在深基坑支護工程的實施過程中,支護結構最易發生的變形是側向和豎向變形。為有效減小側向和豎向變形,提高支護樁的承載能力,減少支撐所受水平力,『東合南巖土』公司研發了一種預應力鋼樁支護結構,有效解決了現有技術中深基坑支護結構穩定性差、支撐工序繁瑣、操作不便的技術問題。
該預應力鋼樁,既可基于鋼板樁,也可基于H型鋼樁,采用預應力錨索和鋼樁一體成型,通過在樁體頂部施加預應力,將樁體所受側向力轉移到頂部豎向力,達到減少變形、提高承載力的目的。施工過程中可根據開挖情況動態調整預應力,待工程結束后預應力鋼樁支護結構可以回收并循環使用。
↑ 預應力鋼樁支護結構設計方案
預應力鋼樁支護結構包括多個預應力支護單元,每個預應力支護單元包括支護樁、多個鋼支座和預應力筋。支護樁豎直設置在待開挖基坑的一側,多個鋼支座自上而下設置在支護樁上,預應力筋的一端錨固于支護樁的下部。將多個預應力支護單元依次打入待開挖基坑的四周,多個鋼支座均朝向待開挖基坑,在預應力支護單元的頂端設置冠梁,使預應力支護單與冠梁形成整體;通過預應力筋施加拉力,將預應力預應力筋的上端錨固在冠梁上。預應力筋所受拉力的水平分量傳遞到支護結構,抵消了土體的部分土壓力,提高了支護強度,減小了支護樁的變形;另外,支護結構可以回收再次利用,節約成本。
與原有技術相比,本技術的有益效果如下
1、通過對支護樁設置鋼支座和預應力筋,預應力筋受力張緊后呈弧形,則預應力筋所受拉力的水平分量施加給支護樁,相當于支護樁對基坑側壁土體施加向外的推力,則抵抗了土體的側壓力,提高了支護強度。
2、通過對預應力筋施加預應力來抵抗基坑側壁土體的側壓力,減少了支撐的數量。
3、鋼支座為H型鋼,H型鋼翼緣寬、側向剛度大、抗彎能力強,防止在施加預應力過程中鋼支座變形,提高了整個支護結構的剛度和穩定性;鋼板樁強度高,截面積小,容易打入堅硬土層,且鋼板樁截面寬度大,保證截面的力學性能得到充分的發揮,很好地抵抗基坑土體的側壓力。
4、限位裝置與預應力預應力筋相接觸的表面為弧形曲面,減小預應力筋與限位裝置的摩擦,減小磨損、提高預應力筋的使用壽命。
5、根據待開挖基坑的地質資料、基坑深度及周邊環境,確定支護樁的長度、鋼支座的數量、鋼支座的長度以及鋼支座的間距,操作方便。
6、支護單元的鋼樁、鋼支座、預應力筋及預應力筋與支護樁底部的錨固,均可以在工廠預制、組裝,運至現場可直接打入,使用完成后可以回收,重復利用,節約成本。