锚索支护结构及其施工方法与流程

1.本技术涉及工程施工技术领域，尤其涉及一种锚索支护结构及其施工方法。


背景技术：

2.随着建筑高度的不断增加，基坑开挖深度也随之加大，特别是在含有深厚软土地质的地区，深基坑支护设计与施工成为深基坑的热点和难点问题，基坑支护设计的合理性、可行性往往成为整个工程造价、工期、安全的重要制约因素。传统的软土基坑施工多采用钢管件抵接基坑两侧侧壁的内支撑方式，其工程成本较高，施工工期较长。为此，现提供一种锚索支护结构及其施工方法。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术的目的在于提供了一种锚索支护结构及其施工方法。
4.为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
5.第一方面，本技术实施例提供了一种锚索支护结构，用于加固基坑侧壁，包括：
6.支护桩，所述支护桩位于基坑的周侧；
7.锚索，所述锚索包括自由段和锚固段，所述自由段穿设所述支护桩并与所述支护桩固定，所述锚固段与土层固定；
8.加固层，所述加固层包覆于所述锚固段的周侧。
9.在第一方面的其中一个实施例中，所述锚索设有多根，多根所述锚索等距设置并呈圆形分布。
10.在第一方面的其中一个实施例中，所述锚索支护结构还包括隔离支架，所述隔离支架包括支撑框和限位板，所述限位板设有多个且等距分布于所述支撑框的周侧，所述限位板与所述锚索一一对应设置，所述锚索同时与所述支撑框和所述限位板抵接。
11.第二方面，本技术实施例还提供了一种锚索支护结构的施工方法，包括：
12.定位，测量锚索施工位置，标记锚索施工孔位；
13.钻机布置，平整作业面范围场地，移动锚索钻机就位，保证其平整度；
14.锚索制作，将锚索与隔离支架组装，检查锚索的平直度；
15.成孔，采用锚索钻机跟钢套管钻进的方式从施工孔位钻进成孔；
16.锚索安装，注浆管随锚索一同放入钢套管内，锚索放入角度与钻孔倾角保持一致，安放好后杆体始终处于钻孔中心；
17.一次注浆，在锚索的锚固段进行注浆，待到孔内的泥浆和杂质均由水泥浆体所置换溢出孔口，即完成第一次注浆；
18.二次注浆，待第一次注浆浆液达到初凝强度后，将钢套管拔出，进行第二次注浆，注浆浆液采用水灰比为0.45的纯水泥浆，以形成加固层；
19.桩体养护，对加固层进行浇水养护；
20.张拉锁定，待注浆体达到80％设计强度后，取0.1～0.2倍轴向拉力设计值对锚索
预张拉1～2次，使锚索完全平直和各部位接触紧密、产生初剪，锚索张拉至轴向拉力设计值1.05～1.1倍并保持15min，采用锚具进行锁定。
21.在第二方面的其中一个实施例中，所述钻机布置还包括：
22.采用角度尺测量钻杆角度，控制误差在
±2°
以内。
23.在第二方面的其中一个实施例中，所述成孔包括：
24.采用合金钻头冲水钻进，成孔至锚索的自由段末端长度，成孔直径为168mm，钢套管同时打入孔内，然后继续扩孔钻进至锚索的锚固段末端深度，扩孔段直径不小于600mm，钻孔深度不小于设计深度且不大于设计深度500mm。
25.在第二方面的其中一个实施例中，所述锚索安装包括：
26.注浆管管端距孔底为50～100mm，锚索插入孔内深度不应小于锚索自身长度的95％。
27.在第二方面的其中一个实施例中，所述一次注浆包括：
28.注浆压力为0.5～0.8mpa，注浆孔位位于隔离支架的支撑框外侧。
29.在第二方面的其中一个实施例中，二次注浆终止标准为：
30.注浆量大于理论吸浆量，回浆量比重不小于进浆量，稳压15min，孔内不再吸浆。
31.在第二方面的其中一个实施例中，所述二次注浆包括：
32.注浆孔位位于隔离支架的支撑框内侧。
