一种基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法技术

本发明专利技术属于基坑开挖过程中的摩擦桩保护技术领域，涉及一种基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法，该方法包括确定保护区域，对保护区域进行第一层保护桩防护以及第二层保护桩防护，锚索或锚杆对拉形成约束力后逐层开挖，对摩擦桩桩底注浆后将锚索或锚杆形成的对土体的约束力由第一层保护桩逐渐转移至第二层保护桩，同时自上而下依次浇筑地下结构及地下结构侧墙，将对土体的约束作用逐渐由第二层保护桩转移至地下结构侧墙，进而对摩擦桩起到有效的保护。本发明专利技术可在基坑开挖过程中有效保护坑内高架桥摩擦桩、减小桩周侧摩阻力的损失。

A protection method of friction pile of existing viaduct in pit under the condition of foundation pit excavation

【技术实现步骤摘要】
一种基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法
本专利技术属于基坑开挖过程中的摩擦桩保护
，涉及一种高架桥摩擦桩的保护方法，尤其涉及一种基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法。
技术介绍
随着城市地下空间开发力度的加大，深基坑工程施工与基坑周边城市既有建构筑物保护之间的矛盾越来越突出，甚至出现高架桥桩基直接位于拟建地下工程基坑内的情况，若由于各种原因不能对建构筑物进行拆除处理或进行桩基托换，则需要对基坑内的既有桩基采取保护措施，防止由于基坑开挖引起的地层扰动导致的桩基竖向承载力降低或者建构筑物沉降变形过大无法正常使用的情况。尤其是对于摩擦桩，其竖向承载力完全由桩周土的摩擦阻力提供，土层扰动对桩基承载力及沉降会造成具有决定性的影响。因此，有必要提供一种基坑开挖时对坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种可在基坑开挖过程中有效保护坑内高架桥摩擦桩、减小桩周侧摩阻力的损失的基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法，该方法包括以下步骤：1)根据拟建地下结构与高架桥桩的平面及竖向位置关系，对地下工程施工区域进行划分，得到包含高架桥摩擦桩及其承台在内的保护区域；2)采用第一层保护桩将步骤1)得到的包含高架桥摩擦桩及其承台在内的区域进行保护；3)施工第二层保护桩将高架桥摩擦桩包裹保护；4)第一层保护桩与第二层保护桩的桩间进行咬合旋喷桩止水帷幕施工；5)进行桩顶冠梁及钢筋混凝土连系梁的施工；6)坑外降水并进行第一层保护桩之外的土体的开挖；第一层保护桩表面挂钢筋网，并喷射混凝土；开挖基坑土体至桩顶以下5～10m，采用地质钻机对第一层保护桩内的土体进行水平钻孔作业并埋设钢套管；7)采用钢腰梁或预制混凝土腰梁、穿过钢套管的锚索或锚杆，形成第一道锚索或锚杆，通过对锚索或锚杆施加预应力对第一层保护桩范围内的土体形成约束；8)逐层开挖并进行各道锚索或锚杆的安装；9)开挖至坑底后，施工第一层保护桩之外的地下结构，同时由坑底向高架桥摩擦桩桩底注浆，将摩擦桩桩身周边土体扰动导致的摩阻力损失通过桩底加固体传递至持力层；10)破除第一层保护桩并挖除第一层保护桩与第二层保护桩之间的土体至地下结构顶板底面处，浇筑第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构顶板及侧墙并预埋竖向注浆管；11)放松第一道锚索或锚杆的预应力，取下锚具及腰梁，继续向下破除第一层保护桩并挖除第一层保护桩与第二层保护桩之间的土体至第一道锚索或锚杆处，将锚索或锚杆预应力对土体的约束由第一层保护桩转移至第二层保护桩；12)浇筑第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构中板及侧墙；预留手孔，预埋注浆管；13)将地下结构中板与地下结构底板之间各道锚索或锚杆预应力对土体的约束由第一层保护桩转移至第二层保护桩，直至开挖至地下结构底板底面处；14)浇筑第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构底板及侧墙，预留手孔，预埋注浆管；15)由注浆管对侧墙与第二层保护桩之间的空隙注浆填充；16)通过预留的手孔拆除锚索或锚杆，将对土体的约束由第二层保护桩转移至地下结构侧墙，封堵钢套管及手孔。