CN108035360A - 一种用于基坑支护的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于基坑支护的方法，涉及岩土工程技术领域，该方法包括以下步骤：首先，在设计位置同时施工围护结构、支墩桩列和桩基列，然后在围护结构的顶部施工冠梁，接着开挖基坑内土方至所述支墩桩列的顶部露出，然后在所述支墩桩列的顶部施工条形支座，在所述冠梁下方的所述围护结构上施工围檩，并在所述条形支座和所述围檩之间架设撑臂，之后采用倒盆式开挖方式将基坑边缘土方开挖到基坑底部，然后在所述桩基列的顶部施工边跨底板，接着在所述条形支座和所述边跨底板之间施工斜拉臂，使得所述条形支座和所述边跨底板之间有效连接；本发明有效降低主体施工难度，提高施工效率，便于基坑土方挖掘，有效降低施工成本。

Description

一种用于基坑支护的方法

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体为一种用于基坑支护的方法。

背景技术

目前国内采用的基坑支护内支撑结构主要为水平支撑和坑内斜撑，对于平面尺寸较大、深度较浅的基坑大多采用坑内斜撑，斜撑材料大多采用钢管或组合型钢，为提供可靠的支座反力，斜撑支座设置于基坑底部，采用桩基础或利用中部先期施工的地下室底板。现有斜撑技术的基坑土方采用“盆式”开挖方式，先开挖中部土方，边缘土方开挖至斜撑底附近进行放坡，待施加斜撑后再开挖斜撑下方的土体。目前技术存在如下问题：

1、斜撑下方土体开挖难度大。由于斜撑施加后方可开挖边缘土方，该部分土方位于斜撑下方的三角形区域，开挖时无法采用大型设备，只能通过人工配合小型挖掘机进行开挖，工效极低，对工期和挖土费用都造成显著影响。

2、斜撑角度大影响传力。由于斜撑支座设置在基坑底部，使得斜撑角度较大或长度较长。斜撑角度较大会使斜撑竖向分力增大，水平支撑能力降低，需要采取加密间距或增大构件尺寸方式弥补，从而增加了造价和对主体结构施工的干扰。斜撑长度加长不但会使造价增加，还会增加其下方边缘土体的方量，给土方开挖带来更大的难度。此外，斜撑加长使得长细比增大，平面外稳定性降低，往往需要设置立柱减少其跨度，立柱下方须设置桩基，因此立柱的增加也会显著增加造价和主体结构施工难度。

3.斜撑会增加主体结构施工难度。由于斜撑支座设置在基坑底部且围檩一般设置在围护结构上部，因此斜撑与拟建地下室外墙交点往往难以实现在楼板上方，从而无法利用楼板进行换撑，使得斜撑穿越侧墙板处须采取开洞或后期割除措施，给外墙结构和防水施工带来难题。

因此如何改善现有技术缺陷，是急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种用于基坑支护的方法，以解决现有技术中主体结构施工困难、成本高、土方挖掘困难等技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种用于基坑支护的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、根据施工基坑的参数，在设计位置同时施工围护结构、支墩桩列和桩基列，且所述围护结构、所述支墩桩列和所述桩基列之间相互平行设置，在需要支护的基坑边缘处施工所述围护结构，围护结构的顶部与基坑顶部持平，在基坑范围内施工支墩桩列，所述支墩桩列顶部的高度低于所述围护结构顶部的高度，所述桩基列设置在所述围护结构和所述支墩桩列之间，且桩基列的顶部与基坑的底部持平；

步骤2、完成步骤后，在围护结构的顶部施工冠梁，使得围护结构与冠梁有效连接，且冠梁设置在基坑顶部的施工场地上；

步骤3、开挖基坑内土方至所述支墩桩列的顶部露出，同时将所述支墩桩列顶部与所述冠梁之间的土方挖至倾斜，且倾斜角度为设计角度；

步骤4、在所述支墩桩列的顶部施工条形支座，使得所述支墩桩列与所述条形支座有效连接，在所述冠梁下方的所述围护结构上施工围檩，并在所述条形支座和所述围檩之间架设撑臂，使得所述条形支座与所述围檩有效连接，且所述撑臂设置在步骤3挖出的斜面上，且所述撑臂的倾斜角度与斜面倾斜角度相同；

