CN106049505B - 一种深基坑支撑支护体系的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种深基坑支撑支护体系的施工方法，所述施工方法采用多排多向旋喷搅拌加筋排桩加斜向钢管支撑体系基坑组合支护桩，且多排多向旋喷搅拌加筋排桩通过专用钻机进行加固周边土体，形成具有较高强度的锚桩；所述斜向钢管支撑采用热轧无缝钢管，一般采用管径为400mm、600mm或800mm的钢管。本发明的优点在于：本发明深基坑支撑支护体系的施工方法，对于开挖深度10‑15m，面积1万平方以上的以上基坑，采用多排多向旋喷搅拌加筋排桩+钢管支撑体系基坑组合支护桩方案与传统的排桩支撑方案相比，可节约成本20‑50%，节省工期40%；且钢支撑施工技术简单易行,且可以重复使用,比一般的支护结构节省费用,综合效益显著。

Description

一种深基坑支撑支护体系的施工方法

技术领域

本发明属于建筑领域，涉及一种建筑基础基坑施工方法，特别涉及一种深基坑支撑支护体系的施工方法。

背景技术

建筑行业中，基坑是指为进行建筑物基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。基坑为建筑基础开挖的临时性坑井，属于临时性工程，其作用是提供一个空间，使基础的砌筑作业得以按照设计所指定的位置进行。一般情况下，开挖深度大于等于5M的基坑叫深基坑。

目前我国深基坑施工多数采用钢筋混凝土支撑作为支护体系，即在基坑周边设置一圈钢筋混凝土结构的灌注桩形成排桩，然后在灌注桩上方设置一圈冠梁，冠梁中间设置水平支撑，形成内撑式支护结构体系，但这种支护结构体系在实施过程中存在一定的安全的隐患。

经检索发现，周亚军工公开了双排加筋旋喷桩支护结构力学性状研究(双排加筋旋喷桩支护结构力学性状研究，周亚军，湖南科技大学土木工程专业硕士毕业论文2012)在旋喷桩和双排桩技术发展成熟的基础上，通过在旋喷桩中施加两排钢管，形成复合支护结构，解决了施工上空界限不足的问题，保证施工安全顺利地进行。

沈岳，江林，沈永龙公开了多排多向旋喷搅拌加劲支错结构的应用技术(多排多向旋喷搅拌加劲支错结构的应用技术，沈岳，江林，沈永龙，建筑科学)提出了多排多向旋喷搅拌加劲支错结构对周围土体进行加固，桩体中加入的筋体和错锭板，使加筋体与水泥土旋喷桩粘合在一起，形成很高的锚固力；且多排多向旋喷搅拌加劲支错结构可分为垂直旋喷搅拌加劲桩和多向旋喷搅拌加劲斜桩，是在土层中用旋喷搅拌法形成水泥土变径桩体，并插入钢绞线等锚筋制成多向旋喷搅拌加劲垂直桩和斜桩，用其来加固和支护地基土或边坡。

经检索还发现，中国专利201020158219.1公开了一种多字型单排多向旋喷搅拌加筋组合支护桩，包括基坑，在基坑四周的土体上设有单排垂直旋喷搅拌加筋桩墙，该桩内插有型钢。

但上述方法在实施过程中，仍存在一定的问题：1.上述实施方法，均存在施工成本高，工期时间长；2.加固结构存在一定的安全隐患。

因此，研发一种能够节约施工成本、缩短工期且能够提高加固结构安全度的深基坑支撑支护体系的施工方法是非常有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够节约施工成本、缩短工期且能够提高加固结构安全度的深基坑支撑支护体系的施工方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种深基坑支撑支护体系的施工方法，其创新点在于：所述施工方法采用多排多向旋喷搅拌加筋排桩加斜向钢管支撑体系基坑组合支护桩，且多排多向旋喷搅拌加筋排桩通过专用钻机进行加固周边土体，形成具有较高强度的锚桩；所述斜向钢管支撑采用热轧无缝钢管，一般采用管径为400mm、600mm或800mm的钢管。

进一步地，所述施工方法具体步骤如下：

(1)定位：当土方开挖沟槽后，量测标高，并在围护桩上拉线做记号；然后钻机准确就位，且将底座垫平，钻杆的倾斜度应用罗盘校核，使得钻孔定位偏差小于5cm，孔斜偏差小于3°，桩径偏差不超过2cm，并严格按设计桩长施工；

