CN106400813A - 一种基坑支护系统及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种基坑支护系统及其施工方法，包括围护桩子系统和地下水控制子系统，所述围护桩子系统包括围护桩，所述围护桩与地下室外墙之间开设有肥槽，所述围护桩上还连接有冠梁、连梁和、腰梁和钢围檩，所述围护桩之间设置桩间土防护结构，注浆花管、预应力锚杆和钢支撑撑结构，所述围护桩顶部设有冠梁，中部固定有腰梁，所述冠梁前后排之间设有连梁，地下水控制子系统包括止水帷幕，该发明能够消除邻近地铁轨道的基础工程进行基坑施工时所出现的安全隐患问题，利用狭小空间，最大程度的减小基坑开挖对周围土体及结构引起的变形，使支护系统的施工更为高效，基坑支护系统的强度更大，安全性更强。

Description

一种基坑支护系统及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种建筑施工中基础工程的防护技术领域，尤其是一种基坑支护系统及其施工方法。
背景技术
建筑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的空间，开挖后，建筑基坑的周围产生多个临空面，构成基坑围体，我们将基坑围体的某一侧面称为基坑侧壁；
建筑基坑的开挖必然对周边环境造成一定的影响，为保证地下施工结构及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支撑、加固与保护措施，这就是基坑支护；
当前，随着全国各个大城市新项目的投入及旧城拆迁改建，建设工程的基坑工程，在数量、开挖深度、平方尺寸以及使用领域等方面都得到高速的发展，深大基坑已非常普遍，传统的放坡开挖技术以及采用少量钢板桩支护技术已经难以保证地下施工结构及建筑基坑周边环境的安全；
建筑基坑工程一般位于建筑密集、环境复杂的地区，一旦发生倒塌等事故后，将造成巨大的人员、财产损失，同时支护措施作为临时性支护结构，基坑工程的支护设计又不得不考虑经济因素，因此在基坑支护工程的设计和施工过程中，因地制宜、合理选型，达到安全、经济的和谐统一是设计、施工人员要着重考虑的问题；
在具备地下轨道交通的大型城市中，建筑基坑的支护施工还要充分考虑地下交通的安全性，基坑工程作为建筑施工中的基础工程，在前期处于非常重要的地位，而目前对处在地铁结构附近的基础工程进行基坑的设计施工时，往往碰到一系列的问题与困难，比如空间狭小、地铁结构周围无法进行有效支护措施、无法保证控制微小变形等问题；例如：对于拟建结构系统距离既有地铁轨道结构6m-12m，且建筑基坑深于地铁轨道结构，且基于基坑地质环境的主要地层为粉土层、粘土层和砂土层，且受第二层地下水潜水的影响，基于复杂的工程地质情况和周边环境，常规基坑支护方式已无法满足安全可行的需要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基坑支护系统及其施工方法，该系统设计科学，结构安全、稳定，可以提高整体性价比及安全系数的同时，更加适用于空间狭小的特殊施工环境，在保证既有轨道结构稳定、线路正常运营的前提下，安全、经济的进行现有基坑工程。
一种基坑支护系统及其施工方法，其中：
一种基坑支护系统，包括：围护桩子系统和地下水控制子系统；
进一步的，所述围护桩子系统包括：围护桩，所述围护桩与地下室外墙之间还开设有肥槽，所述围护桩上还连接有冠梁、连梁和腰梁，所述围护桩之间设置有桩间土防护结构，注浆花管、预应力锚杆和钢支撑结构，所述冠梁设置在围护桩的顶部，所述腰梁固定设置在围护桩的中部，所述连梁设置在冠梁前后排之间；所述注浆花管与桩间土防护结构连接固定，所述预应力锚杆与腰梁连接固定，所述钢支撑与钢围檩连接固定；