步骤5、采用倒盆式开挖方式将基坑边缘土方开挖到基坑底部，且所述桩基列顶部露出，并且将所述条形支座与基坑底部之间的土方挖成倾斜面，且倾斜角度为设计角度；

步骤6、在所述桩基列的顶部施工边跨底板，使得所述桩基列与所述边跨底板有效连接；

步骤7、在所述条形支座和所述边跨底板之间施工斜拉臂，使得所述条形支座和所述边跨底板之间有效连接，其中斜拉臂的倾斜角度与步骤中挖出的斜面的倾斜角度相同；

步骤8、开挖基坑中部剩余土方至基坑底部。

进一步，所述围护结构具体由多个排桩构成，各个所述排桩之间通过所述冠梁连接，所述支墩桩列具体由多个支墩桩构成，各个所述支墩桩之间通过所述条形支座连接，所述桩基列具体为两排，且所述桩基列具体由多个桩基构成，各个所述桩基之间通过边跨底板连接。

进一步，所述支墩桩的顶部还设置钢立柱，且所述支墩桩顶部高度与基坑底部持平，所述钢立柱顶部的高度为设计高度，且其顶部高度低于所述围护结构顶部的高度，步骤中开挖基坑土方至所述钢立柱的顶部露出，所述钢立柱的顶部与所述冠梁之间的土方挖至倾斜，且倾斜角度为设计角度，步骤中具体为在所述钢立柱的顶部施工所述条形支座，各个所述钢立柱之间通过所述条形支座连接。

进一步，所述桩基列至少为两列。

进一步，所述斜拉臂具体为钢索，所述钢索具体由钢绞线制成，所述钢索的一端通过钢锚座与所述边跨底板连接，另一端通过锚具与所述条形支座连接，且所述钢锚座预埋在所述边跨底板的顶部。

进一步，所述条形支座和所述围檩均为钢筋混凝土或镂空的组合型钢制成。

进一步，所述钢立柱具体由中空钢管或组合型钢制成。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明提供了一种用于基坑支护的方法，通过抬高撑臂支座，在同等跨度下减小了支撑角度，使撑臂提供的水平抗力显著增大，从而增加了基坑安全度；在同等角度时减小了跨度，避免了增加坑内立柱，从而降低了造价；

2、本发明通过抬高撑臂支座，易于使撑臂位于拟建地下室楼板上方，从而避免了撑臂穿越侧墙板或边梁，在利用楼板换撑后即可拆除撑臂，大大降低了地下室外墙结构和防水施工难度，有利于确保质量；

3、本发明采用“倒盆式”开挖，先开挖斜撑下方土体，大大提高了斜撑支护结构的土方开挖工效，节约了工期。

附图说明

图1是本发明一种用于基坑支护的方法施工完成后的内部结构示意图；

图2是本发明一种用于基坑支护的方法施工完成后的内部结构俯视图；

图3是本发明实施例中第一工况示意图；

图4是本发明实施例中第二工况示意图；

图5是本发明实施例中第三工况示意图；

图6是本发明实施例中第四工况示意图；

图7是本发明实施例中第五工况示意图；

图8是本发明实施例中第六工况示意图。

图中：1、围护结构；2、支墩桩列；3、冠梁；4、围檩；5、条形支座；6、撑臂；7、桩基列；8、边跨底板；9、斜拉臂；10、钢立柱；11、钢锚座；12、锚具。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种实施例：一种用于基坑支护的方法，该方法包括以下步骤：

参阅图3实施步骤1和步骤2，其中步骤1具体为根据施工基坑的参数，在设计位置同时施工围护结构1、支墩桩列2和桩基列7，且围护结构1、支墩桩列2和桩基列7之间相互平行设置，在需要支护的基坑边缘处施工围护结构1，围护结构1的顶部与基坑顶部持平，在基坑范围内施工支墩桩列2，支墩桩列2顶部的高度低于围护结构1顶部的高度，桩基列7设置在围护结构1和支墩桩列2之间，且桩基列7的顶部与基坑的底部持平；

步骤2具体为完成步骤1后，在围护结构1的顶部施工冠梁3，使得围护结构1与冠梁3有效连接，且冠梁3设置在基坑顶部的施工场地上；

参阅图4实施步骤3，步骤3具体为开挖基坑内土方至支墩桩列2的顶部露出，同时将支墩桩列2顶部与冠梁3之间的土方挖至倾斜，且倾斜角度为设计角度；

参阅图5实施步骤4，步骤4具体为在支墩桩列2的顶部施工条形支座5，使得支墩桩列2与条形支座5有效连接，在冠梁3下方的围护结构1上施工围檩4，并在条形支座5和围檩4之间架设撑臂6，使得条形支座5与围檩4有效连接，且撑臂6设置在步骤3挖出的斜面上，且撑臂6的倾斜角度与斜面倾斜角度相同；

