基坑支护拉森钢板桩系统及施工方法及步骤

　　

　　本发明涉及一种用于建筑基坑的围护系统，特别涉及一种深度在-3米以下深基坑支护的拉森钢板桩系统，还包括前述系统的施工方法，属于建筑施工技术领域。

　　背景技术：

　　现有的基坑一般采用拉森钢板桩支护，但基坑深度仅限于在-3米以内，局限性较大。拉森钢板桩需与锚杆结合形成二元支护结构体系，并通过对锚杆施加预应力变成主动受力体系，以提高控制基坑变形能力才能稳定支护基坑。这种方法不仅施加预应力等待时间长、注浆程序占用时间，施工环境差，速度受限制、安装需要专用钻具、不能用于岩体破碎带松散体等缺陷。

　　随着深度在-3米以下的深基坑需求的不断出现，需要一种深基坑支护拉森钢板桩系统及施工方法，摒弃了施工繁琐的支护锚杆，利用拉森钢板桩优良的防水性以及施工的快速性，降低深基坑支护的拉森钢板桩系统的施工成本，提高施工效率。

　　技术实现要素：

　　本发明的目的是提供一种快速、经济、应用地层广、施工方便的基坑支护拉森钢板桩系统及施工方法。

　　本发明通过以下技术方案予以实现：

　　一种基坑支护拉森钢板桩系统，包括作为基坑边线内侧的纵向支护墙，所述纵向支护墙呈一侧内凹另一侧外凸的锯齿形，所述锯齿形由多根拉森钢板桩两侧的相邻锁扣彼此锲合而成；在纵向支护墙背离基坑一侧间隔设有多条垂直于纵向支护墙的横向支护墙，纵向支护墙背离基坑的外侧设有背部加固区，所述背部加固区内沉入一排与纵向支护墙平行的钢管桩，所述钢管桩与对应的横向支护墙一端端头固定连接；横向支护墙结构与纵向支护墙相同，具有三面锁扣的三向连接钢板桩间隔设置在纵向支护墙中，横向支护墙另一端端头的拉森钢板桩与三向连接拉森钢板桩相连；在两个相邻的横向支护墙之间对称设置两根倾斜的可调节拉杆，所述可调节拉杆的两端分别与钢管桩端头和位于两个相邻的横向支护墙之间的一段纵向支护墙的中部固定连接；在纵向支护墙和横向支护墙的对应锯齿形凹部分别设置高压旋喷桩。

　　本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

　　进一步的，所述三向连接钢板桩的背部板中部垂直延伸出横向锁扣板，横向支护墙另一端端头拉森钢板桩的一侧锁扣与三向连接钢板桩的横向锁扣板的上侧锁扣连接。所述横向锁扣板是将拉森钢板桩背部板的中部将拉森钢板桩切割成两个半部，取其中一个半部而得；所述横向锁扣板的切割端面垂直固定在拉森钢板桩背部板的中部上。

　　进一步的，所述可调节拉杆包括花篮螺栓、两根钢丝绳和两块卡板，所述两根钢丝绳的一端分别与花篮螺栓两端的可调螺杆外端连接，两根钢丝绳的另一端分别与卡板连接，一块卡板卡在钢管桩的上端端头上，另一块卡板卡在于两个相邻的横向支护墙之间的一段纵向支护墙中部拉森钢板桩的背部板上。

　　进一步的，所述卡板呈槽形，所述槽形的槽口向下，槽形上端的横边开有连接孔，槽形两侧的竖边分别间隔设有数个横向螺纹孔，卡板的槽口分别卡在钢管桩的上端端头和对应的拉森钢板桩的背部板中部上，拧入卡板两侧竖边的数个螺钉将卡板分别固定在钢管桩的上端端头和对应的拉森钢板桩的背部板中部上；两根钢丝绳的一端分别穿过对应卡板的连接孔，并与其连接，两根钢丝绳的另一端分别与花篮螺栓的两端连接。

　　一种基坑支护拉森钢板桩系统的安装方法，包括以下步骤：

　　1）将多根拉森钢板桩沉入地下构成纵向支护墙

　　在基坑设计边线内侧，将内侧多根拉森钢板桩逐一沉入地下，使拉森钢板桩两侧的相邻锁扣彼此锲合构成纵向支护墙，数条首尾相接的纵向支护墙围成封闭的基坑支护墙；

　　2）与纵向支护墙垂直相连的横向支护墙施工

　　根据地质情况确定横向支护墙的间距，在纵向支护墙背离基坑一侧逐一沉入多条间隔设置并垂直于纵向支护墙的横向支护墙，每条横向支护墙一端端头的拉森钢板桩一侧锁扣与纵向支护墙中对应的一个三向连接钢板桩的横向锁扣板相连；