作为一种举例说明，所述围护桩采用钢筋混凝土结构；
所述围护桩采取隔桩施工，垂直度偏差为0.5％；
所述围护桩采用双排围护桩设置，排间距4000mm；
所述围护桩包含主筋、加强箍筋、螺旋筋，所述围护桩的桩径1000mm，桩间距1700mm，桩长26.50m，所述主筋共22根，每根所述主筋的规格为直径25mm的HRB400钢筋，所述加强箍筋为直径16mm的HRB400钢筋，所述加强箍筋沿围护桩桩身间距2000mm布设，所述螺旋筋为直径8mm的HRB300钢筋，所述螺旋筋沿围护桩桩身间距200mm布设；
作为一种举例说明，所述围护桩中还设置有钢筋保护层；
作为一种举例说明，所述钢筋保护层的厚度优选为50mm；
作为一种举例说明，所述冠梁亦采用钢筋混凝土结构；
所述冠梁为钢筋混凝土结构，高800mm，包括主筋、箍筋，所述冠梁的主筋共14根，每根所述冠梁的主筋规格为HRB400直径22mm的钢筋，所述箍筋为直径8mm的HRB300钢筋，所述箍筋之间间距200mm；
作为一种举例说明，所述桩间土防护结构为钢筋网片结构，并分别与两边围护桩焊接；
作为一种举例说明，所述钢筋网片结构上表面还需要喷射上混凝土面层；
所述肥槽宽度设为0.1m；
进一步的，所述地下水控制子系统包括，止水帷幕；
作为一种举例说明，所述止水帷幕采用水泥浆结构，使用三重管高压旋喷注浆构成；
进一步的，所述水泥浆中水、水泥灰的质量比采用：0.9比1.1，经多次实验验证此种比例能够达到最佳的止水作用效果；
作为一种举例说明，水泥掺量取土的天然质量的25％-30％；
作为一种应用举例说明，所述止水帷幕的直径设置为：800mm，间距500mm，长度16m，顶标高为地表以下4.5m为最佳；
作为一种应用举例说明，为了达到最佳的止水效果，所述止水帷幕垂直设置，且垂直度的允许偏差不得大于0.5％；
作为一种举例说明，所述腰梁采用28B工字钢；
优选的，所述工字钢之间用缀板焊接为整体构件，焊缝连接应采用贴角焊，垂直方向误差应小于50mm；
作为一种举例说明，所述预应力锚杆优选的第一道预应力锚杆设置于地面以下8.5m，入射角25°，钢绞线采用4根1860级15.2mm，间距1700mm，长度30m，其中自由段14m，锚固段16m，轴力锁定值350KN，轴力标准值390KN，浆液采用二次高压劈裂注浆工艺，第二道预应力锚杆设置于地面以下12.2m，入射角22°，钢绞线采用4根1860级15.2mm，间距1700mm，长度22m，其中自由段6m，锚固段16m，轴力锁定值250KN，轴力标准值280KN，浆液采用二次高压劈裂注浆工艺。
作为一种举例说明，所述钢支撑结构优选参数为：Φ609，T＝14mm，预加力300KN；
作为一种举例说明，所述注浆花管优选的自上而下第一、二、三根注浆花管的型号为Φ48钢管，入射角度10°，水平间距1700mm，长5300mm。所述围护桩的桩间设置有注浆花管，自上而下第四、五根注浆花管的型号为Φ48钢管，入射角度25°，水平间距1700mm，长7300mm。
一种基坑支护系统的施工方法，包括：围护桩子系统的施工过程和地下水控制子系统的施工：
具体步骤如下：
步骤一、所述围护桩子系统的施工过程包括围护桩施工；
进一步的，所述围护桩施工采用长螺旋钻机钻进成孔工艺，成孔后灌混凝土，然后采用反插钢筋笼施工工艺处理；
作为一种举例说明，在实际测验过程中，优选的，所述围护桩采用包含主筋、加强箍筋以及螺旋筋的结构；所述围护桩的桩径采用：1000mm，桩间距1700mm，桩长26.50m；
作为一种优选举例说明，所述每个围护桩的主筋共有22根；
