CN2659966Y - 深基坑肋桩竖拱喷锚组合支护结构 - Google Patents
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Abstract
深基坑肋桩竖拱喷锚组合支护结构由超前疏排肋桩、钢筋网喷射混凝土竖拱面层与预应力锚杆三部分组成，用于深基坑开挖边坡支护。首先将肋桩置入土体，然后分层开挖，开挖后的边坡经人工修坡成竖拱后，再喷射成竖拱钢筋网混凝土面层，并施做预应力土层锚杆。支护结构合理地利用了拱传力机理与混凝土较高的抗压性能，有效地节减了支护桩与锚杆个数，对基坑位移可实行有效控制，适应性强，兼具有传统桩锚和喷锚网支护的优点。
Description
本实用新型涉及一种深基坑支护结构，具体地是一种肋桩竖拱喷锚组合支护结构。
在建筑、地铁以及市政等工程建设中，常会遇到深基坑开挖支护问题，由于基坑工程为临时性工程，安全储备相对较低，且支护成本高，一项深基坑工程支护成本少者几十万、上百万，多者几千万，业主不愿多投入，再加上地基岩土本身和基坑周围环境的复杂性，常常导致基坑支护工程的成功率较低，统计资料表明，有的地区基坑支护的成功率仅约为1/3左右，给国家造成了巨大的经济损失和不良的社会影响。深基坑工程是一项复杂的系统工程，其核心问题可归结为基坑支护的安全稳定性和支护结构的经济合理性，因此，合理的支护结构显得尤为重要，这也是当前深基坑问题研究的主要内容之一。
本实用新型的目的在于提供一种支护结构受力合理、支护成本相对较低，且能有效控制基坑边坡位移，保证基坑安全稳定的深基坑组合支护结构。
本实用新型的目的是以下述方式实现的：一种新型的深基坑组合支护结构是由疏排肋桩、钢筋网喷射混凝土竖拱面层与预应力锚杆三部分组成。在深基坑开挖之前，首先将事先预制好的带有预埋连接钢筋与预留锚孔的多边形钢筋混凝土肋桩以静力(包括预钻孔)或锤击的方式置入土体(当场地狭窄时也可采用人工挖孔灌注桩)，起超前支护作用，以限制分层开挖过程中土体的变形；然后开挖土体，当开挖至分层设计高度时，停止开挖；将已开挖的边坡按一定间距人工竖向修坡起拱，修坡后立即喷射一层混凝土(初喷)，以保护开挖后的土体面层，采用竖拱面层可充分利用混凝土较高的抗压强度与拱传力作用机理，而且以高压喷射混凝土的方式形成竖拱面层，施工方便容易，不需支模；然后再铺设拱形钢筋网，钢筋网与肋桩沿桩长方向上的预埋钢筋以焊接连接，上下分层间的纵筋也采用焊接，同时施做土层锚杆，为提高锚拉力宜使用二次高压注浆土层锚杆；最后再对锚杆施加预应力，并喷射混凝土至竖拱面层设计厚度，通过对锚杆施加预应力，可有效防止基坑边坡产生不允许的位移，平衡锚杆支点的不平衡力系。支护结构的参数(如桩距、配筋、锚杆长度、截面尺寸等)可根据基坑土质、地面荷载以及开挖深度等具体情况通过计算确定。
本实用新型的深基坑组合支护结构将疏排肋桩的超前支护作用机理、钢筋网喷射混凝土竖拱面层的拱传力作用机理与预应力锚杆的锚拉作用机理有机地结合在一起，整个支护结构传力路径明确，结构受力合理，布置灵活，适应土性强，不受基坑形状限制，兼具有传统桩锚和喷锚支护的优点，有效地节减了支护桩与锚杆个数，降低了支护结构截面弯矩与锚杆总拉力。另外，利用喷射混凝土成拱方便易行，且通过对基坑边坡位移与锚杆应力的监测，易于实现深基坑支护的动态设计与信息化施工，有利于基坑的稳定与变形控制。
下面通过附图详述本实用新型的内容。
图一 为本实用新型深基坑组合支护结构的平面布置示意图
图二 为本实用新型深基坑组合支护结构的肋桩截面配筋、构造示意图
图三 为本实用新型深基坑组合支护结构的结构受力示意图
参照附图一，本实用新型的深基坑组合支护结构由超前疏排肋桩1、钢筋网喷射混凝土竖拱面层2、预应力锚杆3三个基本部分组成，连续排列，4为锚头垫板、5为螺帽、6为砂浆锚固体、7为被支护土体。
参照附图二，本实用新型的深基坑组合支护结构的肋桩截面一般做成五边形，在两斜边应预埋与竖拱面层内的钢筋网横筋相焊接的钢筋接头9、8为纵向受力钢筋、10为箍筋、11为能让锚杆和钻头自由穿过的预留锚孔、12为预留措施锚孔，预留措施锚孔主要用于预防肋桩发生侧移时可随时方便地在两肋桩之间施加横向拉杆或横向支撑。
参照附图三，本实用新型的深基坑组合支护结构的受力原理为：当基坑开挖后，作用在钢筋网喷射混凝土竖拱面层背后的水平土压力Ea1、Ea2会首先转化为竖拱面层内的轴向压力P1、P2，然后传递给与之相连的疏排肋桩，两相邻拱轴压力的反向分力P1x、P2x在肋桩位置互相抵消后，剩余的不平衡力P1y、P2y再通过肋桩梁传递给锚杆，锚杆最后将不平衡力传递给坑边的稳定土层，从而达到节点力系的平衡。锚杆所受到的锚拉力T应为不平衡力P1y、P2y的合力，即T＝P1y+P2y，锚杆的布置方向应与P1y、P2y的合力方向相反，对锚杆施加预应力主要是控制基坑边坡的水平位移，提高边坡土体的抗剪强度。由于竖拱面层能将水平土压力转化为拱内的轴向压力并在肋桩位置互相抵消部分拱轴压力，因此，锚杆所受到的锚拉力将小于锚杆实际分担面积上所作用的总压力。
附图中组合支护结构的参数(如桩距、配筋、锚杆长度、截面尺寸等)应根据基坑土质、地面荷载以及开挖深度等具体情况通过计算确定。
Claims (3)
1.深基坑肋桩竖拱喷锚组合支护结构，由超前疏排肋桩、钢筋网喷射混凝土竖拱面层和预应力锚杆顺序连接组成组合式深基坑支护结构单元，连续排列布置，其特征是：超前疏排肋桩之间的面层采用向被支护土体方向起拱的钢筋网喷射混凝土竖拱面层。
2.根据权利要求1所述的深基坑肋桩竖拱喷锚组合支护结构，其特征是：在超前疏排肋桩的两斜边预埋与钢筋网喷射混凝土竖拱面层内横向钢筋相焊接的钢筋接头，钢筋焊接处采用喷射混凝土牢固连接。
3.根据权利要求1所述的深基坑肋桩竖拱喷锚组合支护结构，其特征是：在超前疏排肋桩的桩体内沿预应力锚杆布置方向设预留锚孔，在垂直于预留锚孔的水平方向设预留措施锚孔。
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