[发明专利]一种桩锚与液氮冻土墙复合支护结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种桩锚与液氮冻土墙复合支护结构，包括沿基坑边缘均匀排列设置的护坡桩、设在地基土中的液氮冻土墙和倾斜打入地基土中的锚杆，锚杆较高一端穿出护坡桩通过锁口梁锚固，另一端穿过液氮冻土墙，液氮冻土墙固定锚杆。本发明具有封水性好，能适应各种复杂的环境和地质条件，节省钢材和混凝土，无需耗电，无污染且安全环保，施工速度快，强度高。在深基坑的支护结构中，本发明优势更加明显。

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，具体涉及一种桩锚与液氮冻土墙复合支护结构及其施工方法。

背景技术

目前，桩锚式支护结构属于拉锚式结构，适用于砂土、粘性土等多种土质的深基坑支护，在城市地下工程中应用较多。桩锚支护结构主要由排桩维护系统、锚杆锚固体系和挡水体系组成。在基坑桩锚支护方案的设计过程中，必须合理选择桩的深度和刚度、支撑间隔、锚杆形式等，以便使方案在经济性、安全性和施工工艺上达到最佳匹配。深基坑支撑难度大、施工工期长、不稳定因素众多，特别是一些沿海地区属软弱地基，常伴有淤泥及流砂，在这种条件下进行大型基坑的开挖，坑壁支护越来越困难，传统的方法已经很难适应。

专利号2016111941544的发明专利公开了一种锚头置于桩身的深基坑桩锚支护体系及其实施方法。虽然该支护结构解决在桩锚支护体系中存在的因腰梁变形而引起的预应力损失问题，但是仍需要较多结构部件施工比较复杂，并且在实际支护效果上仍需进一步提高。

专利号2009100957680的发明专利提供了一种型钢冻结墙基坑组合围护方法及其结构，优点在利用冻结墙作为支护结构的主体，所用结构部件少，施工方案较简单，而且环保性能好。但该方案施工冻结成墙体需要时间长，因此效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桩锚与液氮冻土墙复合支护结构，以解决现有技术中支护结构结构部件，施工复杂，冻土墙形成时间长，造成支护结构施工效率低的缺陷。

所述的桩锚与液氮冻土墙复合支护结构，包括沿基坑边缘均匀排列设置的护坡桩、设在地基土中的液氮冻土墙和倾斜打入地基土中的锚杆，锚杆较高一端穿出护坡桩通过锁口梁锚固，另一端穿过液氮冻土墙，液氮冻土墙固定锚杆。

优选的，液氮冻土墙有多片，各液氮冻土墙相交处体积增大形成冻结柱桩。

优选的，液氮冻土墙顶部位于地表下1m-1.5m处，液氮冻土墙上方的土层为保温层。

本发明还提供了一种桩锚与液氮冻土墙复合支护结构的施工方法，以实现施工方便快捷，噪声污染小；适用于各种土质的工程，实用性强的目的。该施工方法包括如下步骤：

步骤1、沿基坑边缘均匀排列设置护坡桩，步骤2、将锚杆倾斜打入地层穿过护坡桩张拉后通过锁口梁锚固，步骤3、在地基土中设置液氮冻土墙，通过液氮冻土墙的冻结作用与锚杆锚固在一起，具体工艺如下：

(1)在护坡桩外侧地基土下方具有锚杆的范围使用垂直钻机钻冻结孔，冻结孔呈梅花形布置，孔间距0.6m-0.8m，冻结孔以泥浆护壁钻进后再在其中布设冻结管；

(2)液氮供应槽车设置在地面离冻结位置较近位置，连接包括系统连接管和供液管在内的液氮供给管路，液氮供应槽车经系统连接管和供液管将液氮输送到冻结管内，供液管出口应设到距离冻结孔底部15cm处，液氮供给管路上各进路设置有低温液氮阀门控制，所有暴露的液氮供给管路用保温泡沫板或棉胎保温；

(3)向冻结管供给液氮，液氮冻土墙厚度不小于1.6m，需要冻土的发展半径不小于1100mm，需冻结11天，液氮正常冻结后在冻结管附近布设测温管，每天进行测温以判断冻结帷幕发展速度，直至液氮冻土墙冻结完成后进行维护冻结，关闭液氮供给；

(4)在基坑中施工完毕后，停止灌注液氮，撤除冻结施工相关设备，施工结束。