CN207331700U - 一种可调节预应力的支护桩结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调节预应力的支护桩结构，包括支护桩本体、锚索、用于施加拉力的预应力装置、以及水平设置在土体上的底板；所述支护桩本体由混凝土浇筑而成，内部设有用于固定锚索的钢筋笼，所述钢筋笼由若干纵横交错的钢筋相互固定而成的网状金属体结构；所述支护桩本体固定设置在土体的边缘；所述锚索设置在支护桩本体内，与钢筋笼固定连接。本实用新型将锚索连同钢筋笼一起预埋在支护桩内，可以提高支护桩对土体的承载能力；锚索的自由段设为拱形结构，可以根据土体所承受的载荷情况实时调整锚索上的预应力，从而对周围环境及施工安全起到很好的保护作用。本实用新型还具有结构简单、容易实施、支护效果好的优点。

Description

一种可调节预应力的支护桩结构

技术领域

本实用新型涉及支护桩领域，尤其涉及一种设有预应力锚索并可根据土体载荷调节预应力大小的支护桩结构。

背景技术

建筑工程的基坑支护施工是建筑工程建设的基础，随着城市中心大量建筑的涌现，基坑工程越来越多，同时密集的建筑物、大深度的基坑周围复杂的地下设施，使得基坑工程支护得到广泛的重视和应用。基坑支护结构的主要作用是支撑土壁，此外钢板桩、混凝土板桩及水泥搅拌桩等围护结构还兼有不同程度的隔水作用。原有的支护方式主要是在桩的没有土的一侧做支护，那样不仅后期会浪费人力物力财力，而且这并不能适用于各种突发情况，如果基坑上部荷载加大，有可能会导致桩支护失稳。

因此，现有技术需要进一步改进和完善。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、可根据土体载荷调节预应力大小的支护桩结构。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种可调节预应力的支护桩结构，该支护桩结构主要包括支护桩本体、锚索、用于施加拉力的预应力装置、以及水平设置在土体顶部的底板。所述支护桩本体由混凝土浇筑而成，内部设有用于固定锚索的钢筋笼，所述钢筋笼由若干纵横交错的钢筋相互固定而成的网状金属体结构。所述支护桩本体固定设置在土体的边缘，使支护桩本体单侧与土体接触并收到土体的作用力，即支护桩本体的一侧与土体接触，另一侧悬空(没有支撑，也没有土体)。所述锚索设置在支护桩本体内，与钢筋笼固定连接。

具体的，所述支护桩本体由下而上分为固定部、支撑部和连接部。所述固定部嵌入地面以下，与地面固定。所述支撑部的侧面与土体直接接触，承受土体载荷。所述连接部与底板固定连接，使支护桩本体与底板之间构成框架结构，提升对土体的承载能力，实现对围住的土体进一步支挡和加固的目的。

具体的，所述锚索由下而上分为锚固段、自由段和连接段。所述锚固段和自由段设置在支护桩本体内。锚固段位于支护桩本体的底部，与钢筋笼固定连接，实现锚索一端的固定。所述自由段呈拱形结构，向土体的反方向拱起，自由段的跨度跨越整个支撑部，从支撑板的一端延伸至另一端。所述连接段位于支护桩本体外，与预应力装置连接。所述预应力装置设置在底板的上方，与底板分别进行固定，即底板与支护桩本体连接构成固定结构，而预应力装置的固定点并非底板或支护桩，而是除底板和支护桩之外的其他固定点。固定后的预应力装置对锚索施加拉力，使锚索在支撑部上对土体产生相应的预应力，从而实现土体的支挡。工作时，只需根据土体上承载的载荷不同来调整预应力装置对锚索施加的拉力，即可实现调整支护桩本体对土体产生相应预应力的大小，从而使土体得到支撑和加固，确保支护桩周边环境及施工人员的安全。

作为本实用新型的优选方案，为了使锚索的锚固段固定在固定部内，避免预应力装置施加拉力时将锚索整体抽出，因此，本实用新型所述锚固段竖直向下设置，与地面垂直，从而增加锚索的稳定性。这样设计的目的在于增大施加预应力时锚固段与混凝土之间的摩擦力，限制锚固段的位移，使锚索的锚固段牢牢地固定在固定部内，在施加预应力时不易被拉出，从而使预应力的施加更加精确可靠。

