CN107326931A - 一种深基坑地下粮库及其施工方法 - Google Patents

一种深基坑地下粮库及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一种深基坑地下粮库，包括：基坑，所述基坑为圆桶形；若干根桩体，沿基坑的坑壁环形布置，且相互咬合在一起，形成周向封闭的挡墙；内撑结构，沿挡墙内壁环形布置，由基坑的内部向土体对所述挡墙形成支撑；所述桩体的底端支撑于所述基坑的底面上。采用这种设计，是将桩体仅仅作为挡体的介质，桩体本身不借助锚固于基坑底面以下的土体产生反作用力来吸收桩外周围的土体对桩体施加的侧压力，而是通过将该侧压力传递给内撑环梁，由内撑结构承担更多侧压力，达到“强撑弱桩”效果。通过增设内撑环梁来吸收土体的侧压力所需要的材料远比将桩体插入基坑的部分所需要的材料少。

Description

一种深基坑地下粮库及其施工方法
技术领域
本发明涉及基坑支护结构和施工方法，具体涉及一种深基坑地下粮库及其施工方法。
背景技术
目前，随着社会的发展，城市土地资源越来越稀缺，在地面以上建筑无法满足人们需求的时候，就会导致越来越多的地下空间使用需求，目前的地下空间想要扩大使用率，只能是横向扩大其自身的区域，或是纵向增加地下空间的深度，在现代城市中，横向扩大地下空间的区域显然是不太可能，会影响其它城市建筑，这就使得纵向增加地下空间的深度得到越来越多的建筑学家们的关注。目前，绝大部分的深基坑均被设计成方形，或不规则形，在对地下空间进行施工的过程中，特别是进行深基坑挡墙的施工时，虽然有的挡墙采用了咬合桩设计以同时实现挡土和止水的目的，然而，为了确保能够实现深基坑的挡土，锚杆经常被采用，以增强桩体的挡土抗压能力，基坑越深土体的压力就越大，需要采用的锚杆就越多，或者，可以将制作挡墙的桩体全部换成混凝土桩体，以提高抗折性，然而，这两种方法都会导致较高的成本，再者，上述的咬合桩挡墙的设计其咬合的紧实度在桩体浇筑时就已经决定，一旦紧实度出现问题后期很难改变，从而会导致止水效果不佳。中国专利文献CN103726496A公开了一种圆形深基坑钻孔咬合桩支护施式方法，提出了采用圆形基坑代替方形基坑，利用插入至基坑底部且环形布置的咬合桩体和环形内衬结构进行配合来实现挡土和止水。为了使得挡墙获得比较大的挡土能力，本领域技术人员通常会采用以下几种方法：1、增大桩体的直径，2、增加内筋数量，3、增加桩体插入桩体的深度，4、增加内衬的数量或直径；实际上，增大桩体直径和内筋数量只是提高桩体抗折性，在桩体不被折断或折弯的情况下，真正起到提高挡土能力的主要是上述第三和第四点做法。现有技术中无论是采用第三或是第四点做法，都是建立在一种前提下，那就是桩体均插入基坑底部的土体，以桩体提供主要的挡土力，而采用内衬结构只是起辅助支撑作用。然而，为了提高相同的挡土能力，通过增加插入土体的桩体深度所需要增加使用的桩体材料要远远大于增加内衬结构所需要使用的材料。因此，现有技术中将桩体插入到基坑底部土体以下的挡墙结构，是一种耗材多成本高的挡墙结构。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提出一种耗材少成本低的深基坑地下粮库及其施工方法。
为此，本发明公开了一种深基坑地下粮库，包括：基坑，所述基坑为圆桶形；若干根桩体，沿所述基坑的坑壁环形布置，且相互咬合在一起，形成周向封闭的挡墙；内撑结构，沿所述挡墙内壁环形布置，由所述基坑的内部向土体对所述挡墙形成支撑；所述桩体的底端支撑于所述基坑的底面上。
上述的深基坑地下粮库，其中，包括：所述内撑结构包括至少一道内撑环梁，所述至少一道内撑环梁沿所述挡墙的内壁环形设置。
上述的深基坑地下粮库，其中，包括：桩顶环梁，环形固定于所述挡墙的顶部。
上述的深基坑地下粮库，其中，所述内撑环梁为钢筋混凝土梁或钢梁；所述桩体为搅拌桩或预制桩。
上述的深基坑地下粮库，其中，所述搅拌桩体的内部纵向插设有钢筋或型钢。
