本發(fā)明涉及基坑開挖領(lǐng)域，具體涉及一種用于減少基坑開挖量的嵌入式錨具結(jié)構(gòu)施工方法。

背景技術(shù)：

1、基坑用于建筑工程或市政工程的基礎(chǔ)施工，通常建筑結(jié)構(gòu)體量越大，基礎(chǔ)越大、所需基坑越大，當(dāng)基坑支護結(jié)構(gòu)采用樁+錨索支護型式時，需要先使用鉆具在樁體上傾斜15°～25°鉆孔，然后在孔內(nèi)放入錨索進行預(yù)應(yīng)力張拉，為便于錨索的張拉施工，錨具一般位于樁體外側(cè)，并在錨具與樁體間墊設(shè)鋼筋混凝土或鋼斜托(外置錨頭)，鋼筋混凝土和鋼斜托的高度在400-600mm，張拉成型后在基坑側(cè)壁形成眾多的凸起；另一方面，為便于在基坑側(cè)壁粘貼外包防水層，還需采用噴射混凝土、砌磚墻等措施將前述凸起敷設(shè)平整。

2、上述措施將在圍護樁與地下主體結(jié)構(gòu)外側(cè)壁間形成寬度為450～600mm的肥槽填充層，開挖前需要提前考慮將肥槽填充層計入開挖方量中，對于周長上百米的大型基坑需要增加上千方的開挖和大量的支護成本，不僅增加了投資、工期，其高空作業(yè)存在較大風(fēng)險(通常在開挖完成后，搭設(shè)腳手架作業(yè))，還增加了對周邊巖土的污染破壞，不利于保護環(huán)境，綠色節(jié)能低碳，實現(xiàn)城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明意在提供一種用于減少基坑開挖量的嵌入式錨具結(jié)構(gòu)施工方法，以取消肥槽填充層，減少基坑開挖，保護環(huán)境，綠色節(jié)能低碳。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種用于減少基坑開挖量的嵌入式錨具結(jié)構(gòu)施工方法，包括以下步驟：

3、步驟一、準(zhǔn)備嵌入部件和鋼筋籠，將嵌入部件安裝在鋼筋籠的主筋上；嵌入部件內(nèi)設(shè)有操作腔，嵌入部件靠近鋼筋籠中心一側(cè)開有鉆孔口，鉆孔口用于供鉆具穿過；

4、步驟二、將鋼筋籠放入樁孔中，澆筑樁體混凝土；

5、步驟三、開挖基坑，找到嵌入部件，在鉆孔口位置鉆錨孔，在錨孔內(nèi)放入錨索，錨孔注漿；

6、步驟四、在鉆孔口上依次放上承壓件和錨具，承壓件的外徑大于鉆孔口，承壓件上設(shè)有第一容納孔，第一容納孔的內(nèi)徑小于錨具，鋼索依次穿過鉆孔口、第一容納孔和錨具，張拉錨索，封錨。

7、本方案的有益效果為：

8、1.將嵌入部件預(yù)埋在樁體內(nèi)，成型后，錨頭全部嵌入圍護的樁體內(nèi)，從而解決了傳統(tǒng)外置錨頭所形成凸起構(gòu)造，從而得以取消肥槽填充層，減少基坑開挖，保護環(huán)境，綠色節(jié)能低碳。

9、2.現(xiàn)有技術(shù)中，為便于操作，便于鉆孔和安裝嵌入部件，通常采用先鉆孔，后安裝嵌入部件的方式，嵌入部件無需考慮鉆具的通過性，這已然形成了慣用方法；而本方案中，出于減少開挖的目的，改變了施工工序，先在樁體內(nèi)提前預(yù)埋嵌入部件，后鉆出錨孔，因此嵌入部件需要考慮鉆具的通過性，提前在嵌入部件上設(shè)置鉆孔口，供鉆機通過，從而進行鉆孔。

10、3.由于鉆孔口通常較大，錨具無法直接覆蓋鉆孔，因此錨索張拉后無法通過錨具將錨索張力直接傳遞給鋼托，而本方案中，在錨具和底座板之間設(shè)置承壓件，用于將錨索張拉力傳遞給鋼托，并分散到鋼托周邊的樁體上，減少集中應(yīng)力；同時也防止鋼絞線或錨索在張拉過程中發(fā)生滑移或偏離預(yù)定路徑。

