一种双排桩竖挡横锚新型支护体系及其施工方法与流程

本发明涉及基坑支护的技术领域，尤其是涉及一种双排桩竖挡横锚新型支护体系及其施工方法。

背景技术：

双排桩支护结构是指沿基坑侧壁排列设置的由前、后两排支护桩和梁连接成的刚架及冠梁组成的支挡结构，它是近几年发展起来的一种新型的支护结构,与其它支护结构体系相比较,双排桩支护形式具有良好的侧向刚度,可有效限制支护结构的侧向变形,在工程中已得到广泛的应用。

现有的授权公告号为cn203583496u的中国专利公开了一种双排桩梁竖锚新型支护体系，包括位于基坑边坡处的前排护坡桩、位于基坑外侧的稳定地层中的后排护坡桩、以及连接在前排护坡桩的桩顶与后排护坡桩的桩顶之间的连接梁，所述连接梁为格构梁，所述后排护坡桩的外侧还设有一排竖向预应力锚杆，这排竖向预应力锚杆的上部与格构梁中的锚杆连梁柔性连接，这排竖向预应力锚杆的下部锚固在后排护坡桩外侧的稳定地层中。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：由于前排护坡桩与后排护坡桩之间仅通过桩顶的连接梁相连，因此前排护坡桩与后排护坡桩在受力时都是分开受力，使得整个支护结构的支护效果较差，导致基坑边坡发生变形，甚至出现边坡倾覆的情况。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的是提供一种便于提高支护效果的双排桩竖挡横锚新型支护体系。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种双排桩竖挡横锚新型支护体系，包括前排防护桩和后排防护桩，所述前排防护桩和后排防护桩分别由多根沿着基坑侧壁方向排布的桩体组成，所述桩体沿竖直方向延伸至基坑底部的土体内，所述前排防护桩位于靠近基坑侧壁的位置，所述后排防护桩位于前排防护桩远离基坑的一侧，所述前排防护桩和后排防护桩上沿着桩体的排布方向设置有横向围护件，所述前排防护桩和后排防护桩之间设置有竖向围护件，所述横向围护件和竖向围护结构用于将前排防护桩和后排防护桩之间的空间划分为多个封闭区域，所述前排防护桩和后排防护桩的桩顶处设置有顶部封闭件，所述顶部封闭件用于限制桩顶水平方向的位移，所述前排防护桩和后排防护桩之间还设置有连接件，所述连接件用于连接前排防护桩和后排防护桩。

通过采用上述技术方案，在施工时，首先将前排防护桩和后排防护桩施工完成，随后再沿着前排防护桩和后排防护桩的桩体排布方向施工横向防护件和竖向围护件，随后在桩体顶部施工顶部围护件，最后再施工连接件至前排防护桩和后排防护桩之间，利用横向防护件和竖向防护件将前排防护桩与后排防护桩之间的空间划分为多个封闭区域，且由于横向围护件和竖向围护件的存在，封闭区域的变形受到限制，再加上连接件的连接作用，使得前排防护桩、后排防护桩和封闭区域之间形成整体受力体系，从而提升了整个支护体系整体的支护效果，减少发生边坡变形的情况，同时利用顶部防护件限制了桩体顶部的水平位移，防止了在施工过程中发生桩体顶部土体拱起而引起前排防护桩和后排防护桩的变形。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述横向围护件包括多个横向挡土板，每个所述横向挡土板分别设置在相邻的两个桩体之间，所述桩体上沿着桩体的长度方向开设有供横向挡土板移入的固定槽。

通过采用上述技术方案，在施工时，将横向挡土板通过固定槽安装至前排防护桩和后排防护桩上，从而完成横向挡土板的施工，对整个支护体系起到横向防护的作用。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述竖向围护件包括沿着桩体排布方向设置的多个竖向挡土板，所述竖向挡土板位于前排防护桩和后排防护桩之间每个对应的桩体所在的位置，且每个对应的桩体位置的竖向挡土板设置有两个。

通过采用上述技术方案，施工时，利用静压机将竖向挡土板按桩体的位置打入前排防护桩和后排防护桩之间，并使竖向挡土板的两侧分别与两个横向挡土板抵接，从而对整个支护体系起来竖向防护的作用，同时和横向挡土板组合起来限制边坡变形。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述顶部封闭件包括多个顶部挡板，所述顶部挡板的宽度与前排防护桩和后排防护桩之间的距离相同，所述顶部挡板的长度与前排防护桩的相邻的两个桩体之间的距离相同。