(2)成孔：多排多向旋喷搅拌加筋排桩采用专用钻机成孔，成孔至设计深度后，进行注浆，待孔口返出的泥浆不含砂粒与土时，退出钻杆同时螺纹钢筋安放完毕；

(3)锚筋制作：加筋水泥土锚柱的筋体采用Φ32的螺纹钢筋，且钻进角度为与水平面的夹角为45-75°，同时所使用的钢绞线强度标准值为1720Mpa；

(4)压顶梁及腰梁：压顶梁尺寸为800×400mm，混凝土强度等级为C25；钢筋保护层厚度及左右侧面均为30mm，下面保护层厚度为50mm；在型钢外部采用2根14#工字钢与若干扁铁焊接作为腰梁，2根14#工字钢之间用50×100×10的钢板进行焊接，焊接方式为对焊，腰梁对焊连接时，工字钢之间的连接焊缝间距不应大于2m，螺纹钢筋从两根工字钢之间穿过，腰梁与锚具之间采用-200×200×10的钢板做为垫板；

(5)张拉、锁定：锚头用冷挤压法与锚盘进行固定，三轴搅拌桩、旋喷搅拌桩及压顶梁强度达到70％后方可进行张拉锁定；每个锚筋张拉至设计抗拔力的120％后，放松到70％设计抗拔力进行锁定；

(6)降水施工：场地内挖深坑进行降水的方式，在基坑施工前一个月内在场地内每隔25～30米挖直径2米左右深度为6米左右的深坑，用潜水泵连续抽取坑内集水，直至地下水出去基坑面以下为止；且对基坑内局部加深部位根据施工现场情况增设轻型井点进行局部降水处理；

(7)基坑围护施工：基坑四周设800mm混凝土灌注排桩围护结构,转角部位局部加强；且围护桩采用旋挖钻机成孔,导管法水下浇注混凝土成桩；同时，钻孔施工时,采用隔三打一的办法施工，即每隔三根桩施工一根桩；此外，冠梁将围护桩连接成整体排架,围护桩施工完成后,立即进行冠梁开挖和桩顶混凝土凿除清理,围护桩主筋锚入冠梁,冠梁采用与围护桩同标号混凝土现场浇注,浇注时同时安装预埋钢板,满足下部钢支撑安装需要；且土方开挖后围护桩间采用喷锚支护,防止桩间土体掉块；

(8)基坑土方开挖施工：基坑土方开挖遵循“分段、分层、分块挖土,先中间后两边,随挖随撑,限时完成”的原则,即水平开挖采用从一端先向另一端分段顺序开挖,竖向开挖采用由上到下顺序分层开挖；开挖时支撑和挖土紧密配合,随挖随撑，基坑沿纵向分段分层开挖,每层每段开挖长度不宜超过支撑的间距,第一层一般为3～4m,在第二层及以下土层一般为4m左右,每层开挖面标高以该层支撑的底面或设计基坑底标高为准,开挖完成及时安装钢支撑施加预应力；且土方开挖分三层进行,底层开挖时先将设计好的钢支撑部位承台挖出，待承台混凝土浇筑结束，钢支撑加固结束，进行清土，挖至基础以上0.2～0.3m位置,最后由人工清土；

(9)钢支撑施工：围护桩外加钢支撑采用Φ600x14热轧无缝钢管支撑直接撑在冠梁上，且钢支撑与围护桩必须密贴,若有间隙须用速凝细石混凝土填实；此外，钢支撑安装后12h内监测围护的位移情况，结构水平位移在设计符合内，此次斜撑成功，若超过设计值，需增加斜支撑的数量；最后，钢支撑拆除分层进行,当基坑内结构施工至负一层梁板时,将负一层的主次梁延伸至支护桩上，依靠结构梁水平支撑支护桩，并且此时的结构混凝土达到设计强度75％时,监测围护的位移情况，结构水平位移在设计符合内，便可拆卸钢支撑；

(10)深基坑施工监测：对围护桩位移和沉降变形、基坑周边地表沉降、基坑周边管线的位移沉降、基坑周边构建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位变化进行监测，确保基坑安全。

进一步地，所述步骤(2)成孔施工前应在场地中挖好排水沟及循环浆池，以避免因泥浆随意排放而影响施工。

进一步地，所述步骤(2)中注浆所采用的材料为普硅42.5水泥净浆，水灰比1.0～0.7；水泥浆应拌和均匀，掺入量20％，随拌随用，一次拌和的水泥浆应在初凝前用完。

