CN115717397A - 拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工方法，钢板桩支挡结构抵抗坑壁土滑动的侧压力抗隆起稳定性，桩身收到土壤作用的在和效应是弯矩和剪力，钢板桩墙体较轻且具有较大的适应变形能力，抗倾覆安全系数小，预应力锚索锚固段位于稳定土体内起到提供锚固力的作用，自由段是连接锚固段的部分，不但起到传递锚固力的作用，而且对锚索锁定提供必要的延伸里，锚头是吧拉力施加在腰梁或对应钢板桩上，并对拉力进行锁定，预应力锚索在基坑开挖前预先施加应力进行锁定，该应力通过锚索自由段传递到锚固段，最后有锚固段所在的稳定土体承担，增加了钢板桩的抗倾覆安全系数，基坑开挖时支护桩和其后土体的位移和变形有效的受到限制。

Description

拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工方法

技术领域

本发明涉及管廊施工技术领域，具体涉及一种拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工方法。

背景技术

交叉路口作为城市道路建设中的重要组成部分,它的设计和规划关系到车辆的行进及交通情况,对人们出行的方便也起到至关重要的作用。而在综合管廊工程建设过程中，对交叉路口的设计施工具有更高的要求，下穿市政道路既要保证施工安全质量，又要提高施工速度，保障交叉路口的尽早通行。

现有技术钻孔灌注桩+预应力锚索+边坡喷锚的支护形式具有；只适用于填土层、黏土层、淤泥土层、粉土层、砂土层等，而且在管廊基坑施工中，必须通过降水后，才能使步履式长螺旋钻机进场施工。并且施工工序较复杂。

现有技术中，公开号为CN102817364公开了一种深基坑钢板桩加锚索的施工方法，其方案实质是通过在钢板桩焊接钢管梁，依靠钢管梁进行钻孔锚固锚索，然其缺点是钢管梁与钢板桩焊接为整体后拆除麻烦，以后后期拆除钢板桩时锚索容易阻碍钢板桩的回收。

公开号CN114045842A则是通过设置连接件、动力组件和导向管，使得锚索安装在钢板桩上，且后期能避免锚索对钢板桩的干涉，拆除方便；然该方案大大增加的辅助结构数量，使得现场安装、操作难度增加，不利于施工进度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工方法，克服现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工方法；包括以下步骤：

步骤一、测量放线定位桩；以设计图纸的测量控制基准点为控制点，闭合导线控制网建立在场地四周，根据施工控制网，按照施工图纸测设桩位，确定拉森钢板桩位中心点并标记；所述拉森钢板桩位中心点与对应拉森钢板两侧的锁扣位置对应；

步骤二、拉森钢板桩的安装及施工；在插打前，对单块拉森钢板两边的锁扣涂减摩剂，然后将拉森钢板桩在对应拉森钢板桩位中心点处逐一插打至设计深度；

步骤三、预应力锚索安装、张拉；根据拉森钢板桩施工情况，采用钻机在对应位置进行钻孔，然后在对应钻孔内通过注浆方式安装锚索，且锚索能将拉森钢板桩进行张拉；

步骤四、拆除拉森钢板桩支撑、拔桩以及回填桩孔；待将拉森钢板之间的混凝土开挖后且完成对应工序，采用砂石进行分层回填；回填完成后依次拆除拉森钢板之间的腰梁和钢支撑；再用打桩机拔出对应拉森钢板，并对桩孔处进行回填处理；

步骤五、检查、验收。

作为本发明的进一步方案：所述步骤二中采用相邻的2-5块拉森钢板形成一组且彼此间通过锁扣连接形成整体，每组拉森钢板的数量一致，相邻组之间形成间隙；在同组拉森钢板中，选取第一根插打的拉森钢板作为首根定位桩，将首根定位桩打至设计深度后，通过导向架将其固定，然后再插打下一根拉森钢板桩；

所述同一组拉森钢板中中，其余拉森钢板桩的顶口均要高于基坑二级平面，其余拉森钢板桩的底口也要高于待开挖管廊的设计标底面线；剩余一根拉森钢板桩的底口与待开挖管廊的设计标底面线对齐，其顶口处预留锚索施工空间。

作为本发明的进一步方案：所述步骤二中位于待开挖管廊的同一侧所有拉森钢板桩通过锁扣连接形成整体选取第一根插打的拉森钢板作为首根定位桩，将首根定位桩打至设计深度后，通过导向架将其固定，然后再插打下一根拉森钢板桩；

所述位于待开挖管廊的同一侧所有拉森钢板桩中，以等间距的方式选取多根拉森钢板桩ZH1的底口与待开挖管廊的设计标底面线对齐，其顶口处预留锚索施工空间；而位于多根拉森钢板桩ZH1之间的剩余拉森钢板桩的的顶口均要高于基坑二级平面，其底口也要高于待开挖管廊的设计标底面线；使得位于待开挖管廊的同一侧拉森钢板桩底口处形成方波形状或波浪形状。

作为本发明的进一步方案：所述步骤三中预应力锚索安装采用逐层安装方式；即待所有拉森钢板桩插打好后，对待开挖管廊进行以不同深度尺寸分阶段逐层开挖；然后在对应层进行锚索安装，在每组拉森钢板桩之间的间隙对应位置处采用钻机钻孔，所述钻孔的实际孔径、深度不小于设计值，待钻孔完成后进行对应层预应力锚索安装工序。

作为本发明的进一步方案：所述步骤三中预应力锚索安装采用逐层安装方式；即待所有拉森钢板桩插打好后，对待开挖管廊进行以不同深度尺寸分阶段逐层开挖；然后在对应层进行锚索安装，在对应位置的拉森钢板板面上开设圆孔，钻机通过圆孔进行钻孔，所述钻孔的实际孔径、深度不小于设计值，所述圆孔孔径大于钻孔孔径，待钻孔完成后进行对应层预应力锚索安装工序。

