CN105804089B - 一种原深基坑施工后局部增深支护体系及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原深基坑施工后局部增深支护体系及其施工方法，局部增深基坑支护结构包括新支护桩、新钢筋混凝土内支撑梁和钢筋混凝土板，新支护桩伸入局部增深基坑底面且沿着局部增深基坑的内壁圆周排列，新支护桩的桩顶上设有冠梁，新钢筋混凝土内支撑梁的两端固定在新支护桩的冠梁上，新支护桩的冠梁还通过钢筋混凝土板与原支护桩的下部相连。本发明通过钢筋混凝土板将原支护桩和新支护桩在空间上连接为一个结构，使原深基坑支护结构和局部增深基坑支护结构构成一个整体的空间受力体系，提高了整个支护体系的稳固性；钢筋混凝土板作为原深基坑地下室的底板，省去了后续施工地下室底板的步骤，降低施工成本，缩短施工工期，提高施工效率。

Description

一种原深基坑施工后局部增深支护体系及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种原深基坑施工后局部增深支护体系，主要适用于原深基坑已经开始施工，因开发需要，建筑使用功能改变，临时局部增加至少一层地下室的场合，还涉及该原深基坑施工后局部增深支护体系的施工方法。

背景技术

在建筑深基坑施工时，为了确保安全，防止塌方事故发生，必须对开挖的建筑基坑采取支护措施。建筑基坑支护结构与施工应综合考虑工程地质与水文地质条件、基坑类型、开挖深度、使用功能改变、周围建筑环境等因素，做到精心设计和施工，确保安全和经济。

随着大量高层建筑及地下空间的开发，地下室常常由于使用功能改变，增加部分地下空间结构，相应的基坑也要增加开挖深度，这样对原有支护结构受力极其不利，支护结构失稳概率越来越高。当深基坑的局部采用更深的基坑时，且增加开挖的深基坑周边又紧邻重要建筑物、城市主干道路和地铁，在这种情况下，对增加的基坑土方开挖及支护就需要采用特殊的支护体系和合理的施工方法，且不能影响原有部分基坑和基础施工。但是，目前本行业对此还没有一套成熟的经验。

如某大厦工程，基坑周边长度525m，原设计基坑底面标高-11.20m～12.20m，基坑开挖最大深度12.95m，旋挖桩及第一层支护结构施工完成后，因开发需求，局部增加一层地下室，增深后的基坑底面标高为-11.20m～-15.80m，基坑开挖深度为11.45m～16.55m，原设计基坑的支护结构一般包括支护桩(旋挖桩)、钢筋混凝土内支撑梁和预应力锚索支护结构，钢筋混凝土内支撑梁的两端固定在旋挖桩的冠梁上，预应力锚索支护结构设置在旋挖桩的立面上。增深基坑包括局部增深和全部增深的情况，这两种情况均存在以下问题：

⑴若增深基坑的支护结构采用原有的支护结构，即不增设支护结构，虽然，旋挖桩的长度满足要求，可伸入增深基坑底面以下，但是，旋挖桩伸入增深基坑底面的长度较短，且由于旋挖桩的桩体悬臂部分很长，长时间受到临近建筑和道路交通荷载压力作用会使桩体发生很大水平位移，产生重大安全隐患，容易引起原有基坑和增深基坑的坍塌和变形，从而使临近基坑土体滑移，引发安全事故。

⑵若增深基坑的边缘紧靠原深基坑的边缘，位于其周边的临建、地下构筑物和管线会存在安全隐患。

⑶对于局部增深的情况而言，若局部增深基坑的边缘紧靠原深基坑的边缘，而局部增深基坑采用原支护桩形式结构，即采用旋挖桩，一方面，施工旋挖桩时，需要大型旋挖钻机进入原深基坑的底面，这就要铺设用于旋挖钻机到达原深基坑底面的道路，导致施工成本高，经济效益较差，而且原深基坑支护结构的钢筋混凝土内支撑梁会影响旋挖钻机作业，而旋挖钻机也易碰撞到钢筋混凝土内支撑梁，危及原深基坑支护结构的安全。另外，旋挖桩的直径约为1.2米，截面较大，会占用较多空间，而旋挖桩一般距离地下室侧壁为0.65m，因此会超出地下室边线。其后果是缩小了原设计的建筑面积。

中国授权实用新型专利(ZL201520334104.2)公开了一种深基坑再加深支护结构，包括位于原支护桩一侧且位于下方的新支护桩、以及用于锁定原支护桩的内支撑梁，新支护桩的上方设有与原支护桩底铰接的冠梁，所述冠梁的两端分别连接所述内支撑梁和原支护桩，冠梁和内支撑梁配合将原支护桩的桩脚锁定，新支护桩上还设有多个用于将其支撑的支撑装置。这种深基坑再加深支护结构虽然使原支护结构和加深基坑的新支护结构可以通过冠梁、内支撑梁连接为一个整体，起到保护基坑结构安全的作用，但是这种深基坑再加深支护结构仅适用于原基坑全部增深的情况，而不适用于原基坑局部增深的场合，其原因详见上述增深基坑存在问题的第⑶点。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种能够提高安全性、降低施工成本、方便施工、可缩短施工工期的原深基坑施工后局部增深支护体系，适用于开挖深度大、局部二次开挖的基坑工程围护施工，可在地质和外部环境复杂的条件下应用，为地质复杂的深基础提供安全可靠的基坑支护结构体系，确保深基坑的建筑施工安全和深基坑周围建筑物的结构安全。

