本發明涉及基坑支護施工技術領域，具體是應用于基坑支護的回旋式鋼管支護樁和支護錨桿及兩者的應用方法。

背景技術：

在建筑基坑施工時，為確保施工安全，防止塌方事故發生，必須對開挖的建筑基坑采取支護措施。建筑基坑支護設計與施工應綜合考慮工程地質與水文地質條件、基坑類型、基坑挖掘深度、降排水條件及周邊環境對基坑側壁唯一的要求，基坑周邊荷載及支護結構使用期限等因素，需要合理進行設計，精心施工。而目前國內外深基坑支護內支撐結構普遍采用兩種結構形式：一種是采用混凝土作為內支撐的結構，另一種是采用鋼結構支撐架作為支撐結構。雖然這兩種支撐結構都能起到一定的支護作用，但由于自身結構強度明顯不足，樁體和錨桿不能重復進行拆卸利用，使得基坑支護施工存在如下問題：1)施工工藝復雜；2)均為一次性投入，不可回收；3)浪費資源；4)形成地下污染；5)相對施工工期長；6)基坑支護工程的安全性不可控；7)工程成本比較高。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種回旋式鋼管支護樁和支護錨桿及兩者的應用方法，通過將支護樁和支護錨桿采用自攻釘原理進行基坑支護施工，實現高效、快捷施工操作，而且材料可重復利用，降低施工成本，縮短施工工期。

本發明以如下技術方案解決上述技術問題：

本發明回旋式鋼管支護樁和支護錨桿，所述支護錨桿為斜式支撐的鋼管支護錨桿，所述鋼管支護樁為立式支撐的鋼管支護樁，所述鋼管支護樁和鋼管支護錨桿的下部均設有螺旋鉆頭，螺旋鉆頭的下端設有至少四個刀片，鋼管支護樁和鋼管支護錨桿的頂部設有便于與驅動裝置相連接的驅動轉頭；所述鋼管支護樁的直徑比鋼管支護錨桿略大。

所述螺旋鉆頭包括固定在鋼管支護樁和鋼管支護錨桿上的螺旋葉片，該螺旋葉片繞樁桿一圈。

所述刀片中兩個相對應的刀片之間呈斜對稱排布，并位于同一圓形線上。

所述驅動轉頭為設置在鋼管支護樁和鋼管支護錨桿的樁桿頂部的內六角形孔，該內六角形孔與驅動裝置的驅動桿相匹配。

本發明所述回旋式鋼管支護樁和支護錨桿的應用方法，其中鋼管支護樁的應用方法如下：

1)將鋼管支護樁的螺旋鉆頭對著地面方向，鋼管支護樁頂部的驅動轉頭與驅動裝置相連接，通過驅動裝置帶動鋼管支護樁向下作自攻釘式旋轉運動，其鋼管支護樁垂直向下伸入土層中；

2)當鋼管支護樁尚未達到所需深度時，在鋼管支護樁的頂部通過焊接或螺紋連接一段頂部帶有驅動轉頭的鋼管，然后通過該鋼管頂部的驅動轉頭與驅動裝置相連接，再通過驅動裝置帶動鋼管支護樁繼續旋轉推入所需深度；

所述鋼管支護錨桿的應用方法如下：

在兩個垂直伸入土層中的支護樁之間或護土斜坡面上將支護錨桿斜向推入土層內，其推進方法與支護樁的推進方法相同，在兩個支護錨桿之間或支護錨桿與支護樁之間通過連接桿件相連接，以穩固整個基坑的支撐結構；

當不需要支護樁和支護錨桿的支撐時，將支護樁和支護錨桿反方向旋轉即可撥出支護樁和支護錨桿以便重新利用。

本發明回旋式鋼管支護樁和支護錨桿可適用于砂、粘土、三合土或巖土類的地基環境。

本發明回旋式鋼管支護樁和支護錨桿具有造價低、施工快，且抗彎、抗剪、抗拉、抗扭強度高的優點，相對于其它加固樁體，施工工期較短，能夠實現了基坑支護加固裝置快速、有效完成，而且施工工藝簡單，材料可回收多次循環使用，達到50次以上，不浪費資源，不污染地下，隱蔽工程的安全性相對可控，相對工程成本低。

附圖說明

圖1是本發明回旋式鋼管支護樁下部結構示意圖。

圖2是圖1的仰視示意圖。

圖3是本發明回旋式鋼管支護樁上部的結構示意圖。

圖4是圖3的a—a剖面圖。

圖5是本發明回旋式鋼管支護樁正鉆進尺時的工作狀態示意圖。

圖6是本發明回旋式鋼管支護樁反鉆撥出時的工作狀態示意圖。

圖7是采用本發明回旋式鋼管支護樁和支護錨桿完成第一種施工方案的結構示意圖。

圖8是采用本發明回旋式鋼管支護樁和支護錨桿完成第二種施工方案的結構示意圖。

圖9是采用本發明回旋式鋼管支護樁和支護錨桿完成第三種施工方案的結構示意圖。

圖10是采用本發明回旋式鋼管支護錨桿完成第四種施工方案的結構示意圖。

圖中：a—鋼管支護錨桿，b—鋼管支護樁，1—樁桿，2—螺旋鉆頭，3—刀片，4—驅動轉頭，5—地面，6—基坑，7—連接桿件。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的描述：

