[发明专利]一种柔性复合装配式可回收排桩对撑支护结构的设计施工方法

说明书

本发明涉及一种柔性复合装配式可回收排桩对撑支护结构的设计施工方法，包括如下步骤：（一）排桩的施工；（二）型钢冠梁及对撑安装；（三）土方分层开挖及钢面板安装；（四）腰梁及对撑安装；（五）依次竖向分层分段开挖，重复步骤（三）、(四)，挑槽安装基底连梁及对撑结构，必要时可拆除腰梁及对撑结构，即完成柔性复合装配式可回收排桩对撑支护结构体系的施工。本发明构建的该支护结构体系具有安全可靠、施工快捷、可回收重复利用、经济环保指标优越等诸多优点，为基坑、边坡、地铁站口、市政管道等项目的开挖支护提供了安全可靠、基坑内部无障碍操作空间、可高效回收重复利用、经济指环保标优越的新方法，发展应用前景可观。

技术领域

本发明属于土木、水利、矿山、市政等基础设施的开挖支护技术领域，具体涉及基坑、边坡、地铁站口、市政管道等项目开挖的一种柔性复合装配式可回收排桩对撑支护结构的设计施工方法。

背景技术

新中国成立以来，我国土木、水利、矿山、市政等基础设施建设取得了举世瞩目的成就。在地下空间开发利用、矿产资源开采等过程中，当面临复杂的地质条件时，往往需要采取边坡支护或基坑支护措施，以保证地下工程建设过程及此期间周边环境的安全稳定。伴随着岩土工程技术、机械及土木工程材料等的发展，边坡支护及基坑支护技术得到了有效发展，相应地出现了以砂石、水泥、钢筋、混凝土等传统建筑材料为结构主体的土钉墙、复合土钉墙、地下连续墙、排桩支护、桩锚支护等支护结构体系。与此同时，为控制地下水对支护结构及地下工程施工的影响，还需在支护体系中考虑设置止水帷幕或者辅以降水措施。特别是在地下水位较高、侧壁土层较软易扰动的情况下，基坑支护必须考虑采取降水或止水等地下水处理措施。相比而言，采取止水方式，更能保证周边建筑物、构筑物及地下管线的安全，更多情况下是侧壁土体的蠕变诱发了周边地表裂缝及建筑物的不均匀沉降等事故。理论上讲，采取足够的安全措施，可保证任何需求状态下的边坡或基坑安全。但从基坑支护的本质来看，其作为保护地下主体结构施工和周边环境的安全，而采取的临时性支挡、加固、保护与地下水控制的措施，且基坑越深、周边环境越复杂，基坑工程的造价也就越高，更重要的一点是，基坑的使用寿命一般不超过2年，在地下主体结构施工完毕后即被废弃或者拆除，由此可见，与主体工程相比，基坑工程的造价就非常昂贵了。即使现阶段少数基坑采用了支护结构与地下主体结构一体化的设计，在此情况下，后续基础工程的施工效率降低、人工成本剧增及后续施工缝渗漏的潜在风险也是非常高，并且受施工工艺及混凝土浇筑导致的后续地下连续墙体薄弱部位、垂直度偏差的处理也是十分困难的。

SMW工法作为地下连续墙形式中的一种，以水泥为成墙主要材料，使用完毕后，也仅可对其中后插入的型钢进行回收，回收率低，且必须配合内支撑、锚索使用。内支撑、锚索的拆除，造价非常高，且对后续地下结构工程的施工带来非常大的不利影响。此外，钢筋混凝土地下连续墙作为最常见的形式，不仅造价高，且基本上不具有任何回收价值。

在当前普遍采用的建筑材料中，钢材的加工性能较好，力学性能优越，在土木工程中得到了广泛的应用。与此同时，高聚物注浆技术是20世纪70年代发展起来的地基基础快速加固技术。该技术通过向地基中注入高聚物材料，利用高聚物材料发生化学反应后的体积迅速膨胀并固化的特性，达到加固地基、填充脱空或提升结构沉降区的目的。本专利基于钢材的力学及可加工特性与高聚物注浆技术的特性研究，在本团队前期的研究基础上，包括已经申请的编号为201310123667.6、201610078440.8和201610077784.7等专利的基础上，并充分利用钢质支护构件结构无瑕疵，回收效率高等特点，且可提供基坑内部无障碍操作空间，发明了一种柔性复合装配式可回收排桩对撑支护结构的设计施工方法，为土木、水利、矿山、市政等行业的基坑、边坡、地铁站口、市政管道等项目的开挖提供了全新的支护技术，主要的排桩、冠梁、腰梁、基底连梁及对撑等部件采用工厂预制加工，既具有回收价值高、且可重复利用等特点。目前国内还未见关于柔性复合装配式可回收排桩对撑支护结构的相关报道。

发明内容