本发明的第二个目的在于提供一种上述原深基坑施工后局部增深支护体系的施工方法。

本发明的第一个目的通过以下的技术措施来实现：一种原深基坑施工后局部增深支护体系，包括设置在原深基坑中的原深基坑支护结构，所述原深基坑支护结构包括原支护桩、原钢筋混凝土内支撑梁和原预应力锚索支护结构，所述原支护桩伸入原深基坑底面且沿着原深基坑的内壁圆周排列，在所述原支护桩的桩顶上设有冠梁，所述原钢筋混凝土内支撑梁的两端固定在冠梁上，所述原预应力锚索支护结构设置在原支护桩上用于支护原支护桩，其特征在于：所述原深基坑施工后局部增深支护体系还包括局部增深基坑支护结构，所述局部增深基坑支护结构包括新支护桩、新钢筋混凝土内支撑梁和钢筋混凝土板，所述新支护桩伸入局部增深基坑底面且沿着局部增深基坑的内壁圆周排列，所述新支护桩的桩顶上设有冠梁，所述新钢筋混凝土内支撑梁的两端固定在新支护桩的冠梁上，所述新支护桩的冠梁还通过钢筋混凝土板与原支护桩的下部相连。

本发明通过钢筋混凝土板将原支护桩和新支护桩在空间上连接为一个结构，钢筋混凝土板对局部增深基坑起到支撑作用，它作为局部增深基坑支护结构和原深基坑支护结构的横向连系，使原深基坑支护结构和局部增深基坑支护结构构成一个整体的空间受力体系，提高了整个支护体系的稳固性，增强了安全性；而且，钢筋混凝土板可有效抵抗原深基坑底部的土压力，防止管涌，另外，钢筋混凝土板还可以作为原深基坑地下室的底板，因此，在后续施工过程中，局部增深基坑支护结构仅拆除位于局部增深基坑中的钢筋混凝土内支撑即可，而钢筋混凝土板无需拆除，直接作为原深基坑地下室的底板，省去了后续施工地下室底板的施工步骤，降低了施工成本，缩短了施工工期，提高了施工效率。

管涌是指：在渗流作用下，土中细颗粒在粗颗粒形成的骨架孔隙中移动流失，土中孔隙扩大，渗流速度增加，较粗的颗粒又继续被带走，最后在土体内形成贯通的水流通道，就是管涌。管涌在渗流出口处首先发生，逐渐向内部发展，有个时间发展过程，是一种渐进性破坏。

作为本发明的一种实施方式，所述局部增深基坑的至少一侧边靠近原支护桩，而局部增深基坑的其余侧边远离原支护桩，所述原支护桩采用旋挖桩，靠近旋挖桩的新支护桩的冠梁与其所靠近的旋挖桩的下部直接相连，位于局部增深基坑其余侧边的新支护桩的冠梁还通过钢筋混凝土板与其余旋挖桩的下部相连。

作为本发明的一种改进，靠近旋挖桩的新支护桩采用钢管桩，其余的新支护桩采用人工挖孔桩，所述钢管桩的冠梁与其所靠近的旋挖桩的下部相连，所述新钢筋混凝土内支撑梁的两端固定在钢管桩和人工挖孔桩的冠梁上，所述钢筋混凝土板的一端固定在人工挖孔桩的冠梁上，另一端与其余的旋挖桩的下部相连。

本发明局部增深基坑的钢管桩+钢筋混凝土内支撑梁及人工挖孔桩+钢筋混凝土板构成局部增深基坑的支护体系，这个支护体系和上方已经施工好的原深基坑支护结构构成一个整体的基坑支护体系，确保了基坑结构的安全。靠近旋挖桩的新支护桩采用钢管桩，钢管桩的直径为0.18米，不会超出地下室边线，而且施工钢管桩的机械设备较小，可吊装到原深基坑的底面上，容易控制成本，施工成本低廉，加快了工程进度，经济效益较好，同时，该小型机械设备不易碰撞到钢筋混凝土内支撑梁，确保了原深基坑支护结构的安全性。

作为本发明的进一步改进，所述原深基坑施工后局部增深支护体系还包括钢构柱、伸入原深基坑底面的第一立柱支承桩、钢管立柱和伸入局部增深基坑底面的第二立柱支承桩，所述新钢筋混凝土内支撑梁位于原钢筋混凝土内支撑梁的下方，所述钢构柱的上端穿入原钢筋混凝土内支撑梁并向下穿过新钢筋混凝土内支撑梁嵌固在第一立柱支承桩中，所述钢管立柱的上端穿入新钢筋混凝土内支撑梁，其下端嵌固在第二立柱支承桩中。

