双排注浆桩与拉锚喷层联合支护施工方法

双排注浆桩与拉锚喷层联合支护施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种双排注浆桩与拉锚喷层联合支护施工方法，其特征是设置由前排桩和后排桩构成的双排注浆桩，前排桩和后排桩分别是由加劲碎石注浆桩和素桩等距间隔布置，前排桩和后排桩共同由顶部圈梁连系；在开挖支护表面形成拉锚喷层；加劲碎石注浆桩桩芯为加劲型钢单元、桩体是由碎石料和水泥浆经高压混合成型，素桩为素混凝土桩。本发明针对基坑开挖深度大、边坡稳定性差，支护体系受到开挖工作面及周围客观条件的限制的施工场合，在满足安全性、强度和稳定性要求的前提下，可以降低施工难度、提高施工效率，并降低施工成本。
【专利说明】双排注浆粧与拉锚喷层联合支护施工方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种加劲碎石注浆桩喷锚结构联合支护施工方法，更具体地说是应用在深基坑、边坡等场合下的支护施工方法。

【背景技术】
[0002]随着城市建设的不断发展，建筑工程、市政工程及各大型工程建设不断得到迅速扩大，深基坑支护问题逐渐涌现，虽然已有技术中的支护系统形式多样，但针对基坑开挖深度大、边坡稳定性差，支护体系受到开挖工作面及周围邻近建筑物和构筑物客观条件的限制，在满足安全性、满足强度和稳定性的前提下，其施工难度、施工成本、施工效率以及与环境的协调性都是需要结合综合考虑的问题，而其综合效果正是工程上不断求的目标。


【发明内容】

[0003]本发明提供一种双排注浆桩与拉锚喷层联合支护结构及施工方法，以期在针对基坑开挖深度大、边坡稳定性差，支护体系受到开挖工作面及周围邻近建(构)筑物客观条件的限制的施工场合，在满足安全性、满足强度和稳定性的前提下，达到降低其施工难度、降低施工成本，以及提高施工效率的发明目的。
[0004]本发明为解决技术问题采用如下技术方案:
[0005]本发明双排注浆桩与拉锚喷层联合支护结构的特点是:
[0006]设置由前排桩和后排桩构成的双排注浆桩，所述前排桩和后排桩分别是由加劲碎石注浆桩和素桩等距间隔布置，所述前排桩和后排桩共同由顶部圈梁连系；在开挖支护表面形成拉锚喷层；所述前排桩中的前排加劲碎石注浆桩与后排桩中后排加劲碎石注浆桩处在左右交错的位置上；
[0007]所述加劲碎石注浆桩桩芯为加劲型钢单元、桩体是由碎石料和水泥浆经高压混合成型，所述素桩为素混凝土桩。
[0008]本发明双排注浆桩与拉锚喷层联合支护结构的特点也在于:
[0009]所述加劲型钢单元是由两片槽钢相对直立形成两侧板，在两片槽钢的之间以钢筋焊接构成矩形框；在所述加劲型钢单元的外周，焊接有圆环形导向圈，以所述圆环形导向圈使加劲型钢单元在加劲碎石注浆桩的桩孔中得到定位，所述圆环形导向圈在竖向至少有间隔的两道。
[0010]所述加劲碎石注浆桩和素桩的桩径均为400mm，前排桩中处在相邻位置上的前排加劲碎石注浆桩和前排素桩之间的中心距为500mm，后排桩中处在相邻位置上的后排加劲碎石注浆桩和后排素桩之间的中心距为1000mm，前排桩与后排桩相隔1800mm。