作为本发明的进一步方案：所述预应力锚索采用预应力钢绞线，该钢绞线沿预应力锚索轴线方向间距设置支架环，然后将预应力锚索逐步注入对应钻孔内，测量注入的预应力锚索长度确保锚固长度；

注入预应力锚索后采用两次间隔注浆方式实现对预应力锚索的浇筑硬化固定；

预应力锚索第一次注浆：即低压灌浆，采用底部灌浆方式，第一次注浆管底端插入钻孔孔底；在灌浆同时，将第一次注浆管缓慢抽出，第一次注浆管的出浆口始终位于钻孔中浆液的表面以下，以保证钻孔中气体能全部排出；当注浆满后停止注浆；

预应力锚索第二次注浆：即高压灌浆，在钻孔处设置止浆塞，在第一次注浆初凝后向钻孔二次灌注水泥净浆，注满后保持一定压力和时间；所述第二次注浆管的管长与钻孔深度一致，且在第二次注浆管管壁上均匀布置多个注浆小孔，所述第二次注浆管在第一次注浆前与预应力锚索同时送入孔中；第二次压力注浆应在水泥浆初凝后，终凝前进行。

作为本发明的进一步方案：所述预应力锚索的张拉采用腰梁支撑；所述腰梁采用两根槽钢构成，在槽钢之间内设置加强肋；将加工好的腰梁吊至预应力锚索位置，用三脚架临时支撑固定，且确保腰梁与拉森钢板桩紧密接触，再将钢垫板穿入钢绞线，在进行预应力锚索张拉的同时先在腰梁与拉森钢板铺垫角度钢靴，使得预应力锚索形成的倾角为15-20度，最后安装锚具、夹片并打紧；

张拉完成对预应力锚索进行锁定分级和补偿张拉，补偿张拉完成后并用水泥净浆注满锚垫板及锚头处空隙，并对锚头进行混凝土封锚，防止预应力锚索锈蚀。

作为本发明的进一步方案：管廊施工完成后，采用砂石进行分层回填管廊并夯实，待每层的回填砂石距离对应层预应力锚索的锚头不足0.5m时，拆除对应处拆除腰梁，当对应层预应力锚索的锚头位于拉森钢板桩的圆孔处时，将对应锚头处的封锚混凝土破碎并拆除对应腰梁，并采用机械切割方式切割此处的预应力锚索及周围混凝土；具体的，以拉森钢板桩的圆孔的轮廓线为切割基准线实现锥面切割，所形成的锥形切割面的深度大于拉森钢板桩的厚度，从而确保预应力锚索的锚头不与对应拉森钢板桩的面板发生干涉；

每层回填后军用夯实机夯实，当回填至拉森钢板桩顶面以下0.5-1米时并夯实到设计强度的90％以上可进行对应拉森钢板桩之间的钢支撑拆除工作，钢支撑拆除完成后在切割对应牛腿和围檩构件。

作为本发明的进一步方案：在对拉森钢板桩进行拔桩时，采用打桩机夹住对应拉森钢板桩头部振动1-2分钟，使得拉森钢板桩周围的土壤松动，产生“液化”现象，然后再对其底口要高于待开挖管廊的设计标底面线的拉森钢板桩进行下捶移位，其产生的位移不超过其底口与待开挖管廊的设计标底面线之间的高度差，然后再缓慢往上振拔，在往上拔动过程中若还存在上拔困难情况，继续采用对拉森钢板桩进行下捶移位后再振拔；待其底口要高于待开挖管廊的设计标底面线的拉森钢板桩都拔出来后，再对剩余拉森钢板桩进行拔桩，剩余的拉森钢板桩采用“左右振摆”方式进行向上振拔；

对拔桩后留下的桩孔，采用填沙法进行回填处理，即对桩孔灌入细沙并灌水密实。

本方案的工艺原理：钢板桩支挡结构抵抗坑壁土滑动的侧压力抗隆起稳定性，桩身收到土壤作用的在和效应是弯矩和剪力，钢板桩墙体较轻且具有较大的适应变形能力，抗倾覆安全系数小，预应力锚索锚固段位于稳定土体内起到提供锚固力的作用，自由段是连接锚固段的部分，不但起到传递锚固力的作用，而且对锚索锁定提供必要的延伸里，锚头是吧拉力施加在腰梁或对应钢板桩上，并对拉力进行锁定，预应力锚索在基坑开挖前预先施加应力进行锁定，该应力通过锚索自由段传递到锚固段，最后有锚固段所在的稳定土体承担，由于提前施加了锚拉力，增加了钢板桩的抗倾覆安全系数，基坑开挖时支护桩和其后土体的位移和变形有效的受到限制。

本方案施工方法具备包括两个思路：

第一思路；采用多块拉森钢板构成一组拉森钢板桩组，相邻拉森钢板桩组安装后形成空隙，其空隙的宽度不超过单块拉森钢板；则对应的钻孔就位于空隙上(在缝隙的竖直方向上可设置多个钻孔)，然后采用腰梁横跨在拉森钢板桩组之间，锚索嵌入到对应钻孔内并固定，安装锚具、夹片使得锚索固定在腰梁上，然后在锚索与钻孔孔端密封混凝土实现密实，即本思路中，通过固定好的锚索固定连接腰梁，而腰梁又横跨与拉森钢板桩组，通过腰梁的中间传导方式，实现锚索对多组拉森钢板桩组进行锚拉作用；其优点是由于钻孔和锚索都位于空隙处，则完全不与拉森钢板桩发生干涉，在后期拆除拉森钢板桩时，完全不用考虑钻孔或锚索对拉森钢板桩的影响；同时多组拉森钢板桩组可以同时施工，大大节约了施工工期，该思路主要应用在管廊基坑渗水不多的情况下应用。

