CN101666095A - 不规则基坑支护及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种不规则基坑支护及施工方法，其特征是内支撑采用围梁支顶在拱形梁的方式，在不规则基坑内部设置拱形梁，拱形梁内设置十字梁加强横向刚度。当拱形梁小于15m时，拱形梁下面设置4根锚固桩；当拱形梁大于或等于15m时，拱形梁下面设置8根锚固桩。锚固桩环绕拱形梁均匀布置。锚固桩和基坑支护桩均为扩大头钻孔灌注桩，钻孔灌注桩上设置围梁，围梁与拱形梁通过预应力钢管连接。内支撑采用2～3排，内支撑采用2排时，第一排设置在排桩顶部，第二排设置在排桩中部；内支撑采用3排时，第一排设置在排桩顶部，第二排设置在排桩1/3处，第三排设置在排桩中部2/3处。本发明结构形式简洁，受力路径明确，工程造价低，施工方便，而且支护结构变形较小，对周围建筑物的影响较小。
Description
技术领域
本发明涉及建筑领域，特别涉及不规则基坑支护及施工方法。
背景技术
深基坑工程平面形状对基坑稳定性和变形有较大的影响，对于不规则深基坑工程，受力情况相对复杂，如基坑支护不当常常会出现应力集中现象从而破坏基坑支护体系。尤其，对于跨度大的不规则深基坑工程，跨度不一致造成受力不均匀，基坑容易发生事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种不规则基坑支护及施工方法，利用拱形梁受压力大且不产生向外推的力的特点，在不规则基坑内部通过拱形梁的设置大大减少了基坑内支撑的跨度，解决了不规则梁传力不明确的问题，从而取得了安全性和经济性的效果。
本发明内支撑采用围梁支顶在拱形梁的方式，在不规则基坑内部设置拱形梁，拱形梁内设置十字梁加强横向刚度。当拱形梁小于15m时，拱形梁下面设置4根锚固桩；当拱形梁大于或等于15m时，拱形梁下面设置8根锚固桩。锚固桩环绕拱形梁均匀布置。锚固桩和基坑支护桩均为扩大头钻孔灌注桩，钻孔灌注桩上设置围梁，围梁与拱形梁通过预应力钢管连接。内支撑采用2～3排，内支撑采用2排时，第一排设置在排桩顶部，第二排设置在排桩中部；内支撑采用3排时，第一排设置在排桩顶部，第二排设置在排桩1/3处，第三排设置在排桩中部2/3处。
内支撑采用2排时基坑施工步骤包括：
1)扩大头钻孔灌注桩施工
采用反循环钻进成孔，钻速按下列确定：在护筒下1m范围内，钻速为1.0m/h；在淤泥或淤泥质土层中，钻速为0.5～0.8m/min；在松散砂层中，钻速为2.5～3.0m/h；在硬土层中，钻速为1.8～2.0m/h。扩底选用硬质合金机械式扩底钻头或液压式扩底钻头，扩底时钻速一般不宜大于0.01m/min。
2)开挖土方至拱形梁底标高处
土方开挖采用对称分区的方法。
3)浇筑围梁和拱形梁，围梁和拱形梁均采用C30混凝土。
4)进行预应力钢管支顶，完成第一道内支撑。
5)开挖土方至第二道支撑底标高处
第二次土方开挖先开挖环形支撑位置及局部角撑位置土方，保留中间部分土方，使其形成中心岛。
6)浇筑围梁和拱形梁
7)进行预应力钢管支顶，完成第二道内支撑
8)开挖土方至地下室底标高处
最后一次土方开挖时，先开挖支撑底下即基坑周边土方，加快周边垫层成型，最后挖中心岛及宿舍两边的土方，并采用抓斗及加长臂挖机配合人工挖土进行收头处理。
9)浇筑地下室底板
10)拆除第二道支撑
11)地下室侧壁施工
12)拆除第一道支撑
13)地下室顶板施工
内支撑采用3排时基坑基坑施工步骤包括：
1)扩大头钻孔灌注桩施工
采用反循环钻进成孔，钻速宜按下列确定：在护筒下1m范围内，钻速为1.0m/h；在淤泥或淤泥质土层中，钻速为0.5～0.8m/min；在松散砂层中，钻速为2.5～3.0m/h；在硬土层中，钻速为1.8～2.0m/h。扩底选用硬质合金机械式扩底钻头或液压式扩底钻头，扩底时钻速一般不宜大于0.01m/min。
2)开挖土方至拱形梁底标高处
土方开挖采用对称分区的方法。
3)浇筑围梁和拱形梁
围梁和拱形梁均采用C30混凝土。
4)进行预应力钢管支顶，完成第一道内支撑
5)开挖土方至第二道支撑底标高处