通过采用上述技术方案，横向围护件和竖向围护件施工完毕后，再根据每个桩体的位置在桩体的顶部施工顶部挡板，利用顶部挡板可以限制桩顶的水平位移，从而提高整个支护体系的结构稳定性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述顶部挡板上设置多个桩顶锚杆，所述桩顶锚杆沿水平方向由前排防护桩和后排防护桩延伸。

通过采用上述技术方案，在顶部挡板施工完成后，再在顶部挡板上施工桩顶锚杆，并使桩顶锚杆穿设于顶部挡板的上部，桩顶锚杆可以限制顶部挡板在土体的作用下向上变形，进一步保证支护体系的稳定性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述连接件包括沿着桩体长度方向间隔设置的多组横向锚杆，所述横向锚杆沿水平方向由前排防护桩和后排防护桩延伸。

通过采用上述技术方案，在基坑开挖过程中，随着基坑的开挖进行横向锚杆的施工，横向锚杆从前排防护桩的位置打入后排防护桩，横向锚杆可以连接前排防护桩和后排防护桩，从而使前排防护桩和后排防护桩之间形成整体受力结构，提高整个支护体系的支护效果。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述横向挡土板上且位于靠近横向挡土板顶部的位置开设有第一吊孔。

通过采用上述技术方案，在打入横向挡土板时，工作人员可以穿入预埋钢绳至第一吊孔内，在基坑回填时，便可以通过预埋钢绳将横向挡土板拔出，从而进行重复利用。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述竖向挡土板上且位于靠近竖向挡土板顶部的位置开设有第二吊孔。

通过采用上述技术方案，在打入竖向挡土板时，工作人员可以穿入预埋钢绳至第二吊孔内，在基坑回填时，便可以通过预埋钢绳将竖向挡土板拔出，从而进行重复利用。

本发明的第二目的是提供一种便于提高支护效果的双排桩竖挡横锚新型支护体系的施工方法。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种双排桩竖挡横锚新型支护体系的施工方法，包括所述的一种双排桩竖挡横锚新型支护体系，其特征在于，包括如下步骤：

s1：按照施工图要求，进行测量放线，对桩位进行准确定位；

s2：钻机就位，进行前排防护桩和后排防护桩桩体的施工；

s3：待前排防护桩和后排防护桩的桩体达到设计强度要求后，沿着前排防护桩和后排防护桩桩体的排布方向施工横向防护件；

s4：在前排防护桩和后排防护桩之间施工竖向围护件，并使竖向围护结构与横向围护件抵接；

s5：施工前排防护桩和后排防护桩桩体顶部的顶部封闭件；

s6：基坑分层开挖，达到设计位置后，施工前排防护桩和后排防护桩之间的连接件，直至基坑开挖到指定标高；

s7：基坑施工完成后并回填至地面标高后，将横向围护件和竖向围护件拔出进行重复利用。

通过采用上述技术方案，利用横向防护件和竖向防护件将前排防护桩与后排防护桩之间的空间划分为多个封闭区域，且由于横向围护件和竖向围护件的存在，封闭区域的变形受到限制，再加上连接件的连接作用，使得前排防护桩、后排防护桩和封闭区域之间形成整体受力体系，从而提升了整个支护体系整体的支护效果。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

通过在前排防护桩和后排防护桩之间设置横向围护件和竖向围护件，再分别利用顶部围护件和连接件进行固定，从而将前排防护桩和后排防护桩形成一个整体的受力体系，从而增加了双排桩的抗弯能力，使得双排桩具有更好的支护效果，减少了发生基坑变形的情况；

通过将横向围护件和竖向围护件分别设置为横向挡土板和竖向挡土板，并在横向挡土板和竖向挡土板上分别设置第一吊孔和第二吊孔，使得横向挡土板和竖向挡土板可以重复利用，节约了工程用料，降低了施工成本。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图。

图2是本发明实施例的俯视结构示意图。

图3是本发明实施例的部分立体结构示意图。

图4是本发明实施例桩体的横截面结构示意图。

图5是本发明实施例横向挡土板的结构示意图。

图6是本发明实施例竖向挡土板的结构示意图。

图中，1、前排防护桩；2、后排防护桩；3、桩体；31、固定槽；4、横向围护件；41、横向挡土板；411、第一吊孔；5、竖向围护件；51、竖向挡土板；511、第二吊孔；6、顶部封闭件；61、顶部挡板；62、桩顶锚杆；7、连接件；71、横向锚杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

