CN104563127B - 一种深基坑支撑结构施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种深基坑支撑结构施工方法，包括以下步骤：布置支护桩和立柱桩，将场地划分为多个多边形或近似多边形的区域，并在每个区域内构筑一个尽可能大的圆环梁，将圆环梁与立柱桩桩头相连，并在各环梁之间浇筑混凝土板，由大到小依次在各环梁中开挖土方，并浇筑深坑区域垫层及基础底板。本发明能够很好的解决深基坑开挖过程中的支护问题，使开挖施工更加安全合理。

Description

一种深基坑支撑结构施工方法

技术领域

本发明涉及一种建筑施工方法，尤其是一种深基坑支撑结构施工方法。

背景技术

随着城市建设用地日趋紧张和地下空间开发利用的规模越来越大，深基坑工程日益增多，基坑开挖面积越来越大，开挖深度越来越深，深基坑支护工程的代价也越来越高，支护结构的设计也日趋复杂。

排桩(地下连续墙)加钢筋混凝土内支撑的支护结构是目前深基坑支护的一种主要支护形式。钢筋混凝土内支撑根据其平面布置通常有两种形式：一是对撑加角撑的内支撑结构体系；二是环梁内支撑结构体系。第一种形式采用对撑加角撑对基坑进行支护，当基坑面积过大时，内支撑工程量大，支撑结构造价高，土方开挖施工极为不便。第二种形式作为一种较为新型的內撑式支护结构，可以为机械提供较大的土方开挖空间，而且其结构受力也更合理，能够更好的控制基坑变形，保障基坑的安全与稳定。但是环梁支护体系在施工过程中的受力情况非常复杂，普通计算方法(经典法与弹性法)不能很好地分析环梁支护体系在施工过程中内力及变形。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种深基坑支撑结构施工方法，可以使支撑布置更加灵活，支撑的稳定性更好，深基坑开挖更加安全合理。

本发明的技术方案是：

一种新型深基坑支撑结构，包括支护桩、立柱桩和多个大小不一的圆环梁，所述圆环梁与立柱桩的桩头相连，且从大到小依次构建，每个圆环梁的大小与构建时的区域形状相适应，且至少与该区域对应多边形的三边相切。