[0011]所述前排桩的深度至少达到基坑底面以下6900mm，所述后排桩的深度至少达到基坑底面以下6700mm。
[0012]本发明双排注浆桩与拉锚喷层联合支护结构的特点还在于:
[0013]所述加劲碎石注衆桩用碎石料采用自然级配料的硬质填料，所述硬质填料为石乐砂、角砾、圆砾、碎石或卵石，所述硬质填料的直径为20-25_ ;所述碎石料中的含泥量不超过5%，所述5%是指质量百分比；
[0014]所述加劲碎石注浆桩用水泥浆采用425#硅酸盐水泥，按重量百分比的水灰比为I: 1-0.5: 1，在所述水泥浆中按重量百分比加入有0.3%的三乙醇氨作为早强剂；
[0015]所述碎石料与水泥浆的体积比为1: 0.8。
[0016]本发明双排注浆桩与拉锚喷层联合支护结构的特点还在于:所述拉锚喷层，其喷射形成的混凝土层厚度为80mm，混凝土强度等级为C25，采用自然级配且直径不大于20mm的石灰岩碎石，石灰岩碎石中的直径为10-15mm的碎石含量占石灰岩碎石总质量的60% -70%。
[0017]本发明双排注浆桩与拉锚喷层联合支护的施工方法是按如下步骤操作:
[0018]步骤1:根据设计高程浅层分层分段开挖并采用土钉和锚杆分层分段进行支护，形成作业面，在作业面上进行桩机定位，按双排注浆桩的设定位置成孔；
[0019]步骤2:向加劲碎石注浆桩的桩孔内吊装加劲型钢单元、放置注浆管，再向桩孔中投入碎石料，随后，将水泥浆向桩孔中进行高压注浆，通过高压混合形成加劲碎石注浆桩；向素桩桩孔中完成素混凝土桩的施工；
[0020]步骤3:在前排桩和后排桩的桩体混凝土强度达到75%时，经检测合格施工顶部圈梁；
[0021]步骤4:开挖基坑土方，开挖支护表面打设锚杆挂钢丝网片喷射混凝土形成拉锚喷层，完成支护。
[0022]所述步骤2中的高压注浆两次完成，初次注浆压力为0.4?0.6MPa，二次注浆压力为 I ?2.5MPa。
[0023]在所述拉锚喷层时，喷射压力为0.15?0.2MPa，喷头与受喷面的距离保持在
1.0?1.5m，喷头尽量保持与受喷面垂直，倾斜角度不小于75°。
[0024]所述拉锚喷层时，喷头作连续不断的螺旋状圆周运动，后一圈压前一圈三分之一面积。
[0025]与已有技术相比，本发明有益效果体现在:
[0026]1、本发明双排加劲碎石注浆桩和拉锚喷层的联合支护，可以有效提高效率、缩短工期、节约成本、保护环境，同理，对临近建筑物、构筑物的影响较小，稳定性较好。
[0027]2、本发明以前排桩与后排桩联合设置，并在桩顶之间用顶部圈梁连系形成门架支护体系，使其前排桩先承受一部分侧向力，后排桩缓解一部分侧向力，使其可在土体发生变形时做适量的变形让压，与拉锚喷层共同组成衬砌结构，既实现了以刚性支护结构承受强大土体压力，又具有柔性支护允许土体出现一定变形并限制土体过大变形出现滑动，获得稳固的支护效果。
[0028]3、本发明支护结构可用于各种复杂地形地质条件，特别在狭窄的场地施工，其支护方式受临近建筑物、构筑物影响较小。