11、4.本方案中，澆筑樁體前，承壓件和鋼托并未連接，而是在澆筑樁體之后安裝承壓件，從而使鋼托內(nèi)的操作腔內(nèi)結(jié)構(gòu)簡單、平整；為防止混凝土流入操作腔，便于澆筑樁體之后清理操作腔，可在操作腔內(nèi)填充易清潔的發(fā)泡物。

12、進一步的，鉆孔口設(shè)置在鋼托底座上，鉆孔口設(shè)置在底座上；承壓件為萬向調(diào)節(jié)裝置，萬向調(diào)節(jié)裝置包括頂板和底板，頂板和底板的接觸面為相互配合的凸球面和凹球面，凸球面和凹球面滑動、轉(zhuǎn)動連接,底板和底座的接觸面、頂板和錨具的接觸面均為平面；

13、步驟四中，頂板和底板沿球面相對轉(zhuǎn)動，使頂板上的錨具傾角和設(shè)計一致。

14、進一步的，嵌入部件包括弧形面板和底座，弧形面板靠近樁體中心一側(cè)設(shè)有若干交叉的橫向肋板和豎向肋板。

15、進一步的，橫向肋板和豎向肋板將弧形面板內(nèi)側(cè)劃分成若干區(qū)域，底座將其中一個區(qū)域覆蓋，底座、橫向肋板和豎向肋板圍合形成操作腔。

16、進一步的，橫向肋板靠近弧形面板一側(cè)設(shè)有若干預(yù)留孔，不同高度的預(yù)留孔豎向?qū)R；

17、步驟一中，嵌入部件安裝在鋼筋籠的主筋上的方法為：將鋼筋籠的主筋穿過預(yù)留孔并和弧形面板固定連接。

18、進一步的，弧形面板上開有操作口，操作口在底座上的投影覆蓋鉆孔口；

19、步驟二中，準(zhǔn)備定位筒和填充物，定位筒和鉆孔口間隙配合，樁體澆筑前，定位筒穿過鉆孔口和操作口后插入樁孔側(cè)壁，將操作腔填充。

20、進一步的，步驟三中，開挖基坑到嵌入部件的深度，破除樁體表面混凝土直至顯露操作口，取出操作腔內(nèi)的填充物，將定位筒漏在混凝土外的部分切割。

21、進一步的，步驟二中，弧形面板和樁孔側(cè)壁之間留有混凝土的保護層厚度。

22、進一步的，嵌入部件還包括注漿管和導(dǎo)向管，導(dǎo)向管設(shè)置在底座靠近鋼筋籠中心一側(cè)并和鉆孔口連通，注漿管一端貫穿弧形面板，注漿管另一端和導(dǎo)向管連通；

23、步驟四中，封錨后，通過注漿管往錨孔內(nèi)注入砂漿，直至錨孔內(nèi)壓力達到設(shè)計壓力。

24、進一步的，底座為板狀，底座的上部朝向鋼筋籠中心傾斜設(shè)置，底座與垂面呈15°-25°的夾角。

25、本方案還有以下效果：

26、1.為防止鋼筋籠朝設(shè)有嵌入部件的一側(cè)傾斜，弧形面板附近的鋼筋籠的鋼筋和樁孔側(cè)壁過近，混凝土無法完全掩埋鋼筋，從而導(dǎo)致鋼筋容易生銹老化；本方案中，確?；⌒蚊姘搴蜆犊讉?cè)壁之間留有保護層厚度，從而保證弧形面板附近的鋼筋籠能夠被混凝土保護，進而提升鋼筋籠的耐久性。

27、2.由于本方案鋼托預(yù)埋于樁體及鋼筋籠上，樁體混凝土灌注時，流態(tài)混凝土?xí)︿撏行纬奢^大浮力，混凝土澆筑和振搗過程中，可能引起鋼托偏位、上浮等風(fēng)險，從而導(dǎo)致錨索張力的方向角度產(chǎn)生偏差。

