控制能力，将因通道连接处破桩对基坑产生的影响控制到最小，有效保障基坑的安全。

Description

一种暗挖地下通道与基坑排桩锚固连接结构及其施工方法

技术领域

本发明属于地下暗挖工程技术领域，特别涉及一种暗挖地下通道与基坑排桩锚固连接结构及其施工方法。

背景技术

在地下通道需暗挖进入邻近在建建筑深基坑时，为保证在建建筑基坑边坡安全，通常都是在深基坑肥槽回填后再暗挖地下通道，在基坑回填后再暗挖地下通道，暗挖施工不会对深基坑边坡安全造成影响。如在基坑在施期间暗挖地下通道的话，当基坑采用排桩支护时，因排桩已经完成，当通道暗挖至基坑排桩结构时，需要破碎凿除通道接口部位排桩，在破碎凿除过程中，将造成排桩呈悬挂和根基不稳状态，易发生沉降和侧向变形，另外暗挖破碎护坡桩时，振动会造成上部已完成锚杆预应力松弛，影响基坑安全，故通常是在深基坑肥槽回填完成后再暗挖地下通道，但此施工方法对地下通道的建造工期影响较大，容易影响地下通道功能使用。比如对于地铁与邻近建筑一体化项目，地铁与邻近建筑采用地下通道连接，地铁运营时要求通道已完工，当而邻近建筑处于深基坑施工时，虽然邻近建筑深基坑未回填，但仍需要对通道提前进行暗挖，在这种情况下，地下通道暗挖需采取专项施工方法和施工技术。

现有公开技术的缺点：工况要求严格，须基坑内地下结构施工完成、肥槽回填后进行；暗挖通道建造工期相对较长，如通道对邻近建筑较重要，通道延迟建造可能会影响邻近建筑后期运营；通道在肥槽回填后暗挖时，上部肥槽回填土可能会掉落，影响施工安全；肥槽回填后暗挖时，可能会遇地下水上升情况，增加通道暗挖难度。

发明内容

本发明提供了一种暗挖地下通道与基坑排桩锚固连接结构及其施工方法，用以解决排桩施工完成后且肥槽未回填时的排桩连接接头处的破除、锚固和连接等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种暗挖地下通道与基坑排桩锚固连接结构，包含设置于自然地面下的地下横通道、设置于地下横通道一侧的在建基坑、设置于在建基坑与地下横通道之间的支护排桩以及连接于支护排桩与地下横通道之间的锚固装置；所述在建基坑为深基坑，基坑坑底低于地下横通道；

所述支护排桩预先设置于在建基坑与地下横通道之间，且支护排桩底部低于基坑坑底；所述支护排桩对应地下横通道分为上排桩、中排桩和下排桩，所述中排桩为破除段；

所述锚固装置包含上锚固组件和下锚固组件；

所述上排桩与底部与地下横通道顶部通过上锚固组件连接，下排桩顶面通过下锚固组件与地下横通道底部连接。

进一步的，所述地下横通道一侧设置有紧邻建筑，紧邻建筑下设置有在建基坑；所述地下横通道顶部或另一侧设有既有建筑；所述地下横通道包含通道上板和通道下板，所述地下横通道与基坑开挖同阶段设置且预先于回填肥槽设置。

进一步的，所述支护排桩中上排桩内设置有上桩筋，下排桩内设置有下桩筋；上桩筋和下桩筋均伸出上排桩和下排桩端部，伸出的上桩筋和下桩筋分别于通道上板和通道下板的衬砌内固定。

进一步的，所述通道上板和通道下板的厚度范围内间隔设置有格栅组件，格栅组件包含上格栅和下格栅，上格栅设置于通道上板内，下格栅设置于通道下板内；上格栅和下格栅上下对称设置且至少在上排桩和下排桩段设置有一个。

进一步的，所述上锚固组件包含上锚固杆和连接于上锚固杆上的上锚固套筒，下锚固组件包含下锚固杆和连接于下锚固杆上的下锚固套筒。

进一步的，所述上锚固杆和下锚固杆均为L形件，上锚固杆和下锚固杆呈倒儿字形设置，其中L形件竖部与上桩筋和下桩筋焊接连接；L形件的横部至少穿接一个格栅。

进一步的，所述上锚固杆和下锚固杆的横部外端段为螺纹段，螺纹段对应上锚固套筒或下锚固套筒设置；

所述上锚固套筒和下锚固套筒分别对应上承压板和下承压板设置；上锚固套筒和上承压板呈十字形设置且上锚固套筒分别设置于上承压板两侧，下锚固套筒和下承压板呈十字形设置且下锚固套筒分别设置于下承压板两侧。

