一种排桩锚拉水泥土桩连续墙支护结构及其施工工艺的制作方法

本发明涉及基坑支护技术领域，具体涉及一种排桩锚拉水泥土桩连续墙支护结构及其施工工艺。

背景技术：

当基坑较深，周边地下空间狭窄如周边存在地下室、地铁隧道等时，可采用的支护方案有：排桩+大角度预应力锚杆支护、排桩内支撑支护、连续墙内支撑支护。

其中，排桩+大角度预应力锚杆支护为使锚杆避开临近建筑、构筑物，采用了大角度锚杆，该种支护形式的锚杆轴力较大，长度较长，锚杆对平衡水平方向土压力的贡献较小，造成较大浪费。

排桩或连续墙内支撑支护施工难度高，造价高，且对施工工期影响较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种排桩锚拉水泥土桩连续墙支护结构，同时提供其施工工艺是本发明的又一发明目的。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种排桩锚拉水泥土桩连续墙支护结构，包括混凝土面层、排桩、全长粘结锚杆和单排或多排水泥土桩连续墙，所述混凝土面层沿基坑侧壁设置，所述排桩靠近混凝土面层设置在基坑侧壁内；所述全长粘结锚杆设置于排桩之间，全长粘结锚杆的前端通过锚板和预应力锁定装置固定在混凝土面层，全长粘结锚杆的尾端向下倾斜插入水泥土桩连续墙内。所述全长粘结锚杆排数根据基坑深度以及地质条件计算确定。

所述混凝土面层的厚度不小于100mm，且内配双向钢筋网。

所述全长粘结锚杆的端部设置位于混凝土面层的双向加强筋。

所述水泥土桩连续墙为咬合型高压旋喷桩、水泥土搅拌桩或水泥土灌注桩。

所述全长粘结锚杆在水泥土桩墙上的锚固位置位于基坑外侧稳定土层范围内。

所述的排桩锚拉水泥土桩连续墙支护结构的施工工艺，包括以下步骤：

1）施工排桩、水泥土桩连续墙；

2）开挖一层土方；

3）施工一排全长粘结锚杆；全长粘结锚杆尾端锚入水泥土桩连续墙内；

4）重复步骤2）和3），直至开挖至基底。

水泥土桩连续墙强度不应小于5MPa。

本支护结构是由排桩、单排或多排水泥土桩连续墙、通过设置在排桩内侧的混凝土面层、全长粘结锚杆进行拉结后形成“梯形”剖面支护结构。水泥土桩连续墙一般设置于假定破裂面以外，全长粘结锚杆尾端锚固于水泥土桩墙内，该支护结构特别适合深度在15m左右，周边地下空间狭窄如周边存在地下室、地铁隧道等的基坑工程。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、现有桩锚结构中锚杆为有自由段的预应力锚杆，锚杆受力最大处位于自由段一端，故桩锚结构端部需要单独设置腰梁结构作为排桩和锚杆间的传力结构；本支护结构中，采用全长粘结锚杆，受力机制类似于土钉，轴力沿长度方向“两端小，中间大”，因而支护结构中的锚杆端部轴力较小，仅设置较小的锚板并结合混凝土面层即可达到传力作用；

2、排桩桩径和配筋较桩锚结构较小。由于本支护结构中锚杆端部受力较小，根据排桩-锚杆计算模型，支点力（锚杆端部轴力）变小时，排桩的最大弯矩将减小，故排桩配筋和直径随之减小；

3、排桩复合全长粘结锚杆支护结构受力机理与排桩复合土钉支护结构类似，需要设置多排锚杆结构，与普通桩锚结构相比，锚杆排数增多，但长度和直径较小；

4、普通桩锚结构锚杆锚固于基坑外侧稳定土体内，故长度较长，本发明锚杆锚固于水泥土桩墙内，水泥土桩墙可提供较大且较为稳定的侧阻力，因而，锚杆长度可大大减短。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为全长粘结锚杆及其端部的结构示意图。

