專利名稱：人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基坑支護樁的錨索錨固構(gòu)造及其施工方法。
背景技術(shù)：
為了保證基坑支護樁受力的整體性，目前市場上大量采用在基坑支護樁腰部架設(shè)一道或幾道型鋼梁，然后在樁與樁之間的土體內(nèi)用錨索進行錨固的方法，其施工相對復(fù)雜，且前期施工不能保證全部的支護樁都是在同一個立面上，所以施工中有一部分型鋼梁和錨索對支護樁沒有起到應(yīng)有的作用，造成了大量的浪費，造價較高。因此，尋求一種更有效、更簡單的支護樁錨固方法成為了急需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造及其施工方法，解決傳統(tǒng)支護樁預(yù)應(yīng)力錨索需要在支護樁腰部架設(shè)型鋼梁進行整體錨固，施工工藝相對復(fù)雜的技術(shù)問題，解決了在前期施工時因不能保證全部的支護樁都是在同一個立面上，部分帶型鋼梁的支護樁預(yù)應(yīng)力錨索便無法起到作用，造成了大量的浪費且造價較高的技術(shù)問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造，包括沿基坑內(nèi)側(cè)設(shè)置一圈的支護樁、相鄰支護樁樁頂設(shè)置的連系梁和預(yù)應(yīng)力錨索，預(yù)應(yīng)力錨索分為錨頭和錨固體，所述支護樁在基坑內(nèi)同一高度上均開有錨索孔，錨固體穿過錨索孔，錨固體的外端由錨頭固定，錨固體的內(nèi)端錨入至巖土體內(nèi)，所述錨頭位于支護樁外側(cè)。所述支護樁的直徑不大于I. 5米。所述錨索孔為通孔且通過支護樁的中軸線，錨索孔的呈孔角度與水平方向的夾角為10-20度。所述錨固體的錨入角度與錨索孔的呈孔角度保持一致。所述預(yù)應(yīng)力錨索沿支護樁高度可設(shè)1-5道。這種人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造的施工方法，步驟如下
步驟一前期準備基坑進行降水后，測放樁位、開挖樁孔并綁扎、安放支護樁鋼筋籠，主筋綁扎時應(yīng)注意在錨索穿過處留出相應(yīng)空隙；
步驟二 支護樁施工樁芯澆筑混凝土，施工連系梁；
步驟三錨索制作錨索施工前，根據(jù)工程要求選擇預(yù)應(yīng)力錨索的直徑、長度和數(shù)量，按設(shè)計要求制作錨索，并在現(xiàn)場對錨索進行編號；
步驟四基坑施工施工基坑周邊安全護欄和截水溝，基坑分層開挖，開挖至錨索施工位置后停止基坑四周的土方開挖；
步驟五鉆孔對支護樁進行編號，測放預(yù)應(yīng)力錨索預(yù)備鉆孔的位置，并對錨索孔進行編號，將鉆機安放就位，從支護樁表面開始鉆孔，通過支護樁鉆入至巖土體內(nèi)，鉆孔角度、大小和深度需滿足工程設(shè)計要求；步驟六安裝錨索使用高壓風(fēng)清孔，安裝前核對錨索的編號、支護樁的編號和錨索孔的編號是否一致，確認無誤后，將預(yù)應(yīng)力錨索的鋼絞線緩慢深入錨索孔內(nèi)；
步驟七孔內(nèi)注漿注漿管隨錨索一起插至錨索孔底，采用注漿機灌漿，漿液由注漿管注入孔底，經(jīng)由孔底將孔內(nèi)空氣從錨索孔向外排出，直至漿液溢出至距孔端約20cm ；
步驟八立錨墩為了使錨墩上表面與錨索軸線垂直，預(yù)先將一根外徑與鉆頭直徑相同的薄壁鋼管和錨頭的墊板正交焊牢，澆筑錨墩前將薄壁鋼管插入錨索孔中，然后澆筑錨墩，并將錨索孔灌滿封堵； 步驟九錨索張拉錨固當(dāng)漿體達到設(shè)計強度后，先單根的鋼絞線張拉，3天后再進行整體補償張拉，張拉時采用隔一拉一的方法，張拉完畢進行錨固；
步驟十外部保護從錨具量起留至少500mm鋼絞線，其余的鋼絞線截去，其中預(yù)留出的鋼絞線外部包覆厚度不小于50mm的水泥砂漿保護層；
步驟十一基坑繼續(xù)施工錨索錨固完畢后，繼續(xù)往下分層開挖土方，直至基坑施工完畢，樁間土支護隨土層開挖及時分層進行。所述步驟五中，鉆孔方式為跟管鉆進式。所述步驟五中，鉆孔軸線與設(shè)計軸線偏差角度的斜率不大于2%。所述步驟五中，鉆孔的鉆機就位調(diào)平后，調(diào)整鉆桿的傾角，使傾角與設(shè)計角度的偏差小于2度。所述步驟七中，預(yù)應(yīng)力錨索的錨固段和自由段一次灌漿完成。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點和有益效果