上述的深基坑地下粮库，其中，包括若干道所述内撑环梁，所述内撑环梁在所述基坑顶部至所述基坑底部的方向上间隔布置，且间距逐渐减小。
上述的深基坑地下粮库，其中，所述基坑的横截面为正圆形。
本发明又公开了一种深基坑地下粮库的施工方法，包括以下步骤：
a.在平整后的施工场地上进行相互咬合的桩位设置，其中，所述桩位为圆形布置；b.在所述桩位上进行钻孔形成桩孔，将混凝土或水泥土灌入所述桩孔中形成若干根相互咬合在一起的桩体，所述桩体环形布置形成周向封闭的挡墙；c.对所述挡墙所包围的土体开挖至设计深度，并沿所述挡墙的内壁环形布置内撑结构，其中，所述内撑结构由所述挡墙的内侧向土体对所述挡墙形成支撑，且所述设计深度位于所述桩体的底部以上；d.挖除所述挡墙所包围的位于所述桩体的底端以上的土体，形成基坑，并使所述桩体的底端支撑于所述基坑的底面上。
上述的施工方法，其中，所述内撑结构包括至少一道内撑环梁，并使所述至少一个内撑环梁沿所述挡墙的内壁环形设置。
上述的施工方法，其中，所述内撑环梁为钢筋混凝土梁或钢梁。
上述的施工方法，其中，所述搅拌桩体的内部纵向插设有钢筋或型钢。
上述的施工方法，其中，沿所述挡墙内壁环形间隔布置若干道所述内撑环梁，且间距逐渐减小。
上述的施工方法，所述基坑的横截面为正圆形。
本发明还公开了一种深基坑地下粮库的施工方法，包括以下步骤：
a.在平整后的施工场地上进行相互咬合的桩位设置，其中，所述桩位为圆形布置；b.在所述桩位上插入若干根具有咬合结构的预制桩，所述预制桩通过所述咬合结构相互咬合在一起，所述预制桩环形布置，并形成封闭挡墙；c.对所述挡墙所包围的土体开挖至设计深度，并沿所述挡墙的内壁环形布置内撑结构，其中，所述内撑结构由所述挡墙的内侧向土体对所述挡墙形成支撑，其中，所述设计深度位于所述桩体的底部以上；d.挖除所述挡墙所包围的位于所述桩体的底端以上部分的土体，形成基坑，并使所述桩体的底端支撑于所述基坑的底面上。
上述的施工方法，其中，所述内撑结构包括至少一道内撑环梁，并使所述至少一道内撑环梁沿所述挡墙的内壁环形设置。
上述的施工方法，其中，所述内撑环梁为钢筋混凝土梁或钢梁。
上述的施工方法，其中，所述预制桩为混凝土桩体或钢板桩，所述咬合结构为插接结构。
上述的施工方法，其中，沿所述挡墙内壁环形间隔布置若干道所述内撑环梁，且间距逐渐减小。
上述的施工方法，其中，所述基坑的横截面为正圆形。
上述的施工方法，其中，所述插接结构包括沿所述预制桩纵向设置的凸肋和插槽。
本发明的上述技术方案相对于现有技术具有如下技术效果：
1.本发明的一种深基坑地下粮库，通过将桩体咬合布置且沿基坑内壁环形布置形成周向封闭的挡墙，且在挡墙内壁环形布置内撑结构，同时所述桩体的底端位于所述基坑底面上，采用这种设计，是将桩体仅仅作为挡体的介质，桩体本身不借助锚固于基坑底土体的反作用力来吸收桩外周围的土体对桩体施加的侧压力。另外，通过增设内撑结构来承担土体的侧压力所需要的材料远比将桩体插入基坑的部分所需要的材料少。因此，本发明的上述这种设计在实现相同挡土能力的前提下，耗材少，成本更低。更重要的是，在现有技术中，本领域技术人员具有一定的技术偏见，均认为桩体一定要插入到基坑的底面以下，通过位于基坑的底面以下的土体的反作用力来抵抗桩身处土体向基坑内的侧压力，这是一种强桩弱梁的挡土概念，本发明恰恰是在基坑深度相同的情况下，采用了更短桩体和增设内撑结构，如优选为内撑环梁，实现挡土。
2.本发明的桩顶环梁，环形固定于所述挡墙的顶部，还包括：桩顶环梁，环形固定于所述挡墙的顶部；以上设计可以通过桩顶环梁将各桩体更加稳固的整合在一起，使得由多根桩体组合而成的挡墙更加一体化。
3.本发明的桩顶环梁，其中，所述内撑环梁在所述基坑顶部至所述基坑底部的方向上间隔布置，且间距逐渐减小。以上设计可以确保位于基坑下部的环梁能够承担更大的侧向压力，从而更好地去挡墙进行支撑，保证挡墙的稳固。