参阅图6实施步骤5，步骤5具体为采用倒盆式开挖方式将基坑边缘土方开挖到基坑底部，且桩基列7顶部露出，并且将条形支座5与基坑底部之间的土方挖成倾斜面，且倾斜角度为设计角度；

参阅图7实施步骤6和步骤7，步骤6具体为在桩基列7的顶部施工边跨底板8，使得桩基列7与边跨底板8有效连接；

步骤7具体为在条形支座5和边跨底板8之间施工斜拉臂9，使得条形支座5和边跨底板8之间有效连接，其中斜拉臂9的倾斜角度与步骤5中挖出的斜面的倾斜角度相同；

参阅图8实施步骤8，步骤8具体为开挖基坑中部剩余土方至基坑底部。

在以上步骤中，围护结构1具体由多个排桩构成，各个排桩之间通过冠梁3连接，支墩桩列2具体由多个支墩桩构成，各个支墩桩之间通过条形支座5连接，桩基列7具体为两排，且桩基列7具体由多个桩基构成，各个桩基之间通过边跨底板8连接；

支墩桩的顶部还设置钢立柱10，支墩桩顶部高度与基坑底部持平，且钢立柱10顶部的高度为设计高度，且其高度低于围护结构1顶部的高度，步骤3中开挖基坑土方至钢立柱10的顶部露出，钢立柱10的顶部与冠梁3之间的土方挖至倾斜，且倾斜角度为设计角度，步骤4中具体为在钢立柱10的顶部施工条形支座5，各个钢立柱10之间通过条形支座5连接；

桩基列7至少为两列；

斜拉臂9具体为钢索，钢索具体由钢绞线制成，钢索的一端通过钢锚座11与边跨底板8连接，另一端通过锚具12与条形支座5连接，且钢锚座11预埋在边跨底板8的顶部；

条形支座5和围檩4均为钢筋混凝土或镂空的组合型钢制成；

钢立柱10具体由中空钢管或组合型钢制成；

施工完成后的支护结构的结构示意图如图1，施工完成后的支护结构的俯视图如图2。

本发明第二实施例：

本例基坑内拟建主体结构为地下一层，基坑开挖深度6m，平面跨度150米，周边环境复杂，对基坑变形控制要求严格，基坑支护总体方案采用排桩内支撑体系，内支撑采用坑内斜撑。

围护结构1具体由多个排桩成列构成，参见图2。排桩采用900mm直径钻孔灌注桩，桩长12m，按一定间距形成柱列式，桩与桩通过冠梁3连接，形成排桩围护结构1。主体结构桩基采用800mm直径钻孔灌注桩，桩顶标高为拟建地下室底板结构底以上100mm。支墩桩列2具体由多个支墩桩成列构成，支墩桩采用900mm直径钻孔灌注桩，桩顶标高为拟建地下室底板垫层底以下200mm，桩长6m，钢立柱10采用550mmx550mm钢格构柱，由4根L160x16角钢和钢缀板焊接而成，立柱间距8m，底部***立柱桩桩身4m，顶部锚入条形支座5内500mm。

参见图2，条形支座5、围檩4为通长设置，采用钢筋混凝土材料，围檩4与围护结构1采取植筋方式连接。

参见图2，撑臂6水平间距8m，截面尺寸采用609x16钢管，其两端分别固定在设置于条形支座5和围檩4上的预埋件钢板上。

参见图1和图2，边跨底板8为钢筋混凝土结构，厚度600，底板浇筑时在钢索对应位置预埋钢锚座11。

参见图1和图2，钢索设置于每根斜撑两侧各1m位置，顶部锚固在条形支座5上，底部锚固在预埋在钢锚座11上。钢索穿越条形支座5处采取预埋PVC套管，穿越钢锚座11前后端板处采取开洞方式。

钢锚座11底部通过9根22直径锚固钢筋预埋在边跨底板8上。钢锚座11由底座板、前后端板、两块腹板组成，均采用厚钢板，连接方式均为焊接。

施工过程如下：

如图3所示，在场地地面施工围护结构1、桩基、支墩桩、冠梁3、钢立柱10；

如图4和图5所示，开挖至一次土方开挖面，施工条形支座5、围檩4，然后安装撑臂6；

如图6和图7所示，基坑边缘土方开挖至基坑底，中间土方开挖至“倒盆式”开挖面；开挖完成后施工边跨底板8、钢锚座11；然后安装斜拉臂9并施加预应力，斜拉臂9具体为钢索，钢索具体由钢绞线制成，在条形支座5和钢锚座11处分别采用锚具12锁定；

