锚索与可回收钢桩组合的基坑支护结构的制作方法

本技术属土木工程技术领域，尤其用于基坑支护工程中，具体涉及一种锚索与可回收钢桩组合的基坑支护结构。

背景技术：

在基坑工程施工过程中，一般需要采用基坑支护挡墙，作为临时支撑保障基坑开挖施工顺利进行，基坑支护结构要具有直立稳定、微变形、止水等功能，对于软土地区一至二层地下结构的基坑工程，常规的基坑支护方法有水泥土重力式围护墙、型钢水泥土搅拌墙、灌注桩排桩、双排桩等形式。现有各方案存在以下几个方面不足：1.水泥土重力式围护墙整体性差，仅适用于较浅基坑，且变形较大，易崩塌；2.型钢水泥土搅拌墙为水泥土搅拌桩中插入型钢，其中型钢可回收，一般需在基坑开挖区内配套设置坑内支撑或斜向锚索；3.灌注桩排桩成本较高，全部材料不可回收，且施工完成后成为地下障碍物，一般需设置坑内支撑或斜向锚索；4.坑内支撑系统影响地下结构施工效率、斜向锚索因超出用地红线，多数工程难以实施；5.双排桩支护结构增加一排桩及横梁，形成门架式结构，成本较高，但水平刚度提升有限，抗变形能力弱。由于以上各种原因，基坑支护工程综合成本高，材料浪费严重，不利于节能环保。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种锚索与可回收钢桩组合的基坑支护结构，其中基坑支护结构中钢材可完整回收重复利用。

本实用新型的技术方案为：一种锚索与可回收钢桩组合的基坑支护结构，水泥土搅拌桩的一侧为基坑开挖区，水泥土搅拌桩内设置型钢桩、钢板桩，钢梁、斜钢索、锚索和旋喷桩；型钢桩位于靠近基坑开挖侧，钢板桩位于远离基坑开挖侧；钢梁连接型钢桩和钢板桩，旋喷桩位于钢板桩的下部：斜钢索向下绕过钢板桩的桩身，并卡在桩身位置，两端向上与型钢桩的顶部外侧锚固；钢板桩内设置锚索，锚索的顶部与钢板桩的顶部锚固，锚索的底部与设在旋喷桩内的锚固装置锚固。

基于上述技术特征：型钢桩的顶部侧面焊接锚具托架；钢板桩的桩身侧面焊接第一钢板，第一钢板外侧焊接第二钢板，第二钢板的底标高低于第一钢板的底标高，第一钢板和第二钢板之间形成槽口，斜钢索绕过槽口，斜钢索顶部张拉端设置第一锚具，第一锚具固定在锚具托架上。

基于上述技术特征：锚具托架宽度大于型钢桩的翼缘宽度，并在超出型钢桩宽度范围之外的端部区预留斜钢索穿过的孔道，使斜钢索从型钢桩两侧绕过。

基于上述技术特征：钢板桩与斜钢索接触面为圆弧形。

基于上述技术特征：锚索顶部张拉端设置第二锚具，第二锚具固定在钢板桩的顶板上，第二锚具和顶板之间设有垫板。

基于上述技术特征：型钢桩、钢板桩的顶部侧面与钢梁通过螺栓连接。

上述技术方案中，水泥土搅拌桩是现有成熟技术，本实用新型采用的是一种索桁架，水泥土搅拌桩属于受力次要结构，主要作用是作为止水帷幕止水、以及便于型钢桩、钢板桩插入土中时减少阻力，施工时是把土和水泥浆搅成糊状后方便插入型钢。

该结构可实现基坑支护结构中钢材的完整回收，在锚索不超出用地红线的前提下，形成斜拉式支护结构，且充分发挥钢绞线作为受拉构件的高强度优势，减少基坑支护工程中钢材的用量；同时可在基坑开挖过程中多次逐步增加斜钢索张拉力，可同步控制基坑支护结构变形，保证基坑工程及周边环境安全。

本实用新型的有益效果包括：1.基坑支护结构中高价值的钢材可回收重复利用；2.可以取消坑内支撑体系，降低工程造价，提高施工便利性；3.旋喷桩上设置的锚索竖向设置，不超出用地红线范围，不受用地范围影响，便于实施；4.可在基坑开挖过程中多次增加斜钢索张拉力，同步控制基坑支护结构变形，保证基坑工程及周边环境安全。

附图说明

图1为本实用新型的整体安装图。

图2为a节点详图。

图3为a节点的j-j剖面图。

图4为b节点详图。

图5为b节点的k-k剖面图。

图6为c节点详图。

图7为c节点的l-l剖面图。

图8为c节点的m-m剖面图。

图中标号：1为型钢桩，11为锚具托架，2为钢板桩，21为顶板，22为侧连接板，23为第一钢板，24为第二钢板，3为钢梁，31为第一端板，32为第二端板，4为斜钢索，41为第一锚具，5为锚索，51为第二锚具，52为垫板，53为锚固装置，6为旋喷桩，7为水泥土搅拌桩。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面通过实施例进一步描述本实用新型。

如图1所示，水泥土搅拌桩7的一侧为基坑开挖区。水泥土搅拌桩7内包括型钢桩1、钢板桩2，钢梁3、斜钢索4、锚索5和旋喷桩6；型钢桩1靠近基坑开挖侧，钢板桩2位于远离基坑开挖侧；钢梁3连接型钢桩1和钢板桩2，旋喷桩6位于钢板桩2的下部；斜钢索4向下绕过钢板桩2的桩身，并卡在桩身位置，两端向上与型钢桩1的顶部外侧锚固；钢板桩2内设置锚索5，锚索5的顶部与钢板桩2的顶部锚固，锚索5的底部与设在旋喷桩6内的锚固装置53锚固。