进一步地，所述拌和采用旋转搅拌的方式，且旋转搅拌的压力为10～18MPa。

进一步地，所述步骤(8)基坑土方开挖施工前先清除基坑边堆土等荷载,同时在基坑四周做好防排水和管线保护措施；且基坑开挖主要采用挖掘机进行,每一开挖区域分别配备长臂挖掘机和小型挖掘机；长臂挖掘机置于地面垂直开挖和装运土方,小型挖掘机主要用于底部、边角、承台清理开挖和收集土方。

本发明的优点在于：本发明深基坑支撑支护体系的施工方法，对于开挖深度10-15m，面积1万平方以上的基坑，采用多排多向旋喷搅拌加筋排桩+钢管支撑体系基坑组合支护桩方案与传统的排桩支撑方案相比，可节约成本20-50％，节省工期40％；且钢支撑施工技术简单易行,且可以重复使用,比一般的支护结构节省费用,综合效益显著；此外，斜向钢管支撑体系基坑组合支护桩可保证施工质量和加固结构的安全度。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例深基坑支撑支护体系的施工方法，具体步骤如下：

(1)定位：当土方开挖沟槽后，量测标高，并在围护桩上拉线做记号；然后钻机准确就位，且将底座垫平，钻杆的倾斜度应用罗盘校核，使得钻孔定位偏差小于5cm，孔斜偏差小于3°，桩径偏差不超过2cm，并严格按设计桩长施工；

(2)成孔：成孔施工前应在场地中挖好排水沟及循环浆池，以避免因泥浆随意排放而影响施工，多排多向旋喷搅拌加筋排桩采用专用钻机成孔，成孔至设计深度后，进行注浆，注浆所采用的材料为普硅42.5水泥净浆，水灰比1.0～0.7；水泥浆应拌和均匀，掺入量20％，随拌随用，一次拌和的水泥浆应在初凝前用完，拌和采用旋转搅拌的方式，且旋转搅拌的压力为10～18MPa，待孔口返出的泥浆不含砂粒与土时，退出钻杆同时螺纹钢筋安放完毕；

(3)锚筋制作：加筋水泥土锚柱的筋体采用Φ32的螺纹钢筋，且钻进角度为与水平面的夹角为45°，同时所使用的钢绞线强度标准值为1720Mpa；

(4)压顶梁及腰梁：压顶梁尺寸为800×400mm，混凝土强度等级为C25；钢筋保护层厚度及左右侧面均为30mm，下面保护层厚度为50mm；在型钢外部采用2根14#工字钢与若干扁铁焊接作为腰梁，2根14#工字钢之间用50×100×10的钢板进行焊接，焊接方式为对焊，腰梁对焊连接时，工字钢之间的连接焊缝间距不应大于2m，螺纹钢筋从两根工字钢之间穿过，腰梁与锚具之间采用-200×200×10的钢板做为垫板；

(5)张拉、锁定：锚头用冷挤压法与锚盘进行固定，三轴搅拌桩、旋喷搅拌桩及压顶梁强度达到70％后方可进行张拉锁定；每个锚筋张拉至设计抗拔力的120％后，放松到70％设计抗拔力进行锁定；

(6)降水施工：场地内挖深坑进行降水的方式，在基坑施工前一个月内在场地内每隔25～30米挖直径2米左右深度为6米左右的深坑，用潜水泵连续抽取坑内集水，直至地下水出去基坑面以下为止；且对基坑内局部加深部位根据施工现场情况增设轻型井点进行局部降水处理；

(7)基坑围护施工：基坑四周设800mm混凝土灌注排桩围护结构,转角部位局部加强；且围护桩采用旋挖钻机成孔,导管法水下浇注混凝土成桩；同时，钻孔施工时,采用隔三打一的办法施工，即每隔三根桩施工一根桩；此外，冠梁将围护桩连接成整体排架,围护桩施工完成后,立即进行冠梁开挖和桩顶混凝土凿除清理,围护桩主筋锚入冠梁,冠梁采用与围护桩同标号混凝土现场浇注,浇注时同时安装预埋钢板,满足下部钢支撑安装需要；且土方开挖后围护桩间采用喷锚支护,防止桩间土体掉块；