第二思路；位于待开挖管廊基坑一侧的拉森钢板通过锁扣紧密连接并形成一块整体钢板(优点是密实性好，能有效抵挡管廊基坑的渗水情况)，在形成一块整体钢板中以等间距方式选取其中的拉森钢板桩，在对应拉森钢板桩上设置圆孔(圆孔孔径必须大于钻孔孔径，在对应拉森钢板桩的竖直方向可设置多个圆孔)，然后在圆孔处设置对应的钻孔并安装锚索，安装锚具、夹片使得锚索固定在腰梁上，然后在锚索与圆孔孔端密封混凝土实现密实(此思路最好的好处是可以不用安装腰梁，通过锚具、夹片使得锚索的端头与圆孔周围的拉森钢板彼此卡紧，由于不用腰梁，此处密实度很高，减少了腰梁，对应减少施工工序和增大了管廊基坑的操作空间)，实现锚索直接对整体拉森钢板桩进行锚拉作用，在后期拆除拉森钢板桩时，则需要对圆孔的混凝土破碎，同时还应以圆锥面切割方式，对圆孔内的混凝土以及对应锚索进行切割，且圆孔的混凝土和锚索需要切割的厚度应大于拉森钢板的板面厚度，这样就能确保在后期拔拉过程中圆孔内没有混凝土和锚索对拉森钢板桩进行干涉，本思路主要应用在管廊基坑的渗水过多情况下。

上述两思路有共同的技术特征，一是采用两次注浆方式对锚索进行安装，低压注浆确保孔内气体全部溢出且保证注浆的密实性，第二个高压注浆是确保注浆强度达到设计要求；二是有多块拉森钢板桩的底口与待开挖管廊的设计基准底面形成高度差，从而使得拉森钢板桩的底口形成方波形状或波浪形状；该设计的原理是：管廊施工完成后是采用砂砾石回填，则对于拉森钢板桩来说，外侧面是与砂砾石接触(外侧面仅只有砂砾石的摩擦作用)，内侧面是与原基土接触(内侧面不仅有原基土的挤压摩擦作用，还有原有基土土壤的对内侧壁的粘性)，在拔拉时如果仅仅采用现有技术直接振拔方式，原基土的粘性及挤压摩擦作用非常大，是很难实现直接拔出的；故采用在拔拉之前先通过下捶方式使得拉森钢板桩产生向下移位(由于有高度差，当向下移位不超过其高度时，砂砾石侧几乎不会产生多大作用，而且拉森钢板桩的底口也不会再嵌入原基土内，则下锤强度较低)，其向下移位优势：一能一定程度扩宽拉森钢板桩的桩孔孔径，二能大大降低原基土对拉森钢板桩的挤压摩擦作用(由于此时砂砾石面的挤压作用与原基土的挤压作用大小不等，在移动过程能平衡两侧的挤压作用)，三是能大大降低基土对拉森钢板桩的粘性作用(在移位过程中，能破坏原基土与拉森钢板桩的接触，而新接触的原基土又由于挤压作用效果降低使得与拉森钢板桩粘性降低，同时还能使得原基土侧更加光滑，减少摩擦)，四是由于形成高度差，在第一次位移时，拉森钢板桩的底口不会再次嵌入到原基土内(即最多移位到管廊设计基底面)，从而确保拉森钢板桩不会与原基土产生新的挤压作用或粘性作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明适用于工程地下主要赋存咋地面以下3.9-13的砂土、粉土和粉质粘土中，粉质粘土为弱透水层，砂土为强透水层，锚索作业区无官网、无地下建筑，且支护时间短的基坑。

2、钢板桩是一种边缘带有联动装置，该装置可自由组合以便形成一种连续紧密的挡土或者挡水墙钢结构，通过拉森钢板桩与预应力锚索组合，施工简便，能适应不同的地质情况和兔子，可减少基坑开挖土方量，作业占用场地小。

3、钢板桩与预应力锚索组合，同时施工，作业快捷，适于快速实施防洪、塌陷、流沙、地震等救灾抢险与预防，钢板桩和腰梁均可反复使用，可重复使用20-30次。

4、承载力强，自身结构轻，且形成的墙体密实好，钢板桩连接处锁扣结合紧密。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1为本发明中拉伸钢板桩截面示意图；

图2为实施例一中锚索锚固结构图；

图3为实施例一中预应力锚索腰梁断面图；

图4为实施例一中锚索腰梁结构立面图；

图5为实施例二中锚索锚杆结构图；

图6为实施例二中锚索结构立面图；

图7为实施例二中混凝土封锚结构断面图；

图8为实施例二中封锚结构切割后的端面示意图；

图9为实施例二中拉伸钢板桩排列示意图。

附图中：1、拉森钢板桩；2、锁扣；3、第一次注浆管；4、第二次注浆管；5、锚索；6、圆孔；7、角度钢靴；8、钢垫片；9、锚具；10、导向头；11、钻孔；12、锚索保护段；13、锚索锚固段；14、锚索自由段；15、腰梁；16、混凝土封锚；17、间隙；18、钻孔混凝土部分；19、钻孔周围元基土部分；20、锥形切割面；21、拉森钢板桩ZH1；22、待开挖管廊的设计标底面线；23、管廊基坑二级平台。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。