　　3）背部加固区的钢管桩施工

　　在纵向支护墙背离基坑的外侧沉入一排与纵向支护墙平行的钢管桩作为背部加固区；

　　4）安装可调节拉杆

　　在背部加固区内，将调节拉杆的两端分别与钢管桩端头和位于两个相邻的横向支护墙之间的一段纵向支护墙中部固定连接，转动可调节拉杆中部的花篮螺栓，使花篮螺栓两端分别拉紧钢丝绳，从而调整钢管桩上端的位置；

　　5）高压旋喷桩的成形

　　按设计和试验结果确定注浆范围、强度和压力后，在纵向支护墙和横向支护墙的锯齿形每一个凹部分别钻孔注浆预制高压旋喷桩，进一步加强锚固效果、防水能力和抗渗能力，提高基坑支护稳定性；

　　6）开挖基坑

　　注浆完成达到设计强度后开挖基坑，在开挖的过程中监测基坑边缘的偏移沉降量。

　　本发明在纵向支护墙背离基坑一侧间隔设有多条垂直于纵向支护墙的横向支护墙，在纵向支护墙背离基坑的外侧沉入一排与纵向支护墙平行的钢管桩背部加固区，钢管桩与对应的横向支护墙一端端头固定连接，替代了施工繁琐的锚杆在支护系统中的作用。在两个相邻的横向支护墙之间对称设置两根倾斜的可调节拉杆，可有效地防止两道横向支护墙之间中部区域在土压力作用下外拱。本发明缩短了施工周期，降低了施工成本，应用地层广，施工方便，并能在岩体破碎带松散体的地质条件下开挖深度大于3米的基坑。

　　本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

　　附图说明

　　图1是本发明的结构示意图；

　　图2是图1的a-a剖视旋转图；

　　图3是三向连接钢板桩的结构示意图；

　　图4是可调节拉杆的安装示意图。

　　具体实施方式

　　下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

　　如图1～图2所示，本发明包括作为基坑100边线内侧的纵向支护墙1，纵向支护墙1呈一侧内凹另一侧外凸的锯齿形，所述锯齿形由多根拉森钢板桩10两相邻的一侧锁扣102彼此锲合而成。在纵向支护墙1背离基坑100一侧间隔设有多条垂直于纵向支护墙的横向支护墙2，纵向支护墙1背离基坑100的外侧设有背部加固区3，所述背部加固区3内沉入一排与纵向支护墙1平行的钢管桩31，所述钢管桩31与对应的横向支护墙2一端端头固定连接。横向支护墙2结构与纵向支护墙1相同，具有三面锁扣的三向连接拉森钢板桩20间隔设置在纵向支护墙1中，横向支护墙2另一端端头的拉森钢板桩10与三向连接钢板桩20相连。横向支护墙2的拉森钢板桩10长度根据设计要求确定，一般不小于纵向支护墙1的拉森钢板桩10的长度，必要时可增加长度，横向支护墙2替代了锚杆在支护结构中的作用。

　　如图4所示，在两个相邻的横向支护墙2之间对称设置两根倾斜的可调节拉杆4，其包括花篮螺栓41、两根钢丝绳42和两块卡板43，两根钢丝绳42的一端分别与花篮螺栓41两端的可调螺杆411外端连接，两根钢丝绳42的另一端分别与卡板43连接，一块卡板43卡在钢管桩31的上端端头上，另一块卡板43卡在于两个相邻的横向支护墙2之间的一段纵向支护墙1中部的拉森钢板桩背部板101上。卡板43呈槽形，槽形的槽口向下，槽形上端的横边431开有连接孔432，槽形两侧的竖边433分别间隔设有数个横向螺纹孔434，卡板43的槽口分别卡在钢管桩31的上端端头和对应的拉森钢板桩背部板101中部上，拧入卡板43两侧竖边433的数个螺钉435将卡板43分别固定在钢管桩31的上端端头和对应的拉森钢板桩背部板101中部上。两根钢丝绳42的一端分别穿过对应卡板43的连接孔432，并与其连接，两根钢丝绳的42另一端分别与花篮螺栓41的两端连接。可调节拉杆4用于调整钢管桩31上端的位置,若钢丝绳42出现松弛或拉森钢板桩顶端发生偏移，则可通过转动花篮螺栓41及时拉紧钢丝绳42。