本发明在所述钢筋混凝土板的下方设有用于支撑钢筋混凝土板的支承柱。

本发明在所述钢管桩和人工挖孔桩上设有新预应力锚索支护结构，所述新预应力锚索支护结构包括桩间锚杆和锚索腰梁，所述桩间锚杆位于相邻的钢管桩之间或相邻的人工挖孔桩之间且具有数层，所述桩间锚杆斜向穿入周边的土层中，所述锚索腰梁设置在钢管桩和人工挖孔桩的桩身上且上下并排设置数层。

本发明的第二个目的通过以下的技术措施来实现：一种上述原深基坑局部增深支护体系的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

⑴沿着原深基坑边界对原支护桩的位置进行定位画线；

⑵施工原支护桩，使原支护桩沿着原深基坑的边界圆周排列；

⑶在原支护桩的桩顶上浇筑冠梁；

⑷以冠梁为支撑，搭接冠梁浇筑原钢筋混凝土内支撑梁，使原钢筋混凝土内支撑梁的两端与冠梁连接为一体；

⑸待冠梁和原钢筋混凝土内支撑梁达到强度后，开挖原深基坑；

⑹在原支护桩的桩身上设置原预应力锚索支护结构，再挂钢筋网喷锚支护；

⑺在原深基坑的底面作业，沿着局部增深基坑边界对新支护桩的位置进行定位画线；

⑻施工新支护桩，使新支护桩沿着局部增深基坑的边界圆周排列；

⑼在新支护桩的桩顶上浇筑冠梁；

⑽以冠梁为支撑，搭接冠梁浇筑新钢筋混凝土内支撑梁，使新钢筋混凝土内支撑梁的两端与冠梁连接成一体，同时，浇筑钢筋混凝土板，使钢筋混凝土板的内缘与冠梁连接为一体，而钢筋混凝土板的外缘与原支护桩的下部相连；

⑾待冠梁和新钢筋混凝土内支撑梁达到强度后，开挖局部增深基坑。

作为本发明的一种改进，所述局部增深基坑的至少一侧边靠近原支护桩，而局部增深基坑的其余侧边远离原支护桩，在所述步骤⑻中，所述新支护桩包括钢管桩和人工挖孔桩，在局部增深基坑的侧边且靠近原支护桩的位置插打钢管桩，在局部增深基坑的其余侧边施工人工挖孔桩。

作为本发明的一种实施方式，在所述步骤⑾中，在开挖局部增深基坑的过程中，在钢管桩和人工挖孔桩上设置新预应力锚索支护结构，即每开挖一定深度，在钢管桩和人工挖孔桩上的相应位置处设置新预应力锚索支护结构的一层桩间锚杆和锚索腰梁，直至挖至局部增深基坑的底面。在施工过程中，每完成一道混凝土支撑梁、冠梁，再进行下层土方开挖，再进行腰梁及喷锚施工。顺序作业，组织有序，机械化程度高，安全系数高。

本发明在所述步骤⑵中，施工旋挖桩的同时对钢构柱进行施工，包括：

①在设置钢构柱的位置挖孔，形成伸入原深基坑底面的桩孔；

②将第一立柱支承桩的钢筋笼放入桩孔内底部再浇注混凝土，形成第一立柱支承桩；

③将钢构柱插入桩孔并使钢构柱的下端嵌固在第一立柱支承桩中；

④钢构柱向上穿过后续施工的新钢筋混凝土内支撑梁后锚固在原钢筋混凝土内支撑梁中。

在所述步骤⑻中，施工钢管桩和人工挖孔桩的同时对钢管立柱进行施工，包括：

①在设置钢管立柱的位置挖孔，形成伸入局部增深基坑底面的桩孔；

②将第二立柱支承桩的钢筋笼放入桩孔内底部再浇注混凝土，形成第二立柱支承桩；

③将钢管立柱插入桩孔并使钢管立柱钢的下端嵌固在第二立柱支承桩中；

④钢管立柱的上端穿入后续施工的新混凝土内支撑梁中，下端嵌固在第二立柱支承桩中。

与现有技术相比，本发明具有以下显著的优点：

⑴本发明通过钢筋混凝土板将原支护桩和新支护桩在空间上连接为一个结构，钢筋混凝土板对局部增深基坑起到支撑作用，它作为局部增深基坑支护结构和原深基坑支护结构的横向连系，使原深基坑支护结构和局部增深基坑支护结构构成一个整体的空间受力体系，提高了整个支护体系的稳固性，增强了安全性。

⑵本发明的钢筋混凝土板可有效抵抗原深基坑底部的土压力，防止管涌，另外，钢筋混凝土板还可以作为原深基坑地下室的底板，因此，在后续施工过程中，局部增深基坑支护结构仅拆除位于局部增深基坑中的钢筋混凝土内支撑即可，而钢筋混凝土板无需拆除，直接作为原深基坑地下室的底板，省去了后续施工地下室底板的施工步骤，降低了施工成本，缩短了施工工期，提高了施工效率。

⑶本发明增深基坑的钢管桩+钢筋混凝土内支撑梁及人工挖孔桩+钢筋混凝土板构成增深基坑的支护体系，这个支护体系和上方已经施工好的原深基坑支护结构构成一个整体的基坑支护体系，确保了基坑结构的安全。

