一种基坑无支撑预制支护桩单排施工方法及中置式斜桩压桩机与流程

本发明涉及液压压桩机技术领域，特别涉及一种基坑无支撑预制支护桩单排施工方法及中置式斜桩压桩机。

背景技术：

为保证地面向下开挖形成的地下空间在地下结构施工期间的安全稳定所需的挡土结构及地下水控制、环境保护等措施称为基坑工程。中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》jgj120-2012对基坑支护的定义如下：为保护地下主体结构施工和基坑周边环境的安全，对基坑采用的临时性支挡、加固、保护与地下水控制的措施。

基坑工程是集地质工程、岩土工程、结构工程和岩土测试技术于一身的系统工程。其主要内容：工程勘察、支护结构设计与施工、土方开挖与回填、地下水控制、信息化施工及周边环境保护等。基坑施工最简单、最经济的办法是放大坡开挖，但经常会受到场地条件、周边环境的限制，所以需要设计支护系统以保证施工的顺利进行，并能较好地保护周边环境。

基坑开挖是否采用支护结构，采用何种支护结构，应根据基坑周边环境、地下结构的条件、基坑开挖深度、工程地质和水文地质条件、施工条件、施工季节、地区工程经验等通过经济、技术、环境综合分析比较确定。

基坑支护结构体系一般包括两个部分，即挡土结构和降水止水体系。桩、墙式支护结构常采用钢板桩、钢筋混凝土板桩、柱列式灌注桩、地下连续墙等。根据土质条件及基坑规模，可以设计成悬臂式、内支撑式或锚拉式。重力式支护结构多采用水泥土搅拌桩挡墙、土钉墙等。当支护结构不能起到止水作用时，可同时设置止水帷幕或采用坑外降水，以达到控制地下水的目的，使基坑土方工程可在干作业条件下开挖。

现有技术中，专利号为201811411544.1的中国发明专利公开了一种主动式倾斜单排桩基坑支护方法，采用以下步骤：1)沿基坑边沿内侧将向坑内倾斜的支护桩打入至桩底设计标高，形成单排支护桩，同时在单排支护桩的后方设置隔水帷幕；2)在每根支护桩的桩顶设置一台千斤顶；3)在单排支护桩上设置冠梁，采用冠梁将所有支护桩连成一整体；4)开挖单排支护桩所围土体至坑底设计标高，在开挖的过程中或开挖之前，采用步骤2)中设置的千斤顶对支护桩施加控制膨胀力，以减小土体及桩顶位移。上述的主动式倾斜单排桩基坑支护方法，利用千斤顶对倾斜单排桩位移进行主动控制，在开挖深度相同的情况下该方法可以在很大程度上减小桩顶位移，使桩后地面变形大大减小，避免对周围环境造成破坏，同时可以减小桩身弯矩，使桩身设计强度降低，从而降低工程造价；当桩长和桩设计强度与普通排桩相同时，可以使开挖深度增加，具有较好的技术价值；由于开挖面倾斜，基坑发生倾覆破坏的可能性大大减小，对于基坑工程的安全意义很大；仅利用悬臂桩支护就可以满足设计要求，从而使设计施工更加简便，并且节约材料，从而降低工程费用。

但上述技术中仍存在一定缺陷，基坑施工现场需要施工的支护桩数量多，采用现有压桩施工设备需要频繁移机，容易导致基坑施工现场中采用施工设备将各支护桩打入桩底设计标高的施工过程耗费施工时间过长，增长施工期；对各支护桩的打桩位置及角度控制精度不高，需要另外设置千斤顶控制桩身位移，其监测难度大且容易出现土体及桩顶出现位移从而导致支护桩的偏离，尤其不适合连续性强、施工强度大、施工工期短的大型建筑物基坑的无支撑多级支护、交叉倾斜排桩的施工。

