CN103410157B - 一种用于软土基坑放坡式可回收钢围护结构及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于基坑工程技术领域，具体涉及一种用于软土基坑放坡式可回收钢围护结构及其应用方法，其特征在于所述钢围护结构包括压顶板、以及至少三组钢管；三组所述钢管的一端分别与所述压顶板连接固定，三组所述钢管中，位于中间位置的中组钢管与所述压顶板垂直设置，另外两组钢管分别位于所述中组钢管的内、外两侧，并与所述中组钢管呈角度设置。本发明的优点是，结构安装和拆卸简单，便于施工、可循环利用；兼有加筋、挡土、降水多重作用，围护范围内土体的抗滑能力、抵抗变形能力显著提高，确保基坑开挖过程边坡的稳定性。

Description

一种用于软土基坑放坡式可回收钢围护结构及其应用方法

技术领域

本发明属于基坑工程技术领域，具体涉及一种用于软土基坑放坡式可回收钢围护结构及其应用方法。

背景技术

对于软土地区开挖深度5m范围内的基坑工程，目前现有支护技术中使用的围护结构形式一般采用水泥土重力式围护墙、型钢水泥土搅拌墙或放坡开挖。

水泥土重力式围护墙特征是该挡土结构由纵横多列连续搭接的“格栅状”水泥土桩组成，所述水泥土桩是以水泥系材料为固化剂，通过搅拌机械采用喷浆施工将固化剂和地基土强行搅拌，形成连续搭接的、有一定厚度和嵌固深度的加固体挡墙，依靠墙体自重、墙底摩阻力和墙前基坑开挖面以下土体的被动土压力稳定墙体，以满足围护墙的整体稳定、抗倾稳定、抗滑稳定和控制墙体变形等要求。其优点是：一般坑内无支撑，便于快速挖土，兼有挡土和止水的双重功能。缺点在于位移控制能力较弱、施工质量难以控制、经济性一般。

型钢水泥土搅拌墙是在连续搭接的三轴水泥土桩内插入型钢形成的复合挡土隔水结构。具有适用土质范围较广，对周围环境影响小、防渗性能好、环保节能、适用土层范围广、工期短、投资省等优点。但对于5m以内的基坑造每延米造价较高，且施工要求较高，水泥土桩成桩质量不易控制。

放坡开挖是一种采用留设斜向土坡的基坑开挖方式，其特征是在无支护措施下，通过加大挖土上口宽度，同时采取分级放坡、护坡、降水等维持边坡稳定的辅助措施，可防止土壁崩塌，保持开挖过程中边坡稳定，具有工期较短，造价低的优点，缺点是放坡坡比要求较大，需同时满足边坡稳定要求和上口宽度要求，且对周边环境影响较大。

中国专利（CN202787273U）公开了“一种软土地区树根桩支护的围护结构“，在软土地区开挖有经放坡处理的基坑，在该基坑的坡面上施打有一排树根桩，树根桩桩顶设置冠梁连成整体，整个外露坡面挂设钢筋网并喷射有混凝土层，钢筋网经锚筋固定。此专利的缺点有二：①该专利并未在放坡的顶面设置树根桩，其顶面土层无法获得支护，较易发生滑坡等现象；②在放坡坡面上施打树根桩之后，还要在外露坡面上挂设钢筋网并喷射混凝土层，显然树根桩在基坑工程完工之后无法再次回收利用，造成较大的资源浪费。

因此，本领域急需一种用于软土基坑放坡的可回收钢围护结构。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于软土基坑放坡的可回收钢围护结构，该钢围护结构在基坑放坡线外一定距离设置由压顶板、以及至少三组钢管组成的装配式结构，并在放坡面和基坑底部分别设置护坡面层和坡脚垫层，以最终达到增强开挖面边坡稳定性、钢围护结构可回收循环利用的目的。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种用于软土基坑放坡式可回收钢围护结构，其特征在于所述钢围护结构包括压顶板、以及至少三组钢管；三组所述钢管的一端分别与所述压顶板连接固定，三组所述钢管中，位于中间位置的中组钢管与所述压顶板垂直设置，另外两组钢管分别位于所述中组钢管的内、外两侧，并与所述中组钢管呈角度设置。

每组所述钢管由至少一排钢管构成。

所述的连接固定是指所述压顶板上具有至少三组定位孔，三组所述钢管分别伸入与之对应的定位孔，通过螺栓及垫块与所述压顶板固定。

所述压顶板可以是压顶钢板或钢筋混凝土面板。

一种涉及上述用于软土基坑放坡式可回收钢围护结构的应用方法，其特征在于至少包括如下步骤：在放坡线退后一定距离处铺设所述压顶板，将一组所述钢管穿过所述压顶板上位于外部的定位孔并斜向深入土体，所述斜向具体指背向所述基坑放坡方向设置；将另一组所述钢管穿过所述压顶板上位于中部的定位孔并竖直深入土体；将剩余的最后一组所述钢管穿过所述压顶板上位于内部的定位孔并斜向深入土体，所述斜向具体指朝向所述基坑放坡方向。