进一步的，每根所述主筋的规格为直径25mm的HRB400钢筋，所述加强箍筋为直径16mm的HRB400钢筋，所述加强箍筋沿所述围护桩桩身间距2000mm布设，所述螺旋筋为直径8mm的HRB300钢筋，所述螺旋筋沿围护桩桩身间距200mm布设；
进一步的，所述围护桩采取隔桩施工设计，垂直度偏差保证不大于0.5％；
作为一种举例说明，所述围护桩采用双排围护桩设置，排间距的选择范围设计在3000-4000mm，此设计的目的可保证地铁轨道结构施工时，与地下铁轨道至少保持3m的安全距离；
优选的，所述冠梁为钢筋混凝土结构，高度设计为800mm，包括主筋、箍筋，所述冠梁的主筋共14根，每根所述冠梁的主筋规格优选规格为HRB400直径22mm的钢筋；
优选的，所述箍筋为直径8mm的HRB300钢筋，所述箍筋之间间距设计为200mm；
优选的，预留肥槽的肥槽宽度设计为0.1m；
步骤二、所述地下水控制子系统的施工包括，止水帷幕的喷射施工工序；
作为一种举例说明，所述止水帷幕采用水泥浆结构，使用三重管高压旋喷注浆构成；
进一步的，所述水泥浆中水、水泥灰的质量比采用：0.9比1.1，经多次实验验证此种比例能够达到最佳的止水作用效果；
作为一种举例说明，水泥掺量取土的天然质量的25％-30％；
作为一种应用举例说明，所述止水帷幕的直径设置为：800mm，间距500mm，长度16m，顶标高为地表以下4.5m为最佳；
作为一种应用举例说明，为了达到最佳的止水效果，所述止水帷幕垂直设置，且垂直度的允许偏差不得大于0.5％；
步骤三，所述土方开挖工序采用分步开挖的方式；
进一步的，所述土方开挖工序包括边坡支护工序，开挖对称均衡；
进一步的，所述围护桩子系统的施工过程包括预应力锚杆施工；所述预应力锚杆施工采用履带式套管锚杆钻机成孔工艺，锚杆张拉用液压油泵和张拉千斤顶张拉至设计预应力后锁定；
作为一种举例说明，所述预应力锚杆采用1860级15.2mm的钢绞线，间距1700mm，长度22m-30m，浆液采用二次高压劈裂注浆；
作为一种举例说明，所述预应力锚杆设置为2道结构；
所述第一道预应力锚杆设置在施工地面以下8.5m，入射角25°，以确保锚索距离地铁轨道结构超过保护范围；
优选的，所述第一道预应力锚杆钢绞线采用4根1860级15.2mm，间距1700mm，长度30m，其中自由段14m，锚固段16m，轴力锁定值350KN，轴力标准值390KN，浆液采用二次高压劈裂注浆工艺以确保预应力锚杆达到轴力设计值；
所述第二道预应力锚杆设置在施工地面以下12.2m，入射角22°；
所述第二道预应力锚杆钢绞线采用4根1860级15.2mm，间距1700mm，长度22m，其中自由段6m，锚固段16m，轴力锁定值250KN，轴力标准值280KN，浆液采用二次高压劈裂注浆工艺以确保预应力锚杆达到轴力设计值；所述围护桩子系统的施工过程包括注浆花管施工；
所述注浆花管施工采用履带式套管锚杆钻机成孔工艺成孔，成孔后插入制作好的钢管，进行第一轮注浆，注浆后用清水把钢管内的残留浆液清洗干净，待凝2小时后进行第二轮注浆，同样注浆后清除残留浆液，待凝2小时后进行最后一轮注浆；
作为一种举例说明，优选的，所述注浆花管Ⅰ，自上而下计数为第一、二、三根，所述注浆花管Ⅰ的型号为Φ48钢管，入射角度10°，水平间距1700mm，长5300mm；
优选的，自上而下的计数为第四、五根，所述注浆花管Ⅱ的型号亦为Φ48钢管，入射角度25°，水平间距1700mm，长7300mm；
进一步的，所述围护桩子系统的施工过程包括钢支撑施工；
优选的，所述钢支撑结构采用直径：609mm，壁厚：14mm的钢管，预加力300KN，轴力标准值350KN；
