專利名稱：深基坑肋樁豎拱噴錨組合支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，具體地是一種肋樁豎拱噴錨組合支護(hù)結(jié)構(gòu)。
在建筑、地鐵以及市政等工程建設(shè)中，常會(huì)遇到深基坑開挖支護(hù)問題，由于基坑工程為臨時(shí)性工程，安全儲(chǔ)備相對較低，且支護(hù)成本高，一項(xiàng)深基坑工程支護(hù)成本少者幾十萬、上百萬，多者幾千萬，業(yè)主不愿多投入，再加上地基巖土本身和基坑周圍環(huán)境的復(fù)雜性，常常導(dǎo)致基坑支護(hù)工程的成功率較低，統(tǒng)計(jì)資料表明，有的地區(qū)基坑支護(hù)的成功率僅約為1/3左右，給國家造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。深基坑工程是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其核心問題可歸結(jié)為基坑支護(hù)的安全穩(wěn)定性和支護(hù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)合理性，因此，合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)顯得尤為重要，這也是當(dāng)前深基坑問題研究的主要內(nèi)容之一。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種支護(hù)結(jié)構(gòu)受力合理、支護(hù)成本相對較低，且能有效控制基坑邊坡位移，保證基坑安全穩(wěn)定的深基坑組合支護(hù)結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的一種新型的深基坑組合支護(hù)結(jié)構(gòu)是由疏排肋樁、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土豎拱面層與預(yù)應(yīng)力錨桿三部分組成。在深基坑開挖之前，首先將事先預(yù)制好的帶有預(yù)埋連接鋼筋與預(yù)留錨孔的多邊形鋼筋混凝土肋樁以靜力(包括預(yù)鉆孔)或錘擊的方式置入土體(當(dāng)場地狹窄時(shí)也可采用人工挖孔灌注樁)，起超前支護(hù)作用，以限制分層開挖過程中土體的變形；然后開挖土體，當(dāng)開挖至分層設(shè)計(jì)高度時(shí)，停止開挖；將已開挖的邊坡按一定間距人工豎向修坡起拱，修坡后立即噴射一層混凝土(初噴)，以保護(hù)開挖后的土體面層，采用豎拱面層可充分利用混凝土較高的抗壓強(qiáng)度與拱傳力作用機(jī)理，而且以高壓噴射混凝土的方式形成豎拱面層，施工方便容易，不需支模；然后再鋪設(shè)拱形鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)與肋樁沿樁長方向上的預(yù)埋鋼筋以焊接連接，上下分層間的縱筋也采用焊接，同時(shí)施做土層錨桿，為提高錨拉力宜使用二次高壓注漿土層錨桿；最后再對錨桿施加預(yù)應(yīng)力，并噴射混凝土至豎拱面層設(shè)計(jì)厚度，通過對錨桿施加預(yù)應(yīng)力，可有效防止基坑邊坡產(chǎn)生不允許的位移，平衡錨桿支點(diǎn)的不平衡力系。支護(hù)結(jié)構(gòu)的參數(shù)(如樁距、配筋、錨桿長度、截面尺寸等)可根據(jù)基坑土質(zhì)、地面荷載以及開挖深度等具體情況通過計(jì)算確定。
本實(shí)用新型的深基坑組合支護(hù)結(jié)構(gòu)將疏排肋樁的超前支護(hù)作用機(jī)理、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土豎拱面層的拱傳力作用機(jī)理與預(yù)應(yīng)力錨桿的錨拉作用機(jī)理有機(jī)地結(jié)合在一起，整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力路徑明確，結(jié)構(gòu)受力合理，布置靈活，適應(yīng)土性強(qiáng)，不受基坑形狀限制，兼具有傳統(tǒng)樁錨和噴錨支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，有效地節(jié)減了支護(hù)樁與錨桿個(gè)數(shù)，降低了支護(hù)結(jié)構(gòu)截面彎矩與錨桿總拉力。另外，利用噴射混凝土成拱方便易行，且通過對基坑邊坡位移與錨桿應(yīng)力的監(jiān)測，易于實(shí)現(xiàn)深基坑支護(hù)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工，有利于基坑的穩(wěn)定與變形控制。
下面通過附圖
詳述本實(shí)用新型的內(nèi)容。