参见附图1，本发明申请人提交的中国发明专利申请cn201711200885.x公开了一种变幅式液压压桩装置，包括压桩油缸、龙门架和夹桩器，压桩油缸的缸筒固定在龙门架上，夹桩器中设有径向伸缩式夹桩结构，夹桩器的相对两侧面各设有导向件以与龙门架内侧的导向支撑活动连接；在龙门架的底部设有旋转底座，旋转底座的上端通过销轴a或栓接方式与龙门架连接、下端通过销轴b与支撑平台活动连接，形成旋转结构；支撑平台上设有变幅油缸，变幅油缸的缸体固定连接支撑平台上、其活塞杆与龙门架的上部连接，形成驱动龙门架绕销轴b旋转的变幅式转动结构；通过龙门架绕销轴b前后转动带动压桩油缸和夹桩器前后摆动，形成斜桩液压压桩结构。具有施工方便、施工效率高、环境污染小和结构简单等特点。

在实际应用中，特别是进行单排桩+单排桩的多级支护施工作业过程中，申请人发现该变幅式液压压桩装置还存在着如下不足：

1、由于其龙门架和夹桩器设置于支撑平台的前部，其变幅油缸的缸体及其活塞杆在支撑平台上设置的空间有限，仅有一级油缸其变幅范围仅在±15°、行程短，难以实现20°及以上大倾角和长行程的倾斜，限制了其适用范围，仅适合于变幅倾角小、行程较短的预制支护桩的压桩作业；2、由于其龙门架和夹桩器设置于支撑平台的前部(即背向吊机、朝向工作面的一侧)，导致其在非压桩工作状态下的压桩机整体的重心也处于支撑平台的前部，在移机或移位的过程中不容易控制其整体平衡(由其是动态下的整机平衡)，因此影响了移机或移位的速度；3、由于压桩机整体的重心也处于支撑平台的前部，在压桩工作状态下，支撑平台的前后部位受力不均匀，前部容易在重压下导致局部下陷、影响设备的整体稳定性和打桩精度；4、在进行基坑无支护条件下的竖直+倾斜组合单排支护桩、倾斜+倾斜组合单排支护桩等多级支护施工作业过程中，其支撑平台及龙门架总成的方向设计不合理，且每个支护桩压桩作业完成后，都需要进行移机操作才能对下一个支护桩进行作业，移机的耗时长、能耗高、施工速度慢、对桩体压入的倾角及位置的精度低，影响施工效率及成本。尤其是在大型工程施工中，进行多级支护桩的压桩作业施工效率就更低、成本更高。

技术实现要素：

本发明目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法及中置式斜桩压桩机，针对无支撑基坑排桩的施工特点，进行龙门架总成的重新设计，使其能够实现增大倾角和行程、按照每组支护桩进行压桩作业、每组支护桩作业过程中仅需移位而无需移机；在部署到工作面的机位后，仅需在该机位上通过长船总成进行移动操作、左右移动即可完成一组支护桩的施工，机位移动操作量少、移位速度快，对无支撑排桩的压桩效率高、桩体定位精度高、桩体后续位移及变形小，节约施工时间及能源，且提高施工的安全性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法，包括以下步骤：

(1)在基坑施工现场、设置一中置式斜桩压桩机，使其支撑平台总成的长度方向与作业面即排桩排列的方向垂直；该中置式斜桩压桩机包括：与其长度方向轴心线呈平行设置的支撑平台总成；与其长度方向轴心线呈交叉设置的长船总成及短船总成，其中支撑平台总成上设置有一变幅式龙门架总成，该龙门架总成设置于支撑平台总成的几何中心位置，该龙门架总成上设置有压桩油缸，压桩油缸还与设置于龙门架总成上的夹桩器总成相连接；并使所述的变幅式龙门架总成连同夹桩器总成一起、在±30°的倾角范围内、垂直于施工作业面的前后方向摆动，以调整支护桩中倾斜桩及直桩的压桩角度；所述的无支撑预制倾斜桩支护单排桩每组至少包括2条支护桩，分别为外倾斜桩a1+直桩a2，或外倾斜桩a1+内倾斜桩a2；

