一种抗拔桩与支护桩组合的斜直桩无内撑基坑支护方法

摘要

本发明是一种抗拔桩与支护桩组合的斜直桩无内撑基坑支护方法，涉及基坑支护的技术领域，包括：场地整平，然后确定预制矩形支护桩的垂直打设点位，按顺序依次打设预制矩形支护桩，并保证垂直度；在相邻的两个预制矩形支护桩中间通过高压旋喷杆喷射高压水流切削斜向孔，斜向孔包括前端的圆形孔以及后端的扩径孔；将中空锚杆组件穿入圆形孔、扩径孔内部；注浆形成斜桩；形成斜直桩支护体系；土方开挖。本发明施工方便、简单，方案可根据需要打设任意长度的斜向抗拔桩，避免了预制桩作为抗拔桩在长度上的限制，适用面广、施工方便快捷，可大大降低斜直桩支护体系费用，并显著节省工期，降低工程成本。

说明书

技术领域

本发明涉及基坑支护的技术领域，尤其涉及一种抗拔桩与支护桩组合的斜直桩无内撑基坑支护方法。

背景技术

在建筑工程及市政工程中，基坑支护往往需要设置内支撑结构，但内支撑结构经常会与主体结构发生冲突，需要进行倒撑或者换撑后才能继续施工，导致工程支护费用高、工期长。无内支撑的基坑支护体系不存在与主体结构发生冲突的问题，目前虽然有预制斜直桩支护结构体系，但打设斜桩设备大、费用高，占用场地面积大，因此应用受到很大限制。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，充分发挥旋喷设备成孔施工灵活、预制桩刚度大抗弯性能好的优点，而提供一种抗拔桩与支护桩组合的斜直桩无内撑基坑支护方法，其施工方便、简单，方案可根据需要打设任意长度的斜向抗拔桩，避免了预制桩作为抗拔桩在长度上的限制，适用面广、施工方便快捷，可大大降低斜直桩支护体系费用，并显著节省工期，降低工程成本。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种抗拔桩与支护桩组合的斜直桩无内撑基坑支护方法，具体步骤为：

S1、场地整平，然后确定预制矩形支护桩的垂直打设点位，按顺序依次打设预制矩形支护桩，并保证垂直度；

S2、在相邻的两个预制矩形支护桩中间通过高压旋喷杆喷射高压水流切削斜向孔，斜向孔包括前端的圆形孔以及后端的扩径孔；

S3、将中空锚杆组件穿入圆形孔、扩径孔内部；

中空锚杆组件包括中空锚杆，中空锚杆内端部设有顶板，顶板侧面中部设有撞针，顶板、撞针呈T形结构，中空锚杆内端的内壁上圆周铰接有若干个倒刺，倒刺底部中间位置铰接有弦杆，中空锚杆侧壁上设有供倒刺、弦杆安装的通缝，弦杆另外一端铰接有活塞杆，活塞杆背向顶板的一端连接有活塞板，活塞板活动安装在中空锚杆内，活塞杆内部中空且靠近顶板的一端内壁上铰接有封闭板；

S4、水泥浆通过中空锚杆内部的注浆通道压入，水泥浆推动活塞板向上滑动，活塞板带动活塞杆一起向上滑动，活塞杆通过弦杆将倒刺扩展开，直至倒刺的尖部刺入孔周土体，拉拔中空锚杆，将倒刺刺入孔周土体内，并形成撕裂带，继续从中空锚杆的注浆通道注浆，撞针将活塞杆顶部的封闭板顶开，浆液从活塞杆顶部冒出，并从通缝处进入圆形孔、扩径孔内直至充满，等待水泥浆液固化；

S5、在预制矩形支护桩顶部浇筑冠梁，将中空锚杆端部与冠梁进行连接，将预制矩形支护桩与中空锚杆组件连成整体，形成斜直桩支护体系；

S6、中空锚杆锚固强度达到设计要求后进行土方开挖，随挖随做预制矩形支护桩的桩间土防护，铺装钢筋网片，喷射细石混凝土面层；挖土至坑底设计标高，施作完结构底板与基础后，随着结构侧墙的施工，肥槽密实回填，回填土体密实度满足设计要求，直至结构出地表。

步骤S1施工前，需要确定施工肥槽预留宽度，确保斜桩在设计坑底标高部位不能与结构基础、墙体发生冲突；根据基坑深度确定预制矩形支护桩的型号。

步骤S1中，根据基坑支护设计方案确定预制矩形支护桩的垂直打设点位，并用木桩做好标记。

步骤S2中，高压旋喷杆喷射高压水流的入射角为20°-45°。

步骤S2中，相邻的两个斜向孔的圆形孔长度一致且扩径孔的长度不一致，长短交错布置。

步骤S3中，中空锚杆的外壁上设有若干钢筋杆。

步骤S3中，通过导向装置将中空锚杆组件穿入圆形孔、扩径孔内部。

步骤S6中，铺装直径为6mm、网格间距为200mm的钢筋网片，喷射厚50mm的C20细石混凝土。

本发明的有益效果是：本发明采用高压旋喷成孔，然后注入水泥浆形成斜向抗拔桩，内部插入带有倒刺的中空锚杆组件，增强斜桩的抗拔能力，并通过局部扩径，增加桩体的侧阻及端部阻力，提高斜桩的抗拔承载力，为预制矩形支护桩提供可靠反力；高压旋喷设备小，斜向成桩比较方便，比大型的专用打设斜桩的桩基设备操作简便、效率高、成本低，且需要的施工空间小，适用范围更广，是一种新的无内支撑斜直桩支护方法。

