深基坑PRC管桩装配式支护方法与流程

本发明涉及深基坑支护工程领域，具体涉及一种深基坑prc管桩装配式支护方法。

背景技术：

目前，在城市高层、超高层建筑和地下空间的开发施工中，深基坑开挖支护是其中一项必不可少的重要施工方式。而钻孔灌注桩排桩支护由于抗侧刚度大，抗弯能力强，变形相对较小，有利于保护周围建筑和市政设施安全，成为常用的深基坑排桩支护形式。但是，在当下市政工程施工中往往会面临文明施工环境要求高以及施工工期紧的施工限制，而灌注桩排桩支护由于施工时易造成施工现场泥浆横流的现象，且施工周期长，影响市政工地整体的文明形象和施工工期，故灌注桩排桩支护在现有的工程使用中受到很多的限制和制约。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有钻孔灌注桩排桩支护技术中存在现场泥浆横流及施工周期长的问题而提供一种深基坑prc管桩装配式支护方法，该支护方法机械化施工程度高，加快施工进度，缩减基坑支护施工周期，并且无需泥浆护壁，不会产生泥浆污染。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种深基坑prc管桩装配式支护方法，该支护方法包括如下步骤：

步骤01）施工准备：对施工场地进行场地平整，布置测量控制网，精准确定桩位，打桩时根据放出的桩位点把桩机就位，桩位偏差不大于50mm；

步骤02）prc管桩支护施工，包括：

a.钻机就位：长螺旋转机就位，使钻杆垂直对准桩位中心，确保桩垂直度偏差不大于1%；

b.钻进成孔：钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达钻进，先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正；

c.植桩：桩孔施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放管桩，管桩采用一节管桩，管桩插入桩位后，先插入1.5～2m，再使桩垂直稳定，桩插入时垂直度偏差不得超过0.5%，在稳桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正，最后采用振动打桩机将管桩振动至设计标高；

步骤03）格构柱、立柱桩施工；

步骤04）首道型钢支撑系统施工，包括：

a.土方开挖，喷护至原地面，格构柱处安装双拼槽钢系梁；

b.采用矩形长条钢板分别与管桩顶部端板焊接形成l型，代替圈梁将prc排桩连接形成整体；

c.第一层h型钢支撑主要由主支撑、分支撑、组合型钢牛腿组成，主支撑和分支撑焊接形成稳定三角框架，通过端部组合型钢牛腿与l型钢板圈梁焊接，形成首道支撑体系；

步骤05）第二道钢支撑系统施工：钢支撑采用钢管制成，钢围檩采用双拼型钢制成，在基坑两侧围护桩上设膨胀螺栓固定角钢牛腿支架，架设钢围檩。

步骤02）中现场控制采用在钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度，也可采用钻机自带垂直度调整器控制钻杆垂直度，每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查。满足要求后，方可开钻。

步骤02）中钻进成孔过程中，发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏，根据钻机塔身上的进尺标记，成孔到达设计标高时，停止钻进。

步骤02）中植桩过程中单桩用垂球双向校正，桩在插入前，在桩的侧面设置标尺，便于在施工中观测、记录，桩插入一定深度发生严重倾斜时，不能采用硬扳方法来校正。

立柱桩施工数量较少，采用灌注桩，与管桩同步施工，具体施工过程：定位→埋设护筒→钻孔→清孔→下放钢筋笼→固定安放格构柱→下导管→二次清孔→测孔深→安放隔水球→灌注砼→钻机移位。

步骤05）中钢支撑结构采用一个固定端、一个活动端及中间多节不同长度的钢管通过法兰盘连接而成，同时配备部分长度不同的短节钢管，以适应基坑断面宽度变化及斜撑长度要求。

步骤05）中钢支撑架设的时间、位置及预应力的大小直接关系到深基坑稳定，当土方竖向开挖至钢支撑位置下50~80cm时，架设该道钢支撑并按规定施加预应力，使围护结构提前接受支撑反力作用，减少围护结构的变形。

与现有灌注桩支护技术相比，本发明的技术方案产生的技术效果如下：本发明的prc管桩装配式支护方法，具有机械化施工程度高、施工速度快、现场整洁、工期短、质量可靠、成桩美观及经济效益好的有益效果。与传统的灌注桩支护相比，采用prc管桩作为支护桩及首道h型钢支撑代替传统砼支撑的方法，具有施工效率高和环境保护好的优点，对缩短基坑施工工期、降低造价极为有益。

本发明的深基坑prc管桩装配式支护方法解决了灌注桩排桩支护施工时存在的泥浆污染以及施工周期缓慢的不足，该支护方法应用时能够满足深基坑支护所需的抗侧刚度和抗弯强度，无需泥浆护壁，不会产生泥浆污染，同时型钢标准构件支撑形式的使用，不仅可以满足文明施工的环境要求，施工周期缩短，并且prc管桩材料造价相对较低，节约工程成本。

附图说明

图1为本发明的施工流程图。

图2为本发明基坑横断面示意图。

图3为图2中a处的局部主视结构放大图。

图4为图2中a处的局部俯视结构示意图。

图5为图2中a处的局部仰视结构示意图。

图中标注为：1、型钢牛腿；2、主支撑；3、槽钢系梁；4、第二道钢支撑；5、钢围檩；6、管桩喷护面；7、格构柱；8、prc管桩；9、立柱桩；10、管桩端板；11、三角形钢板；12、型钢；13、l型钢板；14、分支撑；15、斜向肋板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明的技术方案作进一步的阐述和说明。