⑷本发明靠近旋挖桩的新支护桩采用钢管桩，钢管桩的直径为0.18米左右，不会超过地下室侧壁边线，解决了占用原设计的建筑面积，造成建筑面积的损失的缺陷，施工钢管桩的机械较小，可吊装进原深基坑，大大降低了施工成本，经济效益好，而且该小型机械不会碰撞到钢筋混凝土内支撑梁，对原设计基坑支护结构的安全性没有影响。

⑸本发明的局部增深基坑除了靠近原支护桩的一侧边的新支护桩采用钢管桩，其余侧边均采用人工挖孔桩，人工挖孔桩易于施工，进一步降低了施工成本。

⑹本发明采用钢构柱支撑原钢筋混凝土梁及新钢筋混凝土梁，增强了钢筋混凝土梁的强度，提高了支护体系的安全性。

⑺本发明适用于开挖深度大、局部二次开挖的基坑工程围护施工，可在地质和外部环境复杂的条件下应用，为地质复杂的深基础提供安全可靠的基坑支护结构体系，确保深基坑的建筑施工安全和深基坑周围建筑物的结构安全。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明原深基坑支护结构的平面布置图；

图2是本发明的平面布置图；

图3是本发明旋挖桩和钢管桩组合支护的立面图；

图4是本发明原深基坑支护结构的立面图；

图5是原深基坑支护结构的旋挖桩立面图；

图6是本发明旋挖桩和人工挖孔桩组合支护的立面图。

具体实施方式

如图1～6所示，在本实施例中，某大厦工程，原深基坑1周边长度525m，占地面积约为9820平方米，原深基坑1的开挖深度是11.20m，在位于原深基坑1中的旋挖桩、第一层锚索、原钢筋混凝土内支撑梁、部分第二层腰梁锚索已经施工完成，土方已经开挖约4～8m，因甲方开发需求，建筑使用功能的改变，临时局部增加一层地下室，局部增深基坑2开挖的深度是4.6m，旋挖桩在原深基坑底面的嵌固深度4.3m，局部增深后，旋挖桩在局部增深基坑2底面的嵌固深度为0.3m，即：旋挖桩的长度满足要求，可伸入增深基坑底面以下，但是，旋挖桩伸入增深基坑底面的长度较短，仅为0.3m，旋挖桩的桩体悬臂部分很长。

本发明一种原深基坑施工后局部增深支护体系，包括设置在原深基坑1中的原深基坑支护结构，原深基坑支护结构包括原支护桩11、原钢筋混凝土内支撑梁12和原预应力锚索支护结构，原支护桩11伸入原深基坑1底面且沿着原深基坑1的内壁圆周排列，在原支护桩11的桩顶上设有冠梁13增加桩的整体性，原钢筋混凝土内支撑梁12位于同一水平面上，原钢筋混凝土内支撑梁12的两端固定在冠梁13上，原预应力锚索支护结构设置在原支护桩11上用于支护原支护桩11，原预应力锚索支护结构桩间锚杆15和锚索腰梁16，在原深基坑的边角位置设有角支撑14，原深基坑施工后局部增深支护体系还包括局部增深基坑支护结构，局部增深基坑支护结构包括新支护桩、新钢筋混凝土内支撑梁21和钢筋混凝土板22，新支护桩伸入局部增深基坑底面且沿着局部增深基坑的内壁圆周排列，新支护桩的桩顶上设有冠梁23，新钢筋混凝土内支撑梁21的两端固定在新支护桩的冠梁23上，新支护桩的冠梁23还通过钢筋混凝土板22与原支护桩11的下部相连。

在本实施例中，局部增深基坑2的至少一侧边靠近原支护桩11，而局部增深基坑2的其余侧边远离原支护桩11，原支护桩11采用旋挖桩，旋挖桩分为长、短两种桩型，长、短桩间隔设置，新支护桩的桩顶部分与旋挖桩的桩底部分重叠，靠近旋挖桩的新支护桩的冠梁与其所靠近的旋挖桩的下部直接相连，位于局部增深基坑2其余侧边的新支护桩的冠梁还通过钢筋混凝土板22与其余旋挖桩的下部相连。靠近旋挖桩的新支护桩采用钢管桩24，其余的新支护桩采用人工挖孔桩25，钢管桩24的冠梁与其所靠近的旋挖桩的下部相连，新钢筋混凝土内支撑梁21的两端固定在钢管桩24和人工挖孔桩25的冠梁上，钢筋混凝土板22的一端固定在人工挖孔桩25的冠梁上，另一端与其余的旋挖桩的下部相连。

原深基坑施工后局部增深支护体系还包括钢构柱3、伸入原深基坑1底面的第一立柱支承桩4、钢管立柱5和伸入局部增深基坑2底面的第二立柱支承桩，新钢筋混凝土内支撑梁21位于原钢筋混凝土内支撑梁12的下方，钢构柱3的上端穿入原钢筋混凝土内支撑梁12并向下穿过新钢筋混凝土内支撑梁21嵌固在第一立柱支承桩4中，钢管立柱5的上端穿入新钢筋混凝土内支撑梁21，其下端嵌固在第二立柱支承桩中。