所述钢支撑施工包括钢围檩安装，钢管支撑安装；钢围檩安装后，钢围檩背面与桩面之间的空隙应浇注混凝土回填密实，确保钢围檩与各桩面密贴，千斤顶预加轴力分两次施加到位，第一次施加至设计预加轴力值的50％～70％，第二次施加至设计预加轴力值，减少轴力损失；预加轴力完成后，应将伸缩腿与支撑头后座之间的空隙采用钢板楔块垫塞紧密，锁定钢支撑预加轴力后再拆除千斤顶；
所述土方开挖工序中每步开挖至钢支撑位置下0.3m，注浆花管或预应力锚杆位置下0.5m；
作为一种举例说明，所述土方开挖工序和预应力锚杆、钢支撑、注浆花管工作是流水施工，即土方下挖一步，做对应的锚杆或钢支撑或注浆花管；
本发明的有益效果：
1、通过以上所阐述的基坑支护系统及其施工方法，解决了空间狭小空间无法正常施工的技术难题；
2、尤其适合空间不足的情况下，保证土体及地铁结构微小变形的问题；
3、该发明经实验验证，具备安全、高效的技术效果；
附图说明
图1是一种基坑支护系统及其施工方法之基坑支护系统的剖面图
图2是一种基坑支护系统及其施工方法之双排围护桩布置的平面图
图3是一种基坑支护系统及其施工方法之双排桩布置图的B-B’向视图
图4是一种基坑支护系统及其施工方法之双排桩布置图的C-C’向视图
图5是一种基坑支护系统及其施工方法之围护桩配筋图
图6是一种基坑支护系统及其施工方法之围护桩配筋图的A-A’向视图
图7是一种基坑支护系统及其施工方法之围护桩桩间土处理剖面图
图8是一种基坑支护系统及其施工方法之围护桩桩间土处理立面图
图9是一种基坑支护系统及其施工方法之注浆花管结构图
其中：1、围护桩；2、止水帷幕；3、冠梁；4、连梁；5、腰梁；6-1、注浆花管；6-2、注浆花管；7、预应力锚杆；8、预应力锚杆；9、钢支撑；10、钢围檩；11、拟建结构；12、10号线暗挖段轨道结构；13、格构板；14、钢筋网片；15、肥槽；16、螺旋筋；16-1、箍筋；17、加强筋；18、主筋；19、直径16mm横向压筋；20、直径16mmT型钢筋铆钉；21、混凝土层50mm；22、直径16mm钢管；23、注浆孔；24、直径48mm钢花管；25、直径16mm双L钢筋；26、堵板；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。
详见附图1至9所示，一种基坑支护系统及其施工方法，其中：
一种基坑支护系统，包括：围护桩子系统和地下水控制子系统；
进一步的，所述围护桩子系统包括：围护桩1，所述围护桩1与地下室外墙之间还开设有肥槽15，所述围护桩1上还连接有冠梁3、连梁4和腰梁5，所述围护桩1之间设置有桩间土防护结构，注浆花管6-1和6-2、预应力锚杆7和8，和钢支撑9结构，所述冠梁3设置在围护桩1的顶部，所述腰梁5固定设置在围护桩1的中部，所述连梁4设置在冠梁3前后排之间；所述注浆花管6-1和6-2与桩间土防护结构连接固定，所述预应力锚杆7与腰梁5连接固定，所述钢支撑9与钢围檩10连接固定；
作为一种举例说明，所述围护桩1采用钢筋混凝土结构；
所述围护桩1采取隔桩施工，垂直度偏差为0.5％；
所述围护桩1采用双排围护桩设置，排间距4000mm；
所述围护桩1包含主筋、加强箍筋、螺旋筋，所述围护桩的桩径1000mm，桩间距1700mm，桩长26.50m，所述主筋共22根，每根所述主筋的规格为直径25mm的HRB400钢筋，所述加强箍筋为直径16mm的HRB400钢筋，所述加强箍筋沿围护桩桩身间距2000mm布设，所述螺旋筋为直径8mm的HRB300钢筋，所述螺旋筋沿围护桩桩身间距200mm布设；
作为一种举例说明，所述围护桩1中还设置有钢筋保护层；
作为一种举例说明，所述钢筋保护层的厚度优选为50mm；
作为一种举例说明，所述冠梁3亦采用钢筋混凝土结构；
所述冠梁3为钢筋混凝土结构，高800mm，包括主筋、箍筋，所述冠梁的主筋共14根，每根所述冠梁3的主筋规格为HRB400直径22mm的钢筋，所述箍筋为直径8mm的HRB300钢筋，所述箍筋之间间距200mm；
