[发明专利]一种既有大直径灌注桩劲芯增长基坑支护结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，尤其是涉及一种既有大直径灌注桩劲芯增长基坑支护结构及施工方法。

背景技术

城市改扩建过程中经常会遇到对既有建筑基坑开挖深度加大的问题。与新建工程不同，基坑改造工程往往比较复杂，常受限于既有基坑支护形式、施工场地、临近建筑物、地下管线等因素，易出现常规支护形式施工难度大、施工安全性难以保证、基坑支护效果差等问题。在建筑节能节材的大背景下，如何综合利用既有基坑支护形式，已成为工程界广泛关注的问题。

针对基坑既有支护灌注桩长度不足问题，目前通常的做法是先将既有灌注桩挖除，再重新施工新的灌注桩。该施工方法虽设计简单，但施工难度大，尤其是当地下水位较高时，常常面临成孔难度大、桩体抗渗性难以保证的问题。还有一种现在既有灌注桩内侧设反力墙并设置横向加筋体，待基坑开挖至既有灌注桩底部后再将该灌注桩挖除，最后进行基坑灌注桩施工，该工艺施工过程复杂、造价高，且后期桩体施工难度较大。

目前，已有一种基于老旧地下室外墙结构的基坑支护结构及其支护方法，该基坑支护结构包括原有结构外墙和位于原有结构外墙下的土基；所述原有结构外墙上设置有锚索；所述土基内设置有按照一定间距排列的多根混凝土工字钢暗柱，并且混凝土工字钢暗柱中的暗柱工字钢的顶部与原有结构外墙底部的钢筋焊接连接，所述混凝土工字钢暗柱之间的土基上还设有锚索、钢筋网和喷射混凝土护壁，混凝土工字钢暗柱、锚索、钢筋网和喷射混凝土护壁组成下部新建支护结构。该结构虽已涉及到既有基坑支护结构利用问题，但该结构未考虑对原支护结构的劲芯补长，难以满足基坑深度加大的要求。

综上所述，目前工程中对既有建筑桩通常采用挖除替换新灌注桩的方法，该方法虽可在适宜的工程背景下取得较好的工程效益，但尚存一定不足，主要体现在如下几方面：灌注桩挖除工程量大，影响建筑施工工期；灌注桩挖除过程中易引发稳定性事故，影响临近建筑安全；灌注桩替换造价高、施工难度大、浪费建筑材料。

鉴于此，为降低工程造价、增强基坑的稳定性、充分利用既有灌注桩的承载性能，目前亟需发明一种既可保证基坑支护强度，又可充分利用既有桩体承载能力的新型既有大直径灌注桩劲芯增长基坑支护结构及施工方法。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种既可保证基坑支护强度、又可充分利用既有桩体承载能力的既有大直径灌注桩劲芯增长基坑支护结构，它不但可以有效补长既有灌注桩，实现既有灌注桩的留用，而且可以增强基坑支护结构的整体性和抗侧向变形的能力。

本发明的第二个目的在于提供一种既有大直径灌注桩劲芯增长基坑支护结构的施工方法。

本发明的第一个目的是这样实现的：

一种既有大直径灌注桩劲芯增长基坑支护结构，特征是：在灌注桩的中心引孔内植入带侧壁凹槽的异型钢管，在异型钢管的中间插有型钢，在异型钢管的顶部设置有预留连接孔，在异型钢管的底部设置有预制桩尖，在异型钢管的管腔内填充有高强度自密实混凝土，在异型钢管的侧壁凹槽内沿竖向开设有若干个浆液渗透连接孔；在异型钢管的侧壁凹槽内沿竖向铺设有后压浆管，在异型钢管的外侧空隙填充有钢管外侧后注浆体；在灌注桩的顶部设置有桩顶承台梁，在桩顶承台梁内、灌注桩的两侧对称各设有一个预成孔管，预成孔管的直径大于横向拉结筋的直径，横向拉结筋穿过预成孔管，桩顶承台梁内的承台梁纵筋穿过异型钢管顶部的预留连接孔;在灌注桩的底端部设置有桩底扩大端头。

异型钢管为预制构件，由2～4块圆弧形钢板与同数量的“”形钢板沿环向对称焊接而成，其中“”形钢板设于相邻圆弧形钢板之间。

浆液渗透连接孔呈圆形，且在异型钢管的上部较稀疏，下部较密集。

型钢的高度方向平行于基坑的坑壁方向，在型钢与异型钢管之间沿竖向设置有型钢限位钢板，型钢的底部与预制桩尖的顶部通过预留连接钢板连接。

预制桩尖呈圆台形，连接钢板的下端焊接在预制桩尖的桩尖顶部中间，在预制桩尖的桩尖顶部一侧焊接有尺寸略大于异型钢管的同形状异型钢管连接段，在预制桩尖的桩尖顶部另一侧焊接有与后压浆管下端连接的桩尖连接管；桩尖连接管下部管段为钢管。

高强度混凝土采用强度等级不低于C40的自密实混凝土，高强度混凝土的浆液通过异型钢管的侧壁凹槽上的浆液渗透孔渗入进异型钢管与大直径灌注桩之间的空隙内。

后压浆管沿竖向铺设于异型钢管的外侧壁凹槽内，底部与预制桩尖顶部的后压浆管连接管连接，并在后压浆管的底部设置有辅助提升用的牵引绳。

横向拉结筋根据地质情况选用全粘结锚杆或预应力锚杆或预应力锚索。