(8)基坑土方开挖施工：基坑土方开挖施工前先清除基坑边堆土等荷载,同时在基坑四周做好防排水和管线保护措施；且基坑开挖主要采用挖掘机进行,每一开挖区域分别配备长臂挖掘机和小型挖掘机；长臂挖掘机置于地面垂直开挖和装运土方,小型挖掘机主要用于底部、边角、承台清理开挖和收集土方；基坑土方开挖遵循“分段、分层、分块挖土,先中间后两边,随挖随撑,限时完成”的原则,即水平开挖采用从一端先向另一端分段顺序开挖,竖向开挖采用由上到下顺序分层开挖；开挖时支撑和挖土紧密配合,随挖随撑，基坑沿纵向分段分层开挖,每层每段开挖长度不宜超过支撑的间距,第一层一般为3～4m,在第二层及以下土层一般为4m左右,每层开挖面标高以该层支撑的底面或设计基坑底标高为准,开挖完成及时安装钢支撑施加预应力；且土方开挖分三层进行,底层开挖时先将设计好的钢支撑部位承台挖出，待承台混凝土浇筑结束，钢支撑加固结束，进行清土，挖至基础以上0.2～0.3m位置,最后由人工清土；

(9)钢支撑施工：围护桩外加钢支撑采用Φ600x14热轧无缝钢管支撑直接撑在冠梁上，且钢支撑与围护桩必须密贴,若有间隙须用速凝细石混凝土填实；此外，钢支撑安装后12h内监测围护的位移情况，结构水平位移在设计符合内，此次斜撑成功，若超过设计值，需增加斜支撑的数量；最后，钢支撑拆除分层进行,当基坑内结构施工至负一层梁板时,将负一层的主次梁延伸至支护桩上，依靠结构梁水平支撑支护桩，并且此时的结构混凝土达到设计强度75％时,监测围护的位移情况，结构水平位移在设计符合内，便可拆卸钢支撑；

(10)深基坑施工监测：对围护桩位移和沉降变形、基坑周边地表沉降、基坑周边管线的位移沉降、基坑周边构建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位变化进行监测，确保基坑安全。

实施例2

该实施例通过工程实例说明，多排多向旋喷搅拌加筋排桩+斜向钢管支撑体系基坑组合支护桩在泰州茂业天地3号地块百货商场深基坑施工基坑工程的运用，由于该工程受施工场地限制,采用排桩支护具有较大优势,排桩刚度大能有效保证基坑和周边环境安全；排桩施工和土方开挖错开进行,能缩短基坑暴露时间,有效保证施工工期；钢支撑施工技术简单易行,它具有良好的变形控制能力和较高的稳定性，是近年来在深基坑支护中应用的一种创新技术。与传统的支护相比具有很大的经济优势，且施工期间对环境的污染较小。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种深基坑支撑支护体系的施工方法，其特征在于：所述施工方法采用多排多向旋喷搅拌加筋排桩加斜向钢管支撑体系基坑组合支护桩，且多排多向旋喷搅拌加筋排桩通过专用钻机进行加固周边土体，形成具有高强度的锚桩；所述斜向钢管支撑采用热轧无缝钢管，采用管径为400mm、600mm或800mm的钢管；

所述施工方法具体步骤如下：

(1)定位：当土方开挖沟槽后，量测标高，并在围护桩上拉线做记号；然后钻机准确就位，且将底座垫平，钻杆的倾斜度应用罗盘校核，使得钻孔定位偏差小于5cm，孔斜偏差小于3°，桩径偏差不超过2cm，并严格按设计桩长施工；

(2)成孔：多排多向旋喷搅拌加筋排桩采用专用钻机成孔，成孔至设计深度后，进行注浆，待孔口返出的泥浆不含砂粒与土时，退出钻杆同时螺纹钢筋安放完毕；

(3)锚筋制作：加筋水泥土锚柱的筋体采用Φ32的螺纹钢筋，且钻进角度为与水平面的夹角为45-75°，同时所使用的钢绞线强度标准值为1720Mpa；

(4)压顶梁及腰梁：压顶梁尺寸为800×400mm，混凝土强度等级为C25；钢筋保护层厚度及左右侧面均为30mm，下面保护层厚度为50mm；在型钢外部采用2根14#工字钢与若干扁铁焊接作为腰梁，2根14#工字钢之间用50×100×10的钢板进行焊接，焊接方式为对焊，腰梁对焊连接时，工字钢之间的连接焊缝间距不应大于2m，螺纹钢筋从两根工字钢之间穿过，腰梁与锚具之间采用200×200×10的钢板做为垫板；