作为一种举例说明，所述桩间土防护结构为钢筋网片结构，并分别与两边围护桩1焊接；
作为一种举例说明，所述钢筋网片结构上表面还需要喷射上混凝土面层；
所述肥槽15宽度设为0.1m；
进一步的，所述地下水控制子系统包括，止水帷幕2；
作为一种举例说明，所述止水帷幕2采用水泥浆结构，使用三重管高压旋喷注浆构成；
进一步的，所述水泥浆中水、水泥灰的质量比采用：0.9比1.1，经多次实验验证此种比例能够达到最佳的止水作用效果；
作为一种举例说明，水泥掺量取土的天然质量的25％-30％；
作为一种应用举例说明，所述止水帷幕2的直径设置为：800mm，间距500mm，长度16m，顶标高为地表以下4.5m为最佳；
作为一种应用举例说明，为了达到最佳的止水效果，所述止水帷幕2垂直设置，且垂直度的允许偏差不得大于0.5％；
作为一种举例说明，所述腰梁5采用28B工字钢；
优选的，所述工字钢之间用缀板焊接为整体构件，焊缝连接应采用贴角焊，垂直方向误差应小于50mm；
作为一种举例说明，所述预应力锚杆优选的第一道预应力锚杆7设置于地面以下8.5m，入射角25°，钢绞线采用4根1860级15.2mm，间距1700mm，长度30m，其中自由段14m，锚固段16m，轴力锁定值350KN，轴力标准值390KN，浆液采用二次高压劈裂注浆工艺，第二道预应力锚杆8设置于地面以下12.2m，入射角22°，钢绞线采用4根1860级15.2mm，间距1700mm，长度22m，其中自由段6m，锚固段16m，轴力锁定值250KN，轴力标准值280KN，浆液采用二次高压劈裂注浆工艺。
作为一种举例说明，所述钢支撑9结构优选参数为：Φ609，T＝14mm，预加力300KN；
作为一种举例说明，所述注浆花管6-1和6-2优选的自上而下第一、二、三根注浆花管的型号为Φ48钢管，入射角度10°，水平间距1700mm，长5300mm。所述围护桩的桩间设置有注浆花管，自上而下第四、五根注浆花管的型号为Φ48钢管，入射角度25°，水平间距1700mm，长7300mm。
一种基坑支护系统的施工方法，包括：围护桩子系统的施工过程和地下水控制子系统的施工：
具体步骤如下：
步骤一、所述围护桩子系统的施工过程包括围护桩1施工；
进一步的，所述围护桩1施工采用长螺旋钻机钻进成孔工艺，成孔后灌混凝土，然后采用反插钢筋笼施工工艺处理；
作为一种举例说明，在实际测验过程中，优选的，所述围护桩1采用包含主筋、加强箍筋以及螺旋筋的结构；所述围护桩的桩径采用：1000mm，桩间距1700mm，桩长26.50m；
作为一种优选举例说明，所述每个围护桩1的主筋共有22根；
进一步的，每根所述主筋的规格为直径25mm的HRB400钢筋，所述加强箍筋为直径16mm的HRB400钢筋，所述加强箍筋沿所述围护桩桩身间距2000mm布设，所述螺旋筋为直径8mm的HRB300钢筋，所述螺旋筋沿围护桩桩身间距200mm布设；
进一步的，所述围护桩1采取隔桩施工设计，垂直度偏差保证不大于0.5％；
作为一种举例说明，所述围护桩1采用双排围护桩设置，排间距的选择范围设计在3000-4000mm，此设计的目的可保证地铁轨道结构施工时，与地下铁轨道至少保持3m的安全距离；
优选的，所述冠梁3为钢筋混凝土结构，高度设计为800mm，包括主筋、箍筋，所述冠梁3的主筋共14根，每根所述冠梁3的主筋规格优选规格为HRB400直径22mm的钢筋；
优选的，所述箍筋为直径8mm的HRB300钢筋，所述箍筋之间间距设计为200mm；
优选的，预留肥槽的肥槽15宽度设计为0.1m；
步骤二、所述地下水控制子系统的施工包括，止水帷幕2的喷射施工工序；