实施例一；参考图1、2-4和图9所示，实施例一主要应用在管廊基坑渗水不多的情况，

一、采用拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工，钢板桩安全等级二级；结构重要性系数取1.0；钢板桩长采用12mSP-Ⅳ型拉森钢板桩(嵌固深度6m)，钢板桩宽0.4m；支护采用2I40a工字钢，采用Q235钢；注浆锚索采用钢绞线，成孔直径150mm,倾角取15°～20°，水平间距1.5m。锚索张拉后，通过腰梁与钢板桩紧密结合，保证基坑安全稳定，满足深基坑支护规范要求。

二、工艺流程

施工准备→测量放样→施打钢板桩→预应力锚索安装、张拉→土方开挖→基地验收→管廊主体施工→沟槽回填→拆除预应力锚索→拔桩→回填桩孔。

三、操作要点

1、测量放线定桩位

以设计图纸的测量控制基准点为控制点，建立闭合导线控制网，闭合导线控制网建立在场地四周，根据施工控制网，按照施工图纸测设桩位，洒十字白灰线，确定桩位中心点，并打入小木桩，做木桩顶钉上小铁钉。经复核无误后方可施工。

2、钢板桩施工

2.1、导向架制作及安装

导向架由内外导梁及临时支架构成，内外导梁采用2根12m长I25工字钢制作，内外导梁之间的距离34cm。临时支架采用40工字钢和1.5米长的I25工字钢扁担梁焊接而成。导向架安装完成后采用护桩进行复核校正。

2.2、首根定位桩施工

在插打前，对单块板桩两侧的锁口涂减摩剂，以减少插打时的摩阻力，并提高抗渗性能。钢板桩采用逐一插打至设计深度的方案。

对于钢板桩而言，由于桩间锁口相连，下根桩的平面位置及垂直度将受制于上根桩，所以必须严格控制首根定位桩的平面位置及垂直度。钢板桩插打采用履带式起重机和振动锤打拔，第一根桩严格控制其垂直度，打至设计深度后，将其与导向架固定，然后再插打下一根钢板桩。每四根桩为一组，其中连续三根桩的顶口高于基坑二级平台1米，嵌入土体11m,剩余一根桩的顶面与平台平齐，嵌入土体12m(即采用相邻的4块拉森钢板形成一组且彼此间通过锁扣2连接形成整体，每组拉森钢板桩1的数量一致，相邻组之间形成间隙17.间隙17的宽度低于单块拉伸钢板桩1的宽度；在同组拉森钢板中，选取第一根插打的拉森钢板作为首根定位桩，将首根定位桩打至设计深度后，通过导向架将其固定，然后再插打下一根拉森钢板桩；所述同一组拉森钢板中中，其余拉森钢板桩的顶口均要高于基坑二级平台23，其余拉森钢板桩的底口也要高于待开挖管廊的设计标底面线22；剩余一根拉森钢板桩的底口与待开挖管廊的设计标底面线22对齐，其顶口处预留锚索施工空间)。在平面位置预留出40cm(一根桩)锚索施工间隙，每组相连，过程中严格控制钢板桩的顶面标高。

表1钢板桩插打的公差标准表

序号	项目	允许公差	备注
				1	板桩轴线偏差	±10cm
2	桩顶标高	±10cm
				3	板桩垂直度	1％

2.3、钢板桩沉桩应注意以下几点

1)、导桩、导向架是沉桩的基础及前提，必须要有足够的强度和刚度。

2)、沉桩时如发现钢板桩发生较大的倾斜和扇形变形时应及时调整，否则问题会越来越严重。

3)、如发生沉桩困难，不可强行沉桩，应及时分析原因，并作出相应的处理后再沉桩。

4)、沉桩时，在钢板桩入土的瞬间必须保证钢板桩垂直，否则沉下去后较难调直，只能拔出重打。

5)、钢板桩施打之前走访当地居民、认真熟悉地勘图纸看地下是否有人防工程。若有人防工程时，提前确认位置，改变钢板桩施打线路。

三、预应力锚索安装、张拉

3.1、根据钢板桩施工情况，首先钻机就位开始钻孔(钻孔11位置是根据实际预应力锚索5位置确定；预应力锚索5安装采用逐层安装方式；即待所有拉森钢板桩1插打好后，对待开挖管廊进行以不同深度尺寸分阶段逐层开挖；然后在对应层进行锚索5安装，锚索5位置确定在每组拉伸钢板桩1之间的间隙17上，可间隔竖直设置1个或多个，根据实际情况设置，则根据锚索5位置在每组拉森钢板桩1之间的间隙17对应位置处采用钻机钻孔11)，钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态(钻压、钻速)、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录(即)。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理(灌浆压力0.1～0.2MPa)，待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。为确保锚孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上。

3.2、预应力锚索5体由锚梁、自由段14、锚固段13和保护段12四部分组成。每个单元锚索采用2φs15.2mm高强度低松弛无粘结预应力钢绞线。安装前，要确保每根钢绞线顺直，不扭不叉，排列均匀，除锈、除油污，对有死弯、机械损伤及锈坑处剔出。钢绞线沿锚索体轴线方向每1.0～1.5m设置一对中支架环，保证锚索体保护层厚度不小于20mm。安装锚索体前再次认真核对锚孔编号，确认无误后再用高压风吹孔，人工缓缓将锚索体放入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度，计算孔内锚索长度(误差控制在50mm范围内)，确保锚固长度。

3.3、锚索注浆液采用素水泥浆，水泥采用P.O 42.5,注浆水灰比0.5，注浆固结体强度不低于20Mpa，注浆采用二次压力注浆，抓注浆管在末端L/4～L/3范围内设置注浆孔，孔间距取500mm～80mm，每个注浆截面注浆孔应达到2个。

