CN105178327A - 一种基坑工程的复合围护结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种基坑工程的复合围护结构及其施工方法，涉及基坑围护结构技术领域，针对地下连续墙已实施，如加大基坑挖深而未采取加固措施将导致形及坑底隆起等不利现象的问题。施工方法：沿地下连续墙内侧增设钻孔灌注桩，两者之间填补高压旋喷桩，分步开挖基坑并逐层施工圈梁及钢筋混凝土支撑；在基础底板上边缘预留槽口，在其下边缘施工下翻牛腿，拆除槽口底标高上方的钻孔灌注桩和高压旋喷桩形成一后浇带，使后浇带的混凝土与基础底板固结为一体。复合围护结构包括地下连续墙内侧的钻孔灌注桩，两者之间填实高压旋喷桩；固定于钻孔灌注桩和高压旋喷桩顶端的基础底板，基础底板底面的边缘还设有下翻牛腿。

Description

一种基坑工程的复合围护结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及基坑围护结构工程技术领域，特别涉及一种基坑工程的复合围护结构及其施工方法。

背景技术

在基坑工程中，基坑周边的围护结构直接承受侧向土压力和水压力，并将上述土压力和水压力传递给基坑内的支撑体系。常用的围护结构包括土钉墙、水泥土重力式围护墙、地下连续墙、灌注桩排桩围护墙、型钢水泥土搅拌墙、钢板桩围护墙及钢筋混凝土板桩围护墙等。

对于开挖深度较大的基坑工程，主要采用上述地下连续墙和钻孔灌注桩排桩围护墙两种围护结构。地下连续墙是原位连续成槽并浇筑形成的钢筋混凝土围护墙，具有挡土和隔水双重作用，地下连续墙刚度大、整体性好，开挖过程中安全性高，支护结构变形较小，可结合主体结构设计作为地下室外墙。主要适用于深度较大(大于10m)的基坑工程，邻近存在保护要求较高的建构筑物，对基坑本身变形和防水要求较高的工程和工程场地空间有限，地下室外墙与红线较近的工程；钻孔灌注桩排桩围护墙是采用连续柱列式排列的钻孔灌注桩形成的围护结构，对于软土、粉砂性土、卵砾石和岩层中的基坑均适用，具有施工工艺简单、工艺成熟、质量控制容易及造价低等特点。

目前，为了综合利用地下空间资源，城市地下空间开发正逐步由浅层向深层发展。在地下连续墙围护结构已实施的情况下，若欲提高地下空间的利用率，采取单纯加大挖土深度以增加地下室层数，而不对原围护结构采取加固措施，施工过程易出现地下连续墙围护结构变形及坑底隆起等不利现象，因此，如何对原围护结构进行有效的加固设计和施工，从而既满足施工规范的要求，又能够提高地下空间的利用率，是本领域技术人员面临的一个技术难题。

发明内容

针对在现有地下连续墙围护结构已实施的情况下，为提高地下空间的利用率而加大挖深，如不采取相应的加固措施将导致原围护结构变形及坑底隆起等不利现象的问题，本发明的目的是提供了一种基坑工程的复合围护结构及其施工方法，利用地下连续墙与钻孔灌注桩相结合的复合围护结构来增大其入土深度和侧向刚度，并采用在基础底板上增设下翻牛腿及后浇带的方式，完成了圈梁和钢筋混凝土支撑拆除前的换撑，从而保证了基坑的施工安全并有效地控制了基坑的变形。

本发明解决其技术问题所采用的一种基坑工程的复合围护结构的施工方法，步骤如下：

一、沿基坑的地下连续墙的内侧增设若干连续排列的钻孔灌注桩，所述钻孔灌注桩与所述地下连续墙间隔设置且其深度大于所述地下连续墙的深度，所述地下连续墙与所述钻孔灌注桩间的空隙由高压旋喷桩填补并加固；

