[发明专利]一种多级扩张支护装置及其施工方法

说明书

本发明公开了一种多级扩张支护装置，包括排桩、钢板和拉锚杆，排桩与钢板相连，拉锚杆通过锚具与钢板相连，拉锚杆包括杆体，杆体上设置拉结筋、柔性杆和位移阻断装置，拉动拉结筋能够使得柔性杆与杆体相连的部分穿过位移阻断装置并与之卡接。本发明还公开了一种多级扩张支护装置的施工方法。本发明对于受基坑空间效应影响严重的区段，采用多级扩张支护装置，通过特殊结构形式的拉锚杆与排桩、钢板组合形成整体，能够有效提高围护结构的支护刚度，达到较好地控制围护结构变形；拉锚杆施工过程中，柔性杆扩张，在位移阻断装置作用下，锥尖体刺入钻孔周围土体，同时由于杆体端部尖端位于钻孔底部土体中，此时的拉锚杆能够提供更大的摩阻力。

技术领域

本发明属于支护装置及其施工方法，具体为一种多级扩张支护装置及其施工方法。

背景技术

今年来城市建设用地不断增加，复杂的地理位置和施工条件、基坑的不规则性、开挖深度以及一些其他不确定因素，使得深基坑的开挖越来越困难。深基坑是一个三维空间结构，具有空间效应特性，大量的工程实践证明，深基坑坑壁中央范围的土压力和位移值均大于两坑壁一定范围的土压力和位移值，这是因为在深基坑两端壁处存在显著的空间效应，抑制了其邻近区域的土压力和位移的发展。

申请号为CN201610508578.7的中国专利公开了一种考虑土拱和变形空间效应的软土基坑双排桩支护结构，在前排支护桩与后排支护桩之间设有拱形搅拌桩止水帷幕，在前排支护桩与后排支护桩之间设有加筋水泥土墙，坑前设有格栅式搅拌桩，盖板连接前排支护桩与后排支护桩，构成空间共同承载结构，但问题在于：该支护结构形式的整体宽度较大，施工较复杂，在设计时较为复杂，同时会产生较大的经济开销。

申请号为CN202021119109.4的中国专利公开了一种双排桩支护结构，包括两排排桩，前后排桩均设置冠梁，冠梁之间设置钢架梁，前后排桩错开布置，同时设置连接腹杆，前排桩的相邻桩身之间设置前排腹杆，从而在前后排桩之间形成了多个空间三角桁架立柱结构，但问题在于：该支护方式虽采用了多排桩，并将排桩相连接，但这仅仅是简单的增大了支护结构的侧向刚度，随着坑内土体开挖，土体主应力方向偏转，围护结构外侧土体会产生向坑内移动的趋势，此时支护结构不能够提供更多的力抵御变形，同时这种支护结构的形式过于复杂，太多的腹杆也会增大经济。

总的来说，现有的技术，没能充分考虑基坑的空间效应，不能实现通过简单操作对支护结构进行二次加强的效果。现采用的支护方式，虽在一定程度上能够使基坑坑壁中部位移不会过大，但仍未解决在基坑开挖面附近围护结构水平位移最大的问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明目的是提供一种支护刚度高、摩阻力可调的多级扩张支护装置，本发明的另一目的是提供一种施工简便、节能环保的多级扩张支护装置的施工方法。

技术方案：本发明所述的一种多级扩张支护装置，包括排桩、钢板和拉锚杆，排桩与钢板通过混凝土相连，形成排桩-钢板围护墙，拉锚杆通过锚具与钢板相连，拉锚杆包括杆体，杆体上设置拉结筋、柔性杆和位移阻断装置，拉动拉结筋能够使得柔性杆与杆体相连的部分穿过位移阻断装置并与之卡接。因为钢板自身刚度的作用，在排桩的设计计算时，可以适当增大桩间距，减少桩的使用量。

进一步地，位移阻断装置包括顺次连接的尖部、第一过渡段、第一圆台部、第二过渡段、第二圆台部和第三过渡段，第一过渡段、第二过渡段、第三过渡段的直径逐渐增大。尖部的最大圆周直径大于第一过渡段的直径，第一圆台部的最大圆周直径大于第二过渡段的直径，第二圆台部的最大圆周直径大于第三过渡段的直径。

进一步地，杆体远离钢板的一端设置尖端，尖端插入土体，能够增大杆体对此处土体的侧摩阻力。