【专利附图】

【附图说明】
[0029]图1为本发明中支护结构断面示意图；
[0030]图2为本发明中加劲碎石桩与素桩平面位置示意图；
[0031]图3为本发明中加劲碎石注浆桩断面示意图；
[0032]图4为本发明中加劲碎石注浆桩立面示意图；
[0033]图中标号:1前排桩，Ia前排加劲碎石注浆桩，Ib前排素桩，2后排桩，2a后排加劲碎石注衆桩，2b后排素桩,3顶部圈梁,4拉锚喷层,5a槽钢，5b钢筋，5c圆环形导向圈,6桩?L，7注浆管，8锚杆，9挂网插筋，10挂钢丝网片，11排水沟。

【具体实施方式】
[0034]参见图1、图2、图3和图4，本实施例中双排注浆桩与拉锚喷层联合支护结构为
[0035]设置由前排桩I和后排桩2构成的双排注浆桩，前排桩I和后排桩2分别是由加劲碎石注浆桩和素桩等距间隔布置，前排桩I和后排桩2共同由顶部圈梁3连系；在开挖支护表面形成拉锚喷层4 ;前排桩中的前排加劲碎石注浆桩Ia和后排桩中的后排加劲碎石注浆桩2a是处在左右交错的位置上。
[0036]加劲碎石注浆桩的桩芯为加劲型钢单元、桩体是由碎石料和水泥浆经高压混合成型，前排素桩Ib和后排素桩2b均为素混凝土桩。
[0037]如图3和图4所示，本实施例中加劲型钢单元是由两片槽钢5a相对直立形成两侧板，在两片槽钢5a的之间以钢筋5b焊接构成矩形框；在加劲型钢单元的外周，焊接有圆环形导向圈5c,以圆环形导向圈5c使加劲型钢单元在加劲碎石注衆桩的桩孔6中得到定位，圆环形导向圈5c在竖向至少有间隔设置的两道。
[0038]加劲碎石注浆桩和素桩的桩径均为400mm，前排桩中处在相邻位置上的前排加劲碎石注浆桩Ia和前排素桩Ib之间的中心距为500mm，后排桩中处在相邻位置上的后排加劲碎石注浆桩2a和后排素桩2b之间的中心距为1000mm，前排桩I与后排桩2相隔1800mm ；前排桩I的深度至少达到基坑底面以下6900mm，后排桩2的深度至少达到基坑底面以下6700mmo
[0039]加劲碎石注浆桩用碎石料采用自然级配料的硬质填料，硬质填料为砾砂、角砾、圆砾、碎石或卵石，硬质填料的直径为20-25_ ;碎石料中的含泥量不超过5%，其5%是指质量百分比；加劲碎石注浆桩用水泥浆采用425#硅酸盐水泥，按重量百分比的水灰比为I: 1-0.5: 1，在水泥浆中按重量百分比加入有0.3%的三乙醇氨作为早强剂；碎石料与水泥浆的体积比为1: 0.8。
[0040]拉锚喷层中通过喷射形成的混凝土层厚度为80mm，混凝土强度等级为C25，采用自然级配且直径不大于20mm的石灰岩碎石，石灰岩碎石中的直径为10-15mm的碎石含量占石灰岩碎石总质量的60% -70%。
[0041]本实施例中双排注浆桩与拉锚喷层联合支护按如下步骤进行施工:
[0042]步骤1:根据设计高程浅层分层分段开挖并采用土钉和锚杆分层分段进行支护，形成作业面，在作业面上进行桩机定位，按双排注浆桩的设定位置成孔；
[0043]步骤2:向加劲碎石注浆桩的桩孔6内吊装加劲型钢单元、放置注浆管7，再向桩孔6中投入碎石料，随后，将水泥浆通过注浆管7向桩孔6中进行高压注浆，通过高压混合形成加劲碎石注浆桩；向素桩桩孔中完成素混凝土桩的施工；
[0044]高压注浆两次完成，初次注浆压力为0.4?0.6MPa，二次注浆压力为I?2.5MPa。
[0045]步骤3:在前排桩I和后排桩2的桩体混凝土强度达到75%时，经检测合格施工顶部圈梁3 ;
[0046]步骤4:开挖基坑土方，在开挖支护表面打设锚杆8、在坡顶面打设挂网插筋9、挂钢丝网片10、喷射混凝土形成拉锚喷层4，完成支护。在进行拉锚喷层时，喷射压力为
0.15?0.2MPa，喷头与受喷面的距离保持在1.0?1.5m,喷头尽量保持与受喷面垂直，倾斜角度不小于75° ;拉锚喷层时，喷头作连续不断的螺旋状圆周运动，后一圈压前一圈三分之一面积。
[0047]施工过程中的具体操作也要考虑以下情况:
[0048]在利用桩机起吊将加劲型钢单元吊入桩孔内时，在每根型钢上可间隔焊接有3?4道圆环形导向圈，调整方向以保证加劲型钢单元居中。
[0049]施工中采用CCLL-D系列注浆管，可多次注浆，注浆不受时间限制，在埋设注浆管时，底部用木塞封堵，防止在放置过程中管口被土体堵住。
[0050]碎石料不可选用风化或半风化的石料，避免振挤破碎，影响桩体的强度和透水性，碎石料的级配没有严格的要求，选用自然级配料，不宜使用单级配石料。
[0051]在施工顶部圈梁时。首先采用机械挖沟槽至桩顶标高，同时破除桩顶浮浆，砌筑120mm砖胎模，按要求绑扎好顶部圈梁钢筋，顶部圈梁混凝土应一次性浇筑完成。