作为一种举例说明，所述止水帷幕2采用水泥浆结构，使用三重管高压旋喷注浆构成；
进一步的，所述水泥浆中水、水泥灰的质量比采用：0.9比1.1，经多次实验验证此种比例能够达到最佳的止水作用效果；
作为一种举例说明，水泥掺量取土的天然质量的25％-30％；
作为一种应用举例说明，所述止水帷幕2的直径设置为：800mm，间距500mm，长度16m，顶标高为地表以下4.5m为最佳；
作为一种应用举例说明，为了达到最佳的止水效果，所述止水帷幕2垂直设置，且垂直度的允许偏差不得大于0.5％；
步骤三，所述土方开挖工序采用分步开挖的方式；
进一步的，所述土方开挖工序包括边坡支护工序，开挖对称均衡；
进一步的，所述围护桩子系统的施工过程包括预应力锚杆7和8施工；所述预应力锚杆7和8施工采用履带式套管锚杆钻机成孔工艺，锚杆张拉用液压油泵和张拉千斤顶张拉至设计预应力后锁定；
作为一种举例说明，所述预应力锚杆7和8采用1860级15.2mm的钢绞线，间距1700mm，长度22m-30m，浆液采用二次高压劈裂注浆；
作为一种举例说明，所述预应力锚杆7和8设置为2道结构；
所述第一道预应力锚杆7设置在施工地面以下8.5m，入射角25°，以确保锚索距离地铁轨道结构超过保护范围；
优选的，所述第一道预应力锚杆7钢绞线采用4根1860级15.2mm，间距1700mm，长度30m，其中自由段14m，锚固段16m，轴力锁定值350KN，轴力标准值390KN，浆液采用二次高压劈裂注浆工艺以确保预应力锚杆达到轴力设计值；
所述第二道预应力锚杆8设置在施工地面以下12.2m，入射角22°；
所述第二道预应力锚杆8钢绞线采用4根1860级15.2mm，间距1700mm，长度22m，其中自由段6m，锚固段16m，轴力锁定值250KN，轴力标准值280KN，浆液采用二次高压劈裂注浆工艺以确保预应力锚杆达到轴力设计值；所述围护桩子系统的施工过程包括注浆花管施工；
所述注浆花管6-1和6-2施工采用履带式套管锚杆钻机成孔工艺成孔，成孔后插入制作好的钢管，进行第一轮注浆，注浆后用清水把钢管内的残留浆液清洗干净，待凝2小时后进行第二轮注浆，同样注浆后清除残留浆液，待凝2小时后进行最后一轮注浆；
作为一种举例说明，优选的，所述注浆花管Ⅰ6-1，自上而下计数为第一、二、三根，所述注浆花管Ⅰ的型号为Φ48钢管，入射角度10°，水平间距1700mm，长5300mm；
优选的，自上而下的计数为第四、五根，所述注浆花管Ⅱ6-2的型号亦为Φ48钢管，入射角度25°，水平间距1700mm，长7300mm；
进一步的，所述围护桩子系统的施工过程包括钢支撑9施工；
优选的，所述钢支撑9结构采用直径：609mm，壁厚：14mm的钢管，预加力300KN，轴力标准值350KN；
所述钢支撑9施工包括钢围檩10安装，钢管支撑安装；钢围檩10安装后，钢围檩10背面与桩面之间的空隙应浇注混凝土回填密实，确保钢围檩10与各桩面密贴，千斤顶预加轴力分两次施加到位，第一次施加至设计预加轴力值的50％～70％，第二次施加至设计预加轴力值，减少轴力损失；预加轴力完成后，应将伸缩腿与支撑头后座之间的空隙采用钢板楔块垫塞紧密，锁定钢支撑9预加轴力后再拆除千斤顶；
所述土方开挖工序中每步开挖至钢支撑9位置下0.3m，注浆花管或预应力锚杆位置下0.5m；
作为一种举例说明，所述土方开挖工序和预应力锚杆8和9、钢支撑9、注浆花管6-1和6-2工作是流水施工，即土方下挖一步，做对应的锚杆或钢支撑9或注浆花管；
通过以上所阐述的基坑支护系统及其施工方法，解决了空间狭小空间无法正常施工的技术难题；尤其适合空间不足的情况下，保证土体及地铁结构微小变形的问题；该发明经实验验证，具备安全、高效的技术效果；