附图说明

图1为本发明中斜直桩无内撑基坑支护体系的立面图；

图2为本发明中斜直桩无内撑基坑支护体系的平面图；

图3为本发明中中空锚杆组件的示意图；

图4为图3中A的放大图；

图5为本发明中中空锚杆组件注浆的步骤图；

图中：1-预制矩形支护桩；2-圆形孔；3-扩径孔；4-中空锚杆组件；5-撕裂带；6-冠梁；7-建筑结构；

401-中空锚杆；402-顶板；403-撞针；404-倒刺；405-弦杆；406-活塞杆；407-活塞板；408-封闭板；409-钢筋杆；

以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

一种抗拔桩与支护桩组合的斜直桩无内撑基坑支护方法，具体步骤为：

S1、施工前，需要确定施工肥槽预留宽度，确保斜桩在设计坑底标高部位不能与结构基础、墙体发生冲突，预留肥槽宽度需综合考虑斜桩角度、结构基础类型及周边环境条件等条件后确定；

根据基坑深度确定预制矩形支护桩1的型号，在弯矩作用平面内，可增加预制矩形支护桩1截面高度来提高抗弯刚度，且预制矩形支护桩1是在工厂内加工制作后运至现场，桩身质量有保证，预制矩形支护桩1的高度、宽度应根据基坑深度、支护结构变形限值等通过计算确定；

场地整平，然后确定预制矩形支护桩1的垂直打设点位，按顺序依次打设预制矩形支护桩1，保证垂直度，垂直度应满足《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008的相关要求，并用木桩做好标记；

S2、在相邻的两个预制矩形支护桩1中间通过高压旋喷杆喷射高压水流切削斜向孔，斜向孔包括前端的圆形孔2以及后端的扩径孔3，相邻旋喷桩入射角度及长短根据需要进行调整，旋喷杆的入射角度、桩长及扩径孔3的长度，根据斜桩需提供的支反力计算确定，旋喷高压水成孔所需的压力、提升速度等工艺控制参数需根据场地地质条件、设计孔径进行现场试桩试验确定，根据计算结果、施工场地大小与基坑深度，入射角控制在20°-45°，尽量避免相邻锚固斜桩之间的相互影响，根据计算确定扩径孔3的长度，相邻的两个斜向孔的圆形孔2长度一致且扩径孔3的长度不一致，长短交错布置，通过调整旋喷水流压力与提升速度对局部旋喷桩进行扩径，提高旋喷桩侧阻力与端阻力，从而提高整根桩的承载能力；

S3、通过导向装置将中空锚杆组件4穿入圆形孔2、扩径孔3内部；相邻的中空锚杆组件4通过长度变化和角度调节，降低相互影响；

中空锚杆组件4如图3、图4所示，包括中空锚杆401，中空锚杆401内端部设有顶板402，顶板402侧面中部设有撞针403，顶板402、撞针403呈T形结构，中空锚杆401内端的内壁上圆周铰接有若干个倒刺404，倒刺404底部中间位置铰接有弦杆405，中空锚杆401侧壁上设有供倒刺404、弦杆405安装的通缝，弦杆405另外一端铰接有活塞杆406，活塞杆406背向顶板402的一端连接有活塞板407，活塞板407活动安装在中空锚杆401内，活塞杆406内部中空且靠近顶板402的一端内壁上铰接有封闭板408，中空锚杆401的外壁上设有若干钢筋杆409；

S4、水泥浆通过中空锚杆401内部的注浆通道压入，注水泥浆时应控制好注浆压力，按照劈裂注浆的压力进行控制，水泥浆推动活塞板407向上滑动，活塞板407带动活塞杆406一起向上滑动，活塞杆406通过弦杆405将倒刺404扩展开，直至倒刺404的尖部刺入孔周土体，拉拔中空锚杆401，将倒刺404刺入孔周土体内，并形成撕裂带5，反向拉拔中空杆体时应注意控制拉拔力，将倒刺404拉拔张开既可，继续从中空锚杆401的注浆通道注浆，撞针403将活塞杆406顶部的封闭板408顶开，浆液从活塞杆406顶部冒出，并从通缝处进入圆形孔2、扩径孔3内直至充满，等待水泥浆液固化，钢筋杆409扩大了与水泥浆体的粘结力，上述过程如图5所示；

S5、在预制矩形支护桩1顶部浇筑冠梁6，将中空锚杆401端部与冠梁6进行连接，将预制矩形支护桩1与中空锚杆组件4连成整体，形成斜直桩支护体系，如图1、图2所示，位于建筑结构7一侧；

S6、中空锚杆401锚固强度达到设计要求后进行土方开挖，随挖随做预制矩形支护桩1的桩间土防护，铺装直径为6mm、网格间距为200mm的钢筋网片，喷射厚50mm的C20细石混凝土面层；挖土至坑底设计标高，施作完结构底板与基础后，随着结构侧墙的施工，肥槽密实回填，回填土体密实度满足设计要求，直至结构出地表。

本发明采用高压旋喷成孔，然后注入水泥浆形成斜向抗拔桩，内部插入带有倒刺404的中空锚杆组件4，增强斜桩的抗拔能力，并通过局部扩径，增加桩体的侧阻及端部阻力，提高斜桩的抗拔承载力，为预制矩形支护桩1提供可靠反力。高压旋喷设备小，斜向成桩比较方便，比大型的专用打设斜桩的桩基设备操作简便、效率高、成本低，且需要的施工空间小，适用范围更广，是一种新的无内支撑斜直桩支护方法。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。