复杂大型异形深基坑桩锚式支护体系及施工方法与流程

本发明属于基坑桩锚式支护领域，尤其涉及一种复杂大型异形深基坑桩锚式支护体系及施工方法。

背景技术：

1、在城市基坑工程中，影响基坑设计和施工的因素相当复杂。由于主体结构、邻近建筑物及周边建筑物的功能要求，不规则形状的基坑在基坑设计中经常被采用。与简易矩形基坑相比，异形基坑在支护体系方案、设计和施工工艺等方面都有较高的要求。

2、目前采用的变直径锚杆，一般只能在端部实现变径，或只能实现2个梯度变径，适用范围有限，难以适用于复杂条件下的基坑支护施工，再者目前采用了混凝土支撑形式，适用范围有一定的局限性，难以适用于异形的基坑施工，与此同时，目前采用的钢板堵漏施工方式，存在着施工步骤繁琐，止水效果一般等问题。

3、鉴于此，亟需针对目前施工方法存在的不足之处，在总结传统施工方法的基础上对复杂大型异形深基坑桩锚式支护体系及施工方法进行创新，来提高复杂异形基坑桩锚式支护的施工质量，对于类似基坑支护的施工起到切实可行的参考借鉴作用。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种复杂大型异形深基坑桩锚式支护体系及施工方法。

2、这种复杂大型异形深基坑桩锚式支护体系，包括梯度变径搅拌式锚杆、水平锚索预应力钢筋内支撑装置、反压土透水点压入锚固钢板堵漏装置、抗浮锚索和千斤顶；

3、梯度搅拌式锚杆两侧设有固定板，两个固定板分别通过单向旋转合页设有第一叶片或第二叶片，两个单向旋转合页的旋转方向相反，第一叶片或第二叶片的长度不同；梯度搅拌式锚杆上设置有数个注浆孔，梯度搅拌式锚杆上内部设置有加压平台，用于控制注浆孔开启的数量；

4、水平锚索预应力钢筋内支撑装置包括支护结构、水平锚索、混凝土支撑和预应力波纹管，水平锚索锚固在支护结构两侧，混凝土支撑设于支护结构内侧，预应力波纹管两端锚固在混凝土支撑两端上方；

5、反压土透水点压入锚固钢板堵漏装置设于支护桩之间，包括下层止水钢板和上层止水钢板。

6、作为优选，第二叶片长于第一叶片，梯度搅拌式锚杆杆提下端设置个固定板，固定板上通过单向旋转合页连接第一叶片或第二叶片，第一叶片和第二叶片均长于固定板，固定板上部的梯度搅拌式锚杆上设置有注浆孔，三道注浆孔按梯度排列，加压平台顶面设置有高灵敏度弹簧，高灵敏度弹簧端部连于梯度搅拌式锚杆内壁，加压平台底部设置有启闭板连接杆，启闭板连接杆端部分别设置有下灌浆孔启闭板和上灌浆孔启闭板，下灌浆孔启闭板和上灌浆孔启闭板交错布置。

7、作为优选，支护结构顶部设置有混凝土支撑，混凝土支撑两端设置有端部型钢，端部型钢上设置端部波纹管定位套筒，通过辅助板与螺栓连接；端部型钢一侧设置有加劲板，另一侧设置有锚固辅助板，锚固辅助板另一侧设置有波纹管加强环，锚固辅助板顶部设置有锚固端，混凝土支撑中间位置设置有中位型钢，中位型钢顶部设置有波纹管定位套筒，波纹管定位套筒内设置有预应力波纹管，预应力波纹管两端通过端部波纹管定位套筒并在锚固端锚固，预应力波纹管内设置有预应力钢绞线；混凝土支撑角部设置角部支撑型钢，支护结构内设置有预埋型钢，预埋型钢端部设置l形连接板与角部支撑型钢连接；预埋型钢上设置有套筒，套筒内设置有可调式撑杆和可调式辅助杆。

8、作为优选，所述抗浮锚索端部设置有定位板加强环，端头设置有锚索固定环，锚索固定环与千斤顶相连，加强环连接有千斤顶连接板的一端，千斤顶连接板的另一端连接有千斤顶固定座，千斤顶设于千斤顶固定座内。