1)、锚索一次注浆

第一次采用低压(0.4～0.6MPa)灌浆，采用底部灌浆方式，第一次注浆管3底端插入孔底(距孔底宜为100～200mm)，在灌浆同时，将第一次注浆管3缓慢的以匀速撤出，第一次注浆管3的出浆口应始终处于孔中浆体的表面以下，保证孔中气体能全部逸出,当孔口有水泥浆液流出时，说明注浆已满，停止注浆。

2)、锚索第二次注浆

第二次采用高压注浆(1.5～3MPa)，孔口设止浆塞，在首次灌浆初凝后2～4小时内向孔二次灌注水泥净浆，注满后保持压力5～8分钟，第二次注浆管4的边壁带孔且与钻孔等长，在首次灌浆前与锚索同时送入孔中，二次压力注浆液水灰比0.5；二次压力注浆应在水泥浆初凝后，终凝前进行，终止注浆压力不小于1.5MPa。

3.4、所述预应力锚索5的张拉采用腰梁15支撑，所述腰梁15采用2根18#a槽钢(Q235)，槽钢内加设10mm厚加劲肋，通过水平间距.5m预应力锚索张拉固定制作而成。将加工制作好的型钢腰梁吊移至预应力锚索位置，用三脚架临时支撑固定，注意一定要将腰梁与钢板桩紧密接触，再将钢垫板8(型号250*250*10mm)穿入钢绞线，进行预应力锚索张拉的同时先铺垫角度钢靴7，最后安装锚具9、夹片并打紧。

3.5、锚索5应在锚固体和外锚头强度达到15MPa后进行土层锚索验收试验，试验数量为锚索总数的5％，且每层不少于3根。

锚索张拉在锚索施工龄期7天后或浆体强度达到15MPa或设计强度的75％后进行。锚索的张拉及锁定分级进行，锁定后48内，应力损失超过10％时应进行补偿张拉。张拉操作严格按照操作规程执行。

补偿张拉后，从锚具量起，留出长5～10cm钢绞线，其余部分截去，须用机械切割，严禁电弧烧割。最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，然后对锚头采用不低于20MPa的混凝土进行封锚，防止锈蚀和兼顾美观。

3.6、拆除钢板桩支撑

管廊施工完毕后，两侧采用砂砾石进行分层回填，回填过程中保证每层回填厚度不大于0.5米，并用夯实机夯实，待每层的回填砂石距离对应层预应力锚索5的锚头不足0.5m时，拆除对应处拆除腰梁15。然后继续回填至钢板桩顶面以下0.5～1.0m，经试验检测回填沙压实度达到90％以上后方可进行钢支撑的拆除工作。钢支撑全部拆除完毕后再依次切割牛腿和拆除围檩等构件。

3.7、拔桩、回填桩孔

先用打桩机夹住钢板桩1头部振动1min～2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”减少土对桩的摩擦力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的情况，发现上拔困难或拔不出来时，应停止拔桩，先振动1min～2min后再往下锤0.5m～1.0m再往上振拔，如此反复可将桩拔出来(即对其底口要高于待开挖管廊的设计标底面线22的拉森钢板桩1进行下捶移位，其产生的位移不超过其底口与待开挖管廊的设计标底面线22之间的高度差，然后在缓慢往上振拔，在往上拔动过程中若还存在上拔困难情况，继续采用对拉森钢板桩进行下捶移位后再振拔；待其底口要高于待开挖管廊的设计标底面线的拉森钢板桩都拔出来后，再对剩余拉森钢板桩进行拔桩，剩余的拉森钢板桩采用“左右振摆”方式进行向上振拔)。对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。回填的方法采用填沙法，对遗留的桩孔灌入细沙并灌水密实。

3.8、检查、验收

钢板桩、预应力锚索腰梁施工，严格执行“三检”程序，对钢板桩的平面位置、垂直度、锚索的锚孔、注浆和张拉进行监督检查。钢板桩插打过程中，边插打边复核，严格控制高程和垂直度，为锚索施工预留作业面和锚孔位置。尤其重视检查锚索的孔径、孔深、锚固注浆的次数、灌浆量及压力等过程，及最后张拉锁定的数值，满足规范设计要求。

实施例二；参考图1、5-9所示，实施例二主要应用在应用在管廊基坑的渗水过多情况。

一、采用拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工，钢板桩安全等级二级；结构重要性系数取1.0；钢板桩长采用12mSP-Ⅳ型拉森钢板桩(嵌固深度6m)，钢板桩宽0.4m；支护采用2I40a工字钢，采用Q235钢；注浆锚索采用钢绞线，成孔直径150mm,倾角取15°～20°，水平间距1.5m。锚索张拉后，通过腰梁与钢板桩紧密结合，保证基坑安全稳定，满足深基坑支护规范要求。

二、工艺流程

施工准备→测量放样→施打钢板桩→预应力锚索安装、张拉→土方开挖→基地验收→管廊主体施工→沟槽回填→拆除预应力锚索→拔桩→回填桩孔。

三、操作要点

1、测量放线定桩位

以设计图纸的测量控制基准点为控制点，建立闭合导线控制网，闭合导线控制网建立在场地四周，根据施工控制网，按照施工图纸测设桩位，洒十字白灰线，确定桩位中心点，并打入小木桩，做木桩顶钉上小铁钉。经复核无误后方可施工。

2、钢板桩施工

2.1、导向架制作及安装

导向架由内外导梁及临时支架构成，内外导梁采用2根12m长I25工字钢制作，内外导梁之间的距离34cm。临时支架采用40工字钢和1.5米长的I25工字钢扁担梁焊接而成。导向架安装完成后采用护桩进行复核校正。