(2)使压桩机到达第一机位，启动设置于支撑平台总成上的吊机总成，通过控制吊机总成将需要压入地基土体的支护桩a1吊起并放置于龙门架总成的夹桩器总成中，通过龙门架总成上的夹桩器总成将支护桩a1夹紧、固定；

(3)龙门架总成在±30°的倾角范围内设置a1支护桩的压桩角度、并固定；启动压桩油缸，通过压桩油缸带动与其相连接的夹桩器总成向下压桩，将a1支护桩通过静力压入地基土体中；

(4)当a1支护桩打入至预先设定的深度时，松开夹桩器总成，解除夹桩器总成与a1支护桩之间的固定状态，并通过支撑平台总成的长船总成上的液压机构的伸缩实现整机的左右方向移动、移位到a2支护桩的施工工位位置；

(5)启动设置于支撑平台总成上的吊机总成，通过控制吊机总成将需要压入地基土体的支护桩a2吊起并放置于龙门架总成的夹桩器总成中，通过龙门架总成上的夹桩器总成将支护桩a2夹紧、固定；

(6)龙门架总成在±30°的倾角范围内设置a2支护桩的压桩角度、并固定；启动压桩油缸，通过压桩油缸带动与其相连接的夹桩器总成向下压桩，将a2支护桩静力压入地基中、并使其与a1支护桩形成排桩，完成一组支护桩的施工；

(7)依次完成第一机位各组支护桩的施工后，压桩机通过支撑平台总成的短船总成上的液压机构的伸缩实现整机的前后方向移动、移位到下一机位完成该机位各组支护桩的施工位置；

(8)重复步骤(2)到(7)，将各组支护桩分别压入地基中，完成整个基坑工作面的无支撑预制支护桩单排施工的各组支护桩压桩施工。

作为本发明的进一步改进，其还包括以下步骤：

(1a)所述的无支撑预制倾斜桩支护单排桩每组包括3条支护桩，分别为外倾斜桩a1+直桩a2+内倾斜桩a3；

其还包括如下步骤：

(5a)启动设置于支撑平台总成上的吊机总成，通过控制吊机总成将需要压入地基土体的支护桩a3吊起并放置于龙门架总成的夹桩器总成中，通过龙门架总成上的夹桩器总成将支护桩a3固定；

(6a)龙门架总成在±30°的倾角范围内设置a3支护桩的压桩角度、并固定；启动压桩油缸，通过压桩油缸带动与其相连接的夹桩器总成向下压桩，将a3支护桩静力压入地基中、并使其与a1、a2支护桩形成排桩，完成一组支护桩的施工。

作为本发明的进一步改进，所述的步骤(1)还包括如下步骤：

(11)中置式斜桩压桩机的支撑平台总成设置有短船总成，当需要将压桩机整体转移到下一工作位时，通过支撑平台总成的短船总成上液压机构的伸缩实现整机的前后方向移动；

(12)通过支撑平台总成的长船总成上的液压机构的伸缩实现整机的左右方向移动，以完成该工作位上一组支护桩的施工作业；

(13)重复步骤(11)、(12)，使压桩机不断整体移机到新的工作位，进行下一组支护桩的施工作业，直至完成整排的支护桩的压桩施工作业。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(3)(6)还包括以下步骤：

(31)(61)、启动龙门架总成，通过龙门架总成上的旋转轴以及变幅油缸共同调整龙门架总成的倾斜角度和位置，使得支护桩的倾斜角度和位置与预设的支护桩施工倾斜角度及位置相一致，使该中置式斜桩压桩机通过中置式龙门架总成的角度调节可实现支护桩的竖直或向内外侧倾斜的支护桩的压桩施工。