第二次土方开挖先开挖环形支撑位置及局部角撑位置土方，保留中间部分土方，使其形成中心岛。
6)浇筑围梁和拱形梁
7)进行预应力钢管支顶，完成第二道内支撑
8)开挖土方至第三道支撑底标高处
9)浇筑围梁和拱形梁
10)进行预应力钢管支顶，完成第三道内支撑
11)开挖土方至地下室底标高处
12)浇筑地下室底板
13)拆除第二道及第三道支撑
14)地下室侧壁施工
15)拆除第一道支撑
16)地下室顶板施工。
本发明结构形式简洁，受力路径明确，工程造价低，施工方便，而且支护结构变形较小，对周围建筑物的影响较小。
附图说明
图1内支撑采用2排时基坑施工工艺流程
图2内支撑采用3排时基坑施工工艺流程
图3基坑平面示意图
1、围梁，2、拱形梁，3、预应力钢管，4、十字梁
具体实施方式
工程概况
某综合楼工程为大型不规则深基坑围护工程，占地面积为22450m2，由10层办公楼及二层裙房组成，地下二层，总建筑面积为97000m2，基坑挖深为8.6m。基坑形状北面呈凹字形，南面近三角形，基坑最大跨度达45m，最小跨度为26m。基坑四周均为市中心道路，其下埋设有多种市政管线及通讯光缆，环境复杂。
因基坑平面的不规则性及现场工程施工的实际条件，若采用常规平面正交的井格式支撑体系则具有很大的局限性，对整个体系的受力及平面布置均难以控制。考虑到拱形梁有较好的受力性能，且又能提供较大的施工操作空间，采用拱形梁内支撑及对撑组成的联合支撑体系相对比较安全且经济。内支撑采用围梁支顶在拱形梁的方式，在不规则基坑内部设置拱形梁，拱形梁直径为14m，拱形梁内设置十字梁加强横向刚度，围梁高度为800cm，宽度为600cm；围梁高度为800cm，宽度为800cm；十字梁高度为800cm，宽度为800cm。拱形梁下面设置4根锚固桩，锚固桩环绕拱形梁均匀布置。锚固桩和基坑支护桩均为扩大头钻孔灌注桩，钻孔灌注桩上设置围梁，围梁与拱形梁通过预应力钢管连接。内支撑采用2排时，第一排设置在排桩顶部，第二排设置在4.3m处。
基坑施工顺序如下：
1)扩大头钻孔灌注桩施工
采用反循环钻进成孔，钻速按下列确定：在护筒下1m范围内，钻速为1.0m/h；在淤泥或淤泥质土层中，钻速为0.5～0.8m/min；在硬土层中，钻速为1.8～2.0m/h。扩底选用硬质合金机械式扩底钻头或液压式扩底钻头，扩底时钻速一般不宜大于0.01m/min；扩底完成后，扩底钻具提起应收拢顺畅。如遇障碍，不得强行提起，应重新放入孔内，并使扩刀伸张，重新慢速扩孔。
2)开挖土方至拱形梁底标高处
根据本工程基坑形状不规则特征及支撑独立受力成型的特点，并且将整个基坑分成2个区，同时进行挖土、支撑施工，以满足支撑受力特点，加快挖土施工进度，减小基坑暴露时间。
3)浇筑围梁和拱形梁
围梁和拱形梁均采用C30混凝土。
4)进行预应力钢管支顶，完成第一道内支撑。
5)开挖土方至第二道支撑底4.3m处
考虑到本工程支撑体系为中间环形支撑的特点，第二次土方开挖先开挖环形支撑位置及局部角撑位置土方，保留中间部分土方，使其形成中心岛。这样做的目的有三个：一是加快整个支撑体系的形成；二是通过保留中心岛的土方以增加坑内土的被动土压力，加大基坑的安全系数；三是可以采用抓斗及加长臂挖机进行中心岛的集中取土，加快土方外运的速度。
6)浇筑围梁和拱形梁。
围梁和拱形梁均采用C30混凝土。
7)进行预应力钢管支顶，完成第二道内支撑
8)开挖土方至地下室底标高处
最后一次土方开挖时，先开挖支撑底下即基坑周边土方，加快周边垫层成型，最后挖中心岛及宿舍两边的土方，并采用抓斗及加长臂挖机配合人工挖土进行收头处理。
9)浇筑地下室底板
10)拆除第二道支撑
11)地下室侧壁施工
12)拆除第一道支撑
13)地下室顶板施工。
本工程基坑位移和沉降大部出现在基坑最长边的中间部位，基坑最长边的中间部位是由于受到的被动土压力最大而引起的，最大基坑位移仅5mm，最大沉降仅6mm，基坑支护施工比较成功。
Claims (8)
