CN101139839B - 高承压水地区超深基坑的设置结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道交通及隧道类，具体的讲是涉及一种高承压水地区超深基 坑的设置结构，该结构采用地下连续墙(或钻孔桩、咬合桩以及相应的隔水帷幕)作为围护结构，内支撑(钢支撑或混凝土支撑)作为支护结构，基坑开挖过程中逆向施作围檩、支撑及侧墙，通过在封底砼中放置预制混凝土梁或钢梁，以解决现有技术的不足，其主要优点在于：一方面避免了承压含水层较厚较深时围护结构(特别是隔水帷幕)难以穿透的施工难题；另一方面也避免了承压水降压所遇到的各种困难。从而在较好的保护周边环境的同时也节省了工程造价，降低了工程风险。

Description

高承压水地区超深基坑的设置结构

技术领域

本发明涉及轨道交通及隧道类，具体的讲是涉及一种高承压水地区超深基坑的设置结构。

背景技术

现有技术中用于承压水地区隧道工作井、中间风井基坑的设置结构有如下几种：

采用降承压水明挖框架逆作法施工时，结构设置如下：采用地下连续墙(或钻孔桩、咬合桩以及相应的隔水帷幕)作为围护结构，内支撑(钢支撑或混凝土支撑)作为支护结构，基坑开挖过程中逆向施作围檩、支撑，基坑开挖到坑底浇筑好结构底板后回筑结构侧墙以及各层结构楼板。该设置结构的缺点是，结构底板必须在降承压水水头的前提下浇筑，在承压水水头不能降到设计标高时结构底板无法浇筑；结构侧墙在基坑开挖时不逆向施作，会增大围护结构在基坑开挖时的变形和内力，从而增大对周围环境的不利影响，也会增加工程造价。

采用隔断承压水明挖顺作法施工时，结构设置如下：采用地下连续墙(或钻孔桩、咬合桩以及相应的隔水帷幕)作为围护结构，内支撑(钢支撑或混凝土支撑)作为支护结构，基坑开挖过程中逆向施作围檩、支撑，基坑开挖到坑底浇筑好结构底板后回筑结构侧墙以及各层结构楼板。该设置结构的缺点是，隔水帷幕的深度大，特别是在承压水层较厚且埋深较深的情况下，隔水帷幕插入深层基岩，工程造价比较高；结构侧墙在基坑开挖时不逆向施作，会增大围护结构在基坑开挖时的变形和内力，从而增大对周围环境的不利影响，也会增加工程造价。

采用沉井法施工时，结构设置如下：采用预制的钢筋混凝土井筒作为围护结构，待井筒下沉到设计标高后，水下浇筑封底混凝土层，抽水后浇筑结构底板并回筑其余内部结构。该设置结构从结构形式上讲可适用于高承压水地区的深基坑工程中，但其在施工过程中对周围环境的影响比较大，并且在精度要求较高的工程中，其施工精度很难满足要求。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种高承压水地区超深基坑的设置结构，该结构采用地下连续墙(或钻孔桩、咬合桩以及相应的隔水帷幕)作为围护结构，内支撑(钢支撑或混凝土支撑)作为支护结构，基坑开挖过程中逆向施作围檩、支撑及侧墙，通过在封底砼中放置预制混凝土梁或钢梁，以解决现有技术的不足。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种高承压水地区超深基坑的设置结构，包括基坑四周的围护结构，沿基坑深度设有的多道混凝土围檩、混凝土支撑或钢支撑以及各层结构楼板、侧墙，底板以及坑底下的封底混凝土，其特征在于在基坑封底混凝土中设置至少一道预制混凝土梁或钢梁。

在基坑内侧封底混凝土位置处地下墙墙面预留抗剪槽。

在封底混凝土中的预制混凝土梁与上部逆作的混凝土围檩、侧墙之间设有支撑。

本发明的优点是：在受高水位承压水影响的基坑工程中，隔水帷幕无需隔断较深较厚的承压含水层，基坑开挖期间不降承压水或少降承压水，基坑在开挖至地面下一定标高后，通过坑内注水、水下开挖和混凝土封底的技术措施，来满足施工期间基坑的稳定和环境的安全。其主要优点在于：一方面避免了承压含水层较厚较深时围护结构(特别是隔水帷幕)难以穿透的施工难题；另一方面也避免了承压水降压所遇到的各种困难。从而在较好的保护周边环境的同时也节省了工程造价，降低了工程风险。