二、由上至下分步开挖基坑土体，依据地下主体结构的设计要求，逐层施工圈梁及钢筋混凝土支撑；

三、分步开挖所述基坑土体并施工基础底板，使所述基础底板与位于其两侧的所述钻孔灌注桩相抵，在所述基础底板上部边缘预留槽口，在所述基础底板下部边缘施工下翻牛腿，待所述基础底板的混凝土达到设计要求的强度后，拆除底层的圈梁和钢筋混凝土支撑，并拆除所述基础底板槽口底标高上方的所述钻孔灌注桩和所述高压旋喷桩，在所述基础底板与所述地下连续墙之间形成一后浇带，随后，在所述后浇带内浇筑混凝土，使所述后浇带的混凝土与所述基础底板固结为一体，并架设于所述钻孔灌注桩和所述高压旋喷桩的桩顶。

优选的，所述步骤三中，所述基坑的挖深加深至所述下翻牛腿设计底标高以下，并由下至上依次施工混凝土垫层、防水层、所述下翻牛腿和所述基础底板。

优选的，所述步骤三中，在所述后浇带内植筋并做防水施工，使所述后浇带内的钢筋与所述基础底板内的预埋钢筋连接，随后，在所述后浇带内浇筑混凝土，使所述后浇带与所述基础底板固结为一体。

另外，本发明还提供了一种基坑工程的复合围护结构，包括围合于基坑外侧的地下连续墙；沿所述地下连续墙的内侧连续排列的若干钻孔灌注桩，且所述钻孔灌注桩的深度大于所述地下连续墙的深度；所述地下连续墙与所述钻孔灌注桩之间的空隙由高压旋喷桩填实；以及固定于所述钻孔灌注桩和所述高压旋喷桩顶端的基础底板，且所述基础底板与位于其侧面的所述地下连续墙相抵，所述基础底板底面的边缘还设有下翻牛腿，所述下翻牛腿的端部与所述钻孔灌注桩相抵。

优选的，所述基础底板和所述下翻牛腿的下部还设有防水层，所述防水层的下方铺设有混凝土垫层。

优选的，所述地下连续墙与所述钻孔灌注桩的中心的最短距离D1为400mm～800mm。

优选的，相邻两根所述钻孔灌注桩的中心间距D2为500mm～800mm。

本发明的效果在于：

一、发明基坑工程的复合围护结构的施工方法，是针对基坑工程的地下连续墙已实施的情况下，欲增加地下主体结构的层数而采取的对原围护结构的加固措施，为此，本发明的施工方法遵循基坑围护设计与施工中“先撑后拆”的基本原则，沿地下连续墙的内侧增设若干连续排列的钻孔灌注桩，钻孔灌注桩与地下连续墙之间的间隙由高压旋喷桩填补并加固，形成复合围护结构，使得复合围护结构入土深度加大，侧向抗弯能力增强；由上至下分步开挖基坑土体，并逐层施工圈梁及钢筋混凝土支撑；在基础底板的施工过程中，先在基础底板的上部边缘预留槽口，在基础底板的下部边缘施工下翻牛腿，再将底层的圈梁和钢筋混凝土支撑，以及槽口底面以上的钻孔灌注桩和高压旋喷桩拆除，从而在基础底板与地下连续墙之间形成一后浇带，该后浇带混凝土浇筑后与基础底板固结为一体，从而使得基础底板能够稳固地支撑在钻孔灌注桩与高压旋喷桩的上方，而且下翻牛腿能够与侧面的钻孔灌注桩紧紧相抵，从而完成底层圈梁和钢筋混凝土支撑的换撑，随后，以基础底板为依托自下向上逐步完成换撑以及地下主体结构各层的施工。可见，该施工方法利用地下连续墙与钻孔灌注桩相结合的复合围护方式来增大其入土深度和侧向刚度，并采用在基础底板上增设下翻牛腿及后浇带的方式，完成了圈梁和钢筋混凝土支撑拆除前的换撑，从而保证了基坑的施工安全并有效地控制了基坑的变形。

