用於基坑支護的樁梁豎錨支護體系及其施工方法
2023-04-22 20:30:56 1
用於基坑支護的樁梁豎錨支護體系及其施工方法
【專利摘要】一種用於基坑支護的樁梁豎錨支護體系及其施工方法，所述支護結構包括有護坡樁、樁頂冠梁和錨杆，所述護坡樁在基坑邊緣處設置有一排，並且護坡樁的底部伸入在基底下土層中，所述錨杆包括有豎向預應力錨杆，豎向預應力錨杆在護坡樁外側的穩定地層中設置有一排，並且豎向預應力錨杆由護坡樁外側的地面插入並錨固在護坡樁外側的穩定地層中；所述樁頂冠梁為格構梁，格構梁靠近基坑的一側與護坡樁的頂部剛性連接，格構梁遠離基坑的一側與豎向預應力錨杆的上部柔性連接。本支護體系及施工方法尤其適用於地下空間受限的緊鄰既有建築基坑，其在緊鄰既有建築深基坑支護中具有明顯的優勢，不但支護效果好，而且具有施工方便、工序簡單、成本較低的優點。
【專利說明】用於基坑支護的粧梁豎錨支護體系及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種建築基坑支護體系及其施工方法。
【背景技術】
[0002]建築基坑支護設計施工中，常見的有(複合)土釘支護、樁(牆)錨支護、樁(牆)撐支護等支護型式及其中兩種及兩種以上支護型式的組合，目前絕大部分工程項目的基坑支護採用上述支護型式。
[0003]近年來，隨著城市建設進程的加快，市區內建築急劇增多，建築密度愈來愈高，很多建築見縫插針，在既有建築旁並且距離既有建築很近處進行修建，所以在充分利用土地的同時已引發了諸多問題:
(O由於新開工的建築基坑緊鄰既有建築，導致新建建築基坑的邊坡支護方法很難選取，既不能採取放坡開挖，又不能進行(複合)土釘支護。
[0004](2)如果採取樁錨支護或牆錨支護等措施，由於坡后土體空間的限制(因既有建築基礎的限制，坡后土體寬度有限)，所以錨杆角度較大，支護效果較差，並且有的邊坡根本無法施工錨杆，此種情況下，採用內支撐雖然方案上可行，但成本較高，工序繁雜、施工工期較長。
[0005](3)近年來，雙排樁技術得到了一定的發展，但雙排樁支護成本較高，基坑支護深度也有一定限制，支護安全係數較低，後排樁施作受邊坡後環境影響較大。
[0006]就目前情況看，現有已施工緊鄰既有建築的基坑支護效果都不甚理想，邊坡變形較大，此類基坑事故時有發生，特別是坡頂變形，所以針對上述各種類型支護結構自身的缺陷，暫未發現既能夠用於地下空間受限的緊鄰既有建築基坑並具有好的支護效果，同時又能兼具施工方便、工序簡單和成本低的新型支護型式。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種操作方便、工序簡單、成本較低、而且具有較好支護效果的用於基坑支護的樁梁豎錨支護體系及其施工方法，要解決應用在地下空間受限的緊鄰既有建築基坑中的支護體系支護效果差、施工繁瑣、工序複雜和成本高的技術問題。
[0008]為實現上述目的，本發明採用如下技術方案:一種用於基坑支護的樁梁豎錨支護體系，包括有護坡樁、樁頂冠梁和錨杆，所述護坡樁在基坑邊緣處設置有一排，並且護坡樁的底部伸入在基底下土層中，其特徵在於:所述錨杆包括有豎向預應力錨杆，豎向預應力錨杆在護坡樁外側的穩定地層中設置有一排，並且豎向預應力錨杆由護坡樁外側的地面插入並錨固在護坡樁外側的穩定地層中；所述樁頂冠梁為格構梁，格構梁靠近基坑的一側與護坡樁的頂部剛性連接，格構梁遠離基坑的一側與豎向預應力錨杆的上部柔性連接。
[0009]所述豎向預應力錨杆與水平面可呈60°?90°的夾角。
[0010]所述豎向預應力錨杆可為鋼絞線、鋼筋或鋼絲束。
[0011]所述格構梁上可設有預設管件，所述豎向預應力錨杆的上部穿過預設管件、並通過錨頭和墊板與格構梁柔性連接。
[0012]所述格構梁可為現澆梁或預製梁。
[0013]所述護坡樁可為方形護坡樁或圓形護坡樁。
[0014]一種用於基坑支護的樁梁豎錨支護體系的施工方法，其特徵在於步驟如下:步驟一、按照施工圖要求，進行測量定位；步驟二、鑽機就位，進行護坡樁的施工；步驟三、施工豎向預應力錨杆；步驟四、施工格構梁，使格構梁與護坡樁剛性連接，使格構梁與豎向預應力錨杆柔性連接；步驟五、當護坡樁、豎向預應力錨杆和格構梁達到規定的設計強度後，對豎向預應力錨杆進行張拉鎖定；步驟六、開挖基坑，並根據監測的數據，視需要對豎向預應力錨杆進行後續補張拉。