4.本发明的，深基坑地下粮库，其中，所述基坑的横截面为正圆形。以上设计，通过咬合的在一起的桩体可以通过控形结构的作用，使得挡墙外侧的土体对挡墙施加的侧向压力的合力为零，可以降低对内撑结构的支撑力要求，从而，进一步保证了挡墙的稳固。
5.本发明的深基坑地下粮库的施工方法，包括以下步骤：a.在平整后的施工场地上进行相互咬合的桩位设置，其中，所述桩位为圆形布置；b.在所述桩位上进行钻孔形成桩孔，将混凝土或水泥土灌入所述桩孔中形成若干根相互咬合在一起的桩体，所述桩体环形布置形成周向封闭的挡墙；c.对所述挡墙所包围的土体开挖至设计深度，并沿所述挡墙的内壁环形布置内撑结构，其中，所述内撑结构由所述挡墙的内侧向土体对所述挡墙形成支撑，且所述设计深度位于所述桩体的底部以上；d.挖除所述挡墙所包围的位于所述桩体的底端以上的土体，形成基坑，并使所述桩体的底端支撑于所述基坑的底面上。以上设计，采用这种设计，是将桩体仅仅作为挡体的介质，桩体本身不借助锚固于基坑底土体的反作用力来吸收桩外周围的土体对桩体施加的侧压力。另外，通过增设内撑结构来承担土体的侧压力所需要的材料远比将桩体插入基坑的部分所需要的材料少。因此，本发明的上述这种设计在实现相同挡土能力的前提下，耗材少，成本更低。更重要的是，在现有技术中，本领域技术人员具有一定的技术偏见，均认为桩体一定要插入到基坑的底面以下，通过位于基坑的底面以下的土体的反作用力来抵抗桩身处土体向基坑内的侧压力，这是一种强桩弱梁的挡土概念，本发明恰恰是在基坑深度相同的情况下，采用了更短桩体和增设内撑结构，如优选为内撑环梁，实现挡土。
6.发明还公开了一种深基坑地下粮库的施工方法，包括以下步骤：a.在平整后的施工场地上进行相互咬合的桩位设置，其中，所述桩位为圆形布置；b.在所述桩位上插入若干根具有咬合结构的预制桩，所述预制桩通过所述咬合结构相互咬合在一起，所述预制桩环形布置，并形成封闭挡墙；c.对所述挡墙所包围的土体开挖至设计深度，并沿所述挡墙的内壁环形布置内撑结构，其中，所述内撑结构由所述挡墙的内侧向土体对所述挡墙形成支撑，其中，所述设计深度位于所述桩体的底部以上；d.挖除所述挡墙所包围的位于所述桩体的底端以上部分的土体，形成基坑。
7.本发明的一种深基坑地下粮库的施工方法，包括以下步骤：a.在平整后的施工场地上进行相互咬合的桩位设置，其中，所述桩位为圆形布置；b.在所述桩位上插入若干根具有咬合结构的预制桩，所述预制桩通过所述咬合结构相互咬合在一起，所述预制桩环形布置，并形成封闭挡墙；c.对所述挡墙所包围的土体开挖至设计深度，并沿所述挡墙的内壁环形布置内撑结构，其中，所述内撑结构由所述挡墙的内侧向土体对所述挡墙形成支撑，其中，所述设计深度位于所述桩体的底部以上；d.挖除所述挡墙所包围的位于所述桩体的底端以上部分的土体，形成基坑，并使所述桩体的底端支撑于所述基坑的底面上。采用这种设计，是将桩体仅仅作为挡体的介质，桩体本身不借助锚固于基坑底土体的反作用力来吸收桩外周围的土体对桩体施加的侧压力。另外，通过增设内撑结构来承担土体的侧压力所需要的材料远比将桩体插入基坑的部分所需要的材料少。因此，本发明的上述这种设计在实现相同挡土能力的前提下，耗材少，成本更低。更重要的是，在现有技术中，本领域技术人员具有一定的技术偏见，均认为桩体一定要插入到基坑的底面以下，通过位于基坑的底面以下的土体的反作用力来抵抗桩身处土体向基坑内的侧压力，这是一种强桩弱梁的挡土概念，本发明恰恰是在基坑深度相同的情况下，采用了更短桩体和增设内撑结构，如优选为内撑环梁，实现挡土。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明深基坑地下粮库的其中一种实施方式的俯视图；
图2为本发明深基坑地下粮库的纵向示意图；
图3为本发明深基坑地下粮库的另一种实施方式的纵向示意图。
附图标记：
1-基坑；2-泥土搅拌桩体；3-挡墙；4-内撑环梁；5-桩顶环梁；6-钢筋；7-竖向构造柱。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