如圖1—圖4、圖7所示，本發明包括作斜式支撐的鋼管支護錨桿a和作立式支撐的鋼管支護樁b，鋼管支護樁b和鋼管支護錨桿a的下部均設有螺旋鉆頭2，螺旋鉆頭2的下端設有至少四個刀片3(根據需要，也可以設置為四個以上)，鋼管支護樁b和鋼管支護錨桿a的頂部設有便于與驅動裝置相連接的驅動轉頭4；鋼管支護樁b的直徑比鋼管支護錨桿a略大。

見圖1和圖2所示，所述螺旋鉆頭2包括固定在鋼管支護樁或鋼管支護錨桿上的螺旋葉片及四個刀片3，該螺旋葉片正好繞樁桿1一圈。四個刀片中兩個相對應的刀片之間呈斜對稱排布，并位于同一圓形線上。當刀片旋轉時，螺旋鉆頭2前端形成無死角破碎效果。

見圖3和圖4所示，所述驅動轉頭4為設置在鋼管支護樁和鋼管支護錨桿的樁桿頂部的內六角形孔，該內六角形孔與驅動裝置(該驅動裝置為電動機或電鉆等，圖中未示出)的驅動桿相匹配。

本發明回旋式鋼管支護樁b的應用方法是：

1)將鋼管支護樁b的螺旋鉆頭2對著地面5方向，鋼管支護樁頂部的驅動轉頭4與驅動裝置相連接，通過驅動裝置帶動鋼管支護樁向下作自攻釘式旋轉運動，其鋼管支護樁垂直向下伸入土層中(見圖5所示)，便可開挖基坑6，鋼管支護樁深入土層可達到50米以上；

2)當鋼管支護樁尚未達到所需深度時，在鋼管支護樁的頂部通過焊接或螺紋連接一段頂部帶有驅動轉頭的鋼管，然后通過該鋼管頂部的驅動轉頭與驅動裝置相連接，再通過驅動裝置帶動鋼管支護樁繼續旋轉推入所需深度；

本發明回旋式鋼管支護錨桿a的應用方法如下：

在兩個垂直伸入土層中的鋼管支護樁之間或護土斜坡面上將多根支護錨桿斜向推入土層內，其推進方法與支護樁的推進方法相同，在兩個支護錨桿之間或支護錨桿與支護樁之間通過連接桿件相連接，以穩固整個基坑的支撐結構；鋼管支護錨桿深入土層可達到35米以上。

當不需要支護樁和支護錨桿的支撐時，將支護樁和支護錨桿反方向旋轉即可撥出支護樁和支護錨桿以便重新利用，見圖6所示。

本發明回旋式鋼管支護樁和支護錨桿采用自攻釘原理，通過在鋼管支護樁和鋼管支護錨桿的下部設置螺旋鉆頭及刀片，通過螺旋鉆頭粉碎鋼管前端的巖土，利用螺旋葉片的順時針方向轉動，達到輸送支護樁和錨桿的目的。而且鋼管支護樁在基坑支護結構的整體剛度和抗傾覆能力強，相對于其它加固樁體，旋挖樁施工工期較短，實現了基坑支護加固裝置快速、有效完成。當工程主體完成到正負零以上時，基坑進行回填過后，將螺旋鉆頭逆時針方向轉動，即可把鋼管支護樁和錨桿取出，進行重復利用，實現基坑高效快速安裝支護樁。

本發明所述的護樁和支護錨桿的長度及直徑可根據基坑現場的受力情況計算確定樁桿的規格。

采用本發明回旋式鋼管支護樁和支護錨桿進行施工操作，可以實現多種施式方式：

第一種施工方式，見圖7所示，將鋼管支護樁b垂直推向地層作立式支撐后，開挖基坑，并且同時將支護錨桿a斜向伸入側面土層，并通過連接桿件將鋼管支護樁形成固定連接，從而穩定基坑。本施工方式實現側向剛度大的支撐結構，增大了基坑施工作業空間，方便土方開挖和地下結構施工。

第二種施工方式，見圖8所示，將圍著基坑方向的前后兩根鋼管支護樁b垂直推向地層作立式支撐后，開挖基坑，同時前后兩根鋼管支護樁b之間通過連接桿件7形成連接，從而得到雙層穩固效果。

第三種施工方式，見圖9所示，將鋼管支護樁b垂直推向地層作立式支撐后，開挖基坑，同時在相對應的兩根鋼管支護樁b之間通過連接桿件7形成連接，從而穩固支護柱。

第四種施工方式，見圖10所示，在護土斜坡面上將多根支護錨桿a斜向推入土層內，其推進方法與支護樁的推進方法相同，在兩個支護錨桿之間通過連接桿件相連接，以穩固整個支撐結構。