[0015]當基坑的坑底標高低於既有建築基底標高時，所述步驟六中，在基坑開挖到邊坡下部位置時，視需要可布設常規錨杆及腰梁。
[0016]與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果:本發明在護坡樁外側的穩定地層中間隔設置豎向預應力錨杆，並且豎向預應力錨杆由護坡樁外側的地面插入並錨固在穩定地層中，這樣設計首先可以減小佔用的地下空間，擴大了適用範圍(即不僅適用於常規基坑，同時也適用於普通樁錨支護體系無法應用的緊鄰既有建築基坑)，其次可以充分利用深部土層提供的錨固力，優化了整個支護結構，所以不僅適用於常規基坑，同時還適用於普通樁錨支護體系無法應用的緊鄰既有建築基坑。
[0017]本發明尤其適用於地下空間受限的緊鄰既有建築基坑，其在緊鄰既有建築深基坑支護中具有明顯的優勢，不但支護效果好，而且具有施工方便、工序簡單、成本較低的優點，當然，本發明在常規的基坑邊坡支護中也具有較好的支護效果。
[0018]本發明能夠減小坡頂變形(樁頂變形)，改善護坡樁的樁身受力狀況，提高護坡樁的懸臂高度，所以在同等條件下，可適用於更深的基坑。
[0019]本發明的所有施工工序均在地面施工，與傳統的支護結構相比，避免了坑中的交叉施工，縮短了工期，簡化了工序，提高了安全。
[0020]本發明與雙排樁支護結構相比，在不影響基坑安全係數的前提下，可以簡化施工工序，節約工程材料，降低施工成本，縮短施工工期。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021 ] 下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。
[0022]圖1是本發明的立體結構示意圖。
[0023]圖2是本發明的立面結構示意圖。
[0024]圖3是圖2的俯視示意圖。
[0025]圖4是格構梁與豎向預應力錨杆的連接節點處的俯視結構示意圖。
[0026]圖5是格構梁與豎向預應力錨杆的連接節點處的立面結構示意圖。
[0027]附圖標記:1 一護坡樁、2 —格構梁、3 —豎向預應力錨杆、4 一墊板、5 —預設管件、6 一錨頭、7 —既有建築基礎、8 —穩定地層、9 一護坡樁外側的地面、10 —基底下土層。
【具體實施方式】
[0028]實施例參見圖1-5所示，這種用於基坑支護的樁梁豎錨(樁梁豎錨的英文為pilebeam vertical anchor,簡稱PBVA)支護體系,包括有護坡樁1、樁頂冠梁和錨杆。所述護坡樁I在基坑邊緣處設置有一排，並且護坡樁I的底部伸入在基底下土層10中，具體長度根據所處部位的土層狀況由設計確定。護坡樁I採用目前通用的樁型，比如鋼板樁、鋼筋混凝土樁或預設管件混凝土樁等。護坡樁I可以是方形護坡樁、圓形護坡樁或其他異形的護坡樁。本實施例中，護坡樁I為垂直樁，在其它實施例中，護坡樁I也可以是斜樁。
[0029]所述錨杆包括豎向預應力錨杆3，豎向預應力錨杆3在護坡樁外側的穩定地層8中設置有一排，並且豎向預應力錨杆3由護坡樁外側的地面9插入並錨固在護坡樁外側的穩定地層8中；所述穩定土層8位於基坑與既有建築基礎7 (或紅線區域、地下障礙物等)之間。
[0030]豎向預應力錨杆3由錨固段和自由段組成，錨固段與自由段的長度分配、預應力張拉鎖定值均由設計確定；豎向預應力錨杆3的杆體材料採用常用的材料，如鋼絞線、鋼筋和鋼絲束等，豎向預應力錨杆3的錨固段的注漿材料為水泥漿或其它漿液；豎向預應力錨杆3施工時，鑽孔由鑽機施工或人工成孔。豎向預應力錨杆3與水平面一般是呈60°?90°的夾角，本實施例中，豎向預應力錨杆3與水平面呈90°的夾角。
[0031]所述樁頂冠梁為格構梁2，格構梁2靠近基坑的一側與護坡樁I的頂部剛性連接，格構梁2遠離基坑的一側與豎向預應力錨杆3的上部柔性連接。所述護坡樁I的頂部(樁頂)及其主筋伸入格構梁2的高度需符合國家行業標準，如50mm。
[0032]格構梁2是鋼筋混凝土梁，也可以是鋼結構的梁，此外格構梁2可以是現澆梁，也可以是預製梁，格構梁2用以將豎向預應力錨杆3的錨固力(矩)傳遞到護坡樁I上，格構梁2的水平面布置形式視受力特點由設計確定，比如本實施例中就採用了矩形框架形式。
