CN104612160B - 一种紧邻已有建筑物基坑维护结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种紧邻已有建筑物基坑维护结构，其特征在于,主要包括水泥搅拌桩止水帷幕、钻孔灌注桩支护桩、非挤土抗倾覆桩及斜向拉杆；基坑开挖边线的外侧由内向外依次设置有钻孔灌注桩支护桩、水泥搅拌桩止水帷幕和非挤土抗倾覆桩；在非挤土抗倾覆桩至钻孔灌注桩支护桩的桩体顶部区域内设置有筏板，筏板顶部设有连续带孔钢板；斜向拉杆上部设置于非挤土抗倾覆桩顶部的连续带孔钢板上，下部设置于钻孔灌注桩支护桩外侧，斜向拉杆两端分别采用锚具、垫板及台座固定。本发明有效解决了紧邻已有建筑物基坑难于支护的技术难题，具有较好的技术经济效益。

Description

一种紧邻已有建筑物基坑维护结构及施工方法

技术领域

本发明涉及一种紧邻已有建筑物基坑维护结构及施工方法，属于地基工程领域，适用于软土层厚度大、地基沉降控制要求高的道路工程新建或改扩建项目的地基处理工程。

背景技术

伴随着国民经济的迅速发展，中国城市化进程也不断加快。土地作为城市建设必要组成部分，已经成为影响城市化主要因素，为节省建筑成本、提高土地利用率，城区建筑物日益高层化、密集化，进而基坑工程呈现出“大、深、紧、近”等特点。基坑围护结构，是一个土体、围护结构相互共同作用的有机体，它不仅要能保证基坑的稳定性及坑内作业的安全、方便，而且要使坑底和坑外的土体位移控制在一定范围内，确保邻近建筑物及市政设施正常使用。目前常用的基坑围护结构主要有重力式搅拌桩挡墙、地下连续墙、桩列式挡墙、土钉墙等。但采用这些围护结构时，必须留出墙厚空间的同时，还需要在地下建筑物的外侧预留足够的操作空间造成了土地资源的浪费，对于软弱土，基坑变形也较严重。

深基坑围护结构常采用钻孔灌注桩排桩支护加水泥搅拌桩止水帷幕的方式，这种围护结构在适宜的工程条件下能够取得良好的支护和止水效果，但对于基坑紧邻已有建筑物的情况，往往出现基坑变形过大，抗倾覆能力不足等问题，如果采用增设锚杆的方式对紧邻的已有建筑物势基础可能会造成损坏，如果基坑内部设置过多水平内支撑又对基坑施工造成严重影响，因而如何解决紧邻已有建筑物的深基坑支护问题成为研究的热点。

综上所述，现有的基坑围护结构虽然在加强地基土承载能力、增强基坑的止水防渗效果等方面具有良好的效果，在适宜的工程条件下也达到了预期的围护作用，但对于基坑紧邻已有建筑物的情况，在基坑变形性，抗倾覆能力等方面仍存在可改善之处。鉴于此，为减少基坑变形量、提高基坑抗倾覆能力及增强基坑的止水防渗能力，针对既有紧邻已有建筑物基坑围护结构的欠缺，目前亟需发明一种施工质量可靠、围护效果好、施工速度快的紧邻已有建筑物的基坑维护结构及施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紧邻已有建筑物基坑维护结构及施工方法，可大幅提高支护结构的抗倾覆能力、减小支护结构的变形，并可保障基坑的稳定和紧邻建筑物的安全。

为了实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种紧邻已有建筑物基坑维护结构，其特征在于,主要包括水泥搅拌桩止水帷幕、钻孔灌注桩支护桩、非挤土抗倾覆桩及斜向拉杆；基坑开挖边线的外侧由内向外依次设置有钻孔灌注桩支护桩、水泥搅拌桩止水帷幕和非挤土抗倾覆桩；在非挤土抗倾覆桩至钻孔灌注桩支护桩的桩体顶部区域内设置有筏板，筏板顶部设有连续带孔钢板；斜向拉杆上部设置于非挤土抗倾覆桩顶部的连续带孔钢板上，下部设置于钻孔灌注桩支护桩外侧，斜向拉杆两端分别采用锚具、垫板及台座固定。