进一步的，一种暗挖地下通道与基坑排桩锚固连接结构，具体步骤如下：

步骤一、先施工支护排桩，支护排桩完成后再依次施工在建基坑和紧邻建筑，其中施工在建基坑时同步施工地下横通道，此时回填肥槽处于待回填状态；

根据地下横通道分幅开挖工况要求，每幅通道暗挖至邻近基坑排桩位置时，将分幅初衬宽度和高度范围内对应的中排桩清理出来；

步骤二、根据分幅开挖要求，间隔破碎地下横通道的中排桩，确定间隔破碎排桩根数，如果分幅宽度内为1根护坡桩，则破碎1根桩，如果分幅宽度内为2根桩，则破碎2根桩，间隔破碎桩数不大于3根；

步骤三、地下横通道底部分幅破碎时，先对地下横通道底板范围内桩体采取水钻静力开孔，水钻开孔截面面积不小于桩纵断面面积的1/2，开孔完毕后破碎分幅净高范围内桩体，破碎方式采用人工风镐破除；

步骤四、中排桩破碎后清理出地下横通道初衬净高范围内支护排桩的桩筋，并分别保留初衬顶部和底部10倍钢筋直径高度的上桩筋和下桩筋；然后按照通道初衬设计图纸安装地下横通道初衬的格栅组件，安装至支护排桩部位时，应将支护排桩的上桩筋和下桩筋插入格栅组件内，当上桩筋和下桩筋预留长度大于初衬厚度时，应将排桩内钢筋适当弯折；初衬内钢筋也与上桩筋和下桩筋对应连接；

步骤五、锚固装置在地下横通道初衬内平直段端部采取螺纹套丝连接，套丝长度为两个钢套筒长度加承压钢板厚度，固定钢套筒采用对应连接装置主筋直径标准型号直螺纹套筒，承压钢板中心切割出直径大于锚固装置主筋的孔洞；

步骤六、锚固装置与支护排桩固定焊接后，依次安装第一个套筒、承压板、第二个套筒，两个套筒安装时将承压钢板锁紧；

步骤七、锚固装置、格栅组件安装完成验收后，立即喷射混凝土进行封闭；按照地下横通道分幅步骤逐段做好通道初衬与排桩的连接。

进一步的，分幅宽度及高度范围内桩体破除时，先破碎地下横通道顶部初衬范围内桩体，后破碎地下横通道分幅净高范围内桩体，地下横通道初衬范围内桩体破碎方式采用水钻开孔结合人工风镐破除，水钻开孔截面面积不小于桩纵断面面积的1/2，通道净高范围内桩体可采取风镐破碎。

进一步的，将锚固装置与支护排桩中部两侧预留的上桩筋和下桩筋进行焊接，上锚固杆和下锚固杆直径不小于Φ25，分别与上桩筋和下桩筋焊接，焊接端为直角弯折，焊接方式为双面焊，弯折长度同支护排桩插入衬砌内直段上桩筋和下桩筋长度，锚固装置衬砌内平直段长度不少于35d。

本发明的有益效果体现在：

1）本发明通过地下横通道内间隔静力破碎拆除支护排桩，并在桩与通道初衬之间设置锚固装置，然后喷射初衬混凝土，能使支护排桩与地下横通道有效连接、形成整体、协同作用，提高通道与排桩接口处结构的整体性和刚度，增强了排桩的变形控制能力，将因通道连接处破桩对基坑产生的影响控制到最小，有效保障基坑的安全;

2）本发明利于地下横通道暗挖与邻近在建建筑深基坑同步施工，采用锚固装置，可提高地下横通道与支护排桩连接接口的整体性和连接刚度，充分发挥地下通道刚度及稳定性大的特点，有效控制基坑支护结构变形；

3）暗挖时，通过分批间隔破碎前端支护排桩，破碎后通过锚固装置 将支护排桩内钢筋与地下横通道钢筋连接，再喷射初衬混凝土，使地下通道初衬与护坡桩形成刚性锚固连接，支护排桩锚入地下通道初衬与地下横通道形成整体，地下横通道初衬代替支护排桩嵌固以重新固定桩端，防止桩端发生移位造成基坑失稳。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解；本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