33.相对于现有技术，本技术的有益效果是：本技术提出一种锚索支护结构及其施工方法，可用于基坑的侧壁防护。锚索支护结构包括支护桩、锚索和加固层，其中，支护桩位于基坑的周侧，锚索包括自由段和锚固段，自由段穿设支护桩并与支护桩固定，锚固段与地面土层固定，加固层包覆于锚固段的周侧。如此一来，通过将锚索的两端分别支护桩与地面固定，在锚索张拉锁紧后，对支护桩施加拉力，加强对基坑侧壁的支护强度。可有效降低工程成本，节约工程造价和缩短施工工期。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
35.图1示出了本技术一些实施例中锚索支护结构的结构示意图；
36.图2示出了本技术一些实施例中隔离支架的结构示意图；
37.图3示出了本技术一些实施例中锚索支护结构的施工方法流程图。
38.主要元件符号说明：
39.100-锚索支护结构；110-支护桩；120-锚索；121-自由段；122-锚固段；130-加固层；140-隔离支架；141-支撑框；142-限位板；150-锚具；160-钢垫板；
40.200-一次注浆口；300-二次注浆口。
具体实施方式
41.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
42.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
43.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
44.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
45.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
46.本技术的实施例提供了一种锚索支护结构100及其施工方法，可适用于基坑支护中的锚拉排桩、锚拉地下连续墙以及适用于工业与民用建筑、交通、市政、人防和水利工程建构物抗浮、大桩大锚类边坡工程，本技术中，可应用于深厚软土基坑的支护工程。
47.本技术通过双套管钻进成孔，并通过在稳定土层形成锚索120扩大头，增强锚索120受力性能的锚固体系。采用锚杆钻机跟管钻进方式成孔，合金钻头冲水钻进，成孔至锚杆自由端长度，然后换用钻杆在专业锚杆钻机钢套管钻孔至扩大头锚索120的锚固段122末端深度。然后进行钻机就位对中，调整对入射角度，定位复查无误后，启动钻机钻进，钻孔过程中要到达“准、平、稳”要求。终孔后清孔要彻底，施工现场采用的是清水循环冲洗，并在检查验收合格后插入锚索120进行注浆施工。锚索120安设完，对锚孔及钢绞线验收合格后进行注浆。
48.如图1所示，本技术的实施例提供了一种锚索支护结构100，用于加固基坑侧壁。锚索支护结构100包括支护桩110、锚索120和加固层130，其中，支护桩110位于基坑的周侧，锚索120包括自由段121和锚固段122，自由段121穿设支护桩110并与支护桩110固定，锚固段122与土层固定，加固层130包覆于锚固段122的周侧。
49.在基坑施工中，支护桩110等距分布于基坑的周侧，以对基坑的侧壁进行支撑，以便于后续的继续深挖。支护桩110由混凝土浇筑形成，支护桩110竖直设置于基坑平面，其底端插入土层中与土层保持固定。锚索120可由钢绞线制成，锚索120与支护桩110轴线呈一定角度穿设支护桩110与土层，本实施例中，锚索120与支护桩110轴线的夹角为45
°
。锚索120
的自由端与支护桩110固定，锚固段122通过固化层与土层固定，固化层由混凝土浇筑形成。通过将锚索120的两端分别支护桩110与地面固定，在锚索120张拉锁紧后，对支护桩110施加拉力，加强对基坑侧壁的支护强度。可有效降低工程成本，节约工程造价和缩短施工工期。
50.在一些实施例中，锚索120设有多根，多根锚索120等距设置并呈圆形分布。
51.锚索120的数量可设置为两根、三根、四根、五根、六根等，本实施例中，锚索120的数量可为五根。五根锚索120等距分布于同一圆弧上，相邻两个锚索120的圆弧角度为72
°