作为本发明的进一步改进，龙门架总成上还设置有角度监控系统，该角度监控系统与中置式斜桩压桩机的控制处理器相互电连接，当中置式斜桩压桩机启动时同时启动角度监控系统，该角度监控系统对支护桩的压桩角度以及压桩路径进行不间断监测；当其监测到支护桩的压桩角度或压桩路径发生偏移时，立即发出声光等警报信号，当超过角度偏移允许范围时，立即关闭中置式斜桩压桩机停止压桩，并向控制处理器发生警报信号；所述的角度监控系统向控制处理器发生警报信号的同时通过控制处理器驱动龙门架总成上的变幅油缸调整龙门架总成返回预定的压桩施工角度以及施工路径；当角度监控系统检测到支护桩重新返回预先设定的压桩角度和压桩路径时，停止发送警报信号的同时通过控制处理器重新启动变幅式液压压桩油缸进行压桩，并返回监测状态。

一种实施上述方法的中置式斜桩压桩机，包括支撑平台总成以及设置于支撑平台总成上的吊机总成以及中置式龙门架总成；该支撑平台总成的长度方向与作业面即排桩排列的方向垂直；所述支撑平台总成包括与其长度方向轴心线呈交叉设置的长船总成及短船总成；所述支撑平台总成上设置有一变幅式龙门架总成，该龙门架总成设置于支撑平台总成的几何中心位置，该龙门架总成上设置有压桩油缸，其还与设置于龙门架总成上的夹桩器总成相连接；所述的变幅式龙门架总成连同夹桩器总成一起，沿垂直于施工作业面的方向、±30°的倾角范围内前后摆动、以调整支护桩中倾斜桩及直桩的压桩角度；该龙门架总成通过其外侧的旋转轴以及变幅油缸与支撑平台总成上的长船总成及短船总成的配合动作，使其在一个机位上完成一组或者多组支护桩的压桩施工。

作为本发明的进一步改进，所述中置式龙门架总成上设置有用于静力压桩的压桩油缸，压桩油缸通过活塞杆以及销轴与设置于龙门架总成上的夹桩器总成的顶端连接；所述压桩油缸包括二个主压油缸和二个副压油缸，所述主压油缸和副压油缸的缸筒均固定在龙门架总成的上端，副压油缸构成辅助增压结构、以在大吨位时使用。

作为本发明的进一步改进，支撑平台总成还上设置有控制处理器，龙门架总成上设置有角度监控系统，控制处理器与角度监控系统相互电连接。

作为本发明的进一步改进，所述龙门架总成上设置有与压桩油缸相匹配的压桩油缸固定座，所述压桩油缸设置于该压桩油缸固定座后通过活塞杆以及销轴与夹桩器总成连接。

作为本发明的进一步改进，夹桩器总成中设置有径向伸缩式夹桩结构，夹桩器总成的相对两侧面各设置有导向件，导向件与龙门架总成内侧的导向支撑活动连接。

与现有技术相比具有的优点：

1、本发明基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法及中置式斜桩压桩机，针对无支撑基坑排桩的施工特点，进行龙门架总成的重新设计提出了倾斜支护桩的成套设计方法，研发了可施工±30°的倾斜桩专用静力压桩设备中置式斜桩压桩机(现有技术中可施工±20°的倾斜桩)；该设备的支撑平长度方向垂直与作业面，控制长船总成实现左右移动，控制短船总成实现前后移动，夹桩器前后方向摆动。在部署到工作面的工作位后，仅需对长船总成进行操作、左右移动即可完成该工位各组支护桩的施工，移位、移机速度快，打桩效率高、精度高。

2、本发明提供的中置式斜桩压桩机，由于其龙门架和夹桩器设置于支撑平台的中部，其变幅油缸的缸体及其活塞杆在支撑平台上设置的空间得到较大扩展，设有二级油缸，使其变幅范围扩大到在±30°、行程也同步增加，可以实现±20°及以上大倾角和长行程的倾斜，扩展了其适用范围，适合于变幅倾角大、行程较长的预制支护桩的压桩作业。