2.2、首根定位桩施工

在插打前，对单块板桩两侧的锁口涂减摩剂，以减少插打时的摩阻力，并提高抗渗性能。钢板桩采用逐一插打至设计深度的方案。

对于钢板桩而言，由于桩间锁口相连，下根桩的平面位置及垂直度将受制于上根桩，所以必须严格控制首根定位桩的平面位置及垂直度。钢板桩插打采用履带式起重机和振动锤打拔，第一根桩严格控制其垂直度，打至设计深度后，将其与导向架固定，然后再插打下一根钢板桩。每四根桩为一组，其中连续三根桩的顶口高于基坑二级平台1米，嵌入土体11m，剩余一根桩的顶面与平台平齐，嵌入土体12m(位于待开挖管廊的同一侧所有拉森钢板桩1通过锁扣2连接形成整体选取第一根插打的拉森钢板作为首根定位桩，将首根定位桩打至设计深度；)，将首根定位桩打至设计深度后，通过导向架将其固定，然后再插打下一根拉森钢板桩直至插打完成；其中所述位于待开挖管廊的同一侧所有拉森钢板桩中，以等间距的方式选取多根拉森钢板桩ZH1(标号21)的底口与待开挖管廊的设计标底面线22对齐，其顶口处预留锚索施工空间；而位于多根拉森钢板桩ZH1之间的剩余拉森钢板桩1的的顶口均要高于基坑二级平面23(高出0.5-1米左右)，其底口也要高于待开挖管廊的设计标底面线22；使得位于待开挖管廊的同一侧拉森钢板桩底口处形成方波形状或波浪形状，过程中严格控制拉森钢板桩ZH1(标号21)的顶面标高。

表1钢板桩插打的公差标准表

序号	项目	允许公差	备注
				1	板桩轴线偏差	±10cm
2	桩顶标高	±10cm
				3	板桩垂直度	1％

2.3、钢板桩沉桩应注意以下几点

1)、导桩、导向架是沉桩的基础及前提，必须要有足够的强度和刚度。

2)、沉桩时如发现钢板桩发生较大的倾斜和扇形变形时应及时调整，否则问题会越来越严重。

3)、如发生沉桩困难，不可强行沉桩，应及时分析原因，并作出相应的处理后再沉桩。

4)、沉桩时，在钢板桩入土的瞬间必须保证钢板桩垂直，否则沉下去后较难调直，只能拔出重打。

5)、钢板桩施打之前走访当地居民、认真熟悉地勘图纸看地下是否有人防工程。若有人防工程时，提前确认位置，改变钢板桩施打线路。

三、预应力锚索安装、张拉

3.1、根据钢板桩施工情况，首先钻机就位开始钻孔(钻孔11位置是根据实际预应力锚索5位置确定；预应力锚索5安装采用逐层安装方式；即待所有拉森钢板桩1插打好后，对待开挖管廊进行以不同深度尺寸分阶段逐层开挖；然后在对应层进行锚索5安装，在对应位置的拉森钢板板面上开设圆孔6，钻机通过圆孔6进行钻孔11，在对应位置的拉森钢板板面可间隔竖直设置1个或多个圆孔6，根据实际情况设置，则根据锚索5位置在每组拉森钢板桩1的圆孔6上对应位置处采用钻机钻孔11)，钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态(钻压、钻速)、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录(即)。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理(灌浆压力0.1～0.2MPa)，待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。为确保锚孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上。

3.2、预应力锚索5体由锚梁、自由段14、锚固段13和保护段12四部分组成。每个单元锚索采用2φs15.2mm高强度低松弛无粘结预应力钢绞线。安装前，要确保每根钢绞线顺直，不扭不叉，排列均匀，除锈、除油污，对有死弯、机械损伤及锈坑处剔出。钢绞线沿锚索体轴线方向每1.0～1.5m设置一对中支架环，保证锚索体保护层厚度不小于20mm。安装锚索体前再次认真核对锚孔编号，确认无误后再用高压风吹孔，人工缓缓将锚索体放入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度，计算孔内锚索长度(误差控制在50mm范围内)，确保锚固长度。

3.3、锚索注浆液采用素水泥浆，水泥采用P.O 42.5,注浆水灰比0.5，注浆固结体强度不低于20Mpa，注浆采用二次压力注浆，抓注浆管在末端L/4～L/3范围内设置注浆孔，孔间距取500mm～80mm，每个注浆截面注浆孔应达到2个。

1)、锚索一次注浆

第一次采用低压(0.4～0.6MPa)灌浆，采用底部灌浆方式，第一次注浆管3底端插入孔底(距孔底宜为100～200mm)，在灌浆同时，将第一次注浆管3缓慢的以匀速撤出，第一次注浆管3的出浆口应始终处于孔中浆体的表面以下，保证孔中气体能全部逸出,当孔口有水泥浆液流出时，说明注浆已满，停止注浆。

2)、锚索第二次注浆

第二次采用高压注浆(1.5～3MPa)，孔口设止浆塞，在首次灌浆初凝后2～4小时内向孔二次灌注水泥净浆，注满后保持压力5～8分钟，第二次注浆管4的边壁带孔且与钻孔等长，在首次灌浆前与锚索同时送入孔中，二次压力注浆液水灰比0.5；二次压力注浆应在水泥浆初凝后，终凝前进行，终止注浆压力不小于1.5MPa。

3.4、所述预应力锚索5的张拉无需采用腰梁支撑(若拉森钢板桩1的板面支撑强度打不打锚索张拉强度，则需采用腰梁15支撑)，直接用钢垫板8(型号250*250*10mm)穿入钢绞线，进行预应力锚索张拉的同时先铺垫角度钢靴7，最后安装锚具9、夹片并打紧，使得角度钢靴7或钢垫板8直接卡在对应拉森钢板桩1的板面上。