在钢筋混凝土板22的下方设有用于支撑钢筋混凝土板22的支承柱。在本实施例中，支承柱为建筑结构桩，在钢筋混凝土板22的内缘和外缘分设有建筑结构桩，建筑结构桩的间距为0.65米，可用于支承钢筋混凝土板22。

在钢管桩24和人工挖孔桩25上设有新预应力锚索支护结构，新预应力锚索支护结构包括桩间锚杆26和锚索腰梁，桩间锚杆26采用粗钢筋，它位于相邻的钢管桩24之间或相邻的人工挖孔桩25之间且具有数层，桩间锚杆26斜向穿入周边的土层中，锚索腰梁设置在钢管桩24和人工挖孔桩25的桩身上且上下并排设置数层。

一种上述原深基坑施工后局部增深支护体系的施工方法，基坑支护体系由上而下依次进行施工，原深基坑支护结构施工完成，达到相应强度后再进行局部深支护结构的施工，具体包括以下步骤：

⑴沿着原深基坑1边界对原支护桩11的位置进行定位画线；

⑵施工原支护桩11，使原支护桩11沿着原深基坑1的边界圆周排列；同时对钢构柱3进行施工，包括：①在设置钢构柱3的位置挖孔，形成伸入原深基坑1底面的桩孔；②将第一立柱支承桩的钢筋笼放入桩孔内底部再浇注混凝土，形成第一立柱支承桩；③将钢构柱3插入桩孔并使钢构柱的下端嵌固在第一立柱支承桩中；④钢构柱向上穿过后续施工的新钢筋混凝土内支撑梁后锚固在原钢筋混凝土内支撑梁中。

⑶在原支护桩11的桩顶上浇筑冠梁13；

⑷以冠梁13为支撑，搭接冠梁13浇筑原钢筋混凝土内支撑梁12，使原钢筋混凝土内支撑梁12的两端与冠梁13连接为一体；

⑸待冠梁13和原钢筋混凝土内支撑梁12达到强度后，开挖原深基坑1；

⑹在原支护桩11上设置原预应力锚索支护结构，再挂钢筋网喷锚支护；

具体是：在开挖的过程中，在原支护桩11上设置原预应力锚索支护结构，即每开挖一定深度，在原支护桩11上的相应位置处设置新预应力锚索支护结构的一层桩间锚杆和锚索腰梁，每层开挖土方的底面，设置基坑排水沟27，直至挖至原深基坑1的底面，在原支护桩11上且位于新预应力锚索支护结构的外侧进行钢筋网喷锚支护。

上述原深基坑支护结构的施工流程概述为：在原深基坑边界对旋挖桩的位置进行定位、施工，旋挖桩分为长、短桩，先施工长桩后施工短桩，然后完成对钢构立柱的施工；旋挖桩和钢构立柱完成后，完成第一道冠梁、第一排锚索、第一道混凝土内支撑梁、第一道腰梁的施工；第一道混凝土内支撑梁强度达到70％，开挖支撑梁以下的土方，开挖土方达到一定的深度后，对旋挖桩立面结构进行挂钢筋网喷锚支护，并在基坑底面开挖排水沟。上述施工顺序循环进行，直到上层支护结构的基坑底层。

⑺在原深基坑1的底面17作业，沿着局部增深基坑2边界对新支护桩的位置进行定位画线；

⑻施工新支护桩，使新支护桩沿着局部增深基坑的边界圆周排列；局部增深基坑2的至少一侧边靠近原支护桩11，而局部增深基坑2的其余侧边远离原支护桩11，新支护桩包括钢管桩24和人工挖孔桩25，在局部增深基坑2的侧边且靠近原支护桩11的位置插打钢管桩24，在局部增深基坑2的其余侧边施工人工挖孔桩25。

施工钢管桩24和人工挖孔桩25的同时对钢管立柱进行施工，包括：

①在设置钢管立柱的位置挖孔，形成伸入局部增深基坑底面的桩孔；

②将第二立柱支承桩的钢筋笼放入桩孔内底部再浇注混凝土，形成第二立柱支承桩；

③将钢管立柱插入桩孔并使钢管立柱钢的下端嵌固在第二立柱支承桩中；

④钢管立柱的上端穿入后续施工的新混凝土内支撑梁中，下端嵌固在第二立柱支承桩中。

⑼在新支护桩的桩顶上浇筑冠梁，即在钢管桩24和人工挖孔桩25的桩顶上浇筑冠梁23；

⑽以冠梁23为支撑，搭接冠梁23浇筑新钢筋混凝土内支撑梁21，使新钢筋混凝土内支撑梁21的两端与冠梁23连接成一体，同时，浇筑钢筋混凝土板22，使钢筋混凝土板22的内缘与冠梁23连接为一体，而钢筋混凝土板22的外缘与原支护桩11的下部相连；

⑾待冠梁23和新钢筋混凝土内支撑梁21达到强度后，开挖局部增深基坑2。在开挖局部增深基坑2的过程中，在钢管桩24和人工挖孔桩25上设置新预应力锚索支护结构，即每开挖一定深度，在钢管桩24和人工挖孔桩25上的相应位置处设置新预应力锚索支护结构的一层桩间锚杆26和锚索腰梁，直至挖至局部增深基坑2的底面28，在钢管桩和人工挖孔桩上且位于新预应力锚索支护结构的外侧进行钢筋网喷锚支护。每层开挖土方的底面，设置基坑排水设施。