[0052]顶部圈梁施工完成后，分段开挖土方至设计高程，并及时施工形成拉锚喷层，喷射混凝土施工之前，必须清理和冲洗基坑侧面。喷射线路一般是自上而下分段分行进行。
[0053]要求基坑坡顶堆载不得超过1kPa,坡顶6m范围内不得有大量积水，坡脚严禁长期被水浸，要保持排水沟11通畅。
【权利要求】
1.一种双排注浆桩与拉锚喷层联合支护施工方法，其特征是:所述双排注浆桩与拉锚喷层联合支护结构设置为:由前排桩(I)和后排桩(2)构成的双排注浆桩，所述前排桩(I)和后排桩(2)分别是由加劲碎石注浆桩和素桩等距间隔布置，所述前排桩(I)和后排桩(2)共同由顶部圈梁(3)连系；在开挖支护表面形成拉锚喷层(4);所述前排桩(I)中的前排加劲碎石注浆桩(Ia)与后排桩中后排加劲碎石注浆桩(2a)处在左右交错的位置上；所述加劲碎石注浆桩桩芯为加劲型钢单元、桩体是由碎石料和水泥浆经高压混合成型，所述素桩为素混凝土桩；所述双排注浆桩与拉锚喷层联合支护施工方法是按如下步骤进行:步骤1:根据设计高程浅层分层分段开挖并采用土钉和锚杆分层分段进行支护，形成作业面，在作业面上进行桩机定位，按双排注浆桩的设定位置成孔；步骤2:向加劲碎石注浆桩的桩孔内吊装加劲型钢单元、放置注浆管，再向桩孔中投入碎石料，随后，将水泥浆向桩孔中进行高压注浆，通过高压混合形成加劲碎石注浆桩；向素粧粧孔中完成素混凝土粧的施工；步骤3:在前排桩和后排桩的桩体混凝土强度达到75%时，经检测合格施工顶部圈梁；步骤4:开挖基坑土方，开挖支护表面打设锚杆挂钢丝网片喷射混凝土形成拉锚喷层，完成支护。
2.根据权利要求1所述的双排注浆桩与拉锚喷层联合支护施工方法，其特征是:所述步骤2中的高压注浆两次完成，初次注浆压力为0.4?0.6MPa，二次注浆压力为I?2.5MPa0
3.根据权利要求1所述的双排注浆桩与拉锚喷层联合支护施工方法，其特征是:在所述拉锚喷层时，喷射压力为0.15?0.2MPa，喷头与受喷面的距离保持在1.0?1.5m，喷头尽量保持与受喷面垂直，倾斜角度不小于75°。
4.根据权利要求3所述的双排注浆桩与拉锚喷层联合支护施工方法，其特征是:所述拉锚喷层时，喷头作连续不断的螺旋状圆周运动，后一圈压前一圈三分之一面积。
5.根据权利要求1所述的双排注浆桩与拉锚喷层联合支护施工方法，其特征是:所述加劲型钢单元是由两片槽钢(5a)相对直立形成两侧板，在两片槽钢(5a)的之间以钢筋(5b)焊接构成矩形框；在所述加劲型钢单元的外周，焊接有圆环形导向圈(5c)，以所述圆环形导向圈(5c)使加劲型钢单元在加劲碎石注浆桩的桩孔(6)中得到定位，所述圆环形导向圈(5c)在竖向至少有间隔的两道。
6.根据权利要求1所述的双排注浆桩与拉锚喷层联合支护施工方法，其特征是:所述加劲碎石注浆桩和素桩的桩径均为400mm，前排桩中处在相邻位置上的前排加劲碎石注浆桩(Ia)和前排素桩(Ib)之间的中心距为500mm，后排桩中处在相邻位置上的后排加劲碎石注浆桩(2a)和后排素桩(2b)之间的中心距为1000mm，前排桩(I)与后排桩⑵相隔1800mmo
7.根据权利要求1所述的双排注浆桩与拉锚喷层联合支护施工方法，其特征是:所述前排桩的深度至少达到基坑底面以下6900mm，所述后排桩的深度至少达到基坑底面以下6700mmo
8.根据权利要求1所述的双排注浆桩与拉锚喷层联合支护施工方法，其特征是:所述加劲碎石注浆桩用碎石料采用自然级配料的硬质填料，所述硬质填料为砾砂、角石乐、圆碌、碎石或卵石,所述硬质填料的直径为20-25mm ;所述碎石料中的含泥量不超过5 %,所述5 %是指质量百分比；所述加劲碎石注浆桩用水泥浆采用425#硅酸盐水泥，按重量百分比的水灰比为I: 1-0.5: 1，在所述水泥浆中按重量百分比加入有0.3%的三乙醇氨作为早强剂；所述碎石料与水泥浆的体积比为1: 0.8。
9.根据权利要求1所述的双排注浆桩与拉锚喷层联合支护施工方法，其特征是:所述拉锚喷层(4)，其喷射形成的混凝土层厚度为80_，混凝土强度等级为C25，采用自然级配且直径不大于20mm的石灰岩碎石，石灰岩碎石中的直径为10_15mm的碎石含量占石灰岩碎石总质量的60% -70%。
【文档编号】E02D17/04GK104328788SQ201410502710
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】徐小娥, 陶成祥, 梅云鹏, 刘亮, 张松涛, 刘通, 胡广超, 杨光 申请人:安徽水利开发股份有限公司