如图1所示，一种深基坑地下粮库，包括：基坑1，所述基坑为圆桶形；若干根桩体2，沿所述基坑1的坑壁环形布置，且相互咬合在一起，形成周向封闭的挡墙3；内撑结构4，沿所述挡墙3内壁环形布置，由所述挡墙3的内侧向土体A对所述挡墙3形成支撑；所述桩体2的底端位于所述基坑1的底面上。
本实施例的深基坑地下粮库，优选为，包括：所述内撑结构4包括至少一道内撑环梁，所述至少一道内撑环梁沿所述挡墙3的内壁环形设置。
本实施例的深基坑地下粮库，优选为，包括：桩顶环梁5，环形固定于所述挡墙的顶部。
本实施例的深基坑地下粮库，优选为，所述内撑环梁为钢筋混凝土梁或钢梁；所述桩体可以为混凝土灌注桩或水泥土搅拌桩，也可以为预制桩，又可以是上述三种桩体中至少两种的结合。
本实施例的深基坑地下粮库，优选为，所述搅拌桩体的内部纵向插设有钢筋6或型钢。
本实施例的地下空间结构，优选地，还包括位于基坑1内且与所述挡墙3或所述内撑环梁4贴合的竖向构造柱7。
如图2所示，本实施方式的深基坑地下粮库，优选为，包括若干道所述内撑环梁，所述内撑环梁在所述基坑顶部至所述基坑底部的方向上间隔布置，且间距逐渐减小。
本实施例的深基坑地下粮库，优选为，所述基坑的横截面为正圆形。
如图3所示，本实施方式的深基坑地下粮库与图2实施方式的区别在于，基坑的底面为不规划，即整个底部为非直线平面的底面，其中，桩体支撑于位于两侧相对较高的用于从桩体底端提供竖直向上支撑力的平面上，此平面也应该被认为是基坑的底面，即底面B和底面B’均应该认为是基坑的底面。对于其它类似的用于从桩体底端提供竖直向上支撑力的平面均应认为是基坑的底面。
实施例2
本实施例公开了一种深基坑地下粮库的施工方法，包括以下步骤：a.在平整后的施工场地上进行相互咬合的桩位设置，其中，所述桩位为圆形布置；b.在所述桩位上进行钻孔形成桩孔，将混凝土或水泥土灌入所述桩孔中形成若干根相互咬合在一起的桩体，所述桩体环形布置形成周向封闭的挡墙；c.对所述挡墙所包围的土体开挖至设计深度，并沿所述挡墙的内壁环形布置内撑结构，其中，所述内撑结构由所述挡墙的内侧向土体对所述挡墙形成支撑，且所述设计深度位于所述桩体的底部以上；d.挖除所述挡墙所包围的位于所述桩体的底端以上的土体，形成基坑，并使所述桩体的底端支撑于所述基坑的底面上。
本实施例的施工方法，其中，所述内撑结构包括至少一道内撑环梁，并使所述至少一个内撑环梁沿所述挡墙的内壁环形设置。
本实施例的施工方法，其中，所述内撑环梁为钢筋混凝土梁或钢梁。
本实施例的施工方法，其中，所述搅拌桩体的内部纵向插设有钢筋或型钢。
本实施例的施工方法，其中，沿所述挡墙内壁环形间隔布置若干道所述内撑环梁，且间距逐渐减小。
本实施例的施工方法，所述基坑的横截面为正圆形。
实施例3
本实施例还公开了一种深基坑地下粮库的施工方法，包括以下步骤：a.在平整后的施工场地上进行相互咬合的桩位设置，其中，所述桩位为圆形布置；b.在所述桩位上插入若干根具有咬合结构的预制桩，所述预制桩通过所述咬合结构相互咬合在一起，所述预制桩环形布置，并形成封闭挡墙；c.对所述挡墙所包围的土体开挖至设计深度，并沿所述挡墙的内壁环形布置内撑结构，其中，所述内撑结构由所述挡墙的内侧向土体对所述挡墙形成支撑，其中，所述设计深度位于所述桩体的底部以上；d.挖除所述挡墙所包围的位于所述桩体的底端以上部分的土体，形成基坑，并使所述桩体的底端支撑于所述基坑的底面上。
本实施例的施工方法，其中，所述内撑结构包括至少一道内撑环梁，并使所述至少一道内撑环梁沿所述挡墙的内壁环形设置。
本实施例的施工方法，其中，所述内撑环梁为钢筋混凝土梁或钢梁。
本实施例的施工方法，其中，所述预制桩为混凝土桩体或钢板桩，所述咬合结构为插接结构。
本实施例的施工方法，其中，沿所述挡墙内壁环形间隔布置若干道所述内撑环梁，且间距逐渐减小。
本实施例的施工方法，其中，所述基坑的横截面为正圆形。