3、由于其龙门架和夹桩器设置于支撑平台的中部(即背向吊机、朝向工作面的几何中心位置)，其在非压桩工作状态下的压桩机整体的重心处于支撑平台的中部，在移机或移位的过程中容易控制其整体平衡(由其是动态下的整机平衡)，因此加快了移机或移位的速度，而且提高了施工的安全性。

4、由于压桩机整体的重心也处于支撑平台的中部，在压桩工作状态下，支撑平台的前后部位受力均匀，避免了其前部在重压下导致局部下陷、不会影响设备的整体稳定性和打桩精度，也提高了施工的安全性。

5、在进行基坑无支护条件下的竖直+倾斜组合单排支护桩、倾斜+倾斜组合单排支护桩等多级支护施工作业过程中，其支撑平台及龙门架总成的方向设计合理，克服了每个支护桩压桩作业完成后都需要进行移机操作才能对下一个支护桩进行作业的耗时长、能耗高、施工速度慢、对桩体压入的倾角及位置的精度低，影响施工效率及成本的缺陷，每个工位可以完成一组或者多组支护桩压桩作业，然后才需要移机操作。尤其是在大型工程施工中，进行多级支护桩的压桩作业施工效率就更高、成本更低。

6、本发明基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法及中置式斜桩压桩机，通过中置式斜桩压桩机，能够实现竖直+倾斜组合单排支护桩以及倾斜+倾斜组合单排支护桩等方式的单排支护桩施工，可在5m-10m的深度范围内实现无水平支撑施工；可应用于无水平支撑基坑内的土方开挖以及建筑物地下结构的施工，能够节省现有施工技术中所需的无水平支撑施工和拆除的工期，可显著缩短工期。

7、本发明基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法及中置式斜桩压桩机，采用预制支护桩进行基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工，能够实现采用预制支护桩的工业化施工；无水平支撑基坑内地下管廊可采用预制管廊进行拼装，实现地下管廊的工业化建造。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

附图说明

图1为现有技术的变幅式液压压桩装置的整体外形结构示意图；

图2为第一种倾斜桩单排支护桩的施工示意图；

图3为第二种倾斜桩单排支护桩的施工示意图；

图4为第三种倾斜桩单排支护桩的施工示意图；

图5为本发明中置式斜桩压桩机的整体外形结构示意图；

图6为图5的俯视结构示意图；

图7为图5的装配的结构示意图；

图8为图5中龙门架总成部分的装配结构示意图。

图中：1、支撑平台总成；2、短船总成；3、龙门架总成；4、压桩油缸；5、夹桩器总成；6、吊机总成；7、长船总成；8、主压油缸；9、副压油缸；10、压桩油缸固定座；a、支护桩；a1、外倾斜桩；a2、直桩；a3、内倾斜桩；b、地基(土体)；c、基坑；d、管廊。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

参见附图2～8，本实施例提供的在城市管廊建设等工程施工中的一种基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法，具体施工要求为在软基土体地基b上开挖出长度为2公里、深度为8-10米的基坑c，以铺设预制的城市综合管廊d；采用无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法和中置式斜桩压桩机、预制支护水泥桩进行施工，部分施工地段的无支撑预制倾斜桩支护单排桩每组包括2条支护桩a，分别为第一种外倾斜桩a1+直桩a2，或第二种外倾斜桩a1+内倾斜桩a2；部分施工地段的无支撑预制倾斜桩支护单排桩每组包括3条支护桩a，第三种分别为外倾斜桩a1+直桩a2+内倾斜桩a3。