一种深基坑prc管桩装配式支护方法，如图1、2、3、4、5所示，本实施例中基坑支护桩为prc管桩8，首道支撑形式为h400×400×13×21型钢。其中，首道h400×400×13×21型钢主支撑2与prc管桩通过型钢牛腿1进行连接，在格构柱7部位通过双拼40a槽钢槽钢系梁3相连；第二道钢支撑4通过钢围檩5作用于prc管桩8上，钢围檩紧贴管桩喷护面6。型钢牛腿由三块450×450×20三角形钢板11和h390×300×10×16型钢12组成，型钢牛腿通过l型钢板13与管桩端板10焊接，作为h400×400×13×21型钢支撑与prc管桩的连接支撑点。h400×400×13×21型钢支撑与两道h400×200×8×13型钢分支撑14通过斜向肋板15焊接组成稳定三角形式。其中，分支撑架设在型钢牛腿上，并焊接于端板10顶部的l型钢板上，主支撑则通过h390×300×10×16型钢与l型钢板焊接。

本实施例的支护方法主要包括如下步骤：

步骤01）施工准备阶段：对施工场地进行场地平整，布置测控网，精准确定桩位。打桩时根据放出的桩位点把桩机就位，打桩应桩位准确、桩身垂直，桩位偏差不大于50mm。

步骤02）prc管桩支护施工，包括：

a.钻机就位：长螺旋转机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心，确保桩垂直度容许偏差不大于1%。现场控制采用在钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度，也可采用钻机自带垂直度调整器控制钻杆垂直度；每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查。满足要求后，方可开钻；

b.钻进成孔：钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达钻进，先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。在成孔过程中发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏。根据钻机塔身上的进尺标记，成孔到达设计标高时，停止钻进。

c.植桩：prc管桩从管桩厂运输至现场后，根据现场情况进行堆放，并对进场的预制管桩全数进行外观质量的检查，对不符合要求的管桩不予接收；

桩孔施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放管桩，管桩采用一节管桩，管桩插入桩位后，先插入一定深度，再使桩垂直稳定，单桩用垂球双向校正，桩插入时垂直度偏差不得超过0.5%。桩在插入前，在桩的侧面设置标尺，便于在施工中观测、记录，在稳桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正，桩插入一定深度发生严重倾斜时，不宜采用硬扳方法来校正；最后采用振动打桩机将管桩振动至设计标高。

步骤03）格构柱及格构柱立柱桩施工：

格构柱立柱桩施工数量较少，仍采用灌注桩，可与管桩同步施工。具体施工过程：定位→埋设护筒→钻孔→清孔→下放钢筋笼→固定安放格构柱→下导管→二次清孔→测孔深→安放隔水球→灌注砼→钻机移位。立柱桩由于数量较少，产生的泥浆很少，对施工周围环境影响不大，且数量较少不会影响施工周期。

步骤04）首道型钢支撑系统施工，包括：

a.土方开挖，喷护至地面以下1.3m，格构柱处安装双拼40a槽钢系梁；

b.采用宽度为500mm，厚度20mm的矩形长条钢板分别与管桩顶部端板焊接形成l型钢板，代替圈梁将prc排桩连接形成整体；

c.第一层h型钢支撑主要由主支撑h400×400×12×21、分支撑h400×200×8×13、组合型钢牛腿组成，主支撑和分支撑焊接形成稳定三角框架，通过端部组合型钢牛腿与l型钢板圈梁焊接，形成首道支撑体系。

步骤05）第二道钢支撑系统施工：

钢支撑采用φ609×16mm钢管，标准段横撑水平间距为3.6m；钢围檩采用h400×200×8×13双拼型钢；在基坑两侧围护桩上设膨胀螺栓固定角钢牛腿支架，牛腿间距视围护桩间距确定，架设钢围檩。

钢支撑结构设计采用一个固定端、一个活动端及中间多节不同长度的钢管通过法兰盘连接而成，分节长度根据具体情况确定，同时配备部分长度不同的短节钢管，以适应基坑断面宽度变化及斜撑长度要求；钢支撑在工厂分节加工，采用平板拖车运至施工现场，现场拼接。

钢支撑架设的时间、位置及预应力的大小直接关系到深基坑稳定；当土方竖向开挖至钢支撑位置下50cm左右时，要及时架设该道钢支撑并按规定施加预应力，使围护结构提前接受支撑反力作用，减少围护结构的变形。

本实施例prc管桩为成品桩，有着更高的抗弯和抗剪能力，运至现场后可直接使用，占地面积小，便于市政狭小场地施工。此外，管桩的施工进度快，所需机械设备少，且无须泥浆护壁，在加快施工进度的同时，解决了灌注桩泥浆四溢、外排的问题，保证了施工场地的整洁。而h型钢标准支撑构件的使用，不仅可以增加支撑材料的重复使用率，而且装配更加简便、快速，减少基坑支护施工时间，缩短基坑支护开挖占用工期，进而缩短整个工程的施工工期，创造巨大的工期价值。