一種既有大直徑灌注樁勁芯增長(zhǎng)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種既有大直徑灌注粧勁芯增長(zhǎng)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]城市改擴(kuò)建過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到對(duì)既有建筑基坑開挖深度加大的問(wèn)題。與新建工程不同，基坑改造工程往往比較復(fù)雜，常受限于既有基坑支護(hù)形式、施工場(chǎng)地、臨近建筑物、地下管線等因素，易出現(xiàn)常規(guī)支護(hù)形式施工難度大、施工安全性難以保證、基坑支護(hù)效果差等問(wèn)題。在建筑節(jié)能節(jié)材的大背景下，如何綜合利用既有基坑支護(hù)形式，已成為工程界廣泛關(guān)注的問(wèn)題。
[0003]針對(duì)基坑既有支護(hù)灌注粧長(zhǎng)度不足問(wèn)題，目前通常的做法是先將既有灌注粧挖除，再重新施工新的灌注粧。該施工方法雖設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但施工難度大，尤其是當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，常常面臨成孔難度大、粧體抗?jié)B性難以保證的問(wèn)題。還有一種現(xiàn)在既有灌注粧內(nèi)側(cè)設(shè)反力墻并設(shè)置橫向加筋體，待基坑開挖至既有灌注粧底部后再將該灌注粧挖除，最后進(jìn)行基坑灌注粧施工，該工藝施工過(guò)程復(fù)雜、造價(jià)高，且后期粧體施工難度較大。
[0004]目前，已有一種基于老舊地下室外墻結(jié)構(gòu)的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及其支護(hù)方法，該基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)包括原有結(jié)構(gòu)外墻和位于原有結(jié)構(gòu)外墻下的土基；所述原有結(jié)構(gòu)外墻上設(shè)置有錨索；所述土基內(nèi)設(shè)置有按照一定間距排列的多根混凝土工字鋼暗柱，并且混凝土工字鋼暗柱中的暗柱工字鋼的頂部與原有結(jié)構(gòu)外墻底部的鋼筋焊接連接，所述混凝土工字鋼暗柱之間的土基上還設(shè)有錨索、鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土護(hù)壁，混凝土工字鋼暗柱、錨索、鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土護(hù)壁組成下部新建支護(hù)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)雖已涉及到既有基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)利用問(wèn)題，但該結(jié)構(gòu)未考慮對(duì)原支護(hù)結(jié)構(gòu)的勁芯補(bǔ)長(zhǎng)，難以滿足基坑深度加大的要求。
[0005]綜上所述，目前工程中對(duì)既有建筑粧通常采用挖除替換新灌注粧的方法，該方法雖可在適宜的工程背景下取得較好的工程效益，但尚存一定不足，主要體現(xiàn)在如下幾方面:灌注粧挖除工程量大，影響建筑施工工期；灌注粧挖除過(guò)程中易引發(fā)穩(wěn)定性事故，影響臨近建筑安全；灌注粧替換造價(jià)高、施工難度大、浪費(fèi)建筑材料。
[0006]鑒于此，為降低工程造價(jià)、增強(qiáng)基坑的穩(wěn)定性、充分利用既有灌注粧的承載性能，目前亟需發(fā)明一種既可保證基坑支護(hù)強(qiáng)度，又可充分利用既有粧體承載能力的新型既有大直徑灌注粧勁芯增長(zhǎng)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及施工方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種既可保證基坑支護(hù)強(qiáng)度、又可充分利用既有粧體承載能力的既有大直徑灌注粧勁芯增長(zhǎng)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，它不但可以有效補(bǔ)長(zhǎng)既有灌注粧，實(shí)現(xiàn)既有灌注粧的留用，而且可以增強(qiáng)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性和抗側(cè)向變形的能力。