上述局部增深基坑支护结构的施工流程具体是：局部增深基坑结构施工包括钢管桩+钢筋混凝土内支撑梁的支护结构和人工挖孔桩+钢筋混凝土板的支护结构施工两部分。

首先，钢管桩+钢筋混凝土支撑支护结构施工包括：

第一步完成钢管桩施工，对桩位进行定位放线，采用潜孔钻机钻取钢管桩孔，成孔至设计桩底后用空压机清孔成孔，清孔完成后进行注浆，放入钢管后及时进行补浆。

第二步完成冠梁、钢筋混凝土内支撑梁、腰梁、钢管立柱的施工。冠梁施工流程：凿除浮浆土渣→钢筋绑扎→支模→砼浇筑→养护。腰梁施工流程：支护桩凿毛植筋→钢筋绑扎→支模→砼浇筑→养护。冠梁部位土方均采用机械开挖、人工修整方法，按设计要求作好底、侧模板就位固定，绑扎好钢筋，浇注混凝土。模板均采用18mm厚的夹板。桩顶纵向钢筋应锚入冠梁内不小于30倍纵筋直径。腰梁锚索部位预埋Ф100mmPVC管，以便锚索从中穿出。混凝土采用商品混凝土泵送施工，砼浇筑前应对模板、钢筋进行检查，清除模板内杂物，并经隐蔽验收合格后方可进行砼浇筑，浇筑时采用振动棒和人工插实相结合，振捣时要掌握好每一点的振捣时间，要求快插慢拨，振至砼表面不再下沉、汽泡基本排尽为止，严禁“少振”“过振”和“漏振”，确保砼的浇筑质量，混凝土一次浇捣完成，不留施工缝，混凝土浇筑完毕后，应在12小时以内加以覆盖，并浇水养护，养护时间不少于14天。

第三步混凝土内支撑梁强度达到70％后，开挖支撑梁下部土方。土方开挖到基坑规定深度后，钢筋锚杆及网喷施工支护。

土方开挖方法：①准备工作，清理地面障碍物并整平；在土方开挖施工前，进行地质调查，对发现的地下管线确定处理方式；沿基坑外四周设排水沟，保证场外地表水不流入基坑。并进行基坑的降水处理；按工程监测要求，开挖前先布置各种类型的观测点，并测定初始数据。②土方开挖，土体拟采用斜坡出土的方式出土，斜坡坡度应满足运输车辆行驶要求；土方开挖后期，无法利用斜坡出土时，采用长臂挖机挖土外运；剩余少量采用垂直运输，在最终出土口拟采用大吨位吊机将挖出的土方临时堆在10m外的空地上进行集中外运。施工过程中须加强对支护结构、地面和坑底隆起的观测，确保挖土过程中基坑的安全。开挖时需严格控制开挖深度，严禁超挖。靠近地下围护结构位置应挖临时排水沟，同时应保证降水深度大于在开挖面以下0.5m。

钢筋锚杆及网喷施工：①钢筋锚杆施工，采用潜孔钻机成孔，采用注浆泵，压入水泥浆，用复合硅酸盐水泥，按水灰比配制水泥浆液，浆体中掺入早强剂，安置锚杆后及时补浆。②网喷施工，挂网喷射混凝土采用C20细石混凝土，喷射厚度为100mm，挂钢筋网。钢筋采用绑扎连接，加强筋及加强筋与锚杆的连接采用焊接。按设计要求的放坡坡度用挖掘机开挖至土方开挖线，并进行人工平整。锚杆按上述施工好后与编制好的钢筋网固定好，安装泄水管与插筋错开布置。有钢筋锚杆部位，钢筋网纵横向加强筋焊接。钢筋网编制时，按规范进行搭接，钢筋网与坡面之间保证7～8cm左右距离；喷射混凝土，通过空压机，把预拌好的骨料均匀输送出去，最佳水平输送距离20～40m，在枪口与水混合,喷头与受喷面应垂直,并保持1米左右距离。

第四步基坑排水体系施工，①坑顶排水设置：为保证基坑顶排水畅通，必须在基坑顶设置连通的排水沟，排水沟做法按设计图纸，基坑顶排水沟排水进市政排水管，排水沟与市政排水管处设置三级沉淀池。②坑底排水设置：为保证基坑底排水畅通，必须在基坑底设置连通的排水沟，排水沟做法按设计图纸，按图纸在基坑底周边设置排水沟，在基坑设置集水井，在集水井处安装一台自动抽水泵将基坑底集水抽排至坑顶排水沟。上述施工顺序循环进行，直到局部增深基坑底层。

人工挖孔桩+钢筋砼支撑支护结构施工：第一步完成人工挖孔桩的施工，场地平整→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支模浇灌第一节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线安装活动井盖、设置垂直运输架、安装卷扬机、吊桶、潜水泵、鼓风机、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板、支第二节模板、浇灌第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、支模、浇灌混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度→对桩孔直径、深度、进行全面检查验收→清理排除孔底积水→浇灌桩身混凝土至桩顶标高。第二、三、四步与钢管桩+钢筋混凝土内支撑梁的支护结构施工步骤相同。上述施工顺序循环进行，直到局部增深基坑底层。