本發(fā)明克服了傳統(tǒng)支護樁預(yù)應(yīng)力錨索需要在支護樁腰部架設(shè)型鋼(或鋼筋混凝土)梁進行整體錨固，施工工藝相對復(fù)雜、錨固間接受力的技術(shù)問題；無需架設(shè)型鋼(或鋼筋混凝土)腰梁，節(jié)約了大量的成本；施工方法簡單，縮短了施工工期；錨固受力直接作用于樁身上，簡單直接，實際受力情況更容易與理論分析吻合，從而達到較好的錨固效果。本發(fā)明可實現(xiàn)相鄰幾根不在同一豎直面上的支護樁進行單獨錨固，每根支護樁和預(yù)應(yīng)力錨索組成獨立的受力體系，提高了支護樁體系的承載能力和使用的靈活性。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于樁錨支護體系的預(yù)應(yīng)力錨索錨固。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。圖I是本發(fā)明基坑支護體系的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I的立面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的側(cè)剖結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明施工方法步驟一中樁體的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明施工方法步驟五的示意圖。圖6是本發(fā)明施工方法步驟六的示意圖。圖7是本發(fā)明施工方法步驟七的示意圖。圖8是本發(fā)明施工方法步驟九的示意圖。圖9是本發(fā)明預(yù)應(yīng)力錨索與支護樁連接節(jié)點的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是傳統(tǒng)腰梁對支護樁的受力分析示意圖。
圖11是本發(fā)明預(yù)應(yīng)力錨索錨固對支護樁的受力分析示意圖。附圖標(biāo)記1 一支護樁、2 —連系梁、3 —預(yù)應(yīng)力錨索、3. I 一錨頭、3. I. I 一錨具、
3.I. 2 —錨墩、3. I. 3 —錨板、3. 2 —錨固體、3. 2. I —鋼絞線、3. 2. 2 —衆(zhòng)液、4 —錨索孔、5 —腰梁對樁的約束力、6 —錨索對樁的拉力、7 —鉆機、7. I 一鉆桿、7. 2 一鉆頭、7. 3 一鋼管、8 一千斤頂、9 一支護樁主筋。
具體實施例方式實施例參見圖1-3所示，一種人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造，包括沿基坑內(nèi)側(cè)設(shè)置一圈的支護樁I、相鄰支護樁樁頂設(shè)置的連系梁2和預(yù)應(yīng)力錨索3，預(yù)應(yīng)力錨索分為錨頭3. I和錨固體3. 2，所述支護樁I在基坑內(nèi)同一高度上均開有錨索孔4，錨固體3. 2穿過錨索孔4，錨固體3. 2的外端由錨頭3. I固定，錨固體3. 2的內(nèi)端錨入至巖土體內(nèi)，所述錨頭3. I位于支護樁I外側(cè)。 參見圖9所示，其中錨頭3. I由錨具3. I. I、錨墩3. I. 2和錨板3. I. 3組成，將預(yù)應(yīng)力錨索錨固在支護樁外側(cè)。所述支護樁I的直徑不大于I. 5米。樁徑太大容易造成錨索定位偏于樁心，引起樁的扭轉(zhuǎn)受力。所述錨索孔4為通孔且通過支護樁I的中軸線，錨索孔4的呈孔角度與水平方向的夾角為10-20度。角度太小不利于灌漿，影響施工質(zhì)量；角度太大，錨索水平分力降低過大，影響結(jié)構(gòu)受力，設(shè)計上造成不必要的浪費。所述錨固體3. 2的錨入角度與錨索孔4的呈孔角度保持一致。所述預(yù)應(yīng)力錨索3沿支護樁I高度可設(shè)1-5道。這種人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造的施工方法，步驟如下