上述基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法，以第一种支护桩施工为例，具体包括以下步骤：

(1)在基坑c施工现场、设置一中置式斜桩压桩机，使其支撑平台总成1的长度方向与作业面即排桩排列的方向垂直；该中置式斜桩压桩机包括：与其长度方向轴心线呈平行设置的支撑平台总成1；与其长度方向轴心线呈交叉设置的长船总成7及短船总成2，其中支撑平台总成1上设置有一变幅式龙门架总成3，该龙门架总成3设置于支撑平台总成1的几何中心位置，该龙门架总成3上设置有压桩油缸4，压桩油缸4还与设置于龙门架总成3上的夹桩器总成5相连接；并使所述的变幅式龙门架总成3连同夹桩器总成5一起、在±30°的倾角范围内、垂直于施工作业面的前后方向摆动，以调整支护桩中倾斜桩及直桩的压桩角度；所述的无支撑预制倾斜桩支护单排桩每组至少包括2条支护桩a，分别为外倾斜桩a1+直桩a2，或外倾斜桩a1+内倾斜桩a2；

竖直桩的倾角为0，向外侧的倾角表示为+，向内侧的倾角表示为-。

±30°倾角范围是指：竖直，或以竖直桩为基准，向内、向外的最大倾角为30°。

(2)使压桩机到达第一机位，启动设置于支撑平台总成1上的吊机总成6，通过控制吊机总成6将需要压入地基土体b的支护桩a1吊起并放置于龙门架总成3的夹桩器总成5中，通过龙门架总成3上的夹桩器总成5将支护桩a1夹紧、固定；

(3)龙门架总成3在±30°的倾角范围内设置a1支护桩的压桩角度、并固定；本实施例中为+30°，即向外侧的倾角30°；启动压桩油缸4，通过压桩油缸4带动与其相连接的夹桩器总成5向下压桩，将a1支护桩通过静力压入地基土体中；

(4)当a1支护桩打入至预先设定的深度时，松开夹桩器总成5，解除夹桩器总成5与a1支护桩之间的固定状态，并通过支撑平台总成1的长船总成7上的液压机构的伸缩实现整机的左右方向移动、移位到a2支护桩的施工工位位置；

(5)启动设置于支撑平台总成1上的吊机总成6，通过控制吊机总成6将需要压入地基土体的支护桩a2吊起并放置于龙门架总成3的夹桩器总成5中，通过龙门架总成3上的夹桩器总成5将支护桩a2夹紧、固定；

(6)龙门架总成3在±30°的倾角范围内设置a2支护桩的压桩角度、并固定(竖直桩的倾角为0，外倾时角度值为+，内倾时角度值为-)；启动压桩油缸4，通过压桩油缸4带动与其相连接的夹桩器总成5向下压桩，将a2支护桩静力压入地基中、并使其与a1支护桩形成排桩，完成一组支护桩的施工；

(7)依次完成第一机位各组支护桩的施工后，压桩机通过支撑平台总成1的短船总成2上的液压机构的伸缩实现整机的前后方向移动、移位到下一机位完成该机位各组支护桩的施工位置；

(8)重复步骤(2)到(7)，将各组支护桩分别压入地基中，完成整个基坑工作面的无支撑预制支护桩单排施工的各组支护桩压桩施工。

参考上述实施,1，进行第二种外倾斜桩a1+内倾斜桩a2时，仅需对各斜桩的倾角进行对应调整，其他步骤均相同。

本实施例中的基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法，进行第三种支护桩施工时，参考实施例1，其不同之处在于其还包括以下步骤：

(1a)所述的无支撑预制倾斜桩支护单排桩每组包括3条支护桩，分别为外倾斜桩a1+直桩a2+内倾斜桩a3；

其还包括如下步骤：

(5a)通过长船总成7的液压机构的伸缩实现左右方向移动、到达第三支护桩a3的压入位置，启动设置于支撑平台总成1上的吊机总成6，通过控制吊机总成6将需要压入地基土体的支护桩a3吊起并放置于龙门架总成3的夹桩器总成5中，通过龙门架总成3上的夹桩器总成5将支护桩a3固定；