二、本发明基坑工程的复合围护结构，通过在基坑工程内已实施地下连续墙的内侧增设连续排列的钻孔灌注桩，且地下连续墙与钻孔灌注桩之间的空隙由高压旋喷桩填实加固，从而提高复合围护结构的侧向刚度和入土深度；而且，基础底板的端部架设于钻孔灌注桩和高压旋喷桩的桩顶，基础底板底面的边缘还设有与钻孔灌注桩相抵的下翻牛腿，从而增强了基础底板与侧面围护结构连接的稳定性，并解决了因基坑挖深加大而导致的原围护结构易变形及坑底隆起等问题。

附图说明

图1至图8为本发明一实施例基坑工程的复合围护结构的施工方法的示意图；

图9为本发明一实施例的基坑工程的复合围护结构的剖面图；

图10为本发明一实施例的基坑工程的复合围护结构的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种基坑工程的复合围护结构及其施工方法进一步详细说明。根据下面的说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。

实施例一：本实施例以占地面积1.64万m²的某基坑工程的施工为例，基坑按照地下两层的设计深度开挖并施工完成了地下连续墙，之后，根据业主要求，将地下两层调整为地下三层以提高地下空间的利用率，因此，需对原地下围护结构进行有效的加固设计和施工，以满足施工规范的要求，下面结合图1至图8说明本实施例基坑工程的复合围护结构的施工方法,具体步骤如下：

一、为满足土方开挖对基坑安全和环境保护的要求，如图1所示，沿基坑工程的地下连续墙10的内侧(以朝向基坑中心的一侧为内侧)增设若干连续排列的钻孔灌注桩20，钻孔灌注桩20与地下连续墙10间隔设置且其深度大于地下连续墙10的深度，地下连续墙10与钻孔灌注桩20之间的空隙由高压旋喷桩30填补并加固；而且，在基坑底部还施工若干竖向的立柱桩40以加固基坑底部；本实施例中，地下连续墙10的深度为25m，钻孔灌注桩20的长度为24.1m，钻孔灌注桩20的底标高(指构件最底层的标高值)低于地下连续墙10的底标高3m～5m，使得本实施例复合围护结构的深度由25m增加至31.3m；

二、由上至下分步开挖基坑土体，依据地下主体结构的设计要求，逐层施工圈梁及钢筋混凝土支撑，即采用边桁架(圈梁)+对撑式水平支撑体系，并结合立柱桩竖向支撑的方式；具体而言，如图2所示，施工第一道圈梁50，开挖基坑土体至第一道钢筋混凝土支撑51设计底标高以下500mm，以便施工栈桥板面和第一道钢筋混凝土支撑51；如图3所示，分步开挖基坑土体至第二道钢筋混凝土支撑61设计底标高以下200mm，施工第二道圈梁60和第二道钢筋混凝土支撑61，使第二道圈梁60位于钻孔灌注桩20和高压旋喷桩30的桩顶；如图4所示，分步开挖基坑土体至第三道钢筋混凝土支撑71设计底标高以下200mm，施工第三道圈梁70和第三道钢筋混凝土支撑71；

三、如图5所示，分步开挖基坑土体至基础底板80设计底标高以下250mm，并施工基础底板80，使基础底板80与位于其两侧的钻孔灌注桩20相抵，且在基础底板80上部边缘预留槽口，为保证基础底板80边缘足够的结构强度，基础底板80下部边缘还施工有下翻牛腿82；待基础底板80的混凝土达到设计要求的强度后，如图6至图8所示，由下至上每拆除一层圈梁和钢筋混凝土支撑，施工一层地下主体结构；具体而言，如图5和图6所示，拆除第三道圈梁70和第三道钢筋混凝土支撑71，并拆除基础底板80槽口底标高上方的钻孔灌注桩20和高压旋喷桩30，在基础底板80与地下连续墙10之间形成一后浇带81；如图7和图8所示，在后浇带81内浇筑混凝土，使后浇带81的混凝土与基础底板80固结为一体，并整体架设于钻孔灌注桩20和高压旋喷桩30的桩顶，完成复合围护结构的施工。