作为本实用新型的优选方案，除了上述的竖直结构外，本实用新型所述锚固段还可以设为螺旋状结构。与锚固段竖直结构相比，螺旋状结构的锚固段与固定部结合更牢固，施加预应力的极限更大，适用范围更广，但螺旋状结构施工时步骤较多、结构较为复杂，因此耗费的时间更长，而竖直结构的锚固段施工简单、步骤少、操作方便，因此施工周期较短。

作为本实用新型的优选方案，所述固定部的深度与锚固段的长度一致，设为4米；所述支撑部的高度设为11米，该高度的取值需要根据实际的基坑深度来确定。

作为本实用新型的优选方案，为了提高支护桩对土体的承载能力，本实用新型所述底板采用混凝土浇筑而成，其厚度设为1米并与支护桩本体一体浇筑。与底板一体浇筑后，支护桩和底板形成一体，从支护桩的底部、顶部、以及施加预应力后的中部同时对土体进行支挡，可以进一步提高支护桩的承载性和可靠性，确保支护桩周边的施工安全。

本实用新型还公开了一种可调节预应力的支护桩结构的施工方法，该施工方法主要包括如下步骤：

步骤S1:测量土体载荷情况并确定支护桩的尺寸大小及施工位置；

步骤S2:核对施工位置的坐标，架设全站仪并在仪器上输入支护桩的位置坐标，从而确定具体的施工位置；

步骤S3:分段挖土，并分段构筑护壁。

步骤S4:将钢筋及钢筋箍采用纵横交错方式绑扎起来，形成钢筋笼。

步骤S5:将锚索的锚固段和自由段分别固定在钢筋笼上。

步骤S6:在挖出的坑内用模板环绕一圈搭建支护桩的模型，同时在土体上搭建底板的模型。

步骤S7:将绑扎好的钢筋笼放入支护桩模型内，并向支护桩模型和底板模型中浇筑混凝土，混凝土凝固成型后进行养护和拆模板，最后重复分段挖土、构筑护壁至设计尺寸；

作为本实用新型的优选方案，所述步骤S7还包括根据现场工程地质条件，锚索的锚固段和自由段采用一次性浇筑混凝土，浇筑后养护28天以上，以混凝土养护到28天龄期的强度作为现场混凝土构件的强度值进行验收，以判定现场混凝土的强度是否合格，并对锚索进行预张拉。

步骤S8:将锚索的连接段与预应力装置连接，并设定需要施加的拉力；

作为本实用新型的优选方案，所述步骤S8中施加拉力采用后张法，对锚索实施多次多级张拉工艺，具体步骤包括首先通过预张拉将各束锚索拉成拱形，每级张拉要稳定一段时间以便锚索中预应力的传递和调整；两次张拉间的时间间隔较长，第二次张拉在第一次张拉的预应力基本稳定后进行，以弥补预应力损失。

作为本实用新型的优选方案，所述步骤S3中分段挖土的间隔为每段1米，以增加支护桩本体的结构稳定性。

本实用新型的工作过程和原理是：本实用新型将锚索连同钢筋笼一起预埋在支护桩内，其中锚索的锚固段为竖直结构或螺旋状结构，可以增加与混凝土的摩擦力，在预应力装置施加拉力时，不容易将锚索整体抽出，提高施加预应力的极限，从而提高支护桩对土体的承载能力；另外，锚索的自由段设为拱形结构，并且在施工时施加适当的预应力，施工后工作时可以根据土体所承受的载荷情况实时调整锚索上的预应力，从而使支护桩具有相应的承载能力以适应土体载荷的变化，对周围环境及施工安全起到很好的保护作用；另外，土体顶部还设有与支护桩形成一体框架的底板，由于预应力装置与底板的固定点不一样，因此预应力的施加和底板的固定两者都可以提高支护桩对土体的支护和加固能力，从而提高土体的载荷。本实用新型还具有结构简单、容易实施、支护效果好的优点。

与现有技术相比，本实用新型还具有以下优点：

(1)本实用新型所提供的可调节预应力的支护桩结构优化了原有的支护方式，将锚索与钢筋笼一起事先预埋进预应力桩内，通过在锚索顶部施加预应力，来达到支护的效果，大大方便了在工程中的使用。

(2)本实用新型所提供的可调节预应力的支护桩结构根据不同的情况，可以在锚索顶部施加不同的预应力，以适应各种突发状况，大大的增加了整体的稳定性。

(3)本实用新型所提供的可调节预应力的支护桩结构增加了桩的支护性能，而且事先预埋锚索，省去了后期桩的外侧支护，省时省力。

(4)本实用新型所提供的可调节预应力的支护桩结构在土体顶部增加了混凝土墩和混凝土底板，大大增加了整体的结构性和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型所提供的可调节预应力的支护桩结构的结构示意图。