如图8所示，开挖中部剩余土方，同时进行边跨地下室结构施工。待中部土方全部开挖至基坑底后，立即施工中部地下室结构

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于基坑支护的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、根据施工基坑的参数，在设计位置同时施工围护结构(1)、支墩桩列(2)和桩基列(7)，且所述围护结构(1)、所述支墩桩列(2)和所述桩基列(7)之间相互平行设置，在需要支护的基坑边缘处施工所述围护结构(1)，围护结构(1)的顶部与基坑顶部持平，在基坑范围内施工支墩桩列(2)，所述支墩桩列(2)顶部的高度低于所述围护结构(1)顶部的高度，所述桩基列(7)设置在所述围护结构(1)和所述支墩桩列(2)之间，且桩基列(7)的顶部与基坑的底部持平；

步骤2、完成步骤(1)后，在围护结构(1)的顶部施工冠梁(3)，使得围护结构(1)与冠梁(3)有效连接，且冠梁(3)设置在基坑顶部的施工场地上；

步骤3、开挖基坑内土方至所述支墩桩列(2)的顶部露出，同时将所述支墩桩列(2)顶部与所述冠梁(3)之间的土方挖至倾斜，且倾斜角度为设计角度；

步骤4、在所述支墩桩列(2)的顶部施工条形支座(5)，使得所述支墩桩列(2)与所述条形支座(5)有效连接，在所述冠梁(3)下方的所述围护结构(1)上施工围檩(4)，并在所述条形支座(5)和所述围檩(4)之间架设撑臂(6)，使得所述条形支座(5)与所述围檩(4)有效连接，且所述撑臂(6)设置在步骤3挖出的斜面上，且所述撑臂(6)的倾斜角度与斜面倾斜角度相同；

步骤5、采用倒盆式开挖方式将基坑边缘土方开挖到基坑底部，且所述桩基列(7)顶部露出，并且将所述条形支座(5)与基坑底部之间的土方挖成倾斜面，且倾斜角度为设计角度；

步骤6、在所述桩基列(7)的顶部施工边跨底板(8)，使得所述桩基列(7)与所述边跨底板(8)有效连接；

步骤7、在所述条形支座(5)和所述边跨底板(8)之间施工斜拉臂(9)，使得所述条形支座(5)和所述边跨底板(8)之间有效连接，其中斜拉臂(9)的倾斜角度与步骤(5)中挖出的斜面的倾斜角度相同；

步骤8、开挖基坑中部剩余土方至基坑底部。

2.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的方法，其特征在于，所述围护结构(1)具体由多个排桩构成，各个所述排桩之间通过所述冠梁(3)连接，所述支墩桩列(2)具体由多个支墩桩构成，各个所述支墩桩之间通过所述条形支座(5)连接，所述桩基列(7)具体为两排，且所述桩基列(7)具体由多个桩基构成，各个所述桩基之间通过边跨底板(8)连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于基坑支护的方法，其特征在于，所述支墩桩的顶部还设置钢立柱(10)，且所述支墩桩顶部高度与基坑底部持平，所述钢立柱(10)顶部的高度为设计高度，且其高度低于所述围护结构(1)顶部的高度，步骤(3)中开挖基坑土方至所述钢立柱(10)的顶部露出，所述钢立柱(10)的顶部与所述冠梁(3)之间的土方挖至倾斜，且倾斜角度为设计角度，步骤(4)中具体为在所述钢立柱(10)的顶部施工所述条形支座(5)，各个所述钢立柱(10)之间通过所述条形支座(5)连接。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种用于基坑支护的方法，其特征在于，所述桩基列(7)至少为两列。

5.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的方法，其特征在于，所述斜拉臂(9)具体为钢索，所述钢索具体由钢绞线制成，所述钢索的一端通过钢锚座(11)与所述边跨底板(8)连接，另一端通过锚具(12)与所述条形支座(5)连接，且所述钢锚座(11)预埋在所述边跨底板(8)的顶部。

6.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的方法，其特征在于，所述条形支座(5)和所述围檩(4)均为钢筋混凝土或镂空的组合型钢制成。

7.根据权利要求2所述的一种用于基坑支护的方法，其特征在于，所述钢立柱(10)具体由中空钢管或组合型钢制成。