CN1034233C - 闭合拱圈挡土结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种闭合拱圈挡土结构及其施工方法,其拱圈由4~6个水平状抛物线拱组成闭合拱圈,拱壁上、下沿有环向肋梁,纵断面呈Z字型,在抛物线拱连接处的被动土压力区内将拱圈加厚成拱脚基础。其施工方法是,分段开挖拱圈基槽,分段构筑拱圈和环向肋梁,然后将拱圈合拢,构筑拱脚基础,在拱圈外面填土挤紧。闭合拱圈可以是椭圆型拱。具有挡土结构受力合理,缩短工期,节省费用,施工安全等优点。适用于各种基坑的边坡支护。
Description
本发明属于建筑施工中的基础工程,特别是基坑边坡挡土结构及其施工方法。
建筑工程的地下室结构施工中,对基坑边坡的支护挡土方法,直接影响工程费用、工期和安全。国内外一般是采用钢板桩或钢筋混凝土桩挡土,这样的挡土桩处于很不利的垂直悬臂受力状态,而且为了获得可靠的嵌固,挡土桩的长度要比基坑深度大一倍左右,即使如此,挡土桩顶仍然经常出现过大的位移。
为了减小挡土桩的弯矩和位移,可采用设置锚杆的方法,即在桩的悬臂上端增加支点,这样虽然改善了挡土桩的受力工作状态,却又增加了设置描杆的工作量。
中国专利“至间结构护坡桩(或板墙)”(专利号88100236)提出了采用多排桩,桩顶建立联结,承受土测压力的方法,这种方法对于单排桩独立承受土侧压力的方法是一种改进,但仍然需要打许多桩,施工繁琐。
本发明的目的是,设计一种水平闭合拱圈的挡土结构,对基坑护坡支护的方法,以改善挡土结构的受力工作状态,避免了打桩,取得更为经齐、安全、施工方便的效果。
本发明的闭合拱圈挡土结构,是由拱圈组成,其特征是,拱圈由4~6个水平状抛物线拱组成闭合拱圈,拱壁上、下沿有环向肋梁,纵断面呈Z字型,或竖向连接的Z字型;在抛物线拱之间连接处的被动土压力区内,将拱圈加筋、加厚,成为拱脚基础。
本发明的闭合拱圈挡土结构,其拱圈也可以是闭合的椭圆型,拱壁的上、下沿有环向肋梁,纵断面呈Z字型,或竖向连接的Z字型。
本发明的闭合拱圈挡土结构的施工方法是,分段开挖拱圈基槽,分段构筑拱圈,每2~3米高度施工一道拱圈,然后将拱圈合笼,在抛物线拱连接处,构筑拱脚基础,在拱圈外面填土挤紧,使拱圈对坑壁土体发挥支撑挡土作用,一道拱圈即告完成;如果需要支护的深度较大,往下继续构筑第二道拱圈,为了施工方便,第二道拱圈可后退一个拱壁厚度;如此施工,直至需要的挡土深度。根据土层情况,构筑拱圈与挖土工作,可同步交叉进行。
本发明的优点是,由于地下室基坑的平面几何形状都是闭合的多边形,而土侧压力又是只随深度增加的分布荷载,这就有利于采用水平拱圈来支挡土侧压力。根据基坑的平面几何形状和允许占用的施工场地情况,拱圈可以是完整的椭圆型,在拱圈的上、下沿的环向加强肋梁,拱圈断面呈Z字型,可增加拱圈的抗弯刚度和稳定性。这种组合拱圈内的弯矩很小,对基坑平面形状的适应性强,只需在两个拱圈交接处的适当范围,加强加厚拱圈,起拱脚基础的作用,以抵抗两拱圈传来的不平衡力即可。
这种闭合拱圈挡土结构,使四周水平土压力的大部分在闭合拱圈内能自身平衡抵消,这种以抗压为主的拱圈结构,更有利于发挥混凝土抗压强度高的材料特性,并且作为临时支护用的挡土拱圈,只需构筑在坑壁中部的适当高度范围即可,不必在全高度都设置拱圈支护。因此,本发明的效益与混凝土挡土桩相比,工程费用可降低50~60%,工期可缩短60~70%,而且施工方便、安全。适用于各种基础施工的边坡支护。