(6a)龙门架总成3在±30°的倾角范围内设置a3支护桩的压桩角度、并固定；启动压桩油缸4，通过压桩油缸4带动与其相连接的夹桩器总成5向下压桩，将a3支护桩静力压入地基中、并使其与a1、a2支护桩形成排桩，完成一组支护桩的施工。

本实施例中的基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法，所述的步骤(1)还包括如下步骤：

(11)中置式斜桩压桩机的支撑平台总成1设置有短船总成2，当需要将压桩机整体转移到下一工作位时，通过支撑平台总成1的短船总成2上液压机构的伸缩实现整机的前后方向移动；

(12)通过支撑平台总成1的长船总成7上的液压机构的伸缩实现整机的左右方向移动，以完成该工作位上一组支护桩的施工作业；

(13)重复步骤(11)、(12)，使压桩机不断整体移机到新的工作位，进行下一组支护桩的施工作业，直至完成整排的支护桩的压桩施工作业。

本实施例中的基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法，所述步骤(3)(6)还包括以下步骤：

(31)(61)、启动龙门架总成3，通过龙门架总成3上的旋转轴以及变幅油缸共同调整龙门架总成3的倾斜角度和位置，使得支护桩的倾斜角度和位置与预设的支护桩施工倾斜角度及位置相一致，使该中置式斜桩压桩机通过中置式龙门架总成3的角度调节可实现支护桩的竖直或向内外侧倾斜的支护桩的压桩施工。

本实施例中的基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法，龙门架总成3上还设置有角度监控系统，该角度监控系统与中置式斜桩压桩机的控制处理器相互电连接，当中置式斜桩压桩机启动时同时启动角度监控系统，该角度监控系统对支护桩的压桩角度以及压桩路径进行不间断监测；当其监测到支护桩的压桩角度或压桩路径发生偏移时，立即发出声光等警报信号，当超过角度偏移允许范围时，立即关闭中置式斜桩压桩机停止压桩，并向控制处理器发生警报信号；所述的角度监控系统向控制处理器发生警报信号的同时通过控制处理器驱动龙门架总成3上的变幅油缸调整龙门架总成3返回预定的压桩施工角度以及施工路径；当角度监控系统检测到支护桩重新返回预先设定的压桩角度和压桩路径时，停止发送警报信号的同时通过控制处理器重新启动变幅式液压压桩油缸4进行压桩，并返回监测状态。

一种实施上述方法的中置式斜桩压桩机，包括支撑平台总成1以及设置于支撑平台总成1上的吊机总成6以及中置式龙门架总成3；该支撑平台总成1的长度方向与作业面即排桩排列的方向垂直；所述支撑平台总成1包括与其长度方向轴心线呈交叉设置的长船总成7及短船总成2；所述支撑平台总成1上设置有一变幅式龙门架总成3，该龙门架总成3设置于支撑平台总成的几何中心位置，该龙门架总成3上设置有压桩油缸4，其还与设置于龙门架总成3上的夹桩器总成5相连接；所述的变幅式龙门架3总成连同夹桩器总成5一起，沿垂直于施工作业面的方向、±30°的倾角范围内前后摆动、以调整支护桩中倾斜桩及直桩的压桩角度；该龙门架总成3通过其外侧的旋转轴以及变幅油缸与支撑平台总成1上的长船总成7及短船总成2的配合动作，使其在一个机位上完成一组或者多组支护桩的压桩施工。

本实施例中的中置式斜桩压桩机，所述中置式龙门架总成3上设置有用于静力压桩的压桩油缸4，压桩油缸4通过活塞杆以及销轴与设置于龙门架总成3上的夹桩器总成5的顶端连接；所述压桩油缸4包括二个主压油缸8和二个副压油缸9，所述主压油缸8和副压油缸9的缸筒均固定在龙门架总成3的上端，副压油缸9构成辅助增压结构、以在大吨位时使用。