施工监测

基坑支护工程是一种风险性大的系统工程，施工应遵照动态设计、信息化施工规定，确保基坑本身及周边环境的安全。因此要加强施工监测力度，达到以下监测目的：①将监测数据与预测值相比较以判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期要求。②将现场测量结果用于信息化反馈优化设计，使设计达到优质安全、经济合理、施工快捷的目的。

根据基坑开挖范围和开挖深度，应对基坑本身及周围环境的位移、沉降等多项内容进行监测。为此，在进场施工前做好以下四个方面的准备工作：①对周围原有的建筑物进行仔细调查、检测和技术鉴定，并做好记录、拍照、录像等工作，为施工过程中监测抢险及可能产生的纠纷提供必要的依据。②详细了解周围地下管线的情况，并做好记录。③在周边建筑物、路面设置沉降及变形观测点。④位移及沉降监测基准点应设在距边坡不小于3H处，数量不少于3个。

监测要点：①基坑周边设立水平、沉降变形观测点，地下水水位观测点，测斜观测点，进行水平位移、垂直变形及基坑支护结构倾斜监测，锚索拉力监测数量为锚索总数的3％，观测点位置可视周边环境及重要性作适当调整。②观测频率：参照设计要求及第三方监测方案，施工方监测频率要比第三方监测加大至少一次，分层开挖完成或雨天应加测一次。③监测报警值：水平位移及沉降均不允许超过30mm，其报警值均为25mm；锚索拉力控制值为设计拉力值的60％。

保护措施

基坑开挖的过程中，对基坑开挖成品或半成品的保护，是保证基坑质量和结构安全性能的重要措施。施工过程中，保护基坑可采取以下措施：①基坑开挖前，认真审读图纸，合理确定施工顺序，避免因工序混乱破坏成品或半成品。②基坑开挖过程中，机械挖土应有专人指挥。开挖搅拌桩上部及周边土体时，应避免硬碰硬开挖，以防拉断或撞断搅拌桩。③基坑开挖过程中，对锚杆及锚索端部要加以保护，周边土层尽量人工配合挖土，特别是死角处，不得强行使用机械，以防把锚杆和锚索拉出。④基坑开挖过程中，因基坑底标高不一，因此，开挖时，基础落差放线严格控制，而且落差处加大人工监控配合。⑤加强对成品保护，施工过程中对已完分项工程制定防护措施加以保护；对产品的保护，着重抓施工顺序和防护措施，不颠倒工序，按正确的施工流程组织施工，防止前道工序损坏或污染后道工序。⑥基坑开挖过程中严禁超挖、抢挖，在支护结构强度达到80％设计强度后,方能进行下一步开挖。在基坑开挖过程中严禁“大锅底”开挖,并作好基坑内的排水工作,如在雨天施工必须准备足够的抽水设备,保证基底不被长时间浸泡。⑦严格按设计要求限制坑顶堆土。

在施工过程中，采用上述一套完整的监测和保护措施，用以保证基坑施工过程中成品或半成品的质量和安全性。

在其它实施例中，若局部增深基坑位于原深基坑的中部，即局部增深基坑的边界并不靠近原深基坑的边界，此时在土质好的情况下，新支护桩可均采用廉价的人工挖孔桩；而在土质不好的情况下，新支护桩需要均采用钢管桩。因此，本发明包含钢管桩+钢筋混凝土内支撑梁的支护结构和人工挖孔桩+钢筋混凝土支撑板的支护结构这两种支护形式，在基坑局部加深运用时，可以根据实际地质情况，选取适当一种结构适用。

本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种原深基坑施工后局部增深支护体系，包括设置在原深基坑中的原深基坑支护结构，所述原深基坑支护结构包括原支护桩、原钢筋混凝土内支撑梁和原预应力锚索支护结构，所述原支护桩伸入原深基坑底面且沿着原深基坑的内壁圆周排列，在所述原支护桩的桩顶上设有冠梁，所述原钢筋混凝土内支撑梁的两端固定在冠梁上，所述原预应力锚索支护结构设置在原支护桩上用于支护原支护桩，其特征在于：所述原深基坑施工后局部增深支护体系还包括局部增深基坑支护结构，所述局部增深基坑支护结构包括新支护桩、新钢筋混凝土内支撑梁和钢筋混凝土板，所述新支护桩伸入局部增深基坑底面且沿着局部增深基坑的内壁圆周排列，所述新支护桩的桩顶设有冠梁，所述新钢筋混凝土内支撑梁的两端固定在新支护桩的冠梁上，所述新支护桩的冠梁还通过钢筋混凝土板与原支护桩的下部相连。

2.根据权利要求1所述的原深基坑施工后局部增深支护体系，其特征在于：所述局部增深基坑的至少一侧边靠近原支护桩，而局部增深基坑的其余侧边远离原支护桩，所述原支护桩采用旋挖桩，靠近旋挖桩的新支护桩的冠梁与其所靠近的旋挖桩的下部直接相连，位于局部增深基坑其余侧边的新支护桩的冠梁还通过钢筋混凝土板与其余旋挖桩的下部相连。

