一种基坑支护结构的制作方法

1.本实用新型涉及基坑支护技术领域，具体地，涉及一种基坑支护结构。


背景技术：

2.基坑工程建设活动中，由于城市人口密度大、周边环境复杂及土地利用程度高，使得基坑施工过程一般不会采用放坡开挖的方式。通常来说，粉土层、粘土层及人工土层构成了基坑工程的周边地质环境，这些松散的土层在基坑开挖过程中，自稳性极差，很容易造成坍塌现象。当地下水位较高时，受水压力影响容易引发流砂或管涌现象，则会进一步加剧基坑的失稳破坏。因此，为了保证地下结构的施工及基坑周边环境的安全和施工方便，需要采用各种基坑支护手段来保障地下结构施工及周边建构筑物的安全。
3.现有基坑支护结构类型主要有：地下连续墙、灌注排桩、smw工法、水泥土重力式挡墙和钢板桩等，另外，现有技术中还存在采用将上述支护结构与预应力锚索相结合进行支护的方式。
4.地下连续墙、灌注排桩、smw工法和水泥土重力式挡墙等支护方式，施工工序复杂，工期长，施工成本昂贵，但其抗侧刚度高，抵抗能力好，一般仅适用于深基坑和地质条件复杂、周边环境复杂的基坑。
5.钢板桩因其承载力高、桩长易于调节、排土量小、接头简单、工序较为简单、工期短及成本低等优点在国内外都得到了广泛地应用，但是钢板桩抗侧刚度差。当基坑较深或者地下水埋深较浅时，钢板桩产生的侧向变形问题十分明显。为了解决这一问题，现有技术中主要从以下几方面对钢板桩形式的支护进行了改进：1、通过对钢板桩本身的形状进行改进，如直线型、l型、s型、u型、z型、as型、h型等多种形式的钢板桩，虽然上述形式的钢板桩桩一定程度增大了其抗侧刚度，但施工难度也相应提高；2、通过将钢板桩与h型钢和工字钢组合施工、在钢板桩之间布置横向支撑、侧向支撑来增强它的抗侧刚度，但是这种抗侧刚度是在施工完成后一次性给予的，当开挖遇到突发情况需要逐步提高钢板桩的抗侧能力时，工程上难以实现，且其施打过程更为困难。
6.现有采用将支护结构与预应力锚索相结合进行支护的施工流程基本为：施打支护结构——开挖一层土方——锚孔成孔——下放锚索——注浆形成锚固端——锚固体达到一定强度(达到设计强度75～80％，需10天以上)——预应力锚索张拉——开挖下一层土方——下一道锚孔成孔，以此类推重复施工，直到各道锚索施工结束，基坑开挖方可完成，因而存在工序复杂、施工周期长的问题；此外，采用将支护结构与预应力锚索相结合进行支护的方式还存在以下问题：1、由于预应力锚索施工的特殊性，其锚固端需要固定在特定的土(岩)层(特定的地基强度)，而在基坑工程中，周边地质环境通常为松散的土层，难以遇到条件较好的土(岩)层，施工过程中为了达到满足锚固要求的土(岩)层，便会造成锚索长度过长，加大成孔难度(易塌孔)，锚索的下放难度随之增大且成本提高；2、传统预应力锚索施工中，往往采用注浆锚固形式，锚固体提供的锚固力较小，进而在基坑开挖过程中提供的支护能力也十分有限。