图1是地下横通道与紧邻建筑分布示意图；

图2是地下横通道与在建基坑连接结构示意图；

图3是未破除前支护排桩与地下横通道连接示意图；

图4是破除后支护排桩与地下横通道连接示意图；

图5是上排桩与通道上板连接锚固图；

图6是下排桩与通道下板连接锚固图。

附图标记：1-自然地面、2-紧邻建筑、3-地下横通道、31-通道上板、32-通道下板、4-支护排桩、41-上排桩、42-中排桩、43-下排桩、44-上桩筋、45-下桩筋、5-回填肥槽、6-在建基坑、7-基坑坑底、8-格栅组件、81-上格栅、82-下格栅、9-上锚固组件、91-上锚固杆、92-上锚固套筒、10-下锚固组件、101-下锚固杆、102-下锚固套筒、11-上承压板、12-下承压板。

具体实施方式

以某深基坑工程，该基坑西侧紧邻地铁，与地铁接口处开挖深度-22.51m~-24.41m。该工程与地铁站一体化建设，基坑开挖需与地铁同期施工。通过采用本技术，基坑开挖期间同时暗挖各出入口通道，基坑开挖至槽底后，基坑边坡变形均满足设计及规范要求。

如图1至图6所示，一种暗挖地下通道与基坑排桩锚固连接结构，包含设置于自然地面1下的地下横通道3、设置于地下横通道3一侧的在建基坑6、设置于在建基坑6与地下横通道3之间的支护排桩4以及连接于支护排桩4与地下横通道3之间的锚固装置；在建基坑6为深基坑，基坑坑底7低于地下横通道3。

本实施例中，支护排桩4预先设置于在建基坑6与地下横通道3之间，且支护排桩4底部低于基坑坑底7；支护排桩4对应地下横通道3分为上排桩41、中排桩42和下排桩43，中排桩42为破除段；锚固装置包含上锚固组件9和下锚固组件10；上排桩41一侧设置有紧邻建筑2，紧邻建筑2下设置有在建基坑6；地下横通道3顶部或另一侧设有既有建筑；地下横通道3包含通道上板31和通道下板32，地下横通道3与基坑开挖同阶段设置且预先于回填肥槽5设置。

本实施例中，支护排桩4中上排桩41内设置有上桩筋44，下排桩43内设置有下桩筋45；上桩筋44和下桩筋45均伸出上排桩41和下排桩43端部，伸出的上桩筋44和下桩筋45分别于通道上板31和通道下板32的衬砌内固定。

本实施例中，通道上板31和通道下板32的厚度范围内间隔设置有格栅组件8，格栅组件8包含上格栅81和下格栅82，上格栅81设置于通道上板31内，下格栅82设置于通道下板32内；上格栅81和下格栅82上下对称设置且至少在上排桩41和下排桩43段设置有一个。

本实施例中，上锚固组件9包含上锚固杆91和连接于上锚固杆91上的上锚固套筒92，下锚固组件10包含下锚固杆101和连接于下锚固杆101上的下锚固套筒102。上锚固杆91和下锚固杆101均为L形件，上锚固杆91和下锚固杆101呈倒儿字形设置，其中L形件竖部与上桩筋44和下桩筋45焊接连接；L形件的横部至少穿接一个格栅。

本实施例中，上锚固杆91和下锚固杆101的横部外端段为螺纹段，螺纹段对应上锚固套筒92或下锚固套筒102设置；上锚固套筒92和下锚固套筒102分别对应上承压板11和下承压板12设置；上锚固套筒92和上承压板11呈十字形设置且上锚固套筒92分别设置于上承压板11两侧，下锚固套筒102和下承压板12呈十字形设置且下锚固套筒102分别设置于下承压板12两侧。上锚固杆91和下锚固杆101通过钢筋或钢杆制作而成；上承压板11和下承压板12均通过Q235钢板制作，厚度10mm。

结合图1至图6，进一步说明一种暗挖地下通道与基坑排桩锚固连接结构，具体步骤如下：

步骤一、先施工支护排桩4，支护排桩4完成后再依次施工在建基坑6和紧邻建筑2，其中施工在建基坑6时同步施工地下横通道3，此时回填肥槽5处于待回填状态；

施工地下横通道3；根据地下横通道3分幅开挖工况要求，每幅通道暗挖至邻近基坑排桩位置时，将分幅初衬宽度和高度范围内对应的中排桩42清理出来。

步骤二、根据分幅开挖要求，间隔破碎地下横通道3的中排桩42，确定间隔破碎排桩根数，如果分幅宽度内为1根护坡桩，则破碎1根桩，如果分幅宽度内为2根桩，则破碎2根桩，间隔破碎桩数不大于3根。

