[发明专利]一种基于预应力空心方桩的基坑支护组合结构及其施工方法

权利要求书

1.一种基于预应力空心方桩的基坑支护组合结构，其特征在于：包括预应力空心方桩，预应力空心方桩的两端均垂直设置冠梁；所述预应力空心方桩包括短节预应力空心方桩和长节预应力空心方桩；

所述冠梁包括第一冠梁和第二冠梁，第一冠梁垂直固定短节预应力空心方桩的一端，在短节预应力空心方桩的另一端固定安装长节预应力空心方桩的一端，长节预应力空心方桩的另一端垂直设置第二冠梁；

所述第一冠梁与短节预应力空心方桩通过第一连接结构连接；

所述长节预应力空心方桩与第二冠梁通过第二连接结构连接；

所述短节预应力空心方桩与长节预应力空心方桩通过第三连接结构连接；

所述第二连接结构包括设置在所述第二冠梁上的第二预埋锚板，在第二预埋锚板上设置若干锁片，在锁片上垂直设置第三刚性套管，在长节预应力空心方桩上设置第四预应力端板，在第四预应力钢板上设置施加预应力用辅助机构；在第四预应力端板上设置有与第三刚性套管相配合的第二安装孔，第三刚性套管固定安装在第二安装孔中；

所述第一连接结构包括第一预埋锚板和第一预应力端板，第一锚板设置在所述第一冠梁上，第一预应力端板设置在短节预应力空心方桩上，在第一预埋锚板上垂直设置第一刚性套管；在第一预应力端板上设置有与第一刚性套管相配合的第一安装孔，第一刚性套管固定安装在第一安装孔中；

所述第三连接结构包括连接在短节预应力空心方桩上的第二预应力端板和设置在长节预应力空心方桩上的第三预应力端板，在第三预应力端板上垂直设置第二刚性套管，在第二预应力端板上设置与第二刚性套管连接的第三安装孔；在所述冠梁内设置预埋构件，预埋构件包括设置在冠梁内的预埋锚板，在预埋锚板上垂直设置若干预埋锚筋；所述预埋构件与短节预应力空心方桩固定连接；所述预埋锚筋与预埋锚板采用穿孔塞焊连接，所述预埋锚筋与所述冠梁的主筋、箍筋采用焊接方式连接；所述预埋锚筋长度为其直径的13-16倍；

所述预应力用辅助机构包括垂直设置在第四预应力端板上的支撑板，在第四预应力端板和支撑板之间连接有若干肋板。

2.根据权利要求1所述的一种基于预应力空心方桩的基坑支护组合结构，其特征在于：刚性套管包括第一刚性套管、第二刚性套管和第三刚性套管，刚性套管与所述预埋锚板焊接连接；刚性套管外径比所述预应力空心方桩桩内径小2cm；刚性套管壁厚大于20mm；刚性套管与预应力空心方桩内壁搭接长度大于空心方桩桩内径的2倍。

3.根据权利要求1所述的一种基于预应力空心方桩的基坑支护组合结构，其特征在于：所述第三刚性套管长度为第一冠梁、第二冠梁之间的净长度与所述长节预应力空心方桩和短节预应力空心方桩桩长之和的差值，所述第三刚性套管与预应力空心方桩的搭接长度大于空心方桩桩内径的2倍。

4.一种基于预应力空心方桩的基坑支护组合的施工方法，其特征在于，步骤包括：

S1：进行冠梁施工，冠梁经钢筋笼绑扎时，将预埋构件根据图纸要求固定在指定位置，预埋锚筋、钢筋笼的主筋和箍筋通过焊接连成整体；然后进行支模、浇筑混凝土；

S2：将横向基坑支护构件进行组装，所述冠梁拆模后，将预埋锚板表面清理干净，将第一刚性套管焊接在第一冠梁的第一预埋锚板上，然后安装短节预应力空心方桩，并将预应力空心方桩的第一预应力端板焊接在第一冠梁的第一预埋锚板上；

S3：将短节预应力空心方桩与长节预应力空心方桩通过第二刚性套管连接在一起，将第三刚性套管穿设在长节预应力空心方桩另一端，并将短节预应力空心方桩与长节预应力空心方桩相近的第一预应力端板和第二预应力端板焊接在一起；

S4：将长节预应力空心方桩的第三刚性套管焊接在第二冠梁上的第二预埋锚板上；

S5：在第二冠梁与长节预应力空心方桩搭接位置，水平对称安装两个千斤顶，同时对空心方桩施加预应力，达到设计值后，将锁片紧密的插入所述长节预应力空心方桩上的第四预应力端板与所述第二冠梁上所述的第二预埋锚板的空隙中，并将锁片与第四预应力端板、锁片与锁片、锁片与第二冠梁上第二预埋锚板通过焊接连成整体，然后拆卸千斤顶。