3.根据权利要求2所述的原深基坑施工后局部增深支护体系，其特征在于：靠近旋挖桩的新支护桩采用钢管桩，其余的新支护桩采用人工挖孔桩，所述钢管桩的冠梁与其所靠近的旋挖桩的下部相连，所述新钢筋混凝土内支撑梁的两端固定在钢管桩和人工挖孔桩的冠梁上，所述钢筋混凝土板的一端固定在人工挖孔桩的冠梁上，另一端与其余的旋挖桩的下部相连。

4.根据权利要求3所述的原深基坑施工后局部增深支护体系，其特征在于：所述原深基坑施工后局部增深支护体系还包括钢构柱、伸入原深基坑底面的第一立柱支承桩、钢管立柱和伸入局部增深基坑底面的第二立柱支承桩，所述新钢筋混凝土内支撑梁位于原钢筋混凝土内支撑梁的下方，所述钢构柱的上端穿入原钢筋混凝土内支撑梁并向下穿过新钢筋混凝土内支撑梁嵌固在第一立柱支承桩中，所述钢管立柱的上端穿入新钢筋混凝土内支撑梁，其下端嵌固在第二立柱支承桩中。

5.根据权利要求4所述的原深基坑施工后局部增深支护体系，其特征在于：在所述钢筋混凝土板的下方设有用于支撑钢筋混凝土板的支承柱。

6.根据权利要求5所述的原深基坑施工后局部增深支护体系，其特征在于：在所述钢管桩和人工挖孔桩上设有新预应力锚索支护结构，所述新预应力锚索支护结构包括桩间锚杆和锚索腰梁，所述桩间锚杆位于相邻的钢管桩之间或相邻的人工挖孔桩之间且具有数层，所述桩间锚杆斜向穿入周边的土层中，所述锚索腰梁设置在钢管桩和人工挖孔桩的桩身上且上下并排设置数层。

7.一种权利要求1所述的原深基坑施工后局部增深支护体系的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

⑴沿着原深基坑边界对原支护桩的位置进行定位画线；

⑵施工原支护桩，使原支护桩沿着原深基坑的边界圆周排列；

⑶在原支护桩的桩顶上浇筑冠梁；

⑷以冠梁为支撑，搭接冠梁浇筑原钢筋混凝土内支撑梁，使原钢筋混凝土内支撑梁的两端与冠梁连接为一体；

⑸待冠梁和原钢筋混凝土内支撑梁达到强度后，开挖原深基坑；

⑹在原支护桩的桩身上设置原预应力锚索支护结构，再挂钢筋网喷锚支护；

⑺在原深基坑的底面作业，沿着局部增深基坑边界对新支护桩的位置进行定位画线；

⑻施工新支护桩，使新支护桩沿着局部增深基坑的边界圆周排列；

⑼在新支护桩的桩顶上浇筑冠梁；

⑽以冠梁为支撑，搭接冠梁浇筑新钢筋混凝土内支撑梁，使新钢筋混凝土内支撑梁的两端与冠梁连接成一体，同时，浇筑钢筋混凝土板，使钢筋混凝土板的内缘与冠梁连接为一体，而钢筋混凝土板的外缘与原支护桩的下部相连；

⑾待冠梁和新钢筋混凝土内支撑梁达到强度后，开挖局部增深基坑。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述局部增深基坑的至少一侧边靠近原支护桩，而局部增深基坑的其余侧边远离原支护桩，在所述步骤⑻中，所述新支护桩包括钢管桩和人工挖孔桩，在局部增深基坑的侧边且靠近原支护桩的位置插打钢管桩，在局部增深基坑的其余侧边施工人工挖孔桩。

9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于：在所述步骤⑾中，在开挖局部增深基坑的过程中，在钢管桩和人工挖孔桩上设置新预应力锚索支护结构，即每开挖一定深度，在钢管桩和人工挖孔桩上的相应位置处设置新预应力锚索支护结构的一层桩间锚杆和锚索腰梁，直至挖至局部增深基坑的底面。

10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于：在所述步骤⑵中，所述原支护桩采用旋挖桩，施工旋挖桩的同时对钢构柱进行施工，包括：

①在设置钢构柱的位置挖孔，形成伸入原深基坑底面的桩孔；

②将第一立柱支承桩的钢筋笼放入桩孔内底部再浇注混凝土，形成第一立柱支承桩；

③将钢构柱插入桩孔并使钢构柱的下端嵌固在第一立柱支承桩中；

④钢构柱向上穿过后续施工的新钢筋混凝土内支撑梁后锚固在原钢筋混凝土内支撑梁中；

在所述步骤⑻中，施工钢管桩和人工挖孔桩的同时对钢管立柱进行施工，包括：

①在设置钢管立柱的位置挖孔，形成伸入局部增深基坑底面的桩孔；

②将第二立柱支承桩的钢筋笼放入桩孔内底部再浇注混凝土，形成第二立柱支承桩；

③将钢管立柱插入桩孔并使钢管立柱钢的下端嵌固在第二立柱支承桩中；

④钢管立柱的上端穿入后续施工的新混凝土内支撑梁中，下端嵌固在第二立柱支承桩中。