分幅宽度及高度范围内桩体破除时，先破碎地下横通道3顶部初衬范围内桩体，后破碎地下横通道3分幅净高范围内桩体，地下横通道3初衬范围内桩体破碎方式采用水钻开孔结合人工风镐破除，水钻开孔截面面积不小于桩纵断面面积的1/2，通道净高范围内桩体可采取风镐破碎。

步骤三、地下横通道3底部分幅破碎时，先对地下横通道3底板范围内桩体采取水钻静力开孔，水钻开孔截面面积不小于桩纵断面面积的1/2，开孔完毕后破碎分幅净高范围内桩体，破碎方式采用人工风镐破除。

步骤四、中排桩42破碎后清理出地下横通道3初衬净高范围内支护排桩4的桩筋，并分别保留初衬顶部和底部10倍钢筋直径高度的上桩筋44和下桩筋45；然后按照通道初衬设计图纸安装地下横通道3初衬的格栅组件8，安装至支护排桩4部位时，应将支护排桩4的上桩筋44和下桩筋45插入格栅组件8内，当上桩筋44和下桩筋45预留长度大于初衬厚度时，应将排桩内钢筋适当弯折。

其中，将锚固装置与支护排桩4中部两侧预留的上桩筋44和下桩筋45进行焊接，上锚固杆91和下锚固杆101直径不小于Φ25，分别与上桩筋44和下桩筋45焊接，焊接端为直角弯折，焊接方式为双面焊，弯折长度同支护排桩4插入衬砌内直段上桩筋44和下桩筋45长度，锚固装置衬砌内平直段长度不少于35d。

步骤五、锚固装置在地下横通道3初衬内平直段端部采取螺纹套丝连接，套丝长度为两个钢套筒长度加承压钢板厚度，固定钢套筒采用对应连接装置主筋直径标准型号直螺纹套筒，承压钢板中心切割出直径大于锚固装置主筋的孔洞。

步骤六、锚固装置与支护排桩4固定焊接后，依次安装第一个套筒、承压板、第二个套筒，两个套筒安装时将承压钢板锁紧。

步骤七、锚固装置、格栅组件8安装完成验收后，立即喷射混凝土进行封闭；按照地下横通道3分幅步骤逐段做好通道初衬与排桩的连接。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种暗挖地下通道与基坑排桩锚固连接结构的施工方法，其特征在于，包含设置于自然地面（1）下的地下横通道（3）、设置于地下横通道（3）一侧的在建基坑（6）、设置于在建基坑（6）与地下横通道（3）之间的支护排桩（4）以及连接于支护排桩（4）与地下横通道（3）之间的锚固装置；所述在建基坑（6）为深基坑，基坑坑底（7）低于地下横通道（3）；

所述地下横通道（3）一侧设置有紧邻建筑（2），紧邻建筑（2）下设置有在建基坑（6）；所述地下横通道（3）顶部或另一侧设有既有建筑；所述地下横通道（3）包含通道上板（31）和通道下板（32），所述地下横通道（3）与基坑开挖同阶段设置且预先于回填肥槽（5）设置；

所述支护排桩（4）预先设置于在建基坑（6）与地下横通道（3）之间，且支护排桩（4）底部低于基坑坑底（7）；所述支护排桩（4）对应地下横通道（3）分为上排桩（41）、中排桩（42）和下排桩（43），所述中排桩（42）为破除段；

所述锚固装置包含上锚固组件（9）和下锚固组件（10）；

所述上排桩（41）的底部与地下横通道（3）顶部通过上锚固组件（9）连接，下排桩（43）顶面通过下锚固组件（10）与地下横通道（3）底部连接；

所述支护排桩（4）中上排桩（41）内设置有上桩筋（44），下排桩（43）内设置有下桩筋（45）；上桩筋（44）和下桩筋（45）均伸出上排桩（41）和下排桩（43）端部，伸出的上桩筋（44）和下桩筋（45）分别于通道上板（31）和通道下板（32）的衬砌内固定；

所述通道上板（31）和通道下板（32）的厚度范围内间隔设置有格栅组件（8），格栅组件（8）包含上格栅（81）和下格栅（82），上格栅（81）设置于通道上板（31）内，下格栅（82）设置于通道下板（32）内；上格栅（81）和下格栅（82）上下对称设置且至少在上排桩（41）和下排桩（43）段设置有一个；所述上锚固组件（9）包含上锚固杆（91）和连接于上锚固杆（91）上的上锚固套筒（92），下锚固组件（10）包含下锚固杆（101）和连接于下锚固杆（101）上的下锚固套筒（102）；