3.5、锚索5应在锚固体和外锚头强度达到15MPa后进行土层锚索验收试验，试验数量为锚索总数的5％，且每层不少于3根。

锚索张拉在锚索施工龄期7天后或浆体强度达到15MPa或设计强度的75％后进行。锚索的张拉及锁定分级进行，锁定后48内，应力损失超过10％时应进行补偿张拉。张拉操作严格按照操作规程执行。

补偿张拉后，从锚具量起，留出长5～10cm钢绞线，其余部分截去，须用机械切割，严禁电弧烧割。最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，然后对锚头采用不低于20MPa的混凝土进行混凝土封锚16，防止锈蚀和兼顾美观。

3.6、拆除钢板桩支撑

管廊施工完毕后，两侧采用砂砾石进行分层回填，回填过程中保证每层回填厚度不大于0.5米，并用夯实机夯实，待每层的回填砂石距离对应层预应力锚索5的锚头不足0.5m时，拆除对应处的混凝土封锚16，并采用机械切割方式切割此处的预应力锚索及周围混凝土；具体的，以拉森钢板桩的圆孔6的轮廓线为切割基准线实现锥面切割，所形成的锥形切割面20的深度大于拉森钢板桩的厚度，从而确保预应力锚索的锚头不与对应拉森钢板桩的面板发生干涉(图8为切割后的端面图，其中标号18为钻孔混凝土部分端面图；序号19为钻孔周围元基土部分的端面图)。然后继续回填至钢板桩顶面以下0.5～1.0m，经试验检测回填沙压实度达到90％以上后方可进行钢支撑的拆除工作。钢支撑全部拆除完毕后再依次切割牛腿和拆除围檩等构件。

3.7、拔桩、回填桩孔

先用打桩机夹住钢板桩1头部振动1min～2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”减少土对桩的摩擦力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的情况，发现上拔困难或拔不出来时，应停止拔桩，先振动1min～2min后再往下锤0.5m～1.0m再往上振拔，如此反复可将桩拔出来(即对其底口要高于待开挖管廊的设计标底面线22的拉森钢板桩1进行下捶移位，其产生的位移不超过其底口与待开挖管廊的设计标底面线22之间的高度差，然后在缓慢往上振拔，在往上拔动过程中若还存在上拔困难情况，继续采用对拉森钢板桩进行下捶移位后再振拔；待其底口要高于待开挖管廊的设计标底面线的拉森钢板桩都拔出来后，再对剩余拉森钢板桩ZH1进行拔桩，剩余的拉森钢板桩ZH1采用“左右振摆”方式进行向上振拔)。对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。回填的方法采用填沙法，对遗留的桩孔灌入细沙并灌水密实。

3.8、检查、验收

钢板桩、预应力锚索腰梁施工，严格执行“三检”程序，对钢板桩的平面位置、垂直度、锚索的锚孔、注浆和张拉进行监督检查。钢板桩插打过程中，边插打边复核，严格控制高程和垂直度，为锚索施工预留作业面和锚孔位置。尤其重视检查锚索的孔径、孔深、锚固注浆的次数、灌浆量及压力等过程，及最后张拉锁定的数值，满足规范设计要求。

最后，需要说明的是，本发明在描述各个构件的位置及其之间的配合关系等时，通常会以一个/一对构件举例而言，然而本领域技术人员应该理解的是，这样的位置、配合关系等，同样适用于其他构件/其他成对的构件。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (9)

1.一种拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工方法；其特征在于包括以下步骤：

步骤一、测量放线定位桩；以设计图纸的测量控制基准点为控制点，闭合导线控制网建立在场地四周，根据施工控制网，按照施工图纸测设桩位，确定拉森钢板桩位中心点并标记；所述拉森钢板桩位中心点与对应拉森钢板两侧的锁扣位置对应；

步骤二、拉森钢板桩的安装及施工；在插打前，对单块拉森钢板两边的锁扣涂减摩剂，然后将拉森钢板桩在对应拉森钢板桩位中心点处逐一插打至设计深度；

步骤三、预应力锚索安装、张拉；根据拉森钢板桩施工情况，采用钻机在对应位置进行钻孔，然后在对应钻孔内通过注浆方式安装锚索，且锚索能将拉森钢板桩进行张拉；

步骤四、拆除拉森钢板桩支撑、拔桩以及回填桩孔；待将拉森钢板之间的混凝土开挖后且完成对应工序，采用砂石进行分层回填；回填完成后依次拆除拉森钢板之间的腰梁和钢支撑；再用打桩机拔出对应拉森钢板，并对桩孔处进行回填处理；

步骤五、检查、验收。

2.根据权利要求1所述的拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工方法；其特征在于：所述步骤二中采用相邻的2-5块拉森钢板形成一组且彼此间通过锁扣连接形成整体，每组拉森钢板的数量一致，相邻组之间形成间隙；在同组拉森钢板中，选取第一根插打的拉森钢板作为首根定位桩，将首根定位桩打至设计深度后，通过导向架将其固定，然后再插打下一根拉森钢板桩；

所述同一组拉森钢板中中，其余拉森钢板桩的顶口均要高于基坑二级平面，其余拉森钢板桩的底口也要高于待开挖管廊的设计标底面线；剩余一根拉森钢板桩的底口与待开挖管廊的设计标底面线对齐，其顶口处预留锚索施工空间。