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基坑支护系统，其特征在于，包括：围护桩子系统和地下水控制子系统；
所述围护桩子系统包括：围护桩，所述围护桩与地下室外墙之间还开设有肥槽，所述围护桩上还连接有冠梁、连梁和腰梁，所述围护桩之间设置有桩间土防护结构，注浆花管、预应力锚杆和钢支撑结构，所述冠梁设置在围护桩的顶部，所述腰梁固定设置在围护桩的中部，所述连梁设置在冠梁前后排之间；所述注浆花管与桩间土防护结构连接固定，所述预应力锚杆与腰梁连接固定，所述钢支撑与钢围檩连接固定；
所述地下水控制子系统包括，止水帷幕；
所述止水帷幕采用水泥浆结构，使用三重管高压旋喷注浆构成。
2.根据权利要求1所述的一种基坑支护系统，其特征在于，所述围护桩采用钢筋混凝土结构，所述围护桩中还设置有钢筋保护层，所述钢筋保护层的厚度优选为50mm。
3.根据权利要求1所述的一种基坑支护系统，其特征在于，所述冠梁亦采用钢筋混凝土结构，所述桩间土防护结构为钢筋网片结构，并分别与两边围护桩焊接，所述钢筋网片结构上表面还喷射有混凝土面层，所述水泥浆中水、水泥灰的质量比采用：0.9比1.1，水泥掺量取土的天然质量的25％-30％。
4.根据权利要求1所述的一种基坑支护系统，其特征在于，所述止水帷幕的直径设置为：800mm，间距500mm，长度16m，顶标高为地表以下4.5m，所述止水帷幕垂直设置，且垂直度的允许偏差不得大于0.5％。
5.根据权利要求1所述的一种基坑支护系统，其特征在于，所述腰梁采用28B工字钢，所述工字钢之间用缀板焊接为整体构件，焊缝连接应采用贴角焊，垂直方向误差小于50mm，所述钢支撑结构优选参数为：Φ609，T＝14mm，预加力300KN。
6.根据权利要求1所述的一种基坑支护系统，其特征在于，所述预应力锚杆的第一道预应力锚杆设置于地面以下8.5m，入射角25°，钢绞线采用4根1860级15.2mm，间距1700mm，长度30m，其中自由段14m，锚固段16m，轴力锁定值350KN，轴力标准值390KN，浆液采用二次高压劈裂注浆工艺，第二道预应力锚杆设置于地面以下12.2m，入射角22°，钢绞线采用4根1860级15.2mm，间距1700mm，长度22m，其中自由段6m，锚固段16m，轴力锁定值250KN，轴力标准值280KN，浆液采用二次高压劈裂注浆工艺。
7.一种基坑支护系统的施工方法，其特征在于，包括：围护桩子系统和地下水控制子系统的施工：包括：
步骤一、所述围护桩子系统的施工包括：围护桩施工；
所述围护桩施工采用长螺旋钻机钻进成孔工艺，成孔后灌混凝土，然后采用反插钢筋笼施工工艺处理；
所述围护桩采用包含主筋、加强箍筋以及螺旋筋的结构；所述围护桩的桩径采用：1000mm，桩间距1700mm，桩长26.50m；
所述围护桩采用双排围护桩设置，排间距的选择范围设计在3000-4000mm；
所述每个围护桩的主筋共有22根；
所述围护桩采取隔桩施工设计，垂直度偏差保证不大于0.5％；
步骤二、所述地下水控制子系统的施工包括，止水帷幕的喷射施工工序；
所述止水帷幕采用水泥浆结构，使用三重管高压旋喷注浆构成；
步骤三，所述土方开挖工序采用分步开挖的方式；
所述土方开挖工序包括边坡支护工序，开挖对称均衡；
所述围护桩子系统的施工过程包括预应力锚杆施工；所述预应力锚杆施工采用履带式套管锚杆钻机成孔工艺，锚杆张拉用液压油泵和张拉千斤顶张拉至设计预应力后锁定；
所述预应力锚杆设置为2道结构；
所述第一道预应力锚杆设置在施工地面以下8.5m，入射角25°，以确保锚索距离地铁轨道结构超过保护范围；
所述第二道预应力锚杆设置在施工地面以下12.2m，入射角22°；
所述围护桩子系统的施工过程还包括钢支撑施工；