所述非挤土抗倾覆桩根据基坑开挖边线至邻近建筑物的有效距离沿打桩进行方向呈双排或多排设置。

所述筏板为钢筋混凝土结构，可以先设置筏板（预留拉杆孔）后放置斜向拉杆，也可以先设置斜向拉杆后浇筏板。

所述钻孔灌注桩支护桩外侧采用双排H型或工字型钢围檩将斜向拉杆连接为整体，并在钢围檩上侧设置角钢作支撑。

本发明还提供了上述紧邻已有建筑物基坑维护结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

1）施工准备：根据设计要求，平整场地，清除杂物；查清地下管网情况，迁走桩位上的地下障碍物，测绘桩体位置，并组织施工材料、机械、人员就位；

2）施工水泥搅拌桩止水帷幕：在钻孔灌注桩支护桩设计边线的外侧的施工水泥搅拌桩止水帷幕；

3）施工钻孔灌注桩支护桩：在紧邻基坑开挖边线与水泥土搅拌桩止水帷幕之间施工钻孔灌注桩支护桩；

4）施工非挤土抗倾覆桩：先采用泥浆护壁工艺取土成孔，后植入空心预应力管桩或TSC桩作为非挤土抗滑承载桩，并采用桩侧桩端注浆工艺注浆，注浆过程中及时监测建筑物变形；

5）第一级土方开挖：沿基坑开挖边线对土方进行分层、分段开挖，每层开挖深度不能超过规定值，分段长度要适当，不能一次性或局部开挖过深；

6）植入斜向拉杆及注浆管：采取定向钻孔的方式将斜向拉杆及注浆管同步植入土体内，然后将斜向拉杆下部及上部先分别初步固定；

7）设置桩顶筏板：在钻孔灌注桩支护桩至非挤土抗倾覆桩的桩体顶部布设钢筋笼并支设模板，浇筑钢筋混凝土筏板，并在筏板顶部预埋膨胀螺栓；

8）铺设连续带孔钢板：通过预埋的膨胀螺栓将连续带孔钢板固定在筏板上；

9）固定斜向拉杆：将斜向拉杆的下部固定在钢围檩上的台座上，上部固定在连续带孔钢板上的台座上，并采用并采用锚具、垫板及台座进行调节固定；

10）注浆封堵止水帷幕：通过注浆管向孔内压浆，将放置斜向拉杆施工导致水泥土搅拌桩止水帷幕漏水处进行封堵；

11）第二级土方开挖：根据设计要求进行第二级土方开挖，挖到设计标高时应及时封底。

本发明具有以下特点：

（1）本发明针对紧邻已有建筑物基坑围护的工况，采用钻孔灌注桩作为支护桩，水泥搅拌桩作为止水帷幕，并且在止水帷幕外侧设置非挤土抗倾覆桩，并采用斜向拉杆将支护桩与抗倾覆桩拉接在一起，使支护桩、斜向拉杆及非挤土抗倾覆桩组合成一整体支护形式，提高了支护结构的抗倾覆能力并减小了支护结构的变形，保障了基坑的稳定和紧邻建筑物的安全。

（2）非挤土抗倾覆桩采用双排空心预应力管桩或TSC桩，通过泥浆护壁取土成孔然后植入管桩，采用桩侧桩端注浆工艺，并在注浆过程中对已有建筑物变形量进行实时监测，施工质量易于控制，挤土效应小，对紧邻已有建筑物影响小。

（3）采取定向钻孔的方式将斜向拉杆与注浆管同步植入设计孔道内，注浆管在通过水泥搅拌桩止水帷幕区段处开设有注浆孔，斜向拉杆设置完成后，对放置拉杆导致止水帷幕漏水的区段进行注浆处理，有效地封堵了相关区段的止水帷幕，从而避免了止水帷幕漏水。

附图说明

图1是本发明紧邻已有建筑物基坑维护结构的横断面图；

图2是本发明斜向拉杆下部锚固端的放大图；

图3-1，图3-2，图3-3是本发明紧邻已有建筑物基坑维护结构的施工流程示意图。

图中：1—水泥搅拌桩止水帷幕；2—钻孔灌注桩支护桩；3—非挤土抗倾覆桩；4—斜向拉杆；5—注浆管；6—型钢围檩；7—锚具；8—垫板；9—台座；10—角钢斜撑；11—筏板；12—连续带孔钢板；13—封堵体；14—后注浆体；15—邻近建筑物基础；16—邻近建筑物。