。通过多根锚索120的设置，加强对支护桩110的拉力，同时，多根锚索120等距设置，保持受力均匀。
52.如图2所示，在一些实施例中，锚索支护结构100还包括隔离支架140，隔离支架140包括支撑框141和限位板142，限位板142设有多个且等距分布于支撑框141的周侧，限位板142与锚索120一一对应设置，锚索120同时与支撑框141和限位板142抵接。
53.支撑框141放置于锚索120的内侧，且支撑框141的框边分布于相邻的一根锚索120抵接，以对锚索120的自由段121进行支撑。限位板142的一端与支撑框141的框边固定，另一端向支撑框141的外侧延伸，且限位板142的一侧与最接近的一根锚索120抵接。因此，每一根锚索120均被限制与支撑框141框边与限位板142的夹角内，避免多根锚索120的自由端下垂、相互干扰等，提高锚索120的拉直程度。
54.在一些实施例中，支护桩110开设有圆形通孔，以便于锚索120的穿过，在锚索120与支护桩110的固定端设置有钢垫板160和锚具150，钢垫板160设于锚具150与支护桩110之间，锚具150用于将多根锚索120张拉锁定。
55.如图3所示，本技术的实施例还提供了一种锚索支护结构100的施工方法，包括：
56.s10，定位。
57.测量锚索120施工位置，根据设计图纸及标高于实地画出锚索120孔位并用喷漆或水泥钉做好标记。
58.s20，钻机布置。
59.根据设计图纸及相关规范的要求，基坑土方开挖应自上而下进行，每层锚索120为一个开挖层，为保证锚索120施工角度，每层开挖至冠梁高度中部。支护桩110内侧至钻机尾端需预留6m空间，冠梁处锚索120需先破桩，支护桩110桩间净距小于钻头直径时，另需进行机械开孔。本实施例中，采用的钻头型号为a180。打入锚索120后，再进行冠梁钢筋绑扎及混凝土模板制作，并安放pvc隔离管。平整作业面范围场地，移动锚杆钻机就位，保证其平整度。采用角度尺测量钻杆角度，控制误差在
±2°
以内。钻机安装要求牢固，施工中不得产生移位现象。
60.s30，锚索120制作。
61.本技术中，采用可回收锚索120，可回收锚索120可通过采购钢绞线在工厂内制作完成运至现场，钢绞线的下料长度＝锚索120设计长度+张拉锁定长度。将锚索120与隔离支架140组装，锚索120组装在组装架上进行，组装前应仔细检查钢绞线是否平直、完整，剔去带锈和含有齿痕的钢绞线。可回收预应力锚索120按照设计要求预制作完成后运输到施工现场，全程设置注浆管后，再进行安放、注浆、张拉、锚固。
62.s40，成孔。
63.采用双套管钻进施工，通过锚索120钻机跟钢套管钻进的方式从施工孔位钻进成孔，合金钻头冲水钻进，成孔至锚杆自由端长度，成孔直径为168mm，然后换用d60mm钻杆在专业锚杆钻机钢套管钻孔至扩大头锚杆锚固段122末端深度，扩孔段直径不小于600mm。钻机就位对中，调对入射角度45
°
，定位复查无误后，启动钻机钻进，钻孔过程中要到达“准、平、稳”要求。钻孔深度不得小于设计深度且不宜大于设计深度500mm，供无法返出的残渣沉积，以确保锚杆深度达到设计要求。锚索120钻孔时，准确定位，水平垂直方向误差不大于100mm，钻头直径不应小于设计钻孔直径3mm。钻孔角度偏差不应大于2
°
，水泥浆的水灰比应按照工艺和设备要求确定，可取1.0～1.5。终孔后清孔要彻底，施工现场利用清水循环冲洗，并在检查验收合格后插入锚索120进行注浆施工。锚索120安设完，对锚孔及钢绞线验收合格后进行注浆，采用jbw150/40压浆泵。
64.s50，锚索120安装。