步驟一前期準備基坑進行降水后，測放樁位、開挖樁孔并綁扎、安放支護樁鋼筋籠，參見圖4所示，支護樁主筋9在綁扎時應(yīng)注意，錨索穿過處留出相應(yīng)空隙以形成錨索孔4。步驟二 支護樁施工樁芯澆筑混凝土，施工連系梁2。步驟三錨索制作錨索施工前，根據(jù)工程要求選擇預(yù)應(yīng)力錨索3的直徑、長度和數(shù)量，按設(shè)計要求制作錨索，并在現(xiàn)場對錨索進行編號。步驟四基坑施工施工基坑周邊安全護欄和截水溝，基坑分層開挖，開挖至錨索施工位置后停止基坑四周的土方開挖。步驟五鉆孔參見圖5所示，對支護樁I進行編號，測放預(yù)應(yīng)力錨索預(yù)備鉆孔的位置，并對錨索孔4進行編號，將鉆機7安放就位，從支護樁表面開始鉆孔，通過支護樁鉆入至巖土體內(nèi)，鉆孔角度、大小和深度需滿足工程設(shè)計要求，鉆孔深度要超出錨索設(shè)計長度O. 5m左右。步驟六安裝錨索使用高壓風(fēng)清孔，參見圖6所示，安裝前核對錨索的編號、支護樁I的編號和錨索孔4的編號是否一致，確認無誤后，將預(yù)應(yīng)力錨索的鋼絞線3. 2. I緩慢深入錨索孔4內(nèi)。步驟七孔內(nèi)注漿參見圖7所示，注漿管隨錨索一起插至錨索孔底，采用注漿機灌漿，漿液3. 2. 2由注漿管注入孔底，經(jīng)由孔底將孔內(nèi)空氣從錨索孔向外排出，直至漿液溢出至距孔端約20cm。
步驟八立錨墩為了使錨墩上表面與錨索軸線垂直，預(yù)先將一根外徑與鉆頭直徑相同的薄壁鋼管和錨頭的墊板正交焊牢，澆筑錨墩前將薄壁鋼管插入錨索孔中，然后澆筑錨墩，并將錨索孔灌滿封堵。步驟九錨索張拉錨固參見圖8所示，當(dāng)漿液形成漿體達到設(shè)計強度后，使用千斤頂8先進行單根的鋼絞線3. 2. I張拉，3天后再進行整體補償張拉，張拉時采用隔一拉一的方法，張拉完畢進行錨固。步驟十外部保護從錨具量起留至少500mm鋼絞線，其余的鋼絞線截去，其中預(yù)留出的鋼絞線外部包覆厚度不小于50mm的水泥砂漿保護層。步驟十一基坑繼續(xù)施工錨索錨固完畢后，繼續(xù)往下分層開挖土方，直至基坑施工完畢。樁間土支護隨土層開挖及時分層進行。所述步驟三中，錨索制作時按設(shè)計長度下料，錨索自由段和錨固段的長度及綁扎 按設(shè)計要求加工，錨索自由段加工時可采用無粘接鋼絞線，錨固段必須采用有粘接鋼絞線，錨索安放時應(yīng)距孔底約500mm。所述步驟五中，鉆孔方式為跟管鉆進式，鉆孔前，根據(jù)設(shè)計要求、地層條件、支護樁情況，定出孔位、做出標(biāo)記；錨索水平方向的孔距誤差不應(yīng)大于50mm，垂直方向的孔距誤差不應(yīng)大于IOOmm ;鉆頭7. 2直徑不應(yīng)小于設(shè)計鉆孔直徑3mm ;鉆孔軸線與設(shè)計軸線偏差角度的斜率不大于2%。；鉆孔的鉆機就位調(diào)平后，調(diào)整鉆桿7. I傾角，使傾角與設(shè)計角度的偏差小于2度，并保證錨索錨入的長度。所述步驟七中，預(yù)應(yīng)力錨索的錨固段和自由段采用一次注漿完成，簡單方便，注漿壓力為 O. 3-0. 5MPa。工程中將混凝土作為端部錨固支承點是很常見的，常規(guī)的鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的端部錨固也是通過錨具錨于混凝土上，因此只要保證施工質(zhì)量達到設(shè)計標(biāo)準，直接在樁身錨固是滿足設(shè)計要求的。從整個結(jié)構(gòu)的受力分析來說參見圖10和圖11，對比腰梁對樁的約束力5和錨索對樁的拉力6可見，本發(fā)明與傳統(tǒng)的支護樁腰部架設(shè)腰梁的方法可達到同樣的錨固效果。在樁身上打錨索孔，對此處樁的剛度有輕微影響，故設(shè)計時需考慮樁身剛度折減。本發(fā)明在將每根支護樁進行了單獨的錨固的同時，又在支護樁的頂部由連系梁將所有樁連接成了一個整體，可確實、有效地提高支護樁體系的承載能力和整體穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造，包括沿基坑內(nèi)側(cè)設(shè)置一圈的支護樁(I)、相鄰支護樁樁頂設(shè)置的連系梁(2)和預(yù)應(yīng)力錨索(3)，預(yù)應(yīng)力錨索分為錨頭(3. I)和錨固體(3. 2)，其特征在于所述支護樁(I)在基坑內(nèi)同一高度上均開有錨索孔(4)，錨固體(3. 2)穿過錨索孔(4)，錨固體(3. 2)的外端由錨頭(3. I)固定，錨固體(3. 2)的內(nèi)端錨入至巖土體內(nèi)，所述錨頭(3. I)位于支護樁(I)外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造，其特征在于所述支護樁(I)的直徑不大于I. 5米。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造，其特征在于所述錨索孔(4)為通孔且通過支護樁(I)的中軸線，錨索孔(4)的呈孔角度與水平方向的夾角為10-20 度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造，其特征在于所述錨固體(3. 