图3为混凝土面层配筋的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

基坑深度15m，基坑外侧存在有2层地下室6。设计采用排桩锚拉水泥土桩连续墙支护结构，如图1、2、3所示，包括混凝土面层3、排桩1、全长粘结锚杆2和单排或多排水泥土桩连续墙5，所述混凝土面层3沿基坑侧壁设置，混凝土面层3厚度100mm，内配双向A8钢筋8，间距200mm，所述排桩1为混凝土排桩1，靠近混凝土面层3设置在基坑侧壁内，排桩1直径800mm，桩长25m，间距1.5m；排桩与水泥土桩连续墙5轴心间距7.5m。

所述全长粘结锚杆2，竖向设置4排，长度均为8m，直径150mm，倾角15°，每排全长粘结锚杆2间隔设置，间距1.5m；全长粘结锚杆2的配筋均为1根直径25mm的普通螺纹钢筋，注浆材料为素水泥浆，并采用二次注浆工艺；所述全长粘结锚杆2的前端通过锚板4和预应力锁定装置7固定在混凝土面层3，全长粘结锚杆2的尾端向下倾斜插入水泥土桩连续墙5内；所述全长粘结锚杆在水泥土桩墙上的锚固位置位于基坑外侧稳定土层范围内。

所述水泥土桩连续墙5，为双排D500高压旋喷桩，桩间咬合150mm，桩长18m；所述锚板4，尺寸为200×200mm，厚度20mm；所述全长粘结锚杆2的端部设置位于混凝土面层3的纵向及横向各2根B14加强筋9。

上述支护结构的施工工艺，包括以下步骤：

1）施工排桩1、水泥土连续桩墙5，所述水泥土连续桩墙5为高压旋喷桩；

在基坑开挖前施工排桩1和高压旋喷桩，为减少桩施工对周边环境的影响，两种桩型施工时间应错开。所述高压旋喷桩单根水泥用量160kg/m，水灰比依据土层实验结果确定，也可取0.8～1.0，保证高压旋喷桩强度不应小于5MPa。当排桩混凝土达到设计强度后破掉局部桩头，施工桩顶冠梁，冠梁混凝土强度C30，尺寸为900mm×500mm。冠梁作用主要为增强排桩的整体性，不是主要受力构件。

2）开挖一层土方；

当冠梁施工完成且达到设计强度后，开挖基坑上层土方，开挖面标高控制在第一排全长粘结锚杆2锚头位置以下500mm，为锚杆施工提供条件。

开挖土方后及时喷射混凝土面层，混凝土面层厚度100mm，应分2层进行喷射，面层内配钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设，铺设完成后喷射第2层混凝土。

3）施工一排全长粘结锚杆2；全长粘结锚杆2尾端锚入水泥土连续墙内；

全长粘结锚杆孔径150mm，施工采用二次压力注浆技术，施工前预设二次注浆管，注浆孔应有逆止装置。注浆材料为素水泥浆，水泥采用P.O42.5级，水灰比为0.5，水泥用量不少于50kg/m。二次压力注浆注浆时间应在第一次灌注的水泥浆初凝后即刻进行，注浆压力不小于2MPa。

预应力锚杆张拉应在锚杆锚固体强度达到15MPa或设计强度的75%后方可进行张拉锁定。张拉终止值为承载力设计值，后退至锁定设计值锁定，张拉应分级张拉。锁定后48h内，应力损失超过10％时应进行补偿张拉。锚杆端部设置锚板、锚具，锚杆通过锚具锁定于锚板上，锚板紧贴于混凝土面层上。

4）重复步骤2）和3），直至开挖至基底。

每层土方开挖应在上一排锚杆锚固体强度和混凝土面层强度达到设计要求后进行，且开挖深度不应超过本层锚杆位置以下500mm。