参照图1和图2，为本发明公开的一种双排桩竖挡横锚新型支护体系，包括前排防护桩1和后排防护桩2，前排防护桩1位于靠近基坑侧壁的位置，后排防护桩2位于前排防护桩1远离基坑的一侧，前排防护桩1和后排防护桩2分别由多根沿着基坑侧壁方向排布的桩体3组成，桩体3沿竖直方向延伸至基坑底部的稳定土层中，桩体3的具体长度根据地质情况设计决定，桩体3横截面形状为方形、圆形或其他异形，桩体3采用钢板桩、钢筋混凝土桩或钢管混凝土桩其中的一种，而桩体3施工方式采用人工挖孔桩、螺旋桩或旋挖桩其中的一种。

参照图1和图2，前排防护桩1和后排防护桩2上沿着桩体3的排布方向设置有横向围护件4，横向围护件4包括多个横向挡土板41，每个横向挡土板41分别设置在相邻的两个桩体3之间，横向挡土板41选用钢板或者预制混凝土板，同时在每个桩体3上沿着桩体3的长度方向开设有供横向挡土板41移入的固定槽31（见图4），固定槽31在施工桩体3时预留而出，在桩体3强度达到设计要求后即可将横向挡土板41通过静压机打入桩体3之间，并使横向挡土板41位于固定槽31内，横向挡土板41打入的深度（即固定槽31的深度）根据实际工程取值，原则上需要打穿至稳定地层中，当稳定地层位于基坑底部以下时，要求横向挡土板41打入基坑以下的深度不小于1.0m。

参照图2，前排防护桩1和后排防护桩2之间设置有竖向围护件5，竖向围护件5包括沿着桩体3排布方向设置的多个竖向挡土板51，竖向挡土板51位于前排防护桩1和后排防护桩2之间每对应的两个桩体3所在的位置，且每对应的两个桩体3处设有两个竖向挡土板51，两个竖向挡土板51分别位于桩体3的两侧，竖向挡土板51选用钢板或者预制混凝土板，竖向挡土板51的宽度与前排防护桩1和后排防护桩2的横向挡土板41之间的距离相同，竖向挡土板51在横向挡土板41施工完成后打入，且打入深度与横向挡土板41相同。

利用横向挡土板41和竖向挡土板51将前排防护桩1与后排防护桩2之间的空间划分为多个封闭区域，且横向挡土板41和竖向挡土板51可以限制封闭区域的变形，从而使前排防护桩1和后排防护桩2可以形成整体并一同受力，以提高双排桩的支护效果。

参照图5和图6，为了便于回收利用横向挡土板41和竖向挡土板51，在横向挡土板41和竖向挡土板51顶部0.5m的位置分别预留有第一吊孔411和第二吊孔511，且在施工横向挡土板41和竖向挡土板51时，穿设预埋钢绳于第一吊孔411和第二吊孔511内，在基坑结构施工回填至地面标高下0.5m-1.0m时，将横向挡土板41和竖向挡土板51通过预埋钢绳拔出，从而实现横向挡土板41和竖向挡土板51的重复利用。

参照图1和图3，前排防护桩1和后排防护桩2的桩顶处设置有顶部封闭件6，顶部封闭件6用于限制桩顶竖直方向的位移，顶部封闭件6包括多个顶部挡板61，多个顶部挡板61沿着桩体3的排布方向设置在前排防护桩1和后排防护桩2的桩顶处，顶部挡板61采用钢板、预制混凝土板或现浇混凝土板其中的一种，顶部挡板61的宽度与前排防护桩1和后排防护桩2之间的距离相同，顶部挡板61的长度与前排防护桩1的相邻的两个桩体3之间的距离相同，利用顶部挡板61可以对前排防护桩1和后排防护桩2的桩顶处进行固定，从而限制桩顶处的水平位置。

参照图1和图3，为了进一步提高支护稳定性，防止由于土体拱起导致顶部挡板61向上变形，在顶部挡板61上设置多个桩顶锚杆62，桩顶锚杆62采用钢绞线、钢筋、钢丝或钢筋束其中的一种，桩顶锚杆62沿水平方向由前排防护桩1和后排防护桩2延伸，桩顶锚杆62与前排防护桩1的桩体3固定连接；在施工时，在顶部挡板61上钻孔后穿入桩顶锚杆62并浇筑水泥砂浆即可，并且再利用千斤顶进行张拉锁顶。