本专利技术的优点是：本专利技术提供了一种基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法，通过降水控制、桩长控制及各种止水措施减小了水位变化对桩周摩阻力的影响；通过基坑开挖控制、钻孔施工控制、旋喷施工控制、分层保护施工、增加对桩周土体约束等措施减少了基坑开挖引起的桩侧摩阻力降低；通过桩底注浆将损失的桩侧摩阻力由桩底传递至持力层；并通过分层保护缩短了施工时间，减小了时间效应的影响，能对基坑内既有高架桥摩擦桩提供有效的保护。附图说明图1高架桥、保护桩、咬合旋喷桩止水帷幕及基坑平面关系示意图；图2桩顶冠梁、钢筋混凝土连系梁平面示意图；图3基坑开挖及锚索或锚杆安装剖面示意图；图4摩擦桩底注浆剖面示意图；图5区域1之外的地下结构施工剖面示意图；图6第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构顶板及顶板以上结构侧墙施工剖面示意图；图7第一道锚杆对土体约束由第一层保护桩转移至第二层保护桩示意图；图8第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构中板及结构侧墙施工剖面示意图；图9第二、三道锚杆对土体约束由第一层保护桩转移至第二层保护桩示意图；图10第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构底板及结构侧墙施工剖面示意图；图11手孔及钢套管回填示意图；图中：1-包含高架桥摩擦桩及其承台在内的区域；2-高架桥摩擦桩；3-高架桥承台；4-高架桥桥墩；5-基坑围护桩；6-第一层保护桩或地下连续墙；7-第二层保护桩；8-咬合旋喷桩；9-桩顶冠梁；10-钢筋混凝土连系梁；11-混凝土支撑；12-围绕第一层保护桩保留的部分土体；13-钢套管；14-钢腰梁或预制混凝土腰梁；15-锚具；16-锚索或锚杆；17-注浆管；18-加固体；19-地下结构顶板；20-地下结构中板；21-地下结构底板；22-顶板以上侧墙；23-顶板以上侧墙外侧预埋注浆管；24-顶板与中板之间的侧墙；25-顶板与中板之间的侧墙外侧预埋注浆管；26-底板与中板之间的侧墙；27-底板与中板之间的侧墙外侧预埋注浆管；28-地下结构侧墙上预留手孔；29-充填钢套管的素混凝土；30-充填手孔的素混凝土。具体实施方式本专利技术所提供的基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法遵循以下原则：1)防止或减小桩周地下水位变化，避免引起摩擦桩的负摩阻力。2)减少基坑开挖对桩周土体的扰动以及由此带来的桩侧摩阻力的降低。3)将损失的桩侧摩阻力由桩底传递至持力层。4)缩短桩基附近基坑的施工时间，减小时间效应带来的影响。具体而言，本专利技术所提供的基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法包括以下步骤：1)根据拟建地下结构的建筑功能要求，并结合现场实际情况及边界条件，确定地下结构与高架桥桩的平面及竖向位置关系。2)根据步骤1)所确定的地下结构与高架桥桩的平面及竖向位置关系，结合地下工程工期要求、基坑形状、支护及支撑形式、地质情况等因素，对地下工程施工区域进行划分以确定各区域的施工范围及施工顺序。其中，包含高架桥摩擦桩2及高架桥承台3在内的部分应单独划分为一个区域，即包含高架桥摩擦桩及其承台在内的区域1，该区域的平面形状一般应设置为正方形，该区域的中心应与高架桥承台3中心重合，平面范围为高架桥承台3以外3～5倍的承台宽度，若该范围已超出基坑的范围则以基坑边缘作为区域的边界，并且该区域在施工顺序上一般应安排为最后一个施工的区域。