沿所述基坑放坡的坡面上还设置有护坡面层，所述护坡面层由均匀间隔垂直打入所述基坑放坡坡面的防滑钢管、挂设于所述防滑钢管外露端的钢筋网以及铺设于所述防滑钢管外露端的细石混凝土层构成。

所述基坑底部还设置有坡脚垫层，所述坡脚垫层由素混凝土浇筑构成。

各组所述钢管伸入土体的深度均大于所述基坑底部的深度。

所述中组钢管的顶端与位于地面的集水管相连，所述中组钢管在部分长度范围内开孔以作降水之用。

本发明的优点是，结构安装和拆卸简单，便于施工、可循环利用，绿色环保；造价低，推广便利；兼有加筋、挡土、降水多重作用，围护范围内土体的抗滑能力、抵抗变形能力显著提高，可广阔应用于软土地区7m以内基坑工程，以控制基坑变形，减少对周边环境的影响，确保基坑开挖过程边坡的稳定性，为此类基坑工程的设计和施工提供一种方法。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中压顶板平面示意图；

图3为本发明中压顶板结构平面布置示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的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1-3，图中标记1-12分别为：压顶板1、螺栓及垫块2、集水管3、外组钢管4、中组钢管5、内组钢管6、护坡面层7、坡面防滑钢管8、坡脚垫层9、外组钢管定位孔10、中组钢管定位孔11、内组钢管定位孔12。

实施例：如图1、2、3所示，本实施例具体涉及一种用于软土基坑放坡式可回收钢围护结构及其应用方法，该钢围护结构由外组钢管4、中组钢管5、内组钢管6、压顶板1、护坡面层7以及坡脚垫层9组合形成，兼备加筋、挡土、降水多重作用，约束了土体变形，增强了开挖面边坡稳定性，避免了常规放坡开挖方法中坡比过大、占用场地面大的问题；采用轻质、简易、质量可靠的预制构件，可在现场快速装配施工，克服常规水泥土重力式围护墙和型钢水泥土搅拌墙施工速度慢，造价高，墙体质量不易控制等缺点；利用装配式结构的可拆卸性，施工完毕后可回收，一次性投入，循环利用，经济性可大大增强。

如图1-3所示，压顶板1沿基坑边坡坡顶位置布置，压顶板1具体可以是钢板或钢筋混凝土面板，其上设置有三组均匀间隔的定位孔，即位于压顶板1内侧的内组钢管定位孔12、位于压顶板1中部的中组钢管定位孔11以及位于压顶板1外侧的外组钢管定位孔10。

如图1-3所示，内组钢管6用于防止土体滑移，增强土体强度，其排数为至少一排，位于压顶板1下方土体中，朝向基坑放坡方向每隔一定水平间距斜向布置，其水平倾角不小于放坡面的水平倾角，其顶端伸入内组钢管定位孔12内，并通过螺栓及垫块2固定于压顶板1上，构成装配式结构以利回收。外组钢管4用于防止土体滑移，增强土体强度，其排数同样为一排，根据基坑的实际开挖情况也可大于一排，前述的内组钢管6也同样可大于一排，位于压顶板1下方土体中，背向基坑放坡方向每隔一定水平间距斜向或垂直布置，其顶端伸入外组钢管定位孔10内，并通过螺栓及垫块2固定于压顶板1上，构成装配式结构以利回收。值得注意的是，无论是内组钢管6还是外组钢管4，其所述采用的长度、水平间距、水平倾角均需依据地基土体性质确定，并满足边坡稳定性计算要求。

如图1-3所示，中组钢管5主要起土体抗滑作用和降水作用，其布置于内组钢管6和外组钢管4之间，且与两者均匀间隔；中组钢管5每隔一定水平间距垂直打入（压入）土体，排数为一排，也可根据土体的强度适当增至两排或以上，其顶端伸入中组钢管定位孔11内，并通过螺栓及垫块2固定于压顶板1上，构成装配式结构以利回收；在中组钢管5的部分长度范围内开孔作为降水花管，其顶端还与集水管3相连，其另一部分长度范围起抗滑作用，抗滑段的长度需依据土体性质确定，并满足边坡稳定性计算要求。

如图1-3所示，无论是内组钢管6、外组钢管4还是中组钢管5，三者深入土体的深度均大于基坑开挖的深度，这样做的目的可以有效确保基坑开挖深度内的土体得到有效支护和增强，以避免开挖深度范围内发生边坡滑移现象。

