[发明专利]一种结合液氮冻土墙的桩锚式复合支护结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种结合液氮冻土墙的桩锚式复合支护结构及其施工方法，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，具体涉及一种结合液氮冻土墙的桩锚式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结合液氮冻土墙的桩锚式复合支护结构，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。

所述的结合液氮冻土墙的桩锚式复合支护结构，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，所述锚杆较高一端穿出所述护坡桩通过锁口梁锚固，另一端穿过所述液氮冻土墙，所述液氮冻土墙固定所述锚杆,所述液氮冻土墙顶部位于地表下1m-1.5m处，所述液氮冻土墙上方的土层为保温层，所述液氮冻土墙中等距离设置有若干冻结管和测温管，所述冻结管在所述液氮冻土墙不与其它液氮冻土墙相交的部分等距离间隔设置，所述冻结管内设有通过系统连接管与液氮供应槽车的液氮储罐出口相连通的供液管。

优选的，相邻的所述冻结管每6个通过位于液氮冻土墙顶部位置的管路串连成一组，所述供液管下端设在距离冻结孔底部15cm处。

优选的，所述护坡桩包括上部的水泥土搅拌桩和下部的钢筋混凝土桩，所述护坡桩是一体结构的。

本发明还提供了一种结合液氮冻土墙的桩锚式复合支护结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤1、设置排水系统，包括设置地表排水，支护内部排水，以及基坑排水的排水结构，以避免土体处于饱和状态并减轻作用于护坡桩上的静水压力；在基坑顶部四周可做散水和各排水沟，并在基坑内设置排水沟和集水坑，排水沟和集水坑与边壁保留0.5～1.0m的距离，集水坑内积水应及时抽出；

步骤2、沿基坑边缘均匀排列设置护坡桩；

步骤3、将锚杆倾斜打入地层穿过所述护坡桩张拉后通过锁口梁锚固；

步骤4、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。

优选的，所述步骤4的具体工艺如下：

(1)在所述护坡桩外侧地基土下方具有所述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；