一種基坑復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基坑復(fù)合的土釘支護(hù)和錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法，用于在各種基坑、邊坡和地下工程的加固與支護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在基坑、邊坡和地下工程的加固與支護(hù)技術(shù)中，土釘支護(hù)技術(shù)應(yīng)用極其廣泛，但由于土釘支護(hù)基坑存在變形大的嚴(yán)重問題，其工程應(yīng)用受到一定的限制。為了解決土釘支護(hù)基坑變形大的工程問題，實(shí)際工程中多采用預(yù)應(yīng)力錨桿與土釘相結(jié)合的施工措施，通過對錨桿施加預(yù)應(yīng)力來控制基坑變形，設(shè)計(jì)時(shí)按土釘與錨桿協(xié)同受力共同保證基坑的整體安全。但由此產(chǎn)生了新的四大致命缺陷:
(I)傳統(tǒng)土釘多采用將釘頭與加強(qiáng)連接筋焊接或在釘頭下焊接井字架鋼筋，因此無法對土釘施加預(yù)應(yīng)力，土釘只能被動受力，由此導(dǎo)致基坑地表豎向沉降和水平變形都很大，容易導(dǎo)致基坑周邊管網(wǎng)或建筑物開裂。
[0003](2)由于釘頭與面層鋼筋網(wǎng)連接處比較薄弱，土釘受力過大時(shí)，釘頭容易在噴射混凝土面層中發(fā)生“刺穿”破壞，導(dǎo)致土釘承載力失效。
[0004](3) 土釘和錨桿聯(lián)合支護(hù)時(shí)，一般在錨頭部安裝一槽鋼，將其腹板緊貼面層混凝土，并在對應(yīng)錨頭處的腹板位置開孔以便錨桿能穿過槽鋼進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉和鎖定。一方面由于所安裝槽鋼剛度較小，容易發(fā)生屈曲破壞。另一方面，由于錨桿受力一般較大，槽鋼腹板較薄，極易在腹板鉆孔處產(chǎn)生沖切破壞而拉穿腹板，直接導(dǎo)致錨桿錨固力失效，繼而發(fā)生基坑坍塌事故。
[0005](4) 土釘屬于被動支護(hù)技術(shù)，即只有基坑發(fā)生變形，土釘才開始被動受力發(fā)揮作用。而預(yù)應(yīng)力錨桿屬于主動支護(hù)技術(shù)，即對錨桿施加預(yù)應(yīng)力后，能在基坑側(cè)壁下一定范圍土體內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)力區(qū)，使土體處于主動受壓狀態(tài)，基坑側(cè)壁變形大大減小。由于土釘需要基坑產(chǎn)生變形才能發(fā)揮作用，而預(yù)應(yīng)力錨桿的目的在于減小甚至消除基坑變形，由此導(dǎo)致土釘和預(yù)應(yīng)力錨桿的受力不協(xié)調(diào)，二者的承載力不能同時(shí)得到充分發(fā)揮。往往導(dǎo)致的現(xiàn)象是預(yù)應(yīng)力錨桿先受力失效破壞，隨后土釘由于無法單獨(dú)支撐基坑穩(wěn)定繼而失效破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種全新的基坑復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)。基于上述原因，本發(fā)明提供了一種基坑復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)，能很好地實(shí)現(xiàn)錨桿和土釘協(xié)同工作，同步共同發(fā)揮各自承載力，保證基坑的整體穩(wěn)定與安全。
[0007]本發(fā)明的一種基坑復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)，有固定在基坑壁土釘鉆孔中的土釘，固定在基坑壁錨桿鉆孔中的錨桿，在基坑壁的表面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)噴射混凝土構(gòu)成的擋土面層；土釘在一層中為間隔設(shè)置，錨桿在另一層中為間隔設(shè)置；在土釘釘頭下方和鋼筋網(wǎng)之間安裝有釘下承載結(jié)構(gòu)，釘下承載結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在鋼筋網(wǎng)上的兩根并列的槽鋼、放置在兩根并列的槽鋼中間上面的墊板，將兩根并列槽鋼連為整體的連接鋼筋，墊板中部帶有的連接孔；土釘釘頭穿過墊板的連接孔，土釘釘頭為螺桿并配有螺母，土釘施加有其軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值20-30%的微預(yù)應(yīng)力，并由螺母將土釘鎖定在釘下承載結(jié)構(gòu)上；在錨頭下方和鋼筋網(wǎng)之間安裝有錨下承載結(jié)構(gòu)，錨下承載結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在鋼筋網(wǎng)上的兩根并列的槽鋼，放置在兩根并列的槽鋼中間上面的墊板，將兩根并列的槽鋼連接為整體的水平綴板，每根槽鋼翼緣之間設(shè)置的加勁肋，置于墊板上的斜墊板，斜墊板、墊板中部帶有連接孔；錨頭穿過斜墊板、墊板的連接孔，錨頭為螺桿并配有螺母，錨桿施加有其軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值50%的低預(yù)應(yīng)力，并用螺母將錨桿鎖定在錨下承載結(jié)構(gòu)上。
[0008]優(yōu)選每層土釘在同一層按一定間距設(shè)置，每層錨桿在同一層按一定間距設(shè)置，土釘、錨桿在豎向按層交錯布置。
[0009]所述土釘由桿體及釘頭焊接構(gòu)成，桿體由鋼筋或空心鋼管制成。