如图1所示，沿基坑放坡坡面上设置有护坡面层7，该护坡面层7包括均匀间隔垂直打入坡面的坡面防滑钢管8，在防滑钢管8的外露端挂设有钢筋网，并铺设有细石混凝土层。该护坡面层7的下方与坡脚垫层9相连，该坡脚垫层9由素混凝土构成。

如图1-3所示，上述钢围护结构施工方法的具体步骤如下：

①放坡开挖之前，在放坡线退后一定距离铺设压顶板1，将外组钢管4穿过压顶板1上的外组钢管定位孔10，背向基坑放坡方向，按一定水平间隔斜向或竖直打入（压入）土体，竖直情况适合基坑周边场地受限的条件；根据土性及边坡稳定性条件，外组钢管4的排数可选择多排。内组钢管6穿过内组钢管定位孔12，朝向放坡方向按一定水平间隔斜向打入（压入）土体，排数为1排。中组钢管5穿过中组钢管定位孔11，按一定水平间隔竖直打入（压入）土体，排数为1排。外组钢管4、内组钢管6以及中组钢管5主要起加筋抗滑作用，并增强土体抗剪和抵抗变形的能力，确保基坑放坡时边坡整体稳定性，其采用的长度、水平间距、水平倾角需依据地基土体性质确定，并满足边坡稳定性计算要求。其打入（压入）施工完毕后，末端利用螺栓及垫块2与压顶板1锁紧固定。中组钢管5顶端采用软管与集水管3相连，可进行边坡土体降水。

②由于上述结构对土体抗滑、抗剪、变形能力的增强，基坑放坡坡比可控制在1：0.6～1:1。基坑开挖过程中，为增强坡面稳定性，采用坡面防滑钢管8垂直坡面按均匀间隔打入（压入）坡体，其上铺设采用细石混凝土面层内插钢筋网片的护坡面层7。挖至坑底后，为增强坡脚稳定性，还应及时铺设采用素混凝土的坡脚垫层9。

③当基坑内基础施工完毕后，可拆卸并回收上述钢管和压顶结构，以重复利用于下一基坑工程。

从本实施例中可以看出，利用上述可回收钢围护结构，可发挥加筋、挡土、降水多重作用，约束了土体变形，增强了开挖面边坡稳定性，解决了常规放坡开挖方法中坡比过大、占用场地面大的问题。同时，采用轻质、简易、质量可靠的预制构件，现场装配施工速度快，且易拆卸，施工完毕后可回收重复利用，具备绿色环保、经济的优点。

Claims (7)

1.一种用于软土基坑放坡式可回收钢围护结构，其特征在于所述钢围护结构包括压顶板、以及至少三组钢管；三组所述钢管的一端分别与所述压顶板连接固定，三组所述钢管中，位于中间位置的中组钢管与所述压顶板垂直设置，另外两组钢管分别位于所述中组钢管的内、外两侧，并与所述中组钢管呈角度设置；所述中组钢管的顶端与位于地面的集水管相连，所述中组钢管在部分长度范围内开孔以作降水之用；所述的连接固定是指所述压顶板上具有至少三组定位孔，至少三组所述钢管分别伸入与之对应的定位孔，通过螺栓及垫块与所述压顶板固定。

2.根据权利要求1所述的一种用于软土基坑放坡式可回收钢围护结构，其特征在于每组所述钢管由至少一排钢管构成。

3.根据权利要求1所述的一种用于软土基坑放坡式可回收钢围护结构，其特征在于所述压顶板是压顶钢板或钢筋混凝土面板。

4.一种涉及权利要求1-3任一项所述用于软土基坑放坡式可回收钢围护结构的应用方法，其特征在于至少包括如下步骤：在放坡线退后一定距离处铺设所述压顶板，将一组所述钢管穿过所述压顶板上位于外部的定位孔并斜向深入土体，所述斜向具体指背向所述基坑放坡方向设置；将另一组所述钢管穿过所述压顶板上位于中部的定位孔并竖直深入土体；将剩余的最后一组所述钢管穿过所述压顶板上位于内部的定位孔并斜向深入土体，所述斜向具体指朝向所述基坑放坡方向。

5.根据权利要求4所述的一种用于软土基坑放坡式可回收钢围护结构的应用方法，其特征在于沿所述基坑放坡的坡面上还设置有护坡面层，所述护坡面层由均匀间隔垂直打入所述基坑放坡坡面的防滑钢管、挂设于所述防滑钢管外露端的钢筋网以及铺设于所述防滑钢管外露端的细石混凝土层构成。

6.根据权利要求4所述的一种用于软土基坑放坡式可回收钢围护结构的应用方法，其特征在于所述基坑底部还设置有坡脚垫层，所述坡脚垫层由素混凝土浇筑构成。

7.根据权利要求4所述的一种用于软土基坑放坡式可回收钢围护结构的应用方法，其特征在于各组所述钢管伸入土体的深度均大于所述基坑底部的深度。