进一步的，所述各圆环梁外缘之间、以及圆环梁外缘与基坑边缘的最小距离为500-3000mm，保证施工安全。

进一步的，所述各圆环梁之间通过浇注混凝土板相连接，增强支护强度。

一种新型深基坑支撑结构的施工方法，包括以下步骤：

将场地划分为多个多边形或近似多边形的区域；

a.布置支护桩和立柱桩；

b.将场地划分为多个多边形或近似多边形的区域，并在每个区域内构筑一个尽可能大的圆环梁；

c.依次在基坑范围内的剩余区域作近似多边形，并在其中构筑一个尽可能大的圆环梁，并使各圆环梁外缘之间，以及圆环梁外缘与基坑边缘的最小距离为500-3000mm；

d.重复上述步骤c，直至圆环梁的直径小于5000mm时停止；

e.将圆环梁与立柱桩桩头相连，并在各环梁之间浇筑混凝土板；

f.由大到小依次在各环梁中开挖土方，并浇筑深坑区域垫层及基础底板。

所述尽可能大的圆环梁的确定步骤包括：

1)将多边形的各顶点编号，并任选一个顶点所在角作其角平分线，然后再做该角两边以外的每一边与该边的临边构成角的角平分线，并使各条角平分线相交于若干点；

2)分别以上述各交点为圆心，该点到编号点所在角的任意边的距离为半径，做出一系列至少与图形三条边相切的圆，并取其中半径最小的圆设为备选圆；

3)按照编号，重复上述步骤找出每个角对应的备选圆；

4)在所有备选圆中选出半径最大的，即为所求。

进一步的，可根据基坑开挖深度，构建多道形状相同的支撑结构。

本发明的有益效果：

1.本发明采用多圆环梁支护形式改变了混凝土支撑的受力形式，充分发挥混凝土的受压特性，同时提高基坑支护结构的安全性，支撑结构整体性好。

2.本发明在基坑内尽可能多的布置圆环梁，节省了大量支撑材料，减少了工程造价。

3.本发明在基坑平面上留下巨大敞开空间，便于挖土施工机械与运输车辆的操作及行走，方便了施工。

4.本发明在相同的条件下适用范围更加广泛，特别地，对于地质条件差、周边环境复杂而导致平面形式不规则的基坑而言，更具有优势。

5.本发明在相同的地质情况下更加便于基坑开挖施工，大大缩短了施工期。

附图说明

图1是本发明应用状态纵向剖视图。

图2是本发明应用于规则形状基坑的示意图。

图3是本发明应用于不规则形状基坑示意图。

图4是本发明应用于不规则形状基坑示意图。

图5是本发明应用于不规则形状基坑示意图。

图6是本发明中“多边形内尽可能大的圆环梁”确定示意图。

其中：01支护桩，02立柱桩，03第一道支撑结构，04桩头，05压顶梁，06栈桥，07第二道支撑结构，08基坑底部，09混凝土换撑板，10立柱，11负一层顶板；12基坑边缘；13圆环梁；14混凝土板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1和2所示，是本发明的一个实施例，包括支护桩01、立柱桩02和多个大小不一的圆环梁13。所述圆环梁13与立柱桩02的桩头相连，且从大到小依次构建，每个圆环梁13的大小与构建时的区域形状相适应，且至少与该区域对应多边形的三边相切，成为该区域内尽可能大的圆形。为保证施工安全，所述各圆环梁13外缘之间、以及圆环梁13外缘与基坑边缘12的最小距离为500-3000mm。进一步的，所述各圆环梁13之间通过浇注混凝土板14相连接，增强支护强度。

其基本施工方法为：

S001：根据基坑开挖设计方案和测量单位的测量结果数据，确定基坑开挖顺序与现场实施方案；

S002：布置施工支护桩01、立柱桩02等基坑支护体系；

S003：开挖基坑内土方至设计的第一道支撑结构03底标高；

S004：施工围护桩顶部的压顶梁05，然后进行第一道支撑03的施工，并保证其与立柱桩头04的良好连接；同时根据需要施工栈桥06；

S006：开挖第二层土方至设计的第二道支撑结构07底部；

S007：施工第二道支撑结构07。

对于三层以及更多层数的支撑结构，按照步骤S006～S007，依次开挖至围檩及所述支撑结构底部，并施工围檩进行支撑。

S008:各个区域土方开挖至基坑底部08后立即浇筑混凝土垫层，待垫层达到设计强度后，方可开挖局部深坑，并浇筑深坑区域垫层及各区域基础底板；

S009:基坑边缘12的混凝土浇至支护桩01边；

S010:各个区域的基础底板和混凝土换撑板带09达到设计强度后，从基坑底部开始，向上依次拆除支撑结构，至负一层顶板11。

S011:按照规定，割除基底和最后一道支撑结构以及各层支撑结构间的立柱10。

S012:将基坑密实填充。

需说明的是，上述基坑施工的过程仅仅为简述，关于施工放线、基坑降水、放坡开挖等以及开挖过程中的具体注意事项未进行过多的阐述，但是应符合基坑开挖施工要与基坑排水、基坑支护密切配合，采用安全可靠的措施，严密组织，科学施工的要求，并且要坚持“慎开挖、快支护、勤监测、早处理”的原则。

如图2至5所示，是本发明应用于4种不同地形情况下的实施例，其操作步骤基本相同：

S101：土方开挖前将场地进行整平，测量放线，做好各圆环梁、框架梁、边界的定位放线工作，撒好灰线，并合理确定开挖顺序。

S102：基坑开挖前完成支护桩、止水桩、工程桩以及立柱桩等的施工。

S103：基坑开挖到第一道支撑结构的梁底和板底的设计标高,并进行标高校验。

S104：在基坑场地范围内布置一个尽可能大的圆环梁13，保证其与基坑边缘12留出一定空间。在该圆环梁13布置的底部进行素土夯实，或采用模板(或砂料垫层)做底模，或铺设混凝土垫层。

S105：按照设计，在上述圆环梁13外缘与基坑边缘之间区域布置第二个尽可能大的圆环梁，同时保证各圆环梁外缘与基坑边缘12之间，以及各圆环梁外缘之间留有500-3000mm的距离，确保施工安全。重复该步骤，布置多个圆环梁，直至圆环梁的直径小于5000mm时停止，并放弃布置该圆环梁。

S106：在各圆环梁的垫层上绑扎钢筋骨架。具体绑扎顺序为：首先布置各个圆环梁的主筋，固定定位箍筋，然后在梁四角主筋上画箍筋分隔线，绑扎箍筋，再布支撑梁主筋，固定定位箍筋，最后绑扎支撑梁箍筋。