[0010]本發(fā)明所述的一種基坑復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)，最好是錨下承載結(jié)構(gòu)中的槽鋼翼緣內(nèi)填充有混凝土并與擋土面層的混凝土連為一體，釘下承載結(jié)構(gòu)中的槽鋼翼緣內(nèi)填充有混凝土并與擋土面層的混凝土連為一體，更能發(fā)揮整體穩(wěn)定支護(hù)的協(xié)同作用。
[0011]所述釘下承載結(jié)構(gòu)之間的槽鋼在水平方向通長連接，或者斷開在水平方向或垂直方向單獨(dú)安裝。
[0012]所述錨下承載結(jié)構(gòu)之間的槽鋼在水平方向通長連接，或者斷開在水平方向或垂直方向單獨(dú)安裝。
[0013]最好在每根槽鋼翼緣之間設(shè)置加勁肋，防止槽鋼翼緣懸空端較大的變形，近一步增加穩(wěn)定性。
[0014]本發(fā)明的一種基坑復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)和錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)都設(shè)置了承載結(jié)構(gòu)，分為釘下承載結(jié)構(gòu)和錨下承載結(jié)構(gòu):
A.釘下承載結(jié)構(gòu)包含兩根并列的槽鋼、放置在兩根并列的槽鋼中間上面的墊板、將兩根并列槽鋼連為整體的連接鋼筋。墊板中部帶有連接孔，土釘釘頭穿過墊板的連接孔。其中土釘由桿體和釘頭組成，桿體為鋼筋或空心鋼管，釘頭為螺桿并配有螺母。釘下承載結(jié)構(gòu)之間的槽鋼水平通長連接或斷開單獨(dú)安裝；
B.錨下承載結(jié)構(gòu)包含兩根并列的槽鋼、放置在兩根并列的槽鋼中間上面的墊板、將兩根并列槽鋼連接為整體的水平綴板、在每根槽鋼翼緣之間設(shè)置的加勁肋、在墊板上安裝的斜墊板。錨下承載結(jié)構(gòu)之間的槽鋼水平通長連接或斷開單獨(dú)安裝。
[0015]所述錨頭當(dāng)桿體由鋼筋制成時(shí)，錨頭由螺絲桿和螺母制成；當(dāng)桿體由鋼絞線制成時(shí)，錨頭由卡具制成。螺母和卡具是平行的兩個概念，統(tǒng)稱為錨具。
[0016]所述混凝土面層的下端安裝泄水孔。
[0017]一種基坑復(fù)合土釘支護(hù)方法，分為土釘支護(hù)施工過程和錨桿支護(hù)施工過程:
A.土釘支護(hù)施工過程:基坑向下開挖1-2米深，采用鉆孔機(jī)朝迎土面斜向下鉆孔；在鉆孔中放入土釘，然后向鉆孔中灌漿；在基坑壁的表面鋪設(shè)面層鋼筋網(wǎng)片；噴射混凝土至覆蓋面層鋼筋網(wǎng)；在土釘釘頭下方和鋼筋網(wǎng)之間安裝釘下承載結(jié)構(gòu)，當(dāng)鉆孔中的灌漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以上后，對土釘施加其軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值20— 30%微預(yù)應(yīng)力，并用螺母鎖定；噴射混凝土面層形成擋土面層，完成一層土釘支護(hù)；
B.錨桿支護(hù)施工過程:基坑向下開挖2-3米深，采用鉆孔機(jī)朝迎土面斜向下鉆孔；在孔中放入錨桿，然后向孔中灌漿；在基坑壁的表面鋪設(shè)面層鋼筋網(wǎng)；噴射混凝土至覆蓋面層鋼筋網(wǎng)，在錨桿錨頭下方和鋼筋網(wǎng)之間安裝錨下承載結(jié)構(gòu)，當(dāng)鉆孔中的灌漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以上后，對錨桿施加其軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值50%的低預(yù)應(yīng)力，并用螺母鎖定；噴射混凝土面層形成擋土面層，完成一層錨桿支護(hù)；
C.重復(fù)上述土釘支護(hù)施工過程或錨桿支護(hù)施工過程，直至基坑底部，完成整個基坑支護(hù)施工。
[0018]所述錨下承載結(jié)構(gòu)和釘下承載結(jié)構(gòu)中的槽鋼翼緣內(nèi)填充混凝土并與擋土面層的混凝土連為一體，更能發(fā)揮整體穩(wěn)定支護(hù)的協(xié)同作用。
[0019]所述釘下承載結(jié)構(gòu)之間的槽鋼在水平方向通長連接，或者斷開在水平方向或垂直方向單獨(dú)安裝。
[0020]所述錨下承載結(jié)構(gòu)之間的槽鋼在水平方向通長連接，或者斷開在水平方向或垂直方向單獨(dú)安裝。
[0021]所述土釘支護(hù)施工過程和錨桿支護(hù)施工過程，可以按層交錯施工；也可以任意施工一層或兩層以上土釘支護(hù)施工過程，再施工一層或兩層以上錨桿支護(hù)施工過程，還可交替施工。優(yōu)選交錯施工。這樣形成的基坑復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)，就構(gòu)成了一層或兩層以上土釘間隔設(shè)置和另一層或兩層以上錨桿間隔設(shè)置，沿上下交替分布。這更有利根據(jù)不同的地理?xiàng)l件實(shí)施不同協(xié)同穩(wěn)定的支護(hù)結(jié)構(gòu)。所述土釘最好由桿體及釘頭焊接構(gòu)成，桿體由鋼筋或空心鋼管制成。
[0022]本方法中對土釘施加其軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值20— 30%的微預(yù)應(yīng)力，張拉后用螺母將土釘鎖定在釘下承載結(jié)構(gòu)上；對錨桿施加錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值50%的低預(yù)應(yīng)力，張拉后用螺母將錨桿鎖定在錨下承載結(jié)構(gòu)上。這樣就可以形成本發(fā)明所述的一種基坑復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)為微預(yù)應(yīng)力土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)與低