(5)张拉、锁定：锚头用冷挤压法与锚盘进行固定，三轴搅拌桩、旋喷搅拌桩及压顶梁强度达到70％后方可进行张拉锁定；每个锚筋张拉至设计抗拔力的120％后，放松到70％设计抗拔力进行锁定；

(6)降水施工：场地内挖深坑进行降水的方式，在基坑施工前一个月内在场地内每隔25～30米挖直径2米，深度为6米的深坑，用潜水泵连续抽取坑内集水，直至地下水降至基坑面以下为止；且对基坑内局部加深部位根据施工现场情况增设轻型井点进行局部降水处理；

(7)基坑围护施工：基坑四周设800mm混凝土灌注排桩围护结构,转角部位局部加强；且围护桩采用旋挖钻机成孔,导管法水下浇注混凝土成桩；同时，钻孔施工时,采用隔三打一的办法施工，即每隔三根桩施工一根桩；此外，冠梁将围护桩连接成整体排架,围护桩施工完成后,立即进行冠梁开挖和桩顶混凝土凿除清理,围护桩主筋锚入冠梁,冠梁采用与围护桩同标号混凝土现场浇注,浇注时同时安装预埋钢板,满足下部钢支撑安装需要；且土方开挖后围护桩间采用喷锚支护,防止桩间土体掉块；

(8)基坑土方开挖施工：基坑土方开挖遵循“分段、分层、分块挖土,先中间后两边,随挖随撑,限时完成”的原则,即水平开挖采用从一端先向另一端分段顺序开挖,竖向开挖采用由上到下顺序分层开挖；开挖时支撑和挖土紧密配合,随挖随撑，基坑沿纵向分段分层开挖,每层每段开挖长度不宜超过支撑的间距,第一层一般为3～4m,在第二层及以下土层为4m,每层开挖面标高以该层支撑的底面或设计基坑底标高为准,开挖完成及时安装钢支撑施加预应力；且土方开挖分三层进行,底层开挖时先将设计好的钢支撑部位承台挖出，待承台混凝土浇筑结束，钢支撑加固结束，进行清土，挖至基础以上0.2～0.3m位置,最后由人工清土；

(9)钢支撑施工：围护桩外加钢支撑采用Φ600x14热轧无缝钢管支撑直接撑在冠梁上，且钢支撑与围护桩必须密贴,若有间隙须用速凝细石混凝土填实；此外，钢支撑安装后12h内监测围护的位移情况，结构水平位移在设计符合内，此次斜撑成功，若超过设计值，需增加斜支撑的数量；最后，钢支撑拆除分层进行,当基坑内结构施工至负一层梁板时,将负一层的主次梁延伸至支护桩上，依靠结构梁水平支撑支护桩，并且此时的结构混凝土达到设计强度75％时,监测围护的位移情况，结构水平位移在设计符合内，便可拆卸钢支撑；

(10)深基坑施工监测：对围护桩位移和沉降变形、基坑周边地表沉降、基坑周边管线的位移沉降、基坑周边构建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位变化进行监测，确保基坑安全。

2.根据权利要求1所述的深基坑支撑支护体系的施工方法，其特征在于：所述步骤(2)成孔施工前应在场地中挖好排水沟及循环浆池，以避免因泥浆随意排放而影响施工。

3.根据权利要求1所述的深基坑支撑支护体系的施工方法，其特征在于：所述步骤(2)中注浆所采用的材料为普硅42.5水泥净浆，水灰比1.0～0.7；水泥浆应拌和均匀，掺入量20％，随拌随用，一次拌和的水泥浆应在初凝前用完。

4.根据权利要求3所述的深基坑支撑支护体系的施工方法，其特征在于：所述拌和采用旋转搅拌的方式，且旋转搅拌的压力为10～18MPa。

5.根据权利要求1所述的深基坑支撑支护体系的施工方法，其特征在于：所述步骤(8)基坑土方开挖施工前先清除基坑边堆土荷载,同时在基坑四周做好防排水和管线保护措施；且基坑开挖主要采用挖掘机进行,每一开挖区域分别配备长臂挖掘机和小型挖掘机；长臂挖掘机置于地面垂直开挖和装运土方,小型挖掘机主要用于底部、边角、承台清理开挖和收集土方。