2)的錨入角度與錨索孔(4)的呈孔角度保持一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造，其特征在于所述預(yù)應(yīng)力錨索(3)沿支護樁(I)高度可設(shè)1-5道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造的施工方法，其特征在于步驟如下步驟一前期準備基坑進行降水后，測放樁位、開挖樁孔并綁扎、安放支護樁鋼筋籠，主筋綁扎時應(yīng)注意在錨索穿過處留出相應(yīng)空隙；步驟二 支護樁施工樁芯澆筑混凝土，施工連系梁(2)；步驟三錨索制作錨索施工前，根據(jù)工程要求選擇預(yù)應(yīng)力錨索(3)的直徑、長度和數(shù)量，按設(shè)計要求制作錨索，并在現(xiàn)場對錨索進行編號；步驟四基坑施工施工基坑周邊安全護欄和截水溝，基坑分層開挖，開挖至錨索施工位置后停止基坑四周的土方開挖；步驟五鉆孔對支護樁進行編號，測放預(yù)應(yīng)力錨索預(yù)備鉆孔的位置，并對錨索孔進行編號，將鉆機安放就位，從支護樁表面開始鉆孔，通過支護樁鉆入至巖土體內(nèi)，鉆孔角度、大小和深度需滿足工程設(shè)計要求；步驟六安裝錨索使用高壓風(fēng)清孔，安裝前核對錨索的編號、支護樁的編號和錨索孔的編號是否一致，確認無誤后，將預(yù)應(yīng)力錨索的鋼絞線緩慢深入錨索孔內(nèi)；步驟七孔內(nèi)注漿注漿管隨錨索一起插至錨索孔底，采用注漿機灌漿，漿液由注漿管注入孔底，經(jīng)由孔底將孔內(nèi)空氣從錨索孔向外排出，直至漿液溢出至距孔端約20cm ；步驟八立錨墩為了使錨墩上表面與錨索軸線垂直，預(yù)先將一根外徑與鉆頭直徑相同的薄壁鋼管和錨頭的墊板正交焊牢，澆筑錨墩前將薄壁鋼管插入錨索孔中，然后澆筑錨墩，并將錨索孔灌滿封堵；步驟九錨索張拉錨固當(dāng)漿體達到設(shè)計強度后，先單根的鋼絞線張拉，3天后再進行整體補償張拉，張拉時采用隔一拉一的方法，張拉完畢進行錨固；步驟十外部保護從錨具量起留至少500mm鋼絞線，其余的鋼絞線截去，其中預(yù)留出的鋼絞線外部包覆厚度不小于50mm的水泥砂漿保護層；步驟十一基坑繼續(xù)施工錨索錨固完畢后，繼續(xù)往下分層開挖土方，直至基坑施工完畢，樁間土支護隨土層開挖及時分層進行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造的施工方法，其特征在于所述步驟五中，鉆孔方式為跟管鉆進式。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造的施工方法，其特征在于所述步驟五中，鉆孔軸線與設(shè)計軸線偏差角度的斜率不大于2%。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造的施工方法，其特征在于所述步驟五中，鉆孔的鉆機(7)就位調(diào)平后，調(diào)整鉆桿(7. I)的傾角，使傾角與設(shè)計角度的偏差小于2度。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造的施工方法，其特征在于所述步驟七中，預(yù)應(yīng)力錨索的錨固段和自由段一次灌漿完成。
全文摘要
一種人工挖孔支護樁預(yù)應(yīng)力錨索錨固構(gòu)造及其施工方法，構(gòu)造包括沿基坑內(nèi)側(cè)設(shè)置一圈的支護樁、相鄰支護樁樁頂設(shè)置的連系梁和預(yù)應(yīng)力錨索，預(yù)應(yīng)力錨索分為錨頭和錨固體，所述支護樁在基坑內(nèi)同一高度上均開有錨索孔，錨固體穿過錨索孔，錨固體的外端由錨頭固定，錨固體的內(nèi)端錨入至巖土體內(nèi)，所述錨頭位于支護樁外側(cè)。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)支護樁預(yù)應(yīng)力錨索需要在支護樁腰部架設(shè)型鋼梁進行整體錨固，施工工藝相對復(fù)雜的技術(shù)問題，解決了在前期施工時因不能保證全部的支護樁都是在同一個立面上，部分帶型鋼梁的支護樁預(yù)應(yīng)力錨索便無法起到作用，造成了大量的浪費且造價較高的技術(shù)問題。
文檔編號E02D17/04GK102828518SQ20121034217
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者端木惠蓉, 石立國, 張茅, 楊先平, 余德浩 申請人:中國建筑第二工程局有限公司