型钢桩1为热轧h型钢，长度15m；如图5所示，钢板桩2为12mm厚半圆弧形截面的钢板桩，在这种情况下，可使斜钢索4与钢板桩2桩身的接触面为圆弧形，方便斜钢索4绕钢板桩布置。钢板桩2的长度12m。如图2至图5所示，钢梁3为热轧h型钢，长度3m。钢梁3两端分别焊接第一端板31、第二端板32。第一端板31、第二端板32均为16mm厚钢板。第一端板31用于螺栓连接型钢桩1；第二端板32用于螺栓连接钢板桩2。

如图2和图3所示，型钢桩1顶部侧面焊接锚具托架11，锚具托架11为钢板弯折或拼接焊接而成的三角形管状，钢板厚度为16mm；锚具托架11宽度500mm，并在超出型钢桩1翼缘宽度范围之外的端部区为斜钢索4预留孔道。斜钢索4为15.24mm直径的七芯钢绞线，数量根据基坑支护计算确定，顶部张拉端设置第一锚具41，第一锚具41采用长方形夹片式锚具套装，第一锚具41固定在锚具托架11上，斜钢索4从型钢桩1两侧绕过，贯穿锚具托架11的孔道，利用第一锚具41锚固。

如图4和图5所示，钢板桩2顶部焊接顶板21，顶板21为20mm厚钢板，板中开直径150mm的锚索施工孔；钢板桩2顶部侧面焊接侧连接板22，侧连接板22为16mm厚钢板，预留螺栓孔，用于和钢梁3的第二端板32连接。

如图6、图7和图8所示，钢板桩2的圆弧外侧焊接第一钢板23，第一钢板23外侧焊接第二钢板24，第二钢板24的底标高低于第一钢板23的底标高，形成向下开口的槽口，第一钢板23及第二钢板24均为弧形16mm厚钢板。斜钢索4向下绕过钢板桩2上第一钢板23和第二钢板24形成的槽口。

如图4和图5所示，锚索5为15.24mm直径的七芯钢绞线，数量根据基坑支护计算确定，顶部张拉端设置垫板52及第二锚具51，第二锚具51采用圆形夹片式锚具套装，垫板52为20mm厚直径为200mm的钢板，覆盖于顶板21孔洞上方，板中为锚索预留孔道。如图1所示，锚索5底端在旋喷桩6内设置锚固装置53，如锚固装置53采用成品可回收锚固装置，锚索5可回收。

旋喷桩6可采用400至800桩径高压旋喷桩，其中端部桩径为800mm，中间段桩径为400mm。

水泥土搅拌桩7可采用ф700@500双轴水泥土搅拌桩，桩长15m；型钢桩1、钢板桩2、钢梁3、斜钢索4的组合结构紧随水泥土搅拌桩7施工后整体插入水泥土搅拌桩7内部。

以上所有部件均可通过焊接及螺栓连接、拆装；参照图1至图8，本技术领域的施工及安装技术人员均能顺利实施。

本实用新型的施工方法的实施例描述为：

步骤一：型钢桩1、钢板桩2、钢梁3之间采用螺栓连接为整体，斜钢索4向下绕过钢板桩2上第一钢板23、第二钢板24形成的槽口，两端分别利用第一锚具41锚固于锚具托架11之上，斜钢索4张拉以绷直为准。

步骤二：施工水泥土搅拌桩7，并将步骤一组合完成的结构紧随水泥土搅拌桩7之后插入液态桩体内。

步骤三：当水泥土搅拌桩7达到特定强度后，在钢板桩2内部范围钻孔施工锚索5、锚固装置53、旋喷桩6，具体施工方式为：钻孔，下放锚固装置53、锚索5及旋喷机器喷管，喷管在中心，自下而上喷射高压浆液，桩体形成后锚固装置53和锚索5留在旋喷桩体中心位置。此处的工艺属于现有成熟技术。待旋喷桩6达到设计强度后，在钢板桩2顶部安装垫板52、第二锚具51，张拉并锚固锚索5。

步骤四：进一步张拉斜钢索4达到设计张拉力，利用第一锚具41锚固斜钢索4，也可在基坑开挖区土体f开挖过程中多次逐步增加斜钢索4张拉力，同步控制基坑支护结构变形。

步骤五：开挖基坑开挖区土体f，施工地下室结构；图1中所示，基坑坑底e上为基坑开挖区土体f、水泥土搅拌桩7的顶面与坑外地面g齐平。

步骤六：施工完成地下结构并回填基坑后，放松第一锚具41，逐根抽出斜钢索4；放松第二锚具51，拆除垫板52，锚固装置53采用可回收旋喷锚具时，锚索5也可回收。一般，现有技术中，旋喷锚索的锚具有两种，一种是常规不可回收的，即工程完成后锚索不抽出，锚索锚具都留在土里；另一种可回收锚索在施工完成后，锚索可以抽出回收，两种方式锚具都是留在旋喷桩桩体内。

步骤七：拆除型钢桩1、钢板桩2与钢梁3之间的连接螺栓，回收钢梁3，分别拔出型钢桩1、钢板桩2，拔出后的孔道采用灌水泥浆方式充填，完成基坑施工。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。