技术实现要素：

7.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种基坑支护结构，通过钢板桩与预应力锚索结合、灌注桩形成多道锚索的锚固端，缩短了施工工序及施工周期的同时提高了钢板桩的抗侧刚度，使其能够在深度更深、地下水位更高、周边环境更复杂的工程中应用，施工完成后钢板桩、横梁、混凝土灌注桩及预应力锚索可进行回收重复利用，减少建筑垃圾和环境污染，工程成本大大降低，同时也满足绿色环保施工要求。
8.本实用新型的目的通过以下技术方案实现：一种基坑支护结构，包括：
9.钢板桩，所述钢板桩的一侧为基坑开挖区；
10.灌注桩，所述灌注桩位于所述钢板桩背离所述基坑开挖区的一侧；
11.横梁，所述横梁设置于所述钢板桩朝向所述基坑开挖区的一侧上，所述横梁上设置有锚头；
12.预应力锚索，所述预应力锚索与所述横梁相对应，所述预应力锚索一端固定安装于所述灌注桩内，所述预应力锚索另一端依次穿过所述钢板桩、所述横梁后通过所述锚头固定
13.土槽，所述土槽为所述钢板桩与所述灌注桩之间围合形成的区域。
14.在本实用新型的一实施方式中，所述灌注桩为混凝土灌注桩或钢筋混凝土灌注桩。
15.在本实用新型的一实施方式中，所述灌注桩内设有型钢，所述预应力锚索一端与所述型钢固定连接。
16.在本实用新型的一实施方式中，所述预应力锚索包括锚束和锚根，所述锚根一端与所述型钢之间固定连接，所述锚根另一端与所述锚束一端连接，所述锚束另一端依次穿过所述钢板桩、所述横梁后通过所述锚头固定。
17.在本实用新型的一实施方式中，所述锚束倾斜设置于所述灌注桩与所述钢板桩之间。
18.在本实用新型的一实施方式中，所述锚束的倾斜角度为0
°
～30
°
。
19.在本实用新型的一实施方式中，所述型钢为槽钢、工字钢、h型钢及角钢中的任一种。
20.在本实用新型的一实施方式中，所述钢板桩为直线型钢板桩、l型钢板桩、s型钢板桩、u型钢板桩、z型钢板桩、as型钢板桩、h型钢板桩中的任意一种。
21.在本实用新型的一实施方式中，所述横梁为钢结构横梁、木结构横梁及钢筋混凝土横梁中的任一种。
22.在本实用新型的一实施方式中，所述横梁沿所述钢板桩高度方向依次设置有n个，n为大于等于1的整数。
23.与现有技术相比，本实用新型的实施例具有如下的有益效果：
24.1、本实用新型实施例提供的基坑支护结构，通过钢板桩与预应力锚索结合、灌注桩形成多道锚索的锚固端，缩短了施工工序及施工周期的同时提高了钢板桩的抗侧刚度，使其能够在深度更深、地下水位更高、周边环境更复杂的工程中应用，施工完成后钢板桩、横梁、混凝土灌注桩及预应力锚索可进行回收重复利用，减少建筑垃圾和环境污染，工程成本大大降低，同时也满足绿色环保施工要求。
25.2、本实用新型实施例提供的基坑支护结构，避免了现有预应力锚索锚固体达到一定强度——张拉——开挖——下一排锚固体达到一定强度——张拉——开挖，以此类推的施工流程，本实用新型中的锚固体一次成型，使得本实用新型实施例提供的基坑支护结构具体使用时，施工快速，大大缩短了施工工期。
26.3、本实用新型实施例提供的基坑支护结构，避免了现有技术中基坑工程周围土质松软时为达到满足锚固要求的土(岩)层而导致的预应力锚索过长的问题，降低了成孔难度与预应力锚索下放难度，减少了预应力锚索对周边地上建筑物(构筑物)以及地下管线的影响，同时能够大幅节约成本。
27.4、本实用新型实施例提供的基坑支护结构，锚根安装在灌注桩中，提供了更大的锚固力；通过将锚根和型钢浇筑固定于灌注桩中，相当于形成了型钢混凝土灌注桩，提高了灌注桩的抗弯强度，对钢板桩的约束能力也大大提高。
28.5、现有预应力锚索锚根需先成孔、再安装，最后注浆，本实用新型实施例提供的基坑支护结构具体使用时，锚根的施工非常简单，与型钢锚固或焊接在一起即可，避免了施工的隐蔽性，降低了施工难度，提高了施工质量。
29.6、本实用新型实施例提供的基坑支护结构具体使用时，可以根据开挖深度分批张拉锚束，同时也可以根据现场钢板桩所需约束力的大小，调节张拉力度，工作弹性大。
附图说明
30.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
31.图1为本实用新型实施例提供的基坑支护结构的系统的主视结构示意图；
32.图2为本实用新型实施例提供的基坑支护结构的系统的侧视结构示意图；