具体实施例

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参照图1、图2所示，紧邻已有建筑物基坑维护结构主要包括水泥土搅拌桩止水帷幕1、钻孔灌注桩支护桩2、非挤土抗倾覆桩3及斜向拉杆4。

本实施例，四面紧邻已有建筑物，其中西南侧为某配套酒店设施及写字楼，对基坑工程的开挖支护影响最大。写字楼东侧与围护结构外边线最小距离为5.3m，北侧最小距离为4.7m。基坑平面尺寸为25m×63m，基坑埋深为-8.8m，土方开挖深度为-9.00m，首先在紧邻基坑开挖边线的外侧由外向内依次施工水泥土搅拌桩止水帷幕1和钻孔灌注桩支护桩2，二者之间咬合宽度控制在100mm以内。水泥土搅拌桩止水帷幕1直径为Φ700mm、间距500mm，插入深度为10.00m，设计根数为614根，采用Φ700双钻头钻机施工，提升速度不大于0.5m/min，每根桩搅拌四次。钻孔灌注桩支护桩2直径为Φ900mm、桩中心距为1050mm，设计根数为310根，采取正循环回转钻进成孔、人工造浆与孔内原土自然造浆相结合护壁，正循环二次清孔造渣，导管回丁法灌注水下混凝土成桩的施工工艺。

在水泥土搅拌桩止水帷幕1至邻近建筑物16的有效范围内先采用泥浆护壁取土成孔，后植入空心预应力管桩或TSC桩作为非挤土抗倾覆桩3，本实施例植入的桩型为PHC-AB400(95)-10型管桩，桩间距为800mm，并采用桩侧桩端注浆工艺注浆形成后注浆体14。

非挤土抗倾覆桩3施工完毕后，复查建筑物或构筑物的位置或场地的定位控制线（桩）、高程桩及开槽的灰线尺寸，必须经过检验合格，并办完预检手续。

然后进行第一级土方开挖，采用两台挖土机开挖土方至型钢围檩设置标高（-4.00m）。

根据设计要求，采取定向钻孔的方式将斜向拉杆4与注浆管5同步植入土体内，将斜向拉杆4穿过钻孔灌注桩支护桩2处的桩身面凿平并进行填补，使钻孔灌注桩支护桩2表面平整、垂直，型钢围檩6采用两根I45a工字钢制作，型钢围檩6采用Q235B钢，焊条E43系列，焊缝均为满焊，未注明焊缝厚度均为10mm。安装前推算出型钢围檩6的标高，将上、下两排各段的型钢围檩6分别焊接成整体，随后将角钢斜撑10固定在上排型钢围檩6的上部，并使角钢斜撑10的下台面抵在上排型钢围檩6上，型钢围檩6及角钢斜撑10与钻孔灌注桩支护桩2分别通过膨胀螺栓连接固定。将斜向拉杆4上部设置于连续带孔钢板12的顶部，下部穿过钻孔灌注桩支护桩2外侧的上、下两排型钢围檩6固定在台座9上，斜向拉杆4的两端分别采用锚具7、垫板8及台座9进行初步固定。

在钻孔灌注桩支护桩2至非挤土抗倾覆桩1的桩体顶部布设钢筋笼并支设模板，采用C30混凝土浇筑钢筋混凝土筏板11，筏板11高800mm，在筏板11顶部预埋膨胀螺栓，通过预埋的膨胀螺栓将连续带孔钢板12固定在筏板11上。

将斜向拉杆4的下部固定在型钢围檩6上的台座9上，上部固定在连续带孔钢板12上的台座9上，并采用锚具7、垫板8及台座9进行调节固定。斜向拉杆最终固定后，通过注浆管5向孔内压浆，注浆管5在通过水泥土止水帷幕1区段处开注浆孔，对放置斜向拉杆4导致水泥土搅拌桩止水帷幕1漏水的区段进行注浆处理，形成封堵体13。水泥土搅拌桩止水帷幕1封堵完成后方可进行第二级土方开挖。

