CN107653886B - 一种应用于基坑地形的建筑物支护结构及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于基坑地形的建筑物支护结构，包括位于基坑左侧的建筑物，所述建筑物设置在地上，以及位于该建筑物下方且设置在地下的混凝土底板、承台、桩基础、无粘结预应力锚索、冠梁、金属盖板、第一锚索锚头、第二锚索锚头和支护桩，其中，所述混凝土底板与所述建筑物相连接，所述桩基础通过所述承台与所述混凝土底板相连接，所述承台和桩基础设有多个，共同支撑混凝土底板以及位于混凝土底板上的建筑物；本发明无粘结预应力锚索、冠梁和支护桩的结构相对于一般的灌注桩来说，提高了无法进行打锚杆的支护桩的抗侧刚度和支撑性，更好地满足支护结构的支护性能。

Description

一种应用于基坑地形的建筑物支护结构及其实现方法

技术领域

本发明涉及建筑物支护技术领域，具体涉及一种应用于基坑地形的建筑物支护结构及其实现方法。

背景技术

目前，多层建筑物的支护结构主要以钻孔灌注桩或水泥搅拌桩为主，根据设计施工的要求，需要在靠近基坑地形的位置上修建多层建筑物，而在建筑物自重的作用下，靠近基坑一侧的支护桩承受较大的土体侧压力。由于桩基础对支撑建筑物起主要作用，不能对桩基础进行打锚杆加固处理，如果这样操作将会削弱桩基础的支撑强度；而单独采用钻孔灌注桩或水泥搅拌桩作为支护桩时，会出现抗侧刚度不足以及支撑性差的问题，由于支护桩一侧靠近建筑物的桩基础，另一侧靠近基坑，不能对支护桩进行打锚杆加固处理，如果这样操作将会削弱支护桩的支撑强度，因此采用一般的支护桩结构无法更好地满足支护性能，会使土体与支护桩和桩基础之间产生更大的位移，导致支护桩和桩基础无法正常使用，进而危及建筑物的稳固性，将会导致建筑物的倒塌。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种提高支护桩抗侧刚度和支撑性的应用于基坑地形的建筑物支护结构。

本发明的另一目的在于提供一种应用于基坑地形的建筑物支护结构的实现方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种应用于基坑地形的建筑物支护结构，包括位于基坑左侧的建筑物，所述建筑物设置在地上，以及位于该建筑物下方且设置在地下的混凝土底板、承台、桩基础、无粘结预应力锚索、冠梁、金属盖板、第一锚索锚头、第二锚索锚头和支护桩，其中，所述混凝土底板与所述建筑物相连接，所述桩基础通过所述承台与所述混凝土底板相连接，所述承台和桩基础设有多个，共同支撑混凝土底板以及位于混凝土底板上的建筑物；

所述混凝土底板内设有套管，所述无粘结预应力锚索设置在所述套管内，所述混凝土底板的右侧设有冠梁，所述金属盖板设置在混凝土底板和冠梁之间，所述金属盖板内中空且填充弹性材料；所述无粘结预应力锚索从混凝土底板的左右两端伸出，无粘结预应力锚索的一端与设置在混凝土底板左侧的第一锚索锚头相连接，无粘结预应力锚索的另一端分别穿过金属盖板和冠梁，并与设置在冠梁右侧的第二锚索锚头相连接，所述无粘结预应力锚索通过所述第一锚索锚头和第二锚索锚头拉紧固定；所述支护桩设置在所述冠梁的下方，所述支护桩与所述冠梁固定连接；所述支护桩底部的直径大于支护桩其他部分的直径，形成底部扩大头。