圖一 為本實(shí)用新型深基坑組合支護(hù)結(jié)構(gòu)的平面布置示意圖圖二 為本實(shí)用新型深基坑組合支護(hù)結(jié)構(gòu)的肋樁截面配筋、構(gòu)造示意圖圖三 為本實(shí)用新型深基坑組合支護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)受力示意圖參照附圖一，本實(shí)用新型的深基坑組合支護(hù)結(jié)構(gòu)由超前疏排肋樁1、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土豎拱面層2、預(yù)應(yīng)力錨桿3三個(gè)基本部分組成，連續(xù)排列，4為錨頭墊板、5為螺帽、6為砂漿錨固體、7為被支護(hù)土體。
參照附圖二，本實(shí)用新型的深基坑組合支護(hù)結(jié)構(gòu)的肋樁截面一般做成五邊形，在兩斜邊應(yīng)預(yù)埋與豎拱面層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)橫筋相焊接的鋼筋接頭9、8為縱向受力鋼筋、10為箍筋、11為能讓錨桿和鉆頭自由穿過的預(yù)留錨孔、12為預(yù)留措施錨孔，預(yù)留措施錨孔主要用于預(yù)防肋樁發(fā)生側(cè)移時(shí)可隨時(shí)方便地在兩肋樁之間施加橫向拉桿或橫向支撐。
參照附圖三，本實(shí)用新型的深基坑組合支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力原理為當(dāng)基坑開挖后，作用在鋼筋網(wǎng)噴射混凝土豎拱面層背后的水平土壓力Ea1、Ea2會(huì)首先轉(zhuǎn)化為豎拱面層內(nèi)的軸向壓力P1、P2，然后傳遞給與之相連的疏排肋樁，兩相鄰拱軸壓力的反向分力P1x、P2x在肋樁位置互相抵消后，剩余的不平衡力P1y、P2y再通過肋樁梁傳遞給錨桿，錨桿最后將不平衡力傳遞給坑邊的穩(wěn)定土層，從而達(dá)到節(jié)點(diǎn)力系的平衡。錨桿所受到的錨拉力T應(yīng)為不平衡力P1y、P2y的合力，即T＝P1y+P2y，錨桿的布置方向應(yīng)與P1y、P2y的合力方向相反，對錨桿施加預(yù)應(yīng)力主要是控制基坑邊坡的水平位移，提高邊坡土體的抗剪強(qiáng)度。由于豎拱面層能將水平土壓力轉(zhuǎn)化為拱內(nèi)的軸向壓力并在肋樁位置互相抵消部分拱軸壓力，因此，錨桿所受到的錨拉力將小于錨桿實(shí)際分擔(dān)面積上所作用的總壓力。
附圖中組合支護(hù)結(jié)構(gòu)的參數(shù)(如樁距、配筋、錨桿長度、截面尺寸等)應(yīng)根據(jù)基坑土質(zhì)、地面荷載以及開挖深度等具體情況通過計(jì)算確定。
權(quán)利要求1.深基坑肋樁豎拱噴錨組合支護(hù)結(jié)構(gòu)，由超前疏排肋樁、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土豎拱面層和預(yù)應(yīng)力錨桿順序連接組成組合式深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)單元，連續(xù)排列布置，其特征是超前疏排肋樁之間的面層采用向被支護(hù)土體方向起拱的鋼筋網(wǎng)噴射混凝土豎拱面層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深基坑肋樁豎拱噴錨組合支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是在超前疏排肋樁的兩斜邊預(yù)埋與鋼筋網(wǎng)噴射混凝土豎拱面層內(nèi)橫向鋼筋相焊接的鋼筋接頭，鋼筋焊接處采用噴射混凝土牢固連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深基坑肋樁豎拱噴錨組合支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是在超前疏排肋樁的樁體內(nèi)沿預(yù)應(yīng)力錨桿布置方向設(shè)預(yù)留錨孔，在垂直于預(yù)留錨孔的水平方向設(shè)預(yù)留措施錨孔。
專利摘要深基坑肋樁豎拱噴錨組合支護(hù)結(jié)構(gòu)由超前疏排肋樁、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土豎拱面層與預(yù)應(yīng)力錨桿三部分組成，用于深基坑開挖邊坡支護(hù)。首先將肋樁置入土體，然后分層開挖，開挖后的邊坡經(jīng)人工修坡成豎拱后，再噴射成豎拱鋼筋網(wǎng)混凝土面層，并施做預(yù)應(yīng)力土層錨桿。支護(hù)結(jié)構(gòu)合理地利用了拱傳力機(jī)理與混凝土較高的抗壓性能，有效地節(jié)減了支護(hù)樁與錨桿個(gè)數(shù)，對基坑位移可實(shí)行有效控制，適應(yīng)性強(qiáng)，兼具有傳統(tǒng)樁錨和噴錨網(wǎng)支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號E02D5/76GK2659966SQ03235919
公開日2004年12月1日 申請日期2003年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月21日
發(fā)明者祝啟坤 申請人:武漢化工學(xué)院