图3-1，图3-2，图3-3是本发明紧邻已有建筑物基坑维护结构的施工流程示意图，参照图3-1，图3-2，图3-3所示，紧邻已有建筑物基坑维护结构包括以下施工步骤：

1）施工准备：根据设计要求，平整场地，清除杂物。查清地下管网情况，迁走桩位上的地下障碍物，测绘桩体位置，并组织施工材料、机械、人员就位；

2）施工水泥土搅拌桩1：在钻孔灌注桩支护桩设计边线的外侧的施工水泥土搅拌桩止水帷幕；

3）施工钻孔灌注桩支护桩2：在紧邻基坑开挖边线与水泥土搅拌桩止水帷幕之间施工钻孔灌注桩支护桩；

4）施工非挤土抗倾覆桩3：先采用泥浆护壁工艺取土成孔，后植入空心预应力管桩或TSC桩作为非挤土抗滑承载桩，并采用桩侧桩端注浆工艺注浆，注浆过程中及时监测建筑物变形；

5）第一级土方开挖：沿基坑开挖边线对土方进行分层、分段开挖，每层开挖深度不能超过规定值，分段长度要适当，不能一次性或局部开挖过深。

6）植入斜向拉杆4及注浆管5：采取定向钻孔的方式将斜向拉杆4及注浆管5同步植入土体内，然后将斜向拉杆4下部及上部先分别初步固定。

7）设置桩顶筏板11：在钻孔灌注桩支护桩2至非挤土抗倾覆桩1的桩体顶部布设钢筋笼并支设模板，浇筑钢筋混凝土筏板11，并在筏板11顶部预埋膨胀螺栓；

8）铺设连续带孔钢板12：通过预埋的膨胀螺栓将连续带孔钢板12固定在筏板11上；

9）固定斜向拉杆4：将斜向拉杆4的下部固定在钢围檩6上的台座9上，上部固定在连续带孔钢板12上的台座9上，并采用锚具7、垫板8及台座9进行调节固定。

10）注浆封堵止水帷幕1：通过注浆管5向孔内压浆，将放置斜向拉杆4施工导致水泥土搅拌桩止水帷幕1漏水处进行封堵。

11）第二级土方开挖：根据设计要求进行第二级土方开挖，挖到设计标高时应及时封底。

Claims (1)

1.一种紧邻已有建筑物基坑维护结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

1）施工准备：根据设计要求，平整场地，清除杂物；查清地下管网情况，迁走桩位上的地下障碍物，测绘桩体位置，并组织施工材料、机械、人员就位；

2）施工水泥搅拌桩止水帷幕：在钻孔灌注桩支护桩设计边线的外侧施工水泥搅拌桩止水帷幕；

3）施工钻孔灌注桩支护桩：在紧邻基坑开挖边线与水泥土搅拌桩止水帷幕之间施工钻孔灌注桩支护桩；

4）施工非挤土抗倾覆桩：先采用泥浆护壁工艺取土成孔，后植入空心预应力管桩或TSC桩作为非挤土抗滑承载桩，并采用桩侧桩端注浆工艺注浆，注浆过程中及时监测建筑物变形；

5）第一级土方开挖：沿基坑开挖边线对土方进行分层、分段开挖，每层开挖深度不能超过规定值，分段长度要适当，不能一次性或局部开挖过深；

6）植入斜向拉杆及注浆管：采取定向钻孔的方式将斜向拉杆及注浆管同步植入土体内，然后将斜向拉杆下部及上部先分别初步固定；

7）设置桩顶筏板：在钻孔灌注桩支护桩至非挤土抗倾覆桩的桩体顶部布设钢筋笼并支设模板，浇筑钢筋混凝土筏板，并在筏板顶部预埋膨胀螺栓；

8）铺设连续带孔钢板：通过预埋的膨胀螺栓将连续带孔钢板固定在筏板上；

9）固定斜向拉杆：将斜向拉杆的下部固定在钢围檩上的台座上，上部固定在连续带孔钢板上的台座上，并采用锚具、垫板及台座进行调节固定；

10）注浆封堵止水帷幕：通过注浆管向孔内压浆，将放置斜向拉杆施工导致水泥土搅拌桩止水帷幕漏水处进行封堵；

11）第二级土方开挖：根据设计要求进行第二级土方开挖，挖到设计标高时应及时封底。