　　如图1所示，为了进一步加强锚固效果，提高基坑100支护稳定性，在背部加固区3的纵向支护墙1和横向支护墙2的对应锯齿形凹部分别设置高压旋喷桩5，高压旋喷桩5的注浆材料可根据地层含水量使用抗渗性能优良、板结性好的水泥浆注浆，起到防水作用。

　　如图3所示，三向连接拉森钢板桩20的背部板201中部垂直延伸出横向锁扣板202，横向支护墙2另一端端头拉森钢板桩10的一侧锁扣102与三向连接拉森钢板桩20的横向锁扣板202的上侧锁扣203彼此锲合连接。为了便于制造，横向锁扣板202是在拉森钢板桩背部板101的中部将拉森钢板桩10切割成两个半部，取其中一个半部而得。横向锁扣板202的切割端面垂直焊接固定在拉森钢板桩背部板101的中部上，加工制作非常方便。

　　一种基坑支护拉森钢板桩系统的安装方法，包括以下步骤：

　　1）将多根拉森钢板桩10沉入地下构成纵向支护墙

　　如图2所示，在基坑100的设计边线内侧将多根拉森钢板桩10逐一沉入地下，拉森钢板桩10底部先后穿过素垫土层110、淤泥层120、淤泥质土层130、粉质粘土层140，进入卵石层150，拉森钢板桩10两侧的相邻锁扣彼此锲合构成纵向支护墙1，数条首尾相接的纵向支护墙1围成封闭的基坑支护墙。

　　2）与纵向支护墙垂直相连的横向支护墙2施工

　　根据地质情况确定横向支护墙2的间距，在纵向支护墙1背离基坑100一侧逐一沉入多条间隔设置并垂直于纵向支护墙1的横向支护墙2，每条横向支护墙2一端端头的拉森钢板桩10一侧锁扣102与纵向支护墙2中对应的一个三向连接钢板桩20的横向锁扣板202的上侧锁扣203相连。

　　3）背部加固区3的钢管桩31施工

　　在纵向支护墙1背离基坑的外侧沉入一排与纵向支护墙平行的钢管桩31作为背部加固区3。

　　4）安装可调节拉杆4

　　在背部加固区3内，将调节拉杆4的两端分别与钢管桩31端头和位于两个相邻的横向支护墙2之间的一段纵向支护墙1中部固定连接，转动可调节拉杆4中部的花篮412，使花篮螺栓41两端分别拉紧钢丝绳42，从而调整钢管桩31上端的位置。

　　5）高压旋喷桩5的成形

　　按设计和试验结果确定注浆范围、强度和压力后，在纵向支护墙1和横向支护墙2的锯齿形每一个凹部分别钻孔注浆预制高压旋喷桩5，进一步加强锚固效果、防水能力和抗渗能力，提高基坑支护稳定性。

　　6）开挖基坑100

　　注浆完成达到设计强度后开挖基坑100，在开挖的过程中监测基坑100边缘的偏移沉降量。

　　除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

　　技术特征：

　　技术总结

　　本发明公开了一种基坑支护钢板桩系统，包括纵向支护墙，在纵向支护墙背离基坑一侧设有多条横向支护墙，在背部加固区内沉入一排钢管桩，钢管桩与对应的横向支护墙一端端头固定连接，三向连接钢板桩间隔设置在纵向支护墙中，横向支护墙另一端端头的拉森钢板桩与三向连接钢板桩相连。在两个相邻的横向支护墙之间对称设置两根倾斜的可调节拉杆，在纵向支护墙和横向支护墙的对应锯齿形凹部分别设置高压旋喷桩。安装方法如下：1）纵向支护墙和横向支护墙分别施工成形并与纵向支护墙连接，2）安装可调节拉杆，3）高压旋喷桩的成形。本发明缩短了施工周期，降低了施工成本，施工方便，并能在岩体破碎带松散体的地质条件下开挖深度大于3米的基坑。

　　技术研发人员：顾亮;王鹏;茅兵海;叶跃平

　　受保护的技术使用者：中交二航局第三工程有限公司

　　技术研发日：2017.10.26

　　技术公布日：2018.02.09