[发明专利]加筋约束土复合支护结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木建筑工程中的基坑支护工程，特别涉及一种垂直支护结构和加筋约束土的复合支护结构。

背景技术

目前在基坑复合支护结构中，有无支撑支护结构和有支撑支护结构。有支撑支护结构因支撑的存在，土方需要多次倒运，影响土方开挖；支撑施工、养护和拆撑都需要时间，影响施工进度。无支撑支护方案常用的有：复合土钉支护、桩和锚杆复合支护等。复合土钉支护通常的土钉是采用钢筋或细钢管，工艺采用先取孔，然后放入钢筋或细钢管，再注浆形成土钉，也有采用直接将钢筋或细钢管打入土体的工艺形成土钉，这些土钉与竖向桩支护结构形成一体，构成整个复合土钉支护结构，这种工艺通常用在较好的土层中。桩和锚杆复合支护结构是指：竖向有桩，在桩与桩之间施做锚杆，锚杆通常要有自由端和固定端二部分构成，长度要求较长，且必须有钻孔和注浆工艺，近年来也有采用旋锚法施工锚杆的，但总体上都必须具有锚固段和自由段二部分，锚杆的长度都是较长的。

上述两种土钉的受力原理都是土钉需要有足够的长度伸过假想的最危险滑裂面到稳定的土体中，该部分土钉需要能够提供足够的拉力抵抗滑动土体产生的力，土钉要在土体变形后受力。

现有复合发明如PHC管桩桩锚组合支护止水施工方法（申请号：200810049535.2），其水平方向是采用有自由段的锚杆将可能的滑动土体拉锚在远端的假定固定土体上；复合土钉支护施工的方法及支护施工用土钉（申请号：02113047.7），其水平方向是采用自钻式的土钉，在靠近桩端有自由段。上述两种均有一个特点，及在桩端有自由端，并施加了预应力。此外，其它一些专利中的土钉均为细钢管或钢筋外包裹砂浆，并在坑壁挂钢筋网并喷射混凝土面层；一些专利中要求土钉倾角要大于5度；各复合土钉支护结构中因坑壁仅挂钢筋网并喷射混凝土面层，并没有要求土钉要用围檩与竖向挡土结构连接。

发明内容

技术问题：本发明的目的旨在提供一种加筋约束土复合支护结构及其施工方法，该方法施工方便，施工速度快，节约造价，降低投资。它克服了现有技术的不足，做到挡土、止水、结构三合一，取消内支撑，方便挖土和地下室土建施工。该形式加筋数量和长度随土质情况调节，工程造价低，施工速度随挖土进度进行，缩短施工周期。

技术方案：本发明的加筋约束土复合支护结构是由前置挡土止水支护结构桩、约束土用加筋、圈梁和连接围檩组成；其中，前置挡土止水支护结构桩采用多个并排排列组成且竖向设置，在前置挡土止水支护结构桩的顶部设有圈梁，将多个前置挡土止水支护结构桩连接成一个整体；约束土用加筋横向设置，其一端伸入约束土中，另一端由围檩固定在前置挡土止水支护结构桩上。

约束土用加筋采用波形板、钢管或型钢。

所述的前置挡土止水支护结构桩外侧可以设置外排挡土止水结构，此时，圈梁在其宽度的方向上将前置挡土止水支护结构桩和外排挡土止水支护结构桩连接成一个整体，在其长度方向上将前置挡土止水支护结构桩和外排挡土止水结构桩连接成一排或一圈，前置挡土止水支护结构桩与约束土用的加筋通过连接围檩连接。

本发明的加筋约束土复合支护结构的施工方法是：

1）施工前置挡土止水支护结构桩，采用搅拌桩加管桩支护结构、搅拌桩加H型钢支护结构或搅拌桩加钻孔灌注桩，形成前置挡土止水支护结构桩；重复以上的制作，直至形成一排或一圈由前置挡土止水支护结构桩组成的支护结构排桩；

2）根据设计需要设置外排挡土止水结构桩，采用管桩或钻孔灌注桩，形成外排挡土止水支护结构桩（根据需要，外排可以不施工止水桩）；重复以上的制作，直至形成一排或一圈由外排挡土止水支护结构桩组成的支护结构排桩；

3）开挖至前置挡土止水支护结构桩和外排挡土止水支护结构桩的顶部，在它们的顶部施工圈梁，将它们连接成一个整体；

4）开挖土方至第一层约束土用加筋的预定标高，按照设计间隔将约束土用的加筋水平或与水平方向呈小于45度夹角的角度通过两前置挡土止水支护结构桩之间的土植入前置挡土止水支护结构桩后的土体；

5）用围檩将约束土用的加筋的一端与前置挡土止水支护结构桩进行连接；

6)重复4-5步，分别循环植入第二、第三、……层约束土用的加筋，直至达到坑底标高；

至此，即完成加筋约束土复合支护结构的施工。

有益效果：其加筋通常采用波形板、钢管、I字钢等型钢，且较短、较粗。该复合支护结构结合约束土体、前置挡土止水结构以及与挡土结构可靠连接的围檩结构，形成了加筋复合支护结构。加筋的作用是约束土体，形成一个复合约束体，该约束体与桩连接在一起，共同形成了复合支护体系。