[發明專利]一種豎轉橫雙向約束錨拉樁支護結構及其施工方法

在審

• 申請號: 202010881929.5
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111962526A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 干飛;李美霖;鄭剛;楊軍;肖楊;張毅;畢靖;王超林;曹騰;孟寶華;葉曉明;陰可
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: E02D17/04
• 分類號: E02D17/04;E02D5/76
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 吳佳

1.一種豎轉橫雙向約束錨拉樁支護結構，其特征在于，包括多個并列且豎直或斜向設置的抗滑樁(3)，所述抗滑樁(3)的下端嵌固在基坑坑底以下穩定基巖中，所述抗滑樁(3)頂部均設置有頂梁(4)與牛腿(5)，所述牛腿(5)設在所述抗滑樁(3)的頂部后側，相鄰的兩個所述抗滑樁(3)之間均設樁間擋板(6)，所述牛腿(5)遠離所述抗滑樁(3)的一端的頂部設置有第一錨索(7)，所述第一錨索(7)的一端通過第一錨頭(10)與所述牛腿(5)的頂部固定連接用于對所述牛腿(5)施加預應力荷載，所述第一錨索(7)的另一端為錨固端用于錨固在穩定基巖中，所述牛腿(5)上設有錨索轉向裝置(11)，所述錨索轉向裝置(11)的一端與所述第一錨索(7)設有所述第一錨頭(10)的一端固定連接，且以所述第一錨頭(10)為支點設置在所述牛腿(5)上，所述錨索轉向裝置(11)的另一端與第二錨索(8)的一端固定連接，所述第二錨索(8)的另一端通過第二錨頭(9)固定于所述抗滑樁(3)的前側。

2.根據權利要求1所述的一種豎轉橫雙向約束錨拉樁支護結構，其特征在于，所述錨索轉向裝置(11)包括馬鞍形工字鋼梁(12)、錨具一(13)、錨具二(14)、支座(15)和鋼墊板(16)，所述馬鞍形工字鋼梁(12)的外側面通過所述支座(15)固定設在所述牛腿(5)的頂部，所述錨具一(13)和所述錨具二(14)分別固定設在所述馬鞍形工字鋼梁(12)的兩端，所述馬鞍形工字鋼梁(12)的一端通過所述錨具二(14)與所述第一錨索(7)的一端固定連接，所述錨具二(14)設在所述第一錨頭(10)上，所述錨具二(14)與所述第一錨頭(10)之間設有所述鋼墊板(16)；所述馬鞍形工字鋼梁(12)的另一端通過所述錨具一(13)與所述第二錨索(8)的一端固定連接。

3.根據權利要求2所述的一種豎轉橫雙向約束錨拉樁支護結構，其特征在于，所述第一錨索(7)與水平方向的夾角為α，其中α的取值為60°-80°。

4.根據權利要求3所述的一種豎轉橫雙向約束錨拉樁支護結構，其特征在于，所述第二錨頭(9)距離所述抗滑樁(3)頂部距離大于等于1m，所述第二錨索(8)與水平方向的夾角為β，其中β的取值為10°-30°。

5.根據權利要求4所述的一種豎轉橫雙向約束錨拉樁支護結構，其特征在于，所述第二錨索(8)對所述馬鞍形工字鋼梁(12)的拉力為F₁，所述第一錨索(7)對所述馬鞍形工字鋼梁(12)的拉力為L₂，所述錨具一(13)到所述支座(15)的距離為L₁，所述錨具二(14)到所述支座的距離為L₂，其中F₁、F₂需滿足關系式：F₁*L₁＝F₂*L₂、F₁*cosβ＝F₂*sinα。

6.根據權利要求1至5任一項所述的一種豎轉橫雙向約束錨拉樁支護結構，其特征在于，所述抗滑樁與所述牛腿的材料均為鋼筋混凝土或鋼。

7.一種如權利要求1至6任一項所述的豎轉橫雙向約束錨拉樁支護結構的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，施工抗滑樁(3)：確定抗滑樁(3)的位置，通過靜壓或鉆孔插入或鉆孔澆筑混凝土的方式在指定位置施工抗滑樁(3)；

步驟二，施工樁頂牛腿(5)：在相鄰的兩個抗滑樁(1)之間設置頂梁(4)和牛腿(5)，在牛腿(5)預留用于設置錨索轉向裝置(11)的位置；

步驟三，待抗滑樁(3)、牛腿(5)達到設計強度后施工第一錨索(7)與第一錨頭(10)，待第一錨索(7)錨固端砂漿達到設計強度后，在牛腿(5)上安裝錨索轉向裝置(11)，并且將第一錨索(7)遠離錨固端的一端與錨索轉向裝置(11)的一端固定連接用于進行第一錨索(7)的張拉與鎖定，增加傾覆力矩；

步驟四，開挖樁前土，深度控制2-2.5米左右，施工第二錨索(8)與第二錨頭(9)，將第二錨索(8)的一端通過所述第二錨頭(9)固定在抗滑樁(3)前側的側壁上，并且將所述第二錨索(8)的另一端與所述錨索轉向裝置(11)的另一端固定連接，按照設計荷載進行張拉與鎖定；

步驟五，重復上述步驟一至步驟四，直至所有的抗滑樁(3)、牛腿(5)、第一錨索(7)、第二錨索(8)、頂梁(4)以及錨索轉向裝置(11)均施工完畢；

步驟六，按照逆作法開挖樁前土，分段分級開挖，施工樁間擋板(6)，直致完成基坑的土石方開挖。