一种抗冻胀的基坑围护结构及施工方法与流程

本发明涉及桩基围护装置领域，特别涉及一种抗冻胀的基坑围护结构及施工方法。背景技术：1、冻胀现象的发生，是由于土体中液态和气态水分在低温条件下转变成固态，引起体积增大（其膨胀率约为9%），同时土在冻结过程中，非冻结区的水分会逐渐向冻结区迁移，使冻结土层的含水量显著增加，这就造成某些土层在冻结后产生很大的冻胀量。冻胀会产生较大的水平冻胀力，在冻胀力和约束力的共同作用下，基坑支护结果和土体发生变形，当变形达到基坑支护结构的极限值时，基坑支护结构破坏，土层滑移，造成基坑坍塌。2、尤其是在桩基施工过程中，冻胀现象使得土的工程性质和相邻建筑物受到不良影响，如造成地基失稳，使邻近建筑物产生倾斜、裂缝、严重时会导致建筑物坍塌等事故，或使地下管线发生破坏等不良后果。同时冻胀现象还会给注浆锚杆施加侧向压力，导致注浆锚杆发生弯曲变形，进而对后续施工造成极大影响。技术实现思路1、本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种抗冻胀的基坑围护结构及施工方法，减缓冻胀对基坑支护结构的影响，保证基坑安全，避免发生冻胀时挤压注浆锚杆导致的锚杆弯曲或形变，有效保证后续注浆效果。2、本发明的目的是这样实现的：一种抗冻胀的基坑围护结构，包括打入基坑边坡及基坑土层内的预应力锚杆，所述锚杆包括杆主体以及套设在杆主体外周的壳体，所述壳体底部封闭顶部开口，在所述壳体顶部开口处可转动地连接有挡板，所述挡板内部设有轴向竖直的螺旋通道，所述壳体内部设有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端与壳体底部固定连接，另一端穿过所述挡板的螺旋通道后伸出壳体连接有螺纹段，所述螺纹段上套设有定位螺母；所述杆主体沿壳体轴向向上贯穿所述挡板、向下贯穿所述壳体，所述杆主体底部连接有插头，所述插头与壳体底部之间的杆主体上连接有注浆支杆，所述杆主体内部设有注浆腔，所述注浆支杆通过注浆支路与所述注浆腔相连通。3、进一步地，所述挡板左右两边贯穿设有上大下小的楔形通孔，所述通孔内设有与通孔形状相适配的锚固筋，通过所述锚固筋将挡板固定于地面。4、进一步地，所述挡板的下表面设有插入壳体上端开口内的插接头。5、进一步地，所述壳体顶部外壁上设有转动轴承，所述壳体与转动轴承内圈固定连接，所述转动轴承外圈与开设在所述挡板下表面的安装槽的侧壁固定连接。6、进一步地，所述插头为尖头朝下的圆锥形。7、进一步地，所述注浆支杆呈发散状倾斜向下对称连接在杆主体两边，每个注浆支杆内均开设有注浆支路与所述注浆腔相连通。8、进一步地，所述基坑边坡及基坑土层外边线外部设有若干降水井，所述基坑内设有若干疏干井，所述疏干井内设有用于抽排局部地下水的潜水泵，在所述基坑破脚四周设有用于导流残余地下水的明沟，所述降水井与基坑边坡及基坑土层外边线的距离大于等于五倍降水井内径长度；所述基坑边坡边缘设有土钉墙，基坑边坡内打入护坡桩。9、本发明还提供了一种抗冻胀的基坑围护结构的施工方法，具体方法包括如下步骤：10、（1）根据施工现场实际土层的地下水情况进行降水井及疏干井设置，基坑坡脚四周开挖明沟；11、（2）根据基坑边坡进行土钉墙及护坡桩施工；12、（3）进行钻孔，钻孔深度与锚杆设计深度相适配，并将钻孔内清理彻底，确保成孔底部孔径逐渐缩小；13、（4）保持拉伸弹簧处于平衡状态，将预应力注浆锚杆打入成孔内部，确保注浆支杆插入土层内；14、（5）转动挡板使得拉伸弹簧顶部逐渐沿螺纹通道伸出挡板，调整定位螺母位置避免拉伸弹簧回缩；15、（6）向挡板的通孔内打入锚固筋，并将锚固筋底部打入基坑土层内；16、（7）在锚杆主体上设置止浆塞、垫板及螺母；17、（8）向锚杆主体内泵入提前按照设计配合比搅拌混合后的注浆液，直至锚杆尾端流出注浆液且注浆压力达到设计值为止；18、（9）重复步骤（4）~（8），完成所有预应力注浆锚杆的安装。