附图说明

附图1为本发明实施例第二道混凝土围檩、支撑平面结构示意图；

附图2为本发明实施例第三道混凝土围檩、支撑平面结构示意图；

附图3为本发明实施例第四道混凝土围檩、支撑平面结构示意图；

附图4为本发明实施例第五道混凝土围檩、支撑平面结构示意图；

附图5为本发明实施例第六道混凝土围檩、支撑平面结构示意图；

附图6为发明实施例封底预制混凝土平面布置结构示意图；

附图7为本发明实施例1-1剖面结构示意图；

附图8为发明实施例钢管支撑与第六道混凝土围檩连接结构示意图；

附图9为附图8的俯视图；

附图10为发明实施例钢管支撑与预制混凝土梁连接结构示意图；

附图11为附图10的A-A剖视图；

附图12为发明实施例抗剪槽立面结构示意图；

附图13为附图12的B-B剖视图；

附图14为本发明实施例2-2剖面结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-14所示，标号1-38分别表示：地下连续墙1、顶圈梁2、旋喷加固3、旋喷加固4、第一道钢支撑5、第二道混凝土围檩6、第二道混凝土支撑7、侧墙8、第三道混凝土围檩9、第三道混凝土支撑10、第四道混凝土围檩11、第四道混凝土支撑12、第五道混凝土围檩13、第五道混凝土支撑14、第六道混凝土围檩15、第六道混凝土支撑16、设计注水高度17、钢管支撑18、预制工字型混凝土梁19、封底混凝土20、底板21、顶板22、下一层板23、下二层板24、下三层板25、抗剪槽26、柱27、钢制封板28、注浆处29、凹槽30、预埋钢板31、钢板上预留孔洞32、三角钢肋板33、锚固钢筋34、预留钢筋接驳器35、地下墙主筋36、焊接处37、厚钢板38。

实施例：本实施例采用地下连续墙(或钻孔桩、咬合桩)作为围护结构，内支撑(钢支撑或混凝土支撑)作为支护结构，在满足规范要求的抗承压水安全系数的前提下明挖施工至一定标高(即对承压水层不作降压处理或者仅稍微降低承压水头)，在明挖法开挖过程中，浇筑好围檩、支撑及上部的侧墙，然后往基坑内注入水(水头高度以开挖到坑底能抵抗承压水并满足一定安全系数为准)，进行水下开挖施工，水下开挖到底板标高并超挖一定深度进行水下封底混凝土浇筑，而后抽除基坑内水，浇筑底板并回筑剩余的内部结构。

本实施例结构，包括基坑四周的地下连续墙1，沿基坑深度，设置有顶板22，底板21，其间依次设置下一层板23、下二层板24、下三层板25，各板与板之间的侧面设置有侧墙8，在底板21的下面设置封底混凝土20，封底混凝土20中放置三组预制工字型混凝土梁19，在基坑内侧封底混凝土20位置处地下连续墙墙面预留抗剪槽26，结合各层板位置分别设置第二道混凝土围檩6、第二道混凝土支撑7、第三道混凝土围檩9、第三道混凝土支撑10、第四道混凝土围檩11、第四道混凝土支撑12、第五道混凝土围檩13、第五道混凝土支撑14，在下三层板与底板间设置第六道混凝土围檩15、第六道混凝土支撑16。

本实施例在施工时，首先施作地下连续墙1和顶圈梁2；之后进行基坑内外土体加固施工；开挖土体至第一道钢支撑5底部，及时架设第一道钢支撑5，并施加预加轴力；沿基坑深度从上至下依次挖至以下各道混凝土围檩6、9、11、13、15，以及各道混凝土支撑7、10、12、14、16的底部，同时浇筑各道混凝土围檩6、9、11、13、15，以及各道混凝土支撑7、10、12、14、16，以及相应的侧墙8，直到浇筑好第六道混凝土围檩15和第六道混凝土支撑16以及其上的侧墙；待第六道混凝土围檩15和混凝土支撑16达到设计强度后，往基坑内注入清水至设计注水高度17，然后在水下挖土至封底混凝土20的底部；水下浇筑封底混凝土20，吊放预制工字型混凝土梁19，并架设钢管支撑18，钢管支撑18的两端分别与侧墙和工字型混凝土梁19可靠连接；之后抽除基坑内清水，并浇筑结构底板21；最后拆除钢管支撑18，并沿基坑深度从下至上浇底板与第六道混凝土围檩15、混凝土支撑16之间剩余的侧墙，以及下三层板25、下二层板24、下一层板23、顶板22以及柱27，待顶板22达到设计强度后，施工顶板22外防水层，然后覆土并拆除第一道钢支撑5，凿除第六道混凝土支撑16，最后恢复路面。

在本实施例中设置混凝土围檩、混凝土支撑的道数可根据基坑深度确定。

本实施例中作为围护结构的地下连续墙1的平面布置型式除可以选用矩形外，在条件许可时还可以选用圆形或双圆形形状，利用圆形结构受力好的特点，可以省去围护结构中的围檩和内支撑，这样更加便于施工，降低工程造价并且缩短工期。

Claims (2)

1.一种高承压水地区超深基坑的设置结构，包括基坑四周的围护结构，沿基坑深度设有的多道混凝土围檩、混凝土支撑或钢支撑以及各层结构楼板、侧墙以及坑底下的封底混凝土，其特征在于在基坑封底混凝土中设置至少一道预制混凝土梁或钢梁，在基坑内侧封底混凝土位置处地下墙墙面预留抗剪槽。

2.根据权利要求1所述的一种高承压水地区超深基坑的设置结构，其特征在于在封底混凝土中的预制混凝土梁与上部逆作的混凝土围檩、侧墙之间设有支撑。

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