3.根据权利要求1所述的拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工方法；其特征在于：所述步骤二中位于待开挖管廊的同一侧所有拉森钢板桩通过锁扣连接形成整体选取第一根插打的拉森钢板作为首根定位桩，将首根定位桩打至设计深度后，通过导向架将其固定，然后再插打下一根拉森钢板桩；

所述位于待开挖管廊的同一侧所有拉森钢板桩中，以等间距的方式选取多根拉森钢板桩ZH1的底口与待开挖管廊的设计标底面线对齐，其顶口处预留锚索施工空间；而位于多根拉森钢板桩ZH1之间的剩余拉森钢板桩的的顶口均要高于基坑二级平面，其底口也要高于待开挖管廊的设计标底面线；使得位于待开挖管廊的同一侧拉森钢板桩底口处形成方波形状或波浪形状。

4.根据权利要求2所述的拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工方法；其特征在于：所述步骤三中预应力锚索安装采用逐层安装方式；即待所有拉森钢板桩插打好后，对待开挖管廊进行以不同深度尺寸分阶段逐层开挖；然后在对应层进行锚索安装，在每组拉森钢板桩之间的间隙对应位置处采用钻机钻孔，所述钻孔的实际孔径、深度不小于设计值，待钻孔完成后进行对应层预应力锚索安装工序。

5.根据权利要求3所述的拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工方法；其特征在于：所述步骤三中预应力锚索安装采用逐层安装方式；即待所有拉森钢板桩插打好后，对待开挖管廊进行以不同深度尺寸分阶段逐层开挖；然后在对应层进行锚索安装，在对应位置的拉森钢板板面上开设圆孔，钻机通过圆孔进行钻孔，所述钻孔的实际孔径、深度不小于设计值，所述圆孔孔径大于钻孔孔径，待钻孔完成后进行对应层预应力锚索安装工序。

6.根据权利要求4或5所述的拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工方法；其特征在于：所述预应力锚索采用预应力钢绞线，该钢绞线沿预应力锚索轴线方向间距设置支架环，然后将预应力锚索逐步注入对应钻孔内，测量注入的预应力锚索长度确保锚固长度；

注入预应力锚索后采用两次间隔注浆方式实现对预应力锚索的浇筑硬化固定；

预应力锚索第一次注浆：即低压灌浆，采用底部灌浆方式，第一次注浆管底端插入钻孔孔底；在灌浆同时，将第一次注浆管缓慢抽出，第一次注浆管的出浆口始终位于钻孔中浆液的表面以下，以保证钻孔中气体能全部排出；当注浆满后停止注浆；

预应力锚索第二次注浆：即高压灌浆，在钻孔处设置止浆塞，在第一次注浆初凝后向钻孔二次灌注水泥净浆，注满后保持一定压力和时间；所述第二次注浆管的管长与钻孔深度一致，且在第二次注浆管管壁上均匀布置多个注浆小孔，所述第二次注浆管在第一次注浆前与预应力锚索同时送入孔中；第二次压力注浆应在水泥浆初凝后，终凝前进行。

7.根据权利要求6所述的拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工方法；其特征在于：所述预应力锚索的张拉采用腰梁支撑；所述腰梁采用两根槽钢构成，在槽钢之间内设置加强肋；将加工好的腰梁吊至预应力锚索位置，用三脚架临时支撑固定，且确保腰梁与拉森钢板桩紧密接触，再将钢垫板穿入钢绞线，在进行预应力锚索张拉的同时先在腰梁与拉森钢板铺垫角度钢靴，使得预应力锚索形成的倾角为15-20度，最后安装锚具、夹片并打紧；

张拉完成对预应力锚索进行锁定分级和补偿张拉，补偿张拉完成后并用水泥净浆注满锚垫板及锚头处空隙，并对锚头进行混凝土封锚，防止预应力锚索锈蚀。

8.根据权利要求7所述的拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工方法；其特征在于：管廊施工完成后，采用砂石进行分层回填管廊并夯实，待每层的回填砂石距离对应层预应力锚索的锚头不足0.5m时，拆除对应处拆除腰梁，当对应层预应力锚索的锚头位于拉森钢板桩的圆孔处时，将对应锚头处的封锚混凝土破碎并拆除对应腰梁，并采用机械切割方式切割此处的预应力锚索及周围混凝土；具体的，以拉森钢板桩的圆孔的轮廓线为切割基准线实现锥面切割，所形成的锥形切割面的深度大于拉森钢板桩的厚度，从而确保预应力锚索的锚头不与对应拉森钢板桩的面板发生干涉；

每层回填后军用夯实机夯实，当回填至拉森钢板桩顶面以下0.5-1米时并夯实到设计强度的90％以上可进行对应拉森钢板桩之间的钢支撑拆除工作，钢支撑拆除完成后在切割对应牛腿和围檩构件。

9.根据权利要求2或3所述的拉森钢板桩与预应力锚索组合支护施工方法；其特征在于：在对拉森钢板桩进行拔桩时，采用打桩机夹住对应拉森钢板桩头部振动1-2分钟，使得拉森钢板桩周围的土壤松动，产生“液化”现象，然后再对其底口要高于待开挖管廊的设计标底面线的拉森钢板桩进行下捶移位，其产生的位移不超过其底口与待开挖管廊的设计标底面线之间的高度差，然后再缓慢往上振拔，在往上拔动过程中若还存在上拔困难情况，继续采用对拉森钢板桩进行下捶移位后再振拔；待其底口要高于待开挖管廊的设计标底面线的拉森钢板桩都拔出来后，再对剩余拉森钢板桩进行拔桩，剩余的拉森钢板桩采用“左右振摆”方式进行向上振拔；

对拔桩后留下的桩孔，采用填沙法进行回填处理，即对桩孔灌入细沙并灌水密实。

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