本实施例中的中置式斜桩压桩机，支撑平台总成1还上设置有控制处理器，龙门架总成3上设置有角度监控系统，控制处理器与角度监控系统相互电连接。

本实施例中的中置式斜桩压桩机，所述龙门架总成3上设置有与压桩油缸4相匹配的压桩油缸固定座10，所述压桩油缸10设置于该压桩油缸固定座10后通过活塞杆以及销轴与夹桩器总成5连接。

本实施例中的中置式斜桩压桩机，夹桩器总成5中设置有径向伸缩式夹桩结构，夹桩器总成5的相对两侧面各设置有导向件，导向件与龙门架总成3内侧的导向支撑活动连接。

本实施例中的基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法及中置式斜桩压桩机，其设计重点在于：

1、本实施例中的基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法及中置式斜桩压桩机，针对无支撑基坑排桩的施工特点，进行龙门架总成的重新设计提出了倾斜支护桩的成套设计方法，研发了可施工±30°的倾斜桩专用静力压桩设备中置式斜桩压桩机(现有技术中可施工±20°的倾斜桩)；该设备的支撑平长度方向垂直与作业面，控制长船总成实现左右移动，控制短船总成实现前后移动，夹桩器前后方向摆动。在部署到工作面的工作位后，仅需对长船总成进行操作、左右移动即可完成该工位各组支护桩的施工，移位、移机速度快，打桩效率高、精度高。

2、本实施例中的中置式斜桩压桩机，由于其龙门架和夹桩器设置于支撑平台的中部，其变幅油缸的缸体及其活塞杆在支撑平台上设置的空间得到较大扩展，设有二级油缸，使其变幅范围扩大到在±30°、行程也同步增加，可以实现±20°及以上大倾角和长行程的倾斜，扩展了其适用范围，适合于变幅倾角大、行程较长的预制支护桩的压桩作业。

3、本实施例中的基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法及中置式斜桩压桩机，由于其龙门架和夹桩器设置于支撑平台的中部(即背向吊机、朝向工作面的几何中心位置)，其在非压桩工作状态下的压桩机整体的重心处于支撑平台的中部，在移机或移位的过程中容易控制其整体平衡(由其是动态下的整机平衡)，因此加快了移机或移位的速度，而且提高了施工的安全性。

4、本实施例中的基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法及中置式斜桩压桩机，由于压桩机整体的重心也处于支撑平台的中部，在压桩工作状态下，支撑平台的前后部位受力均匀，避免了其前部在重压下导致局部下陷、不会影响设备的整体稳定性和打桩精度，也提高了施工的安全性。

5、本实施例中的基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法及中置式斜桩压桩机，在进行基坑无支护条件下的竖直+倾斜组合单排支护桩、倾斜+倾斜组合单排支护桩等多级支护施工作业过程中，其支撑平台及龙门架总成的方向设计合理，克服了每个支护桩压桩作业完成后都需要进行移机操作才能对下一个支护桩进行作业的耗时长、能耗高、施工速度慢、对桩体压入的倾角及位置的精度低，影响施工效率及成本的缺陷，每个工位可以完成一组或者多组支护桩压桩作业，然后才需要移机操作。尤其是在大型工程施工中，进行多级支护桩的压桩作业施工效率就更高、成本更低。

6、本实施例中的基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法及中置式斜桩压桩机，通过中置式斜桩压桩机，能够实现竖直+倾斜组合单排支护桩以及倾斜+倾斜组合单排支护桩等方式的单排支护桩施工，可在5m-10m的深度范围内实现无水平支撑施工；可应用于无水平支撑基坑内的土方开挖以及建筑物地下结构的施工，能够节省现有施工技术中所需的无水平支撑施工和拆除的工期，可显著缩短工期。

7、本实施例中的基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工方法及中置式斜桩压桩机，采用预制支护桩进行基坑无支撑预制倾斜桩支护单排施工，能够实现采用预制支护桩的工业化施工；无水平支撑基坑内地下管廊可采用预制管廊进行拼装，实现地下管廊的工业化建造。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。