28、對此，本方案在錨具和承壓板之間設(shè)置萬向調(diào)節(jié)裝置，通過凸球面和凹球面可使頂板沿球面任意滑動，從而帶動錨具沿球面中心旋轉(zhuǎn)，使錨具的角度和設(shè)計角度一致，以協(xié)調(diào)施工誤差，保障錨索成型角度與設(shè)計保持一致。

29、3.根據(jù)相關(guān)操作規(guī)范，樁體混凝土澆筑時需要采用導(dǎo)管引導(dǎo)流態(tài)混凝土向下灌注，隨著混凝澆筑高度增加，導(dǎo)管也隨之向上抽拔；但由于預(yù)埋在樁體內(nèi)的鋼托占據(jù)了部分混凝土澆筑空間，導(dǎo)管在向上抽拔過程中容易和鋼托碰撞或卡住而無法上拔，延誤混凝土澆筑，進而導(dǎo)致斷樁等樁體報廢風(fēng)險。

30、而本方案中，底座上部朝向樁體中心傾斜15-25°傾角，即整個嵌入部件靠近樁體中心側(cè)，下部較窄，上部較寬，形成楔形過渡效果，可避免導(dǎo)管在液體混凝土擠壓作用下，導(dǎo)管連接法蘭被本裝置卡著而無法上拔，從而避免樁體報廢風(fēng)險。

31、4.本方案在橫向肋板與弧形面板間設(shè)預(yù)留孔，每處預(yù)留孔對應(yīng)一根主筋且位于同一直線上，便于對應(yīng)主筋穿過后，再將主筋焊接在弧形面板內(nèi)側(cè)。將多根主筋貫穿嵌入部件的橫向肋板及弧形面板內(nèi)側(cè)，并貫穿的主筋焊接在部件弧形面板上，使部件和樁體鋼筋籠為一體，既可確保預(yù)埋部件定位準(zhǔn)確，便于后期基坑開挖對應(yīng)深度找到嵌入部件，又可彌補預(yù)埋部件嵌入樁體混凝土的強度。

32、5.現(xiàn)有技術(shù)中，錨頭設(shè)置在樁體外側(cè)，錨索張力通過樁體外側(cè)擴散到樁體整體；而當(dāng)嵌入部件預(yù)埋在樁體內(nèi)部時，若錨索張力直接作用在樁體內(nèi)部，錨索張力擴散輻射的范圍減小，受力結(jié)構(gòu)變差，錨索張力對樁體產(chǎn)生的壓強變大，容易導(dǎo)致樁體開裂；

33、而本方案中，設(shè)置弧形面板、底座、橫向肋板和豎向肋板，錨索張力首先通過錨具和承壓板作用在底座上，其次通過橫向肋板和豎向肋板傳遞到弧形面板上，再次通過弧形面板傳遞到樁體鋼筋及表面混凝土，從而使得成型后的錨頭與樁體之間的傳力機制與傳統(tǒng)外置錨頭保持一致，可確保整體圍護結(jié)構(gòu)的安全。

34、6.在實際施工過程中，樁孔通常比設(shè)計尺寸稍大，以便于安裝鋼筋籠，然而，這也容易導(dǎo)致部分位置的嵌入部件埋入樁體較深，在基坑開挖中難以找到，在破開樁體表面挖出嵌入部件時，容易增大破除的樁體體積，增大對樁體的破壞，從而降低樁體的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；

35、對此，本方案可在嵌入部件區(qū)域的鋼筋籠外圍設(shè)置環(huán)向定位加強鋼筋，環(huán)向定位加強鋼筋焊接在弧形面板外側(cè)，外側(cè)環(huán)向加強鋼筋易于被發(fā)現(xiàn)，從而使工作人員能夠快速找到嵌入部件的位置；

36、在混凝土澆筑的過程中，導(dǎo)管埋入已灌注的混凝土下方5m左右，后面的混凝土通過導(dǎo)管灌入已澆混凝土后，再從導(dǎo)管底部向周邊擴散后向上反向冒出，這一方式雖然利用混凝土自重擠壓密實，減少樁體混凝土振搗作業(yè)，但在混凝土向上冒出過程中，同時也對鋼筋籠和預(yù)埋部件產(chǎn)生上浮和側(cè)向擠壓作用。因此，第二次固定是通過環(huán)向加強定位箍筋減少嵌入部件和鋼筋籠與樁孔側(cè)壁間隙，減少混凝土澆筑的影響，從而能夠保證嵌入部件的位置準(zhǔn)確度，進而保證錨索張拉方向和設(shè)計一致，從而達到最佳的受力效果。