[0008]本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種既有大直徑灌注粧勁芯增長(zhǎng)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法。
[0009]本發(fā)明的第一個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種既有大直徑灌注粧勁芯增長(zhǎng)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，特征是:在灌注粧的中心引孔內(nèi)植入帶側(cè)壁凹槽的異型鋼管，在異型鋼管的中間插有型鋼，在異型鋼管的頂部設(shè)置有預(yù)留連接孔，在異型鋼管的底部設(shè)置有預(yù)制粧尖，在異型鋼管的管腔內(nèi)填充有高強(qiáng)度自密實(shí)混凝土，在異型鋼管的側(cè)壁凹槽內(nèi)沿豎向開設(shè)有若干個(gè)漿液滲透連接孔；在異型鋼管的側(cè)壁凹槽內(nèi)沿豎向鋪設(shè)有后壓漿管，在異型鋼管的外側(cè)空隙填充有鋼管外側(cè)后注漿體；在灌注粧的頂部設(shè)置有粧頂承臺(tái)梁，在粧頂承臺(tái)梁內(nèi)、灌注粧的兩側(cè)對(duì)稱各設(shè)有一個(gè)預(yù)成孔管，預(yù)成孔管的直徑大于橫向拉結(jié)筋的直徑，橫向拉結(jié)筋穿過(guò)預(yù)成孔管，粧頂承臺(tái)梁內(nèi)的承臺(tái)梁縱筋穿過(guò)異型鋼管頂部的預(yù)留連接孔；在灌注粧的底端部設(shè)置有粧底擴(kuò)大端頭。
[0010]異型鋼管為預(yù)制構(gòu)件，由2?4塊圓弧形鋼板與同數(shù)量的“”形鋼板沿環(huán)向?qū)ΨQ焊接而成，其中“ ”形鋼板設(shè)于相鄰圓弧形鋼板之間。
[0011]漿液滲透連接孔呈圓形，且在異型鋼管的上部較稀疏，下部較密集。
[0012]型鋼的高度方向平行于基坑的坑壁方向，在型鋼與異型鋼管之間沿豎向設(shè)置有型鋼限位鋼板，型鋼的底部與預(yù)制粧尖的頂部通過(guò)預(yù)留連接鋼板連接。
[0013]預(yù)制粧尖呈圓臺(tái)形，連接鋼板的下端焊接在預(yù)制粧尖的粧尖頂部中間，在預(yù)制粧尖的粧尖頂部一側(cè)焊接有尺寸略大于異型鋼管的同形狀異型鋼管連接段，在預(yù)制粧尖的粧尖頂部另一側(cè)焊接有與后壓漿管下端連接的粧尖連接管；粧尖連接管下部管段為鋼管。
[0014]高強(qiáng)度混凝土采用強(qiáng)度等級(jí)不低于C40的自密實(shí)混凝土，高強(qiáng)度混凝土的漿液通過(guò)異型鋼管的側(cè)壁凹槽上的漿液滲透孔滲入進(jìn)異型鋼管與大直徑灌注粧之間的空隙內(nèi)。
[0015]后壓漿管沿豎向鋪設(shè)于異型鋼管的外側(cè)壁凹槽內(nèi)，底部與預(yù)制粧尖頂部的后壓漿管連接管連接，并在后壓漿管的底部設(shè)置有輔助提升用的牽引繩。
[0016]橫向拉結(jié)筋根據(jù)地質(zhì)情況選用全粘結(jié)錨桿或預(yù)應(yīng)力錨桿或預(yù)應(yīng)力錨索。
[0017]粧頂承臺(tái)梁采用鋼筋混凝土材料，在橫向拉結(jié)筋的對(duì)應(yīng)位置埋設(shè)預(yù)成孔管，預(yù)成孔管直徑大于橫向拉結(jié)筋成孔直徑。
[0018]粧底擴(kuò)大端頭通過(guò)異型鋼管的外側(cè)壁凹槽內(nèi)的后壓漿管向異型鋼管外側(cè)和下部土體內(nèi)壓楽.形成。
[0019]本發(fā)明的第二個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種既有大直徑灌注粧勁芯增長(zhǎng)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于:包括以下施工步驟:
(1)鉆機(jī)就位:根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將大直徑引孔鉆機(jī)移至預(yù)鉆孔的既有灌注粧頂部，并用水平尺校準(zhǔn)鉆機(jī)水平，用經(jīng)瑋儀或全站儀校準(zhǔn)鉆桿豎直；
(2)鉆機(jī)引孔:鉆機(jī)就位穩(wěn)定后，進(jìn)行豎向引孔，引孔過(guò)程中不斷校準(zhǔn)鉆機(jī)的豎直度，鉆機(jī)循環(huán)水的壓力不宜過(guò)大，循環(huán)水采用清水，嚴(yán)格控制泥沙含量；
(3)異型鋼管預(yù)制:根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸要求將相同數(shù)量的圓弧形鋼板和“”形鋼板沿環(huán)向?qū)ΨQ焊接成圓柱形，構(gòu)成異型鋼管；
(4)沉管構(gòu)件組裝:先將型鋼與預(yù)制粧尖頂部的連接鋼板焊接連接；再?gòu)男弯摰捻敳刻兹氘愋弯摴?，并將異型鋼管插入預(yù)制粧尖頂部的異型鋼管連接段內(nèi)，再焊接牢固；在型鋼限位鋼板與型鋼、異型鋼管的相接處采用焊接連接；向異型鋼管的外側(cè)凹槽內(nèi)鋪設(shè)后壓漿管，后壓漿管的底部與預(yù)制粧尖頂部的連接管連接，后壓漿管的底部設(shè)有牽引繩； (5)異型鋼管沉管:采用起吊裝置將裝配好的異型鋼管連同預(yù)制粧尖、后注漿管一同沉入鉆孔內(nèi)，沉管過(guò)程中應(yīng)確保異型鋼管的中心與灌注粧的軸線重合；
(6)高強(qiáng)度混凝土澆筑:異型鋼管沉至設(shè)計(jì)深度后，向異型鋼管的管腔內(nèi)填充高強(qiáng)度自密實(shí)混凝土，并進(jìn)行輔助振搗密實(shí)，高強(qiáng)度自密實(shí)混凝土澆筑至粧頂承臺(tái)梁的底面高程處；
(7)后壓漿管壓漿:高強(qiáng)度自密實(shí)混凝土澆筑完成后，先通過(guò)后壓漿管及粧尖連接管向粧尖底部壓漿形成粧底擴(kuò)大端頭；再上拉后壓漿管使其與預(yù)制粧尖頂部的粧尖連接管斷開；同時(shí)對(duì)異型鋼管外側(cè)的所有后壓漿管壓漿，并勻速提升后壓漿管至粧頂承臺(tái)梁底面高程，形成鋼管外側(cè)后注漿體；
(8)既有灌注粧頂部混凝土鑿除:待高強(qiáng)度自密實(shí)混凝土的強(qiáng)度滿足要求后，根據(jù)粧頂承臺(tái)梁的高度，將灌注粧頂部一定高度的混凝土鑿除，并露出異型鋼管頂部的預(yù)留連接孔；
(9)粧頂承臺(tái)梁施工:將粧頂承臺(tái)梁的承臺(tái)梁縱筋穿過(guò)預(yù)留連接孔并焊接連接，布設(shè)箍筋，支設(shè)模板，安裝預(yù)成孔管，并澆筑承臺(tái)梁的混凝土 ；
(10)橫向拉結(jié)筋布設(shè):待混凝土的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求后，按設(shè)計(jì)要求開挖基坑，開挖深度1.5m左右后，利用風(fēng)鉆進(jìn)行橫向引孔；再根據(jù)設(shè)計(jì)要求植入橫向拉結(jié)筋并進(jìn)行注漿。
[0020](11)進(jìn)行后續(xù)基坑工程施工。
[0021]當(dāng)引孔深度超過(guò)既有灌注粧粧長(zhǎng)后，鉆機(jī)循環(huán)水壓力根據(jù)地層情況適當(dāng)加大。
[0022]當(dāng)采用作為橫向拉結(jié)筋的預(yù)應(yīng)力錨桿或墻后土體的強(qiáng)度過(guò)低時(shí)，可根據(jù)需要在預(yù)應(yīng)力錨桿的錨固段內(nèi)設(shè)置水泥土反力段，水泥土反力段通過(guò)在基坑外側(cè)土體內(nèi)鉆孔壓漿形成，待水泥土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再進(jìn)行橫向引孔。
[0023]本發(fā)明具有以下特點(diǎn):
(1)在既有灌注粧內(nèi)部引孔植入勁芯異型鋼管，在異型鋼管內(nèi)設(shè)置一定長(zhǎng)度的型鋼并灌注高強(qiáng)度混凝土，這樣既可發(fā)揮既有灌注粧的