33.图3为本实用新型实施例提供的基坑支护结构的系统的俯视结构示意图；
34.各标记与部件名称对应关系如下：
35.钢板桩1、横梁2、灌注桩3、锚束4、锚根5、锚头6、土槽7、型钢8。
具体实施方式
36.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
37.实施例
38.参照图1-图3所示，本实施例提供了一种基坑支护结构，包括：
39.钢板桩1，钢板桩1的一侧为基坑开挖区；
40.灌注桩3，灌注桩3位于钢板桩1背离基坑开挖区的一侧；
41.横梁2，横梁2设置于钢板桩1朝向基坑开挖区的一侧上，横梁2上设置有锚头6；
42.预应力锚索4，预应力锚索4与横梁2相对应，预应力锚索4一端固定安装于灌注桩3内，预应力锚索4另一端依次穿过钢板桩1、横梁2后通过锚头6固定；
43.土槽7，土槽7为钢板桩1与灌注桩3之间围合形成的区域。
44.具体地说，本实施例中的灌注桩3为混凝土灌注桩3或钢筋混凝土灌注桩3。
45.具体地说，本实施例中的灌注桩3内设有型钢8，预应力锚索4一端与型钢8固定连接。
46.具体地说，本实施例中的预应力锚索4包括锚束4和锚根5，锚根5一端与型钢8之间固定连接，锚根5另一端与锚束一端连接，锚束4另一端依次穿过钢板桩1、横梁2后通过锚头6固定。其中锚根5与型钢8之间锚固或焊接连接。
47.其中，本实施例中的预应力锚索4与横梁2相对应指的是，水平方向上位于同一排的预应力锚索4与一根横梁相对应，即水平方向上位于同一排的预应力锚索4上的锚束的另一端通过锚头6固定在一个横梁上。
48.其中，本实施例中的锚束4倾斜设置于混凝土灌注桩3与钢板桩1之间。
49.其中，锚束4的倾斜角度α为0
°
～30
°
。α为锚束4图示中水平直线之间的夹角，及锚束4与土槽7内水平面之间的夹角。
50.其中，本实施例中的型钢8为槽钢、工字钢、h型钢及角钢中的任一种。
51.其中，本实施例中的钢板桩1为直线型钢板桩、l型钢板桩、s型钢板桩、u型钢板桩、z型钢板桩、as型钢板桩、h型钢板桩中的任意一种。
52.其中，本实施例中的横梁2为钢结构横梁、木结构横梁及钢筋混凝土横梁中的任一种。
53.其中，本实施例中的横梁2沿钢板桩1高度方向依次设置有n个，n为大于等于1的整数，每个灌注桩3与钢板桩1之间设置有n个预应力锚索4，n个预应力锚索4沿钢板桩1高度方向依次设置，且分别与n个横梁2相对应，进而实现n个预应力锚索4的安装。钢板桩1上从上至下设置有多排预留孔洞，方便锚束4的穿入穿出。
54.本实施例中的基坑支护结构具体施工流程如下：
55.通过旋挖或者钻孔的方式形成灌注桩3的桩孔；其中，当土层较软容易塌陷时，采用钢套筒进行支护，桩孔的孔深、孔径根据基坑支护要求确定；
56.施打钢板桩1，钢板桩1的施打深度根据基坑支护要求确定；
57.桩孔与钢板桩1之间形成土槽7；其中，土槽7的宽度大于锚束4，便于后续锚束4的放入；
58.将锚束4与锚根5一体(预应力锚索4)放置于桩孔中并浇筑混凝土；其中，桩孔内设有型钢8，锚根5通过锚固或焊接的方式固定于桩孔内的型钢8上，型钢8作为灌注桩3的钢骨，增加灌注桩3的抗侧刚度，另外如果桩孔开设过程中使用了钢套筒支护，则在混凝土初凝时去除钢套筒，回收利用；
59.基坑工程施工，当挖至钢板桩11上的预留孔时，利用锚头6对与横梁2相对应的锚束4进行张拉，张拉程度根据实际工程需要选择，开挖深度进一步加大，则张拉下一排锚头6，依次类推；
60.基坑工程开挖结束，对土槽7进行回填；
61.基坑工程完工并进行土方回填后，将钢板桩1、横梁2、混凝土灌注桩3、预应力锚索4拔出，回收利用，解决成本。
62.另外，本实施例中的基坑支护结构具体施工使用时还需要注意以下问题：
63.1、钢板桩1与灌注桩3之间形成土槽7时，为了防止土槽7形成时泥土塌陷掉入底
部，影响施工，可采用一些易于拆卸的临时固定措施，防止两侧土倒塌，待锚束4放入后再拆除临时固定装置；此外，为了节省成土槽7成本，土槽7最大深度应不超过钢板桩1最下一排预留孔洞位置。
64.2、混凝土灌注桩3浇筑完成后，应待混凝土达到一定强度后，再进行基坑土方开挖，锚束4张拉。
65.3、随着开挖工作进行，应根据土方分层开挖进度，及时对锚束4进行张拉，提高钢板桩1的抗侧能力。
66.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。