本实施例的施工方法，其中，所述插接结构包括沿所述预制桩纵向设置的凸肋和插槽。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种深基坑地下粮库，包括：
基坑，所述基坑为圆桶形；
若干根桩体，沿所述基坑的坑壁环形布置，且相互咬合在一起，形成周向封闭的挡墙；
内撑结构，沿所述挡墙的内壁环形布置，由所述挡墙的内侧向土体对所述挡墙形成支撑；
其特征在于：所述桩体的底端支撑于所述基坑的底面上。
2.根据权利要求1所述的深基坑地下粮库，其特征在于包括：所述内撑结构包括至少一道内撑环梁，所述至少一道内撑环梁沿所述挡墙的内壁环形设置。
3.根据权利要求2所述的深基坑地下粮库，其特征在于包括若干道所述内撑环梁，所述内撑环梁在所述基坑顶部至所述基坑底部的方向上间隔布置，且间距逐渐减小。
4.一种深基坑地下粮库的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.在平整后的施工场地上进行相互咬合的桩位设置，其中，所述桩位为圆形布置；
b.在所述桩位上进行钻孔形成桩孔，将混凝土或水泥土灌入所述桩孔中形成若干根相互咬合在一起的桩体，所述桩体环形布置形成周向封闭的挡墙；
c.对所述挡墙所包围的土体开挖至设计深度，并沿所述挡墙的内壁环形布置内撑结构，其中，所述内撑结构由所述挡墙的内侧向土体对所述挡墙形成支撑，且所述设计深度位于所述桩体的底部以上；
d.挖除所述挡墙所包围的位于所述桩体的底端以上的土体，形成基坑，并使得所述桩体的底端支撑于所述基坑的底面上。
5.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于：所述内撑结构包括至少一道内撑环梁，并使所述至少一个内撑环梁沿所述挡墙的内壁环形设置。
6.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于：沿所述挡墙内壁环形间隔布置若干道所述内撑环梁，且间距逐渐减小。
7.一种深基坑地下粮库的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.在平整后的施工场地上进行相互咬合的桩位设置，其中，所述桩位为圆形布置；
b.在所述桩位上插入若干根具有咬合结构的预制桩，所述预制桩通过
所述咬合结构相互咬合在一起，所述预制桩环形布置，并形成封闭挡墙；
c.对所述挡墙所包围的土体开挖至设计深度，并沿所述挡墙的内壁环形布置内撑结构，其中，所述内撑结构由所述基坑的内部向土体对所述挡墙形成支撑，其中，所述设计深度位于所述桩体的底部以上；
d.挖除所述挡墙所包围的位于所述桩体的底端以上部分的土体，形成基坑，并使得所述桩体的底端支撑于所述基坑的底面上。
8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述内撑结构包括至少一道内撑环梁，并使所述至少一道内撑环梁沿所述挡墙的内壁环形设置。
9.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：沿所述挡墙内壁环形间隔布置若干道所述内撑环梁，且间距逐渐减小。
10.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述基坑的横截面为正圆形。
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Non-Patent Citations (1)

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Title
刘丽萍等: "《基础工程》", 31 July 2016, 中国电力出版社 *

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