65.锚索120在向孔内安装就位前，要重新检查钻孔是否符合设计要求，检查锚索120各部的位置是否正确，捆扎是否牢固，经检查合格的锚索120即可向孔内安装，安装过程还要观察锚索120送入钢套管内是否畅通，如果发现锚索120送入钻孔内困难，必须将锚索120取出重新钻孔跟进钢套管再安装。安放锚索120时，应防止扭曲压弯，注浆管随锚杆一同放入钢套管内，管端距孔底为50～100mm，杆体放入角度与钻孔倾角保持一致，且插入孔内深度不应小于锚索120长度的95％，安放好后杆体始终处于钻孔中心。下锚时在注浆管与锚头齐平处作一标记，下锚时抓住锚索120和注浆管一起下，以防止注浆管脱落，下锚完毕，再次检查注浆管与锚头是否齐平，如发现注浆管拉出，应拨出锚索120，重新下锚。
66.s60，一次注浆。
67.锚索120和注浆管同时放入孔底，管口距孔底150mm，以利于出浆。水灰比为0.5的纯水泥浆，水泥采用42.5r号普通硅酸盐水泥。注浆前对输管道的检查无阻塞后方可进行注浆，注浆压力控制在0.5～0.8mpa，待到孔内的泥浆和杂质均由水泥浆体所置换溢出孔口，即完成第一次注浆。
68.在一些实施例中，一次注浆的注浆孔位位于隔离支架140的支撑框141外侧。一次注浆时，可采用多根注浆管同时注浆，注浆管采用外径为25mm的聚乙烯预埋注浆管，多根注浆管呈梅花状布置，在支撑框141的周侧设置一次注浆口200，多根注浆管同时注浆，使锚固段122的各个侧面注浆均匀。
69.s70，二次注浆。
70.待第一次注浆浆液达到初凝强度后，将钢套管拔出，进行第二次注浆，注浆浆液采用水灰比为0.45的纯水泥浆，以形成加固层130。在必要时，还可掺入适量早强剂，以提高混凝土早期强度。
71.在一些实施例中，二次注浆的注浆孔位位于隔离支架140的支撑框141内侧。注浆管可采用外径为25mm的聚乙烯预埋注浆管，通过支撑框141的中部设置二次注浆口300，通过注浆管从二次注浆口300对锚固段122进行补浆，以保证锚固段122与土层的连接强度。
72.另外，第二次注浆终止标准为：注浆量大于理论吸浆量，且回浆量比重不小于进浆量，稳压15min，孔内不再吸浆，即混凝土浆的进排量一致。
73.s80，桩体养护。
74.在注浆完成后，加固层130呈桩体结构，对加固层130进行浇水养护，以保障加固层
130的强度。
75.s90，张拉锁定。
76.待注浆体达到80％设计强度后，取0.1～0.2倍轴向拉力设计值对锚索120预张拉1～2次，使锚索120完全平直和各部位接触紧密、产生初剪，锚索120张拉至轴向拉力设计值1.05～1.1倍并保持15min，采用锚具150进行锁定。然后卸载至张拉锁定，要求锁定后的轴向拉力值达到图纸要求锁定值。锚索120张拉荷载分级及观测时间按相关规范执行。必须分单束预张紧后再多束共同分级张拉至设计张拉锁定值。
77.在一些实施例中，在完成一个开挖层的施工后，可将锚索120进行回收，其具体步骤为：s100，在锚索120与支护桩110的固定端，安装支架、穿心式油压千斤顶、回收夹具及夹片等，中心处回收关键锚索120不安装夹片。s200，完成安装后开启千斤顶加载，使锚头有松动及约有2～3mm的浮起，然后卸载。s300，在支架上安装锚头夹片的回收垫片,重复步骤s100后开启千斤顶加载，使锚头处的夹片脱落，千斤顶卸载，取走锚头，中心处回收关键锚索120须安装夹片，同时须进行锚头夹片防止飞出的防护工作。s400，将支架取走，安装千斤顶及对中心关键回收锚索120安装夹具及夹片，启动千斤顶加载，将中心关键回收锚索120拔出。s500，中心关键回收锚索120拔出后，安装千斤顶及对周边对称的2根锚索120安装夹具及夹片，千斤顶加载，将其拔出。s600，重复步骤s500，直至将所有锚索120拔出。
78.综上，本技术提供的锚索支护结构100及其施工方法，具有良好的地层适应性，且可主动有效地改善土体物理力学性能，克服常规锚索120、锚杆与软土之间锚固力不足，以及由于塌孔而无法施工等缺点，易于施工；可适用于不同的地质和场地条件，所需作业空间不大，适应现场施工环境能力强；用于深基坑支护时，相比传统内支撑方式而言，具有空间开阔、施工便利、安全性好、锚索120可回收等优点；相比传统岩土加固支护技术，其可有效降低工程成本，节约工程造价和缩短施工工期的优势。