9、作为优选，所述反压土透水点压入锚固钢板堵漏装置设于两支护桩间，包括上层止水钢板和下层止水钢板，支护桩靠近基坑一侧设置有抱箍免拆模板，抱箍免拆模板用模板固定螺栓固定于支护桩上，抱箍免拆模板上设置有模板背楞。

10、作为优选，所述上层止水钢板上设置有模板固定耳板和上层受力工字钢，模板背楞端部设置耳板，抱箍免拆模板内侧设置下定位环和可张开式固定环，可张开式固定环内设置有排水管，耳板一端用对拉螺杆连接于模板固定耳板上；上层止水钢板和下层止水钢板端部成l形，上层止水钢板下部设置有钢板斜撑和加强槽钢，与支护桩用膨胀螺栓固定，上层止水钢板和下层止水钢板端部设置有切土端。

11、作为优选，所述下层止水钢板上设置有下层受力工字钢，下层受力工字钢安装于钢板连接段，钢板连接段底部设置有钢板斜撑；上层止水钢板和下层止水钢板可通过钢板连接段贴合。

12、这种复杂大型异形深基坑桩锚式支护体系的施工方法，包括以下步骤：

13、步骤一、将梯度变径搅拌式锚杆打入土体后，当旋转速率小于一定值时，仅固定板切土，当旋转速率提升，根据旋转方向的不同打开第一叶片或第二叶片进行切土；加压平台根据注浆压力的大小控制数个注浆孔自动打开，形成对应直径的注浆锚杆；

14、步骤二、施工支护结构并设置带套筒的预埋型钢，预埋中位型钢、锚固辅助板和端部型钢后施工混凝土支撑，安装波纹管定位套筒和端部波纹管定位套筒，随后安装预应力波纹管，穿钢绞线后张拉封锚，在套筒内安装可调式辅助杆和可调式撑杆的整体，最后施工水平锚索；

15、步骤三、安装抗浮锚索，通过千斤顶的压力防止抗浮锚索筋体发生上浮或移位现象；

16、步骤四、在支护桩间安装反压土透水点压入锚固钢板堵漏装置，开挖基坑外侧土至渗水点上，在支护桩间安装反压土透水点压入锚固钢板堵漏装置，浇筑混凝土。

17、作为优选，步骤三中，所述抗浮锚索端部设置有定位板加强环，端头设置有锚索固定环，锚索固定环与千斤顶相连，整个专用固定装置与支护结构的混凝土面板固定，抗浮锚索穿过锚索固定环和定位环加强板，抗浮锚索张拉和灌浆的过程中保证千斤顶的压力，防止抗浮锚索筋体发生上浮或移位现象；抗浮锚索施工期间，在止水帷幕外设置临时减压井，整个施工期间保证不间断抽水。

18、作为优选，步骤四中，开挖支护桩间的混凝土，在渗水位置预埋膨胀螺栓固定件，随后开挖基坑外侧土至渗水点上，用挖掘机依次压入下层止水钢板和上层止水钢板，挖掘机着力于下层受力工字钢和上层受力工字钢上，然后安装膨胀螺栓，清理支护桩间的杂物后安装抱箍免拆模板，并用膨胀螺栓固定，端部用对拉螺杆固定于上层止水钢板上，随后安装排水管，最后浇筑混凝土，通过排水管抽水。

19、本发明的有益效果是：

20、1)本发明采用了梯度变径搅拌式锚杆，通过固定板和单向旋转合页在梯度搅拌式锚杆安装打开方向和打开转速不同的第一叶片和第二叶片，并通过加压平台控制注浆孔的打开情况，可根据施工需求选择不同直径、不同注浆量，施工灵活可控，具有较好的技术效益。

21、2)采用混凝土上设置体外预应力的支撑方式，通过水平锚索预应力钢筋内支撑装置配合辅助斜撑，保证了异形基坑角部的稳定性。

22、3)针对抗浮锚杆施工，采用专用的抗浮装置，利用千斤顶提高了锚杆的施工质量。

23、4)通过反压土透水点压入锚固钢板堵漏装置，采用了两道钢板堵漏的施工形式，同时配合免拆模板，在支护桩间浇筑混凝土补强，同时在新浇筑的混凝土板内设置排水管，用于后期派送，提高了堵漏的效果。