图2是本实用新型所提供的锚索与预应力装置连接处的受力分析图。

上述附图中的标号说明：

1-固定部，2-支撑部，3-连接部，4-锚固段，5-自由段，6-连接段，7-底板，8-预应力装置，9-土体。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

如图1和图2所示，本实用新型公开了一种可调节预应力的支护桩结构，该支护桩结构主要包括支护桩本体、锚索、用于施加拉力的预应力装置8、以及水平设置在土体9顶部的底板7。所述支护桩本体由混凝土浇筑而成，内部设有用于固定锚索的钢筋笼，所述钢筋笼由若干纵横交错的钢筋相互固定而成的网状金属体结构。所述支护桩本体固定设置在土体9的边缘，使支护桩本体单侧与土体9接触并收到土体9的作用力，即支护桩本体的一侧与土体9接触，另一侧悬空(没有支撑，也没有土体9)。所述锚索设置在支护桩本体内，与钢筋笼固定连接。

具体的，所述支护桩本体由下而上分为固定部1、支撑部2和连接部3。所述固定部1嵌入地面以下，与地面固定。所述支撑部2的侧面与土体9直接接触，承受土体9载荷。所述连接部3与底板7固定连接，使支护桩本体与底板7之间构成框架结构，提升对土体9的承载能力，实现对围住的土体9进一步支挡和加固的目的。

具体的，所述锚索由下而上分为锚固段4、自由段5和连接段6。所述锚固段4和自由段5设置在支护桩本体内。锚固段4位于支护桩本体的底部，与钢筋笼固定连接，实现锚索一端的固定。所述自由段5呈拱形结构，向土体9的反方向拱起，自由段5的跨度跨越整个支撑部2，从支撑板的一端延伸至另一端。所述连接段6位于支护桩本体外，与预应力装置8连接。所述预应力装置8设置在底板7的上方，与底板7分别进行固定，即底板7与支护桩本体连接构成固定结构，而预应力装置8的固定点并非底板7或支护桩，而是除底板7和支护桩之外的其他固定点。固定后的预应力装置8对锚索施加拉力，使锚索在支撑部2上对土体9产生相应的预应力，从而实现土体9的支挡。工作时，只需根据土体9上承载的载荷不同来调整预应力装置8对锚索施加的拉力，即可实现调整支护桩本体对土体9产生相应预应力的大小，从而使土体9得到支撑和加固，确保支护桩周边环境及施工人员的安全。

作为本实用新型的优选方案，为了使锚索的锚固段4固定在固定部1内，避免预应力装置8施加拉力时将锚索整体抽出，因此，本实用新型所述锚固段4竖直向下设置，与地面垂直，从而增加锚索的稳定性。这样设计的目的在于增大施加预应力时锚固段4与混凝土之间的摩擦力，限制锚固段4的位移，使锚索的锚固段4牢牢地固定在固定部1内，在施加预应力时不易被拉出，从而使预应力的施加更加精确可靠。

作为本实用新型的优选方案，除了上述的竖直结构外，本实用新型所述锚固段4还可以设为螺旋状结构。与锚固段4竖直结构相比，螺旋状结构的锚固段4与固定部1结合更牢固，施加预应力的极限更大，适用范围更广，但螺旋状结构施工时步骤较多、结构较为复杂，因此耗费的时间更长，而竖直结构的锚固段4施工简单、步骤少、操作方便，因此施工周期较短。

作为本实用新型的优选方案，所述固定部1的深度与锚固段4的长度一致，设为4米；所述支撑部2的高度设为11米，该高度的取值需要根据实际的基坑深度来确定。

作为本实用新型的优选方案，为了提高支护桩对土体9的承载能力，本实用新型所述底板7采用混凝土浇筑而成，其厚度设为1米并与支护桩本体一体浇筑。与底板7一体浇筑后，支护桩和底板7形成一体，从支护桩的底部、顶部、以及施加预应力后的中部同时对土体9进行支挡，可以进一步提高支护桩的承载性和可靠性，确保支护桩周边的施工安全。