79.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
80.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种锚索支护结构，用于加固基坑侧壁，其特征在于，包括：支护桩，所述支护桩位于基坑的周侧；锚索，所述锚索包括自由段和锚固段，所述自由段穿设所述支护桩并与所述支护桩固定，所述锚固段与土层固定；加固层，所述加固层包覆于所述锚固段的周侧。2.根据权利要求1所述的锚索支护结构，其特征在于，所述锚索设有多根，多根所述锚索等距设置并呈圆形分布。3.根据权利要求2所述的锚索支护结构，其特征在于，所述锚索支护结构还包括隔离支架，所述隔离支架包括支撑框和限位板，所述限位板设有多个且等距分布于所述支撑框的周侧，所述限位板与所述锚索一一对应设置，所述锚索同时与所述支撑框和所述限位板抵接。4.一种锚索支护结构的施工方法，其特征在于，包括：定位，测量锚索施工位置，标记锚索施工孔位；钻机布置，平整作业面范围场地，移动锚索钻机就位，保证其平整度；锚索制作，将锚索与隔离支架组装，检查锚索的平直度；成孔，采用锚索钻机跟钢套管钻进的方式从施工孔位钻进成孔；锚索安装，注浆管随锚索一同放入钢套管内，锚索放入角度与钻孔倾角保持一致，安放好后杆体始终处于钻孔中心；一次注浆，在锚索的锚固段进行注浆，待到孔内的泥浆和杂质均由水泥浆体所置换溢出孔口，即完成第一次注浆；二次注浆，待第一次注浆浆液达到初凝强度后，将钢套管拔出，进行第二次注浆，注浆浆液采用水灰比为0.45的纯水泥浆，以形成加固层；桩体养护，对加固层进行浇水养护；张拉锁定，待注浆体达到80％设计强度后，取0.1～0.2倍轴向拉力设计值对锚索预张拉1～2次，使锚索完全平直和各部位接触紧密、产生初剪，锚索张拉至轴向拉力设计值1.05～1.1倍并保持15min，采用锚具进行锁定。5.根据权利要求4所述的锚索支护结构的施工方法，其特征在于，所述钻机布置还包括：采用角度尺测量钻杆角度，控制误差在
±2°
以内。6.根据权利要求4所述的锚索支护结构的施工方法，其特征在于，所述成孔包括：采用合金钻头冲水钻进，成孔至锚索的自由段末端长度，成孔直径为168mm，钢套管同时打入孔内，然后继续扩孔钻进至锚索的锚固段末端深度，扩孔段直径不小于600mm，钻孔深度不小于设计深度且不大于设计深度500mm。7.根据权利要求4所述的锚索支护结构的施工方法，其特征在于，所述锚索安装包括：注浆管管端距孔底为50～100mm，锚索插入孔内深度不应小于锚索自身长度的95％。8.根据权利要求4所述的锚索支护结构的施工方法，其特征在于，所述一次注浆包括：注浆压力为0.5～0.8mpa，注浆孔位位于隔离支架的支撑框外侧。9.根据权利要求4所述的锚索支护结构的施工方法，其特征在于，二次注浆终止标准为：
注浆量大于理论吸浆量，回浆量比重不小于进浆量，稳压15min，孔内不再吸浆。10.根据权利要求4至9中任一项所述的锚索支护结构的施工方法，其特征在于，所述二次注浆包括：注浆孔位位于隔离支架的支撑框内侧。

技术总结
本申请提供一种锚索支护结构及其施工方法，涉及工程施工技术领域。锚索支护结构包括支护桩、锚索和加固层，所述支护桩位于基坑的周侧，所述锚索包括自由段和锚固段，所述自由段穿设所述支护桩并与所述支护桩固定，所述锚固段与土层固定，所述加固层包覆于所述锚固段的周侧。本申请通过将锚索的两端分别支护桩与地面固定，在锚索张拉锁紧后，对支护桩施加拉力，加强对基坑侧壁的支护强度。可有效降低工程成本，节约工程造价和缩短施工工期。节约工程造价和缩短施工工期。节约工程造价和缩短施工工期。


技术研发人员：刘晓鸿 吴诚云 程剑 王哲 徐小龙 杨科 林金钧 张泽宇 汪鑫源 焦鑫 赵恩堂
受保护的技术使用者：中建三局集团（深圳）有限公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/10/6