参照图1和图3，前排防护桩1和后排防护桩2之间设置有连接件7，连接件7用于连接前排防护桩1和后排防护桩2，连接件7包括沿着桩体3长度方向间隔设置的多组横向锚杆71，横向锚杆71采用钢绞线、钢筋、钢丝或钢筋束其中的一种，横向锚杆71沿水平方向由前排防护桩1和后排防护桩2延伸，横向锚杆71与前排防护桩1的桩体3或横向挡土板41固定连接，且横向锚杆71与前排防护桩1和后排防护桩2的横向挡土板41形成整体受力结构。

在施工时，从前排防护桩1的桩体3或横向挡土板41朝向后排防护桩2钻孔，钻孔可采用机械钻孔或人工成孔，随后穿入横向锚杆71并注浆至孔中即可，最后利用千斤顶进行张拉锁定，同时在最后利用混凝土封头和钢垫板将横向锚杆71与前排防护桩1的桩体3或横向挡土板41连接。

实施例二：

一种双排桩竖挡横锚新型支护体系的施工方法，包括所述的一种双排桩竖挡横锚新型支护体系，包括如下步骤：

s1：按照施工图要求，进行测量放线，对桩位进行准确定位；

s2：钻机就位，进行前排防护桩1和后排防护桩2桩体3的施工，在本实施例中，桩体3为圆形钢筋混凝土桩，施工方式采用人工挖孔，且在绑扎钢筋笼和浇筑混凝土时，在桩体3的预定位置预留出固定槽31；

s3：待前排防护桩1和后排防护桩2的桩体3达到设计强度要求后，沿着前排防护桩1和后排防护桩2桩体3的排布方向施工横向挡土板41，在本实施例中，横向挡土板41采用钢板，施工时利用静压机将横向挡土板41从桩体3上固定槽31的位置压入土层中，并穿设预埋钢绳于第一吊孔411内；

s4：在前排防护桩1和后排防护桩2之间施工竖向挡土板51，在本实施例中，竖向挡土板51采用钢板，施工时利用静压机将竖向挡土板51压入至前排防护桩1和后排防护桩2之间，并使竖向挡土板51的两侧分别与两个横向挡土板41抵接，并穿设预埋钢绳于第二吊孔511内；

s5：施工前排防护桩1和后排防护桩2桩体3顶部的顶部挡板61，在本实施例中，顶部挡板61采用预制混凝土板，在施工完毕后，在预制混凝土板上施工桩顶锚杆62，并对桩顶锚杆62进行张拉锁定，使桩顶锚杆62与前排防护桩1的桩体3或横向挡土板41有效连接；

s6：基坑分层开挖，达到设计位置后，施工前排防护桩1和后排防护桩2之间的横向锚杆71，并对横向锚杆71进行张拉锁定，使横向锚杆71与前排防护桩1的桩体3或横向挡土板41有效连接，直至基坑开挖到指定标高；并根据检测数据，根据需求对横向锚杆71进行后续补张拉作业；

s7：基坑施工完成后并进行回填，在基坑回填至地面标高下0.5m-1.0m时，利用预埋钢绳将横向挡土板41和竖向挡土板51拔出进行重复利用。

通过设置竖向挡土板51、横向挡土板41和顶部挡板61，将前排防护桩1和后排防护桩2之间狭长的空间划分成了大小不等的两组封闭区域，且由于竖向挡土板51、横向挡土板41和顶部挡板61的存在，封闭区域变形受到限制，使得前排防护桩1、后排防护桩2和封闭区域形成整体受力体系，极大地提升了双排桩的整体抗弯能力，有效地减少了桩顶水平位移，同时整个支护体系不需要采用内支撑，解决了施工中常见的单面受限，其它三面具备放坡开挖条件的问题；

其次，本发明采用双排桩与横向锚杆71组合结构，有效地减小占用地下空间，降低了侵占用地红线的风险，适用于普通桩锚支护体系以及难以支护的地下空间受限的紧邻既有建筑物和构筑物基坑。

与同样尺寸的传统双排桩支护结构相比，本发明将前排防护桩1、后排防护桩2与桩间土体形成一个整体，有效增加了支护结构刚度，从而有效地减少了悬臂段桩体3变形，改善了前排防护桩1与后排防护桩2的桩身受力状况，在同等条件下，可适用于深度更深的基坑。

与传统双排桩支护结构相比，针对相同状况的基坑，在保证基坑安全状态不变的前提下，本发明可以有限减少桩径、缩短桩长，同时，横向挡土板41和竖向挡土板51可以重复利用，节省了工程用料，降低了施工成本，具有较好的经济效益。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。