1、一种不规则基坑支护及施工方法，其特征是内支撑采用围梁支顶在拱形梁的方式，在不规则基坑内部设置拱形梁，拱形梁内设置十字梁加强横向刚度，拱形梁下设置锚固桩，锚固桩环绕拱形梁均匀布置。锚固桩和基坑支护桩均为扩大头钻孔灌注桩，钻孔灌注桩上设置围梁，围梁与拱形梁通过预应力钢管连接。内支撑采用2～3排，内支撑采用2排时，第一排设置在排桩顶部，第二排设置在排桩中部；内支撑采用3排时，第一排设置在排桩顶部，第二排设置在排桩1/3处，第三排设置在排桩中部2/3处。
2、按照权利要求1所述的一种不规则基坑支护及施工方法，其特征是内支撑采用2排时基坑施工步骤包括：
1)扩大头钻孔灌注桩施工
采用反循环钻进成孔，扩底选用硬质合金机械式扩底钻头或液压式扩底钻头，扩底时钻速一般不宜大于0.01m/min。
2)开挖土方至拱形梁底标高处
土方开挖采用对称分区的方法。
3)浇筑围梁和拱形梁，围梁和拱形梁均采用C30混凝土。
4)进行预应力钢管支顶，完成第一道内支撑。
5)开挖土方至第二道支撑底标高处
第二次土方开挖先开挖环形支撑位置及局部角撑位置土方，保留中间部分土方，使其形成中心岛。
6)浇筑围梁和拱形梁
7)进行预应力钢管支顶，完成第二道内支撑
8)开挖土方至地下室底标高处
最后一次土方开挖时，先开挖支撑底下即基坑周边土方，加快周边垫层成型，最后挖中心岛及宿舍两边的土方，并采用抓斗及加长臂挖机配合人工挖土进行收头处理。
9)浇筑地下室底板
10)拆除第二道支撑
11)地下室侧壁施工
12)拆除第一道支撑
13)地下室顶板施工
3、按照权利要求1或权利要求2所述的一种不规则基坑支护及施工方法，其特征是施工步骤包括：
1)扩大头钻孔灌注桩施工
采用反循环钻进成孔，扩底选用硬质合金机械式扩底钻头或液压式扩底钻头，扩底时钻速一般不宜大于0.01m/min。
2)开挖土方至拱形梁底标高处
土方开挖采用对称分区的方法。
3)浇筑围梁和拱形梁
围梁和拱形梁均采用C30混凝土。
4)进行预应力钢管支顶，完成第一道内支撑
5)开挖土方至第二道支撑底标高处
第二次土方开挖先开挖环形支撑位置及局部角撑位置土方，保留中间部分土方，使其形成中心岛。
6)浇筑围梁和拱形梁
7)进行预应力钢管支顶，完成第二道内支撑
8)开挖土方至第三道支撑底标高处
第三次土方开挖先开挖环形支撑位置及局部角撑位置土方，保留中间部分土方，使其形成中心岛。
9)浇筑围梁和拱形梁
10)进行预应力钢管支顶，完成第三道内支撑
11)开挖土方至地下室底标高处
最后一次土方开挖时，先开挖支撑底下即基坑周边土方，加快周边垫层成型，最后挖中心岛及宿舍两边的土方，并采用抓斗及加长臂挖机配合人工挖土进行收头处理。
12)浇筑地下室底板
13)拆除第二道及第三道支撑
14)地下室侧壁施工
15)拆除第一道支撑
16)地下室顶板施工
4、按照权利要求1所述的一种不规则基坑支护及施工方法，其特征是当拱形梁小于15m时，拱形梁下面设置4根锚固桩；当拱形梁大于或等于15m时，拱形梁下面设置8根锚固桩。
5、按照权利要求2或权利要求3所述的一种不规则基坑支护及施工方法，其特征是当拱形梁小于15m时，拱形梁下面设置4根锚固桩；当拱形梁大于或等于15m时，拱形梁下面设置8根锚固桩。
6、按照权利要求1所述的一种不规则基坑支护及施工方法，其特征是扩大头钻孔灌注桩施工中钻速按下列确定：在护筒下1m范围内，钻速为1.0m/h；在淤泥或淤泥质土层中，钻速为0.5～0.8m/min；在松散砂层中，钻速为2.5～3.0m/h；在硬土层中，钻速为1.8～2.0m/h。
7、按照权利要求2或权利要求3所述的一种不规则基坑支护及施工方法，其特征是扩大头钻孔灌注桩施工中钻速按下列确定：在护筒下1m范围内，钻速为1.0m/h；在淤泥或淤泥质土层中，钻速为0.5～0.8m/min；在松散砂层中，钻速为2.5～3.0m/h；在硬土层中，钻速为1.8～2.0m/h。
8、按照权利要求4所述的一种不规则基坑支护及施工方法，其特征是扩大头钻孔灌注桩施工中钻速按下列确定：在护筒下1m范围内，钻速为1.0m/h；在淤泥或淤泥质土层中，钻速为0.5～0.8m/min；在松散砂层中，钻速为2.5～3.0m/h；在硬土层中，钻速为1.8～2.0m/h。
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