更进一步，上述复合围护结构施工完成后，以基础底板80为支撑施工地下主体结构90的地下三层；随后，拆除第二道圈梁60和第二道钢筋混凝土支撑61，在地下主体结构90的地下三层的上方施工地下二层；最后，继续拆除第一道圈梁50和第一道钢筋混凝土支撑51，并在地下主体结构90的地下二层的上方施工地下一层，从而完成整体地下主体结构90的施工。

本发明基坑工程的复合围护结构的施工方法，是针对基坑工程的地下连续墙10已实施的情况下，欲增加地下主体结构90的层数而采取的对原围护结构的加固措施，为此，本发明的施工方法遵循基坑围护设计与施工中“先撑后拆”的基本原则，沿地下连续墙10的内侧增设若干连续排列的钻孔灌注桩20，钻孔灌注桩20与地下连续墙10之间的间隙由高压旋喷桩30填补并加固，形成复合围护结构，使得复合围护结构入土深度加大，侧向抗弯能力增强；由上至下分步开挖基坑土体，并逐层施工圈梁及钢筋混凝土支撑；在基础底板80的施工过程中，先在基础底板80的上部边缘预留槽口，在基础底板80的下部边缘施工下翻牛腿82，再将底层的圈梁和钢筋混凝土支撑，以及槽口底面以上的钻孔灌注桩20和高压旋喷桩30拆除，从而在基础底板80与地下连续墙10之间形成一后浇带81，该后浇带81混凝土浇筑后与基础底板80固结为一体，从而使得基础底板80能够稳固地支撑在钻孔灌注桩20与高压旋喷桩30的上方，而且下翻牛腿82能够与侧面的钻孔灌注桩20紧紧相抵，从而完成底层圈梁和钢筋混凝土支撑的换撑，随后，以基础底板80为依托自下向上逐步完成换撑以及地下主体结构90各层的施工。可见，该施工方法利用地下连续墙10与钻孔灌注桩20相结合的复合围护方式来增大其入土深度和侧向刚度，并采用在基础底板80上增设下翻牛腿82及后浇带81的方式，完成了圈梁和钢筋混凝土支撑拆除前的换撑，从而保证了基坑的施工安全并有效地控制了基坑的变形。

优选的，上述步骤三中，基坑挖深加深1m至下翻牛腿82设计底标高以下250mm，以便于施工下翻牛腿82，并由下至上依次施工混凝土垫层、防水层、下翻牛腿82和基础底板80，以满足地下工程的防水施工要求；上述基础底板80的厚度为1m，下翻牛腿82的宽度为1.5m左右。

优选的，上述步骤三中，在后浇带81内植筋并做防水施工，使后浇带81内的钢筋与基础底板80内的预埋钢筋连接，随后，在后浇带81内浇筑混凝土，使后浇带81与基础底板80固结为一体，而且，因做防水施工，能够避免后浇带81与基础底板80和地下连续墙10的连接处出现渗水现象。

实施例二：结合图9和图10说明本实施例的基坑工程的复合围护结构，它包括围合于基坑外侧的地下连续墙10；沿地下连续墙10的内侧连续排列的若干钻孔灌注桩20，且钻孔灌注桩20的深度大于地下连续墙10的深度；地下连续墙10与钻孔灌注桩20之间的空隙由高压旋喷桩30填实；以及固定于钻孔灌注桩20和高压旋喷桩30顶端的基础底板80，且基础底板80与位于其侧面的地下连续墙10相抵，基础底板80底面的边缘还设有下翻牛腿82，下翻牛腿82的端部与钻孔灌注桩20相抵。