19、进一步地，所述（5）中挡板转动的范围为拉伸弹簧伸出挡板的长度达到拉伸弹簧整体长度的1/5~1/4。20、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过降水井及疏干井的设置，可以有效减缓冻胀对基坑支护结构的影响，保证基坑安全，极大地减少基坑附近地下水对于基坑底部的渗水影响，从而缓解了冻胀，稳定住了支护结构应力和变形，保证了基坑安全。此外，利用锚杆主体内部的拉伸弹簧，在注浆前对锚杆主体两侧的侧壁施加一个向内挤压的预应力，可以有效避免发生冻胀时挤压注浆锚杆导致的锚杆弯曲或形变，有效确保了后续注浆效果，减少冻胀现象对于基坑围护施工的影响。技术特征：1.一种抗冻胀的基坑围护结构，包括打入基坑边坡及基坑土层内的预应力锚杆，其特征在于：所述锚杆包括杆主体以及套设在杆主体外周的壳体，所述壳体底部封闭顶部开口，在所述壳体顶部开口处可转动地连接有挡板，所述挡板内部设有轴向竖直的螺旋通道，所述壳体内部设有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端与壳体底部固定连接，另一端穿过所述挡板的螺旋通道后伸出壳体连接有螺纹段，所述螺纹段上套设有定位螺母；所述杆主体沿壳体轴向向上贯穿所述挡板、向下贯穿所述壳体，所述杆主体底部连接有插头，所述插头与壳体底部之间的杆主体上连接有注浆支杆，所述杆主体内部设有注浆腔，所述注浆支杆通过注浆支路与所述注浆腔相连通。2.根据权利要求1所述的一种抗冻胀的基坑围护结构，其特征在于：所述挡板左右两边贯穿设有上大下小的楔形通孔，所述通孔内设有与通孔形状相适配的锚固筋，通过所述锚固筋将挡板固定于地面。3.根据权利要求2所述的一种抗冻胀的基坑围护结构，其特征在于：所述挡板的下表面设有插入壳体上端开口内的插接头。4.根据权利要求1所述的一种抗冻胀的基坑围护结构，其特征在于：所述壳体顶部外壁上设有转动轴承，所述壳体与转动轴承内圈固定连接，所述转动轴承外圈与开设在所述挡板下表面的安装槽的侧壁固定连接。5.根据权利要求1所述的一种抗冻胀的基坑围护结构，其特征在于：所述插头为尖头朝下的圆锥形。6.根据权利要求1所述的一种抗冻胀的基坑围护结构，其特征在于：所述注浆支杆呈发散状倾斜向下对称连接在杆主体两边，每个注浆支杆内均开设有注浆支路与所述注浆腔相连通。7.根据权利要求1所述的一种抗冻胀的基坑围护结构，其特征在于：所述基坑边坡及基坑土层外边线外部设有若干降水井，所述基坑内设有若干疏干井，所述疏干井内设有用于抽排局部地下水的潜水泵，在所述基坑破脚四周设有用于导流残余地下水的明沟，所述降水井与基坑边坡及基坑土层外边线的距离大于等于五倍降水井内径长度；所述基坑边坡边缘设有土钉墙，基坑边坡内打入护坡桩。8.一种抗冻胀的基坑围护结构的施工方法，其特征在于使用权1~6中所述的一种抗冻胀的基坑围护结构，具体方法包括如下步骤：9.根据权利要求8所述的一种抗冻胀的基坑围护结构的施工方法，其特征在于：所述（5）中挡板转动的范围为拉伸弹簧伸出挡板的长度达到拉伸弹簧整体长度的1/5~1/4。技术总结本发明公开了桩基围护装置领域的一种抗冻胀的基坑围护结构及施工方法，包括打入基坑边坡及基坑土层内的预应力锚杆，锚杆包括杆主体以及套设在杆主体外周的壳体，在壳体顶部开口处可转动地连接有挡板，挡板内部设有轴向竖直的螺旋通道，壳体内部设有拉伸弹簧，拉伸弹簧的一端与壳体底部固定连接，另一端穿过挡板的螺旋通道后伸出壳体连接有螺纹段并套设有定位螺母；杆主体底部连接有插头，杆主体上连接有注浆支杆，注浆支杆与杆主体内的注浆腔相连通。通过本发明的抗冻胀基坑围护结构及施工方法，减缓冻胀对基坑支护结构的影响，保证基坑安全，避免发生冻胀时挤压注浆锚杆导致的锚杆弯曲或形变，有效保证后续注浆效果，适于在桩基围护施工中应用。技术研发人员：刘伟,陈勇明,管依贵,陈阳受保护的技术使用者：中核华兴机械化工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16