以下结合附图及实施例,对本发明作进一步推述。
图1是抛物线闭合拱圈挡土结构图
图2是图1的A-A剖面图
图3是图1的B-B剖面图
图4是椭圆型闭合拱圈挡土结构图
图5是图4的C-C剖面图
实施例一:
一座地下室建筑,基坑需挖深-6.0m,地质情况是:地表人工填土层厚1.89m,往下依次为,粉质粘土厚1.17m,淤泥质粘土(软塑~流塑)厚4.78m,角砾层厚2.08m,粘土~粉质粘土层厚2.09m,细砂层厚1.99m,卵砾石层厚2.31m,再下面为残积土;基坑底在流塑的淤泥层中,要从基坑内作挖孔桩,施工暴露的时间长。设计采用四个抛物线拱组成闭合拱圈挡土结构,拱圈1高度为4.8m,拱圈厚度为0.5m,每2.4m高度为一道拱圈,加设一道肋梁3,肋梁断面为0.8×0.6m,在抛物线拱连接处的被动土压力区内,将拱圈加筋、加厚,成为拱脚基础2。
其施工方法是,分段开挖拱圈基槽,分段构筑拱圈,每2.4米高度施工一道拱圈,然后将拱圈合笼,在抛物线拱连接处,构筑拱脚基础,在拱圈外面填土挤紧,使拱圈对坑壁土体发挥支撑挡土作用,一道拱圈即告完成。构筑第二道拱圈和肋梁,按照同样的工序进行施工,第二道拱圈后退一个拱壁厚度。基坑挖土与拱圈构筑可以同步交叉进行。
实施例二:
一座地下室工程,基坑需开挖-7.8m。地质情况是:地表有3.5m厚新近填土,下面为2.8m厚的较塑状淤泥,再下为2.7m厚的亚粘土,再下为砂土。采用椭圆型闭合拱圈挡土结构,长轴由为41m,短轴为36m ,设计一道拱圈,拱圈高2m,厚0.5m,上、下有环向肋梁,纵断面呈Z字型,拱圈下面3m无支撑。
施工方法是:清理新填土,从-2.8m起,分段挖槽,构筑一道椭圆型闭合拱圈挡土结构,拱圈下面3m挖土,不构筑拱圈。因为是临时挡土支护,只在局部渗水软化区设小木桩支护即可。
Claims (5)
1、一种闭合拱圈挡土结构,由拱圈组成,其特征是:拱圈由4~6个水平状抛物线拱组成闭合拱圈,拱壁上、下沿有环向肋梁,纵断面呈Z字型,在抛物线拱之间连接处的被动土压力区内,将拱圈加筋、加厚,成为拱脚基础。
2、如权利要求1所述的闭合拱圈挡土结构,其特征是,拱圈是水平状椭圆线型闭合拱圈。
3、如权利要求1所述的闭合拱圈挡土结构,其特征是,闭合拱圈的纵断面的竖向连接的Z字型。
4、一种拱圈挡土结构的施工方法,其步骤包括分段开挖拱圈基槽,分段构筑拱圈和环向肋梁,每2~3米高度施工一道拱圈,然后将拱圈合笼;在抛物线拱连接处,构筑拱脚基础;在拱圈外面填土挤紧,一道拱圈即告完成;往下继续构筑第二道拱圈,可后退一个拱壁厚度;如此施工,直至需要的挡土深度。
5、如权利要求4所述的闭合拱圈挡土结构的施工方法,其特征是,分段开挖椭圆线型拱圈基槽,分段构筑拱圈和环向肋梁,每2~3米高度施工一道拱圈,然后将拱圈合笼;在拱圈外面填土挤紧,一道拱圈即告完成;往下继续构筑第二道拱圈,可后退一个拱壁厚度;如此施工,直至需要的挡土深度。
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- 1992-09-18 CN CN92110427A patent/CN1034233C/zh not_active Expired - Fee Related
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