[0033]本實施例中，格構梁2上設有預設管件5，豎向預應力錨杆3的上部穿過預設管件
5、並通過錨頭6和墊板4與格構梁2柔性連接。
[0034]此外，當基坑的坑底標聞低於既有建築基底標聞時，用於基坑支護的粧梁豎鋪支護體系還可以視需要設置常規錨杆及腰梁。
[0035]所述用於基坑(尤其是緊鄰既有建築基坑)支護的樁梁豎錨支護體系的施工方法，其步驟如下。
[0036]步驟一、按照施工圖要求，進行測量定位；步驟二、鑽機就位，進行護坡樁I的施工，施工方法視設計採用的樁型、土層狀況和周邊環境確定，如人工成孔、長螺旋、旋挖等施工方法；步驟三、施工豎向預應力錨杆3 ;步驟四、施工格構梁2，使格構梁與護坡樁I剛性連接，使格構梁與豎向預應力錨杆3柔性連接；步驟五、當護坡樁1、豎向預應力錨杆3和格構梁2達到規定的設計強度後，對豎向預應力錨杆3進行張拉鎖定(利用空心千斤頂進行張拉鎖定)；步驟六、開挖基坑，並根據監測的數據，視需要對豎向預應力錨杆進行後續補張拉。
[0037]當基坑的坑底標高低於既有建築基底標高時，還可以在步驟六中，在基坑開挖到邊坡下部位置時，視需要布設常規錨杆及腰梁(具體由設計計算確定)，以達到更好的組合支護效果。
[0038]本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護範圍不應當被視為僅限於實施例所陳述的具體形式，本發明的保護範圍也及於本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。
【權利要求】
1.一種用於基坑支護的樁梁豎錨支護體系，包括有護坡樁(I)、樁頂冠梁和錨杆，所述護坡樁(I)在基坑邊緣處設置有一排，並且護坡樁(I)的底部伸入在基底下土層(10 )中，其特徵在於: 所述錨杆包括有豎向預應力錨杆(3)，豎向預應力錨杆(3)在護坡樁外側的穩定地層(8)中設置有一排，並且豎向預應力錨杆(3)由護坡樁外側的地面(9)插入並錨固在護坡樁外側的穩定地層(8)中； 所述樁頂冠梁為格構梁(2)，格構梁(2)靠近基坑的一側與護坡樁(I)的頂部剛性連接，格構梁(2)遠離基坑的一側與豎向預應力錨杆(3)的上部柔性連接。
2.根據權利要求1所述的用於基坑支護的樁梁豎錨支護體系，其特徵在於:所述豎向預應力錨杆(3)與水平面呈60°?90°的夾角。
3.根據權利要求1所述的用於基坑支護的樁梁豎錨支護體系，其特徵在於:所述豎向預應力錨杆(3)為鋼絞線、鋼筋或鋼絲束。
4.根據權利要求1所述的用於基坑支護的樁梁豎錨支護體系，其特徵在於:所述格構梁(2)上設有預設管件(5)，所述豎向預應力錨杆(3)的上部穿過預設管件(5)、並通過錨頭(6)和墊板(4)與格構梁(2)柔性連接。
5.根據權利要求1所述的用於基坑支護的樁梁豎錨支護體系，其特徵在於:所述格構梁(2)為現澆梁或預製梁。
6.根據權利要求1所述的用於基坑支護的樁梁豎錨支護體系，其特徵在於:所述護坡樁(I)為方形護坡樁或圓形護坡樁。
7.—種上述權利要求1-6中任意一項所述的用於基坑支護的樁梁豎錨支護體系的施工方法，其特徵在於步驟如下: 步驟一、按照施工圖要求，進行測量定位； 步驟二、鑽機就位，進行護坡樁(I)的施工； 步驟三、施工豎向預應力錨杆(3)； 步驟四、施工格構梁(2)，使格構梁與護坡樁(I)剛性連接，使格構梁與豎向預應力錨杆(3)柔性連接； 步驟五、當護坡樁(I)、豎向預應力錨杆(3)和格構梁(2)達到規定的設計強度後，對豎向預應力錨杆(3)進行張拉鎖定； 步驟六、開挖基坑，並根據監測的數據，視需要對豎向預應力錨杆進行後續補張拉。
8.根據權利要求7所述的用於基坑支護的樁梁豎錨支護體系的施工方法，其特徵在於:當基坑的坑底標高低於既有建築基底標高時，所述步驟六中，在基坑開挖到邊坡下部位置時，布設常規錨杆及腰梁。
【文檔編號】E02D17/04GK103469803SQ201310455819
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】宋福淵, 郭恆, 馬慶松, 油新華, 胡賀祥, 楊春英, 張清林 申請人:中國建築股份有限公司