S107：各圆环梁间的混凝土板14布置钢筋骨架。首先布置主筋，固定定位箍筋，在其四角主筋上画箍筋分割线，绑扎钢筋。注意板和各个环梁的钢筋是捆扎一起的。

S108：在各圆环梁间的混凝土板14的钢筋捆扎完毕后进行模板的安装，模板与模板之间用螺栓固定。

S109：选用合适强度的混凝土对圆环梁之间的混凝土板14进行一体化浇筑。

具体地，支模和钢筋捆扎完成后进行混凝土的浇筑：选用合适的砼进行浇筑。为了确保工程质量并使其发挥整体受力的效果，对于多个圆环梁和其间的混凝土板可一次性浇筑完成，使强度同步发展，中间不留施工缝，宜用微膨胀混凝土。如果无法一次性浇筑完成，。如支撑工作量大，可在相应位置设置施工缝。

S110:第一道支撑结构完成后，继续向下开挖，至第二道支撑结构标高，重复步骤S104～S109进行支护。

对于上述“尽可能大的圆环”的确定方法如下：

通过确定多边形内最大的内切圆，再减小半径得到。由于多边形内最大内切圆至少和多边形的三条边相切，则该圆圆心到这三条边距离相等，因此，可通过使用角平分线上的点到角两边的距离相等的性质来寻找最大内切圆，具体做法如下：如图6所示，多边形ABCDEF作∠A的角平分线,再作除∠A的两边以外的每一边(BC、CD、DE、EF)和AB或AF所成的角。作它们的角平分线BQ、GR、HO1、FT,分别和∠A的平分线交于Q、R、O1、T。设其中O1离A最近,O1到AB的距离分别为dl。则⊙O1(dl)即为在已知多边形内和∠A的两边以及至少一条其他边相切的圆。同理可作∠B、∠C、∠D、∠E、∠F的角平分线，得到⊙O2(d2)、⊙O3(d3)、⊙O4(d4)、⊙O5(d5)、⊙O6(d6)。比较d1、d2、d3、d4、d5、d6的大小，取其中最大值di，则⊙Oi(di)即为多边形ABCDEF内的最大圆。

设计时，首先对多边形各顶点进行编号，从第一个编号点开始，做编号点角的平分线并作标记，如标记平分线a1。分别作该角两边以外的每一边和该角两边构成角的角平分线。这些角平分线与平分线a1相交于若干点。分别以这些点为圆心，这些点到编号点角任意边的距离为半径做出一系列圆，取其中半径最小的圆⊙O1(d1)(至少与图形三条边相切)。按照定点编号依次使用该方法找出每个角对应的圆⊙O2(d2)、⊙O3(d3)、⊙O4(d4)、…，在所有的圆中选择半径最大的圆⊙Oi(di)。

在满足相关规范要求、设计条件和施工要求等综合因素的基础上取安全距离L＝500～3000mm。尽可能大的圆环圆心为Oi；半径r＝di－L。

在布置完成之后，圆⊙Oi(di)的边界和原场地边界构成剩余区域。剩余区域由其所包含的场地边界条数可以分为两类，一类为包含两条原场地边界，一类为包含三条原场地边界及以上。这两类区域均可以按照上述方法布置其他圆环，且圆环间距不小于安全距离L。根据相关规范、设计施工要求等综合因素，取最小圆环的直径D＝5000mm。当设计出圆的直径小于等于D时，可考虑舍弃布置此圆环。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (2)

1.一种深基坑支撑结构施工方法，包括支护桩、立柱桩和多个大小不一的圆环梁，其特征是所述圆环梁与立柱桩的桩头相连，且从大到小依次构建，每个圆环梁的大小与构建时的区域形状相适应，且至少与该区域对应多边形的三边相切；所述施工方法包括以下步骤：

a.布置支护桩和立柱桩；

b.将场地划分为多个多边形或近似多边形的区域，并在每个区域内构筑一个尽可能大的圆环梁；

c.依次在基坑范围内的剩余区域作近似多边形，并在其中构筑一个尽可能大的圆环梁，并使每个圆环梁外缘之间，以及圆环梁外缘与基坑边缘的最小距离为500-3000mm；

d.重复上述步骤c，直至圆环梁的直径小于5000mm时停止；

e.将圆环梁与立柱桩桩头相连，并在每个圆环梁之间浇筑混凝土板；

f.由大到小依次在每个圆环梁中开挖土方，并浇筑深坑区域垫层及基础底板。

2.根据权利要求1所述的深基坑支撑结构施工方法，其特征是根据基坑开挖深度，构建多道形状相同的支撑结构。