37、此外，環(huán)向加強定位箍筋能夠保證鋼筋籠和鉆孔側(cè)壁具有一定距離，從而滿足規(guī)范中鋼筋籠的保護層厚度要求，防止在混凝土澆筑過程中，鋼筋籠由于晃動而靠近鉆孔側(cè)壁，進而使局部混凝土保護層過薄，影響樁體耐久性。

38、7.采用樁+錨索支護型式的基坑，通常圍巖較為軟弱，因此，本方案在鋼筋籠放入樁孔并進行定位后，將定位筒穿過鉆孔口和操作口后插入樁孔側(cè)壁(即圍巖)，對嵌入部件進行二次定位，一方面減小嵌入部件在混凝土澆筑過程中的位置偏移，另一方面，定位筒插入樁孔側(cè)壁的部分不會被混凝土結(jié)構(gòu)掩埋，從而保證基坑開挖后，定位筒易于被發(fā)現(xiàn)，從而使工作人員能夠快速找到嵌入部件的位置；找到嵌入部件后需要切除定位筒，以便于安裝萬向調(diào)節(jié)裝置和錨具，因此定位筒通常采用塑料等便于切割的材料，操作腔內(nèi)的清除操作腔內(nèi)填充物，填充物通常采用泡沫塑料等柔性材料，該柔性材料的硬度通常低于定位筒的材料；。

39、嵌入部件兩次定位的對象不同，第一次將嵌入部件固定在鋼筋籠上，其目的為：以鋼筋籠為錨定物，固定嵌入部件和鋼筋籠的相對位置；第二次將嵌入部件通過定位筒固定在樁孔側(cè)壁上，其目的為：以樁孔側(cè)壁為錨定物，固定嵌入部件和鋼筋籠的相對位置；從而實現(xiàn)雙重定位的效果。

40、事實上，第二次的固定方式受混凝土澆筑的偏移影響要小，具體的，在混凝土澆筑的過程中，混凝土通過導(dǎo)管進入鋼筋籠內(nèi)部，此時混凝土流速較大，對鋼筋籠的沖擊較大，然后，混凝土經(jīng)過鋼筋籠的緩沖，填充鋼筋籠和樁孔側(cè)壁之間的位置，該位置由于空間狹小，操作人員不便于直接插入振動棒進行振搗，大部分時間是通過振搗鋼筋籠內(nèi)的混凝土，然后使混凝土流向鋼筋籠外，從而使混凝土更加密實。因此，嵌入部件第二次固定是通過定位筒插入樁孔側(cè)壁進行固定，主要的固定位置在樁孔側(cè)壁上，受混凝土澆筑的影響較小，從而能夠保證嵌入部件的位置準(zhǔn)確度，進而保證錨索張拉方向和設(shè)計一致，從而達到最佳的受力效果。

41、此外，定位筒能夠保證鋼筋籠和鉆孔側(cè)壁具有一定距離，從而滿足規(guī)范中鋼筋籠的保護層厚度要求，防止在混凝土澆筑過程中，鋼筋籠由于晃動而靠近鉆孔側(cè)壁，進而使局部混凝土保護層過薄，影響樁體耐久性。

42、8.鋼筋籠的主筋穿過橫向肋板及弧形面板內(nèi)側(cè)并焊接后，橫向肋板和弧形面板固定更加牢固，底座直接和橫向肋板以及弧形面板連接能夠保證底座的穩(wěn)定性，而豎向肋板沒有直接和主筋連接，牢固性相對較弱，因此，相較于和豎向肋板連接，底座和弧形面板連接更加穩(wěn)固。

43、9.萬象調(diào)節(jié)裝置的底板和頂板在調(diào)節(jié)到合適角度后，通過錨索張力帶來的壓力壓緊底板、頂板和嵌入部件，從而自動實現(xiàn)固定萬象調(diào)節(jié)裝置角度的效果，方便快捷。