优选地，所述支护桩为钢筋混凝土材料制成。

优选地，所述无粘结预应力锚索表面覆盖保护层。

优选地，所述弹性材料由沥青麻丝混合物制成。

一种由上述应用于基坑地形的建筑物支护结构的实现方法，包括下述步骤：

步骤一，在基坑左侧的建筑物施工时，首先进行测量放线，确定混凝土底板的位置，以及混凝土底板右侧支护桩的桩位；

步骤二，支护桩的桩身分段挖土，并分段构筑护壁，直至完成支护桩的设计深度，当挖到支护桩桩身底端时，将底端挖土扩宽，使其直径大于桩身其他部分的直径，形成支护桩底端扩大头；清底验收，检验支护桩的桩位是否满足设计要求；将钢筋笼吊放入挖好的坑内，对坑内浇灌混凝土；

步骤三，支护桩的上方设置冠梁，冠梁内预埋用于放置无粘结预应力锚索的套管；在混凝土底板处预埋用于放置无粘结预应力锚索的套管；将无粘结预应力锚索置于混凝土底板和冠梁的套管内；支护桩的顶部预留钢筋，将此钢筋设置在冠梁内，对冠梁浇筑混凝土，使冠梁和支护桩固定连接；对混凝土底板浇筑混凝土；

步骤四，将混凝土底板与冠梁之间用沥青麻丝混合物填充，并在沥青麻丝混合物外设置金属盖板以隔离四周的土体；

步骤五，待混凝土凝固后，进行无粘结预应力锚索的张拉，使其张拉的强度达到设计要求，之后通过设置在混凝土底板左侧的第一锚索锚头和设置在冠梁右侧的第二锚索锚头进行张拉锁定，完成无粘结预应力锚索的张拉；

步骤六，支护结构达到设计强度后，修建建筑物。

优选地，步骤二中，所述分段挖土的间隔为每段向下挖土1米。

本发明的工作原理：

在基坑左侧的建筑物施工时，首先进行测量放线，测量放线就是将拟修建建筑物的场地通过全站仪进行测量，用以将场地的坐标测出并记录，之后在坐标上定点，确定混凝土底板的位置，以及混凝土底板右侧支护桩的桩位；支护桩的桩身分段挖土，每段向下挖土1米，并分段构筑护壁，直至完成支护桩的设计深度，当挖到支护桩桩身底端时，将底端挖土扩宽，使其直径大于桩身其他部分的直径，形成支护桩底端扩大头；清底验收，检验支护桩的桩位是否满足设计要求；将钢筋笼吊放入挖好的坑内，对坑内浇灌混凝土；支护桩的上方设置冠梁，冠梁内预埋用于放置无粘结预应力锚索的套管，使得无粘结预应力锚索穿过冠梁以便于拉紧固定；在混凝土底板处预埋用于放置无粘结预应力锚索的套管，使得无粘结预应力锚索穿过混凝土底板以便于拉紧固定；将无粘结预应力锚索置于混凝土底板和冠梁的套管内；支护桩的顶部预留钢筋，将此钢筋设置在冠梁内，对冠梁浇筑混凝土，使冠梁和支护桩固定连接；对混凝土底板浇筑混凝土；将混凝土底板与冠梁之间用沥青麻丝混合物填充，并在沥青麻丝混合物外设置金属盖板以隔离四周的土体；待混凝土凝固后，进行无粘结预应力锚索的张拉，使其张拉的强度达到设计要求，之后通过设置在混凝土底板左侧的第一锚索锚头和设置在冠梁右侧的第二锚索锚头进行张拉锁定，完成无粘结预应力锚索的张拉；支护结构达到设计强度后，修建建筑物。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

本发明将建筑物的自重通过混凝土底板传递给无粘结预应力锚索，该自重使得无粘结预应力锚索得到更高的锚固力，这一部分锚固力与支护桩共同结合起到支护作用，基于预应力原理使得该支护形式具有良好的自身结构性能。本发明无粘结预应力锚索、冠梁和支护桩的结构相对于一般的灌注桩来说，提高了无法进行打锚杆的支护桩的抗侧刚度和支撑性，更好地满足支护结构的支护性能。支护桩与混凝土底板中的无粘结预应力锚索在冠梁处锚固在一起，支护桩受到无粘结预应力锚索的拉力，从而避免常规锚索斜打入土体中的桩基础带来的缺陷。由于建筑物的自重量较大，能够为无粘结预应力锚索提供较大的锚固力，从而使支护桩与土体之间的位移减小，维持支护桩在土压力作用下的稳定，达到基坑旁修建建筑物的使用要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明支护结构的局部放大图。