3)施工基坑围护桩5，并由多根基坑围护桩5围绕形成基坑围护结构，并沿步骤2)所述的区域边缘施工第一层保护桩或地下连续墙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：/n1）根据拟建地下结构与高架桥桩的平面及竖向位置关系，对地下工程施工区域进行划分，得到包含高架桥摩擦桩及其承台在内的保护区域；/n2）采用第一层保护桩将步骤1）得到的包含高架桥摩擦桩及其承台在内的区域进行保护；/n3）施工第二层保护桩将高架桥摩擦桩包裹保护；/n4）第一层保护桩与第二层保护桩的桩间进行咬合旋喷桩止水帷幕施工；/n5）进行桩顶冠梁及钢筋混凝土连系梁的施工；/n6）坑外降水并进行第一层保护桩之外的土体的开挖；第一层保护桩表面挂钢筋网，并喷射混凝土；开挖基坑土体至桩顶以下5~10m，采用地质钻机对第一层保护桩内的土体进行水平钻孔作业并埋设钢套管；/n7）采用钢腰梁或预制混凝土腰梁、穿过钢套管的锚索或锚杆，形成第一道锚索或锚杆，通过对锚索或锚杆施加预应力对第一层保护桩范围内的土体形成约束；/n8）逐层开挖并进行各道锚索或锚杆的安装；/n9）开挖至坑底后，施工第一层保护桩之外的地下结构，同时由坑底向高架桥摩擦桩桩底注浆，将摩擦桩桩身周边土体扰动导致的摩阻力损失通过桩底加固体传递至持力层；/n10）破除第一层保护桩并挖除第一层保护桩与第二层保护桩之间的土体至地下结构顶板底面处，浇筑第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构顶板及侧墙并预埋竖向注浆管；/n11）放松第一道锚索或锚杆的预应力，取下锚具及腰梁，继续向下破除第一层保护桩并挖除第一层保护桩与第二层保护桩之间的土体至第一道锚索或锚杆处，将锚索或锚杆预应力对土体的约束由第一层保护桩转移至第二层保护桩；/n12）浇筑第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构中板及侧墙；预留手孔，预埋注浆管；/n13）将地下结构中板与地下结构底板之间各道锚索或锚杆预应力对土体的约束由第一层保护桩转移至第二层保护桩，直至开挖至地下结构底板底面处；/n14）浇筑第一层保护桩与第二层保护桩之间的地下结构底板及侧墙，预留手孔，预埋注浆管；/n15）由注浆管对侧墙与第二层保护桩之间的空隙注浆填充；/n16）通过预留的手孔拆除锚索或锚杆，将对土体的约束由第二层保护桩转移至地下结构侧墙，封堵钢套管及手孔。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基坑开挖条件下坑内既有高架桥摩擦桩的保护方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1）根据拟建地下结构与高架桥桩的平面及竖向位置关系，对地下工程施工区域进行划分，得到包含高架桥摩擦桩及其承台在内的保护区域；
2）采用第一层保护桩将步骤1）得到的包含高架桥摩擦桩及其承台在内的区域进行保护；
3）施工第二层保护桩将高架桥摩擦桩包裹保护；
4）第一层保护桩与第二层保护桩的桩间进行咬合旋喷桩止水帷幕施工；
5）进行桩顶冠梁及钢筋混凝土连系梁的施工；
6）坑外降水并进行第一层保护桩之外的土体的开挖；第一层保护桩表面挂钢筋网，并喷射混凝土；开挖基坑土体至桩顶以下5~10m，采用地质钻机对第一层保护桩内的土体进行水平钻孔作业并埋设钢套管；
7）采用钢腰梁或预制混凝土腰梁、穿过钢套管的锚索或锚杆，形成第一道锚索或锚杆，通过对锚索或锚杆施加预应力对第一层保护桩范围内的土体形成约束；
8）逐层开挖并进行各道锚索或锚杆的安装；
9）开挖至坑底后，施工第一层保护桩之外的地下结构，同时由坑底向高架桥摩擦桩...

【专利技术属性】
技术研发人员：代翼飞，柯长仁，陈娜，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42