本发明基坑工程的复合围护结构，通过在基坑工程内已实施地下连续墙10的内侧增设连续排列的钻孔灌注桩20，且地下连续墙10与钻孔灌注桩20之间的空隙由高压旋喷桩30填实加固，从而提高复合围护结构的侧向刚度和入土深度；而且，基础底板80的端部架设于钻孔灌注桩20和高压旋喷桩30的桩顶，基础底板80底面的边缘还设有与钻孔灌注桩20相抵的下翻牛腿82，从而增强了基础底板80与侧面围护结构连接的稳定性，并解决了因基坑挖深加大而导致的原围护结构易变形及坑底隆起等问题。

优选的，基础底板80和下翻牛腿82的下部还设有防水层(图中未示出)，防水层的下方铺设有混凝土垫层，以满足地下工程的防水施工要求。

优选的，如图10所示，地下连续墙10与钻孔灌注桩20的中心的最短距离D1为400mm～800mm，以保证喷射时能够正常返浆、冒浆，本实施例间距D1优选为500mm。上述钻孔灌注桩20的直径为600mm，相邻两根钻孔灌注桩20的中心间距D2为500mm～800mm，采用上述布设密度的连续排列的钻孔灌注桩20，能够形成基坑的内侧围护结构，并由高压旋喷桩30将其与地下连续墙10固结为一体，从而提高复合围护结构的整体侧向刚度。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (7)

1.一种基坑工程的复合围护结构的施工方法，步骤如下：

一、沿基坑的地下连续墙的内侧增设若干连续排列的钻孔灌注桩，所述钻孔灌注桩与所述地下连续墙间隔设置且其深度大于所述地下连续墙的深度，所述地下连续墙与所述钻孔灌注桩间的空隙由高压旋喷桩填补并加固；

二、由上至下分步开挖基坑土体，依据地下主体结构的设计要求，逐层施工圈梁及钢筋混凝土支撑；

三、分步开挖所述基坑土体并施工基础底板，使所述基础底板与位于其两侧的所述钻孔灌注桩相抵，在所述基础底板上部边缘预留槽口，在所述基础底板下部边缘施工下翻牛腿，待所述基础底板的混凝土达到设计要求的强度后，拆除底层的圈梁和钢筋混凝土支撑，并拆除所述基础底板槽口底标高上方的所述钻孔灌注桩和所述高压旋喷桩，在所述基础底板与所述地下连续墙之间形成一后浇带，随后，在所述后浇带内浇筑混凝土，使所述后浇带的混凝土与所述基础底板固结为一体，并架设于所述钻孔灌注桩和所述高压旋喷桩的桩顶。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述步骤三中，所述基坑的挖深加深至所述下翻牛腿设计底标高以下，并由下至上依次施工混凝土垫层、防水层、所述下翻牛腿和所述基础底板。

3.根据权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于：所述步骤三中，在所述后浇带内植筋并做防水施工，使所述后浇带内的钢筋与所述基础底板内的预埋钢筋连接，随后，在所述后浇带内浇筑混凝土，使所述后浇带与所述基础底板固结为一体。

4.一种基坑工程的复合围护结构，其特征在于，包括：

围合于基坑外侧的地下连续墙；

沿所述地下连续墙的内侧连续排列的若干钻孔灌注桩，且所述钻孔灌注桩的深度大于所述地下连续墙的深度；

所述地下连续墙与所述钻孔灌注桩之间的空隙由高压旋喷桩填实；

以及固定于所述钻孔灌注桩和所述高压旋喷桩顶端的基础底板，且所述基础底板与位于其侧面的所述地下连续墙相抵，所述基础底板底面的边缘还设有下翻牛腿，所述下翻牛腿的端部与所述钻孔灌注桩相抵。

5.根据权利要求4所述的基坑工程的复合围护结构，其特征在于：所述基础底板和所述下翻牛腿的下部还设有防水层，所述防水层的下方铺设有混凝土垫层。

6.根据权利要求4或5所述的基坑工程的复合围护结构，其特征在于：所述地下连续墙与所述钻孔灌注桩的中心的最短距离D1为400mm～800mm。

7.根据权利要求4或5所述的基坑工程的复合围护结构，其特征在于：相邻两根所述钻孔灌注桩的中心间距D2为500mm～800mm。