所述钢支撑结构采用直径：609mm，壁厚：14mm的钢管，预加力300KN，轴力标准值350KN；
所述钢支撑施工包括钢围檩安装，钢管支撑安装；钢围檩安装后，钢围檩背面与桩面之间的空隙应浇注混凝土回填密实，确保钢围檩与各桩面密贴，千斤顶预加轴力分两次施加到位，第一次施加至设计预加轴力值的50％～70％，第二次施加至设计预加轴力值，减少轴力损失；预加轴力完成后，应将伸缩腿与支撑头后座之间的空隙采用钢板楔块垫塞紧密，锁定钢支撑预加轴力后再拆除千斤顶。
所述围护桩子系统的施工过程还包括注浆花管施工；
所述注浆花管优选的自上而下第一、二、三根注浆花管的型号为Φ48钢管，入射角度10°，水平间距1700mm，长5300mm。所述围护桩的桩间设置有注浆花管，自上而下第四、五根注浆花管的型号为Φ48钢管，入射角度25°，水平间距1700mm，长7300mm；所述注浆花管施工采用履带式套管锚杆钻机成孔工艺成孔，成孔后插入制作好的钢管，进行第一轮注浆，注浆后用清水把钢管内的残留浆液清洗干净，待凝2小时后进行第二轮注浆，同样注浆后清除残留浆液，待凝2小时后进行最后一轮注浆；
8.根据权利要求7所述的一种基坑支护系统的施工方法，其特征在于，所述围护桩的主筋的规格为直径25mm的HRB400钢筋，所述围护桩的加强箍筋为直径16mm的HRB400钢筋，所述加强箍筋沿所述围护桩桩身间距2000mm布设，所述围护桩的螺旋筋为直径8mm的HRB300钢筋，所述螺旋筋沿围护桩桩身间距200mm布设；所述围护桩采用双排围护桩设置，排间距的选择范围设计在3000-4000mm，此设计的目的可保证地铁轨道结构施工时，与地下铁轨道至少保持3m的安全距离；所述冠梁为钢筋混凝土结构，高度设计为800mm，包括主筋、箍筋，所述冠梁的主筋共14根，每根所述冠梁的主筋规格优选规格为HRB400直径22mm的钢筋；所述箍筋为直径8mm的HRB300钢筋，所述箍筋之间间距设计为200mm；预留肥槽的肥槽宽度设计为0.1m。
9.根据权利要求7所述的一种基坑支护系统的施工方法，其特征在于，所述止水帷幕的水泥浆中水、水泥灰的质量比采用：0.9比1.1，水泥掺量取土的天然质量的25％-30％；所述止水帷幕的直径设置为：800mm，间距500mm，长度16m，顶标高为地表以下4.5m，为了达到最佳的止水效果，所述止水帷幕垂直设置，且垂直度的允许偏差不得大于0.5％。
10.根据权利要求7所述的一种基坑支护系统的施工方法，其特征在于，所述预应力锚杆采用1860级15.2mm的钢绞线，间距1700mm，长度22m-30m，浆液采用二次高压劈裂注浆，所述第一道预应力锚杆钢绞线采用4根1860级15.2mm，间距1700mm，长度30m，其中自由段14m，锚固段16m，轴力锁定值350KN，轴力标准值390KN，浆液采用二次高压劈裂注浆工艺以确保预应力锚杆达到轴力设计值；所述第二道预应力锚杆钢绞线采用4根1860级15.2mm，间距1700mm，长度22m，其中自由段6m，锚固段16m，轴力锁定值250KN，轴力标准值280KN，浆液采用二次高压劈裂注浆工艺以确保预应力锚杆达到轴力设计值；所述围护桩子系统的施工过程包括注浆花管施工；所述注浆花管Ⅰ，自上而下计数为第一、二、三根，所述注浆花管Ⅰ的型号为Φ48钢管，入射角度10°，水平间距1700mm，长5300mm；自上而下的计数为第四、五根，所述注浆花管Ⅱ的型号亦为Φ48钢管，入射角度25°，水平间距1700mm，长7300mm；所述土方开挖工序中每步开挖至钢支撑位置下0.3m，注浆花管或预应力锚杆位置下0.5m。
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