所述上锚固套筒（92）和下锚固套筒（102）分别对应上承压板（11）和下承压板（12）设置；上锚固套筒（92）和上承压板（11）呈十字形设置且上锚固套筒（92）分别设置于上承压板（11）两侧，下锚固套筒（102）和下承压板（12）呈十字形设置且下锚固套筒（102）分别设置于下承压板（12）两侧；

所述上锚固杆（91）和下锚固杆（101）均为L形件，上锚固杆（91）和下锚固杆（101）呈倒儿字形设置，其中L形件竖部与上桩筋（44）和下桩筋（45）焊接连接；L形件的横部至少穿接一个格栅；

所述的暗挖地下通道与基坑排桩锚固连接结构的施工方法，具体步骤如下：

步骤一、先施工支护排桩（4），支护排桩（4）完成后再依次施工在建基坑（6）和紧邻建筑（2），其中施工在建基坑（6）时同步施工地下横通道（3），此时回填肥槽（5）处于待回填状态；

根据地下横通道（3）分幅开挖工况要求，每幅通道暗挖至邻近基坑排桩位置时，将分幅初衬宽度和高度范围内对应的中排桩（42）清理出来；

步骤二、根据分幅开挖要求，间隔破碎地下横通道（3）的中排桩（42），确定间隔破碎排桩根数，如果分幅宽度内为1根护坡桩，则破碎1根桩，如果分幅宽度内为2根桩，则破碎2根桩，间隔破碎桩数不大于3根；

步骤三、地下横通道（3）底部分幅破碎时，先对地下横通道（3）底板范围内桩体采取水钻静力开孔，水钻开孔截面面积不小于桩纵断面面积的1/2，开孔完毕后破碎分幅净高范围内桩体，破碎方式采用人工风镐破除；

步骤四、中排桩（42）破碎后清理出地下横通道（3）初衬净高范围内支护排桩（4）的桩筋，并分别保留初衬顶部和底部10倍钢筋直径高度的上桩筋（44）和下桩筋（45）；然后按照通道初衬设计图纸安装地下横通道（3）初衬的格栅组件（8），安装至支护排桩（4）部位时，应将支护排桩（4）的上桩筋（44）和下桩筋（45）插入格栅组件（8）内，当上桩筋（44）和下桩筋（45）预留长度大于初衬厚度时，应将排桩内钢筋适当弯折；初衬内钢筋也与上桩筋（44）和下桩筋（45）对应连接；

步骤五、锚固装置在地下横通道（3）初衬内平直段端部采取螺纹套丝连接，套丝长度为两个钢套筒长度加承压钢板厚度，固定钢套筒采用对应连接装置主筋直径标准型号直螺纹套筒，承压钢板中心切割出直径大于锚固装置主筋的孔洞；

步骤六、锚固装置与支护排桩（4）固定焊接后，依次安装第一个套筒、承压板、第二个套筒，两个套筒安装时将承压钢板锁紧；

步骤七、锚固装置、格栅组件（8）安装完成验收后，立即喷射混凝土进行封闭；按照地下横通道（3）分幅步骤逐段做好通道初衬与排桩的连接。

2.如权利要求1所述的一种暗挖地下通道与基坑排桩锚固连接结构的施工方法，其特征在于，所述上锚固杆（91）和下锚固杆（101）的横部外端段为螺纹段，螺纹段对应上锚固套筒（92）或下锚固套筒（102）设置。

3.如权利要求1所述的一种暗挖地下通道与基坑排桩锚固连接结构的施工方法，其特征在于，分幅宽度及高度范围内桩体破除时，先破碎地下横通道（3）顶部初衬范围内桩体，后破碎地下横通道（3）分幅净高范围内桩体，地下横通道（3）初衬范围内桩体破碎方式采用水钻开孔结合人工风镐破除，水钻开孔截面面积不小于桩纵断面面积的1/2，通道净高范围内桩体采取风镐破碎。

4.如权利要求1所述的一种暗挖地下通道与基坑排桩锚固连接结构的施工方法，其特征在于，将锚固装置与支护排桩（4）中部两侧预留的上桩筋（44）和下桩筋（45）进行焊接，上锚固杆（91）和下锚固杆（101）直径不小于Φ25，分别与上桩筋（44）和下桩筋（45）焊接，焊接端为直角弯折，焊接方式为双面焊，弯折长度同支护排桩（4）插入衬砌内直段上桩筋（44）和下桩筋（45）长度，锚固装置衬砌内平直段长度不少于35d。