图中附图标记为：1、建筑物；2、混凝土底板；3、无粘结预应力锚索；4、金属盖板；5、冠梁；6、第一锚索锚头；7、第二锚索锚头；8、承台；9、桩基础；10、支护桩；11、基坑。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1～2所示，一种应用于基坑地形的建筑物支护结构，包括位于基坑11左侧的建筑物1，所述建筑物1为提供人类活动或可供利用的场所，所述建筑物1设置在地上，以及位于该建筑物1下方且设置在地下的混凝土底板2、承台8、桩基础9、无粘结预应力锚索3、冠梁5、金属盖板4、第一锚索锚头6、第二锚索锚头7和支护桩10，其中，所述混凝土底板2与所述建筑物1相连接，所述桩基础9通过所述承台8与所述混凝土底板2相连接，所述承台8和桩基础9设有多个，共同支撑混凝土底板2以及位于混凝土底板2上的建筑物1。

所述混凝土底板2内设有套管，所述无粘结预应力锚索3设置在所述套管内，所述无粘结预应力锚索3表面覆盖保护层，设置保护层能够提高无粘结预应力锚索3的防腐性及耐久性；所述混凝土底板2的右侧设有冠梁5，所述金属盖板4设置在混凝土底板2和冠梁5之间，所述金属盖板4内中空且填充弹性材料，所述弹性材料由沥青麻丝混合物制成；所述无粘结预应力锚索3从混凝土底板2的左右两端伸出，无粘结预应力锚索3的一端与设置在混凝土底板2左侧的第一锚索锚头6相连接，无粘结预应力锚索3的另一端分别穿过金属盖板4和冠梁5，并与设置在冠梁5右侧的第二锚索锚头7相连接，所述无粘结预应力锚索3通过所述第一锚索锚头6和第二锚索锚头7拉紧固定；所述支护桩10设置在所述冠梁5的下方，所述支护桩10为钢筋混凝土材料制成，所述支护桩10与所述冠梁5固定连接；所述支护桩10底部的直径大于支护桩10其他部分的直径，形成底部扩大头。

所述混凝土底板2承受上部建筑物结构传递的荷载并传递给桩基础9，包括建筑物的自重，楼面活荷载等。而混凝土底板2传来的荷载使得支护桩10与无粘结预应力锚索3的锚固力增大，更其好发挥作用。无粘结预应力锚索3与支护桩10上方的冠梁5锚固在一起，将无粘结预应力锚索3的预应力传给支护桩10，从而给支护桩10提供一定的水平拉力，能够有效增加支护桩10的抗变形能力，阻止土体与支护桩10之间发生较大相对位移，同时也能防止基坑11顶部边缘产生坍塌。

在基坑11左侧的建筑物1施工时，首先进行测量放线，测量放线就是将拟修建建筑物1的场地通过全站仪进行测量，用以将场地的坐标测出并记录，之后在坐标上定点，确定混凝土底板2的位置，以及混凝土底板2右侧支护桩10的桩位；支护桩10的桩身分段挖土，每段向下挖土1米，并分段构筑护壁，直至完成支护桩10的设计深度，当挖到支护桩10桩身底端时，将底端挖土扩宽，使其直径大于桩身其他部分的直径，形成支护桩10底端扩大头；清底验收，检验支护桩10的桩位是否满足设计要求；将钢筋笼吊放入挖好的坑内，对坑内浇灌混凝土；支护桩10的上方设置冠梁5，冠梁5内预埋用于放置无粘结预应力锚索3的套管，使得无粘结预应力锚索3穿过冠梁5以便于拉紧固定；在混凝土底板2处预埋用于放置无粘结预应力锚索