本实用新型还公开了一种可调节预应力的支护桩结构的施工方法，该施工方法主要包括如下步骤：

步骤S1:测量土体9载荷情况并确定支护桩的尺寸大小及施工位置；

步骤S2:核对施工位置的坐标，架设全站仪并在仪器上输入支护桩的位置坐标，从而确定具体的施工位置；

步骤S3:分段挖土，并分段构筑护壁。

步骤S4:将钢筋及钢筋箍采用纵横交错方式绑扎起来，形成钢筋笼。

步骤S5:将锚索的锚固段4和自由段5分别固定在钢筋笼上。

步骤S6:在挖出的坑内用模板环绕一圈搭建支护桩的模型，同时在土体9上搭建底板7的模型。

步骤S7:将绑扎好的钢筋笼放入支护桩模型内，并向支护桩模型和底板7模型中浇筑混凝土，混凝土凝固成型后进行养护和拆模板，最后重复分段挖土、构筑护壁至设计尺寸；

作为本实用新型的优选方案，所述步骤S7还包括根据现场工程地质条件，锚索的锚固段4和自由段5采用一次性浇筑混凝土，浇筑后养护28天以上，以混凝土养护到28天龄期的强度作为现场混凝土构件的强度值进行验收，以判定现场混凝土的强度是否合格，并对锚索进行预张拉。

步骤S8:将锚索的连接段6与预应力装置8连接，并设定需要施加的拉力；

作为本实用新型的优选方案，所述步骤S8中施加拉力采用后张法，对锚索实施多次多级张拉工艺，具体步骤包括首先通过预张拉将各束锚索拉成拱形，每级张拉要稳定一段时间以便锚索中预应力的传递和调整；两次张拉间的时间间隔较长，第二次张拉在第一次张拉的预应力基本稳定后进行，以弥补预应力损失。

作为本实用新型的优选方案，所述步骤S3中分段挖土的间隔为每段1米，以增加支护桩本体的结构稳定性。

本实用新型的工作过程和原理是：本实用新型将锚索连同钢筋笼一起预埋在支护桩内，其中锚索的锚固段4为竖直结构或螺旋状结构，可以增加与混凝土的摩擦力，在预应力装置8施加拉力时，不容易将锚索整体抽出，提高施加预应力的极限，从而提高支护桩对土体9的承载能力；另外，锚索的自由段5设为拱形结构，并且在施工时施加适当的预应力，施工后工作时可以根据土体9所承受的载荷情况实时调整锚索上的预应力，从而使支护桩具有相应的承载能力以适应土体9载荷的变化，对周围环境及施工安全起到很好的保护作用；另外，土体9顶部还设有与支护桩形成一体框架的底板7，由于预应力装置8与底板7的固定点不一样，因此预应力的施加和底板7的固定两者都可以提高支护桩对土体9的支护和加固能力，从而提高土体9的载荷。本实用新型还具有结构简单、容易实施、支护效果好的优点。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可调节预应力的支护桩结构，其特征在于，包括支护桩本体、锚索、用于施加拉力的预应力装置、以及水平设置在土体上的底板；所述支护桩本体由混凝土浇筑而成，内部设有用于固定锚索的钢筋笼，所述钢筋笼由若干纵横交错的钢筋相互固定而成的网状金属体结构；所述支护桩本体固定设置在土体的边缘；所述锚索设置在支护桩本体内，与钢筋笼固定连接；

所述支护桩本体由下而上分为固定部、支撑部和连接部，所述固定部嵌入地面以下，与地面固定，所述支撑部的单侧与土体直接接触，承受土体载荷，所述连接部与底板固定连接；所述锚索由下而上分为锚固段、自由段和连接段，所述锚固段和自由段设置在支护桩本体内，锚固段位于支护桩本体的底部，与钢筋笼固定连接，所述自由段呈拱形结构，向土体的反方向拱起，并跨越整个支撑部，所述连接段位于支护桩本体外，与预应力装置连接；所述预应力装置设置在底板的上方，与底板分别进行固定，固定后的预应力装置对锚索施加拉力并在支撑部上产生预应力。

2.根据权利要求1所述的可调节预应力的支护桩结构，其特征在于，所述锚固段竖直向下设置，与地面垂直。

3.根据权利要求1所述的可调节预应力的支护桩结构，其特征在于，所述锚固段为螺旋状结构。

4.根据权利要求1所述的可调节预应力的支护桩结构，其特征在于，所述固定部的深度与锚固段的长度一致，设为4米；所述支撑部的高度设为11米。

5.根据权利要求1所述的可调节预应力的支护桩结构，其特征在于，所述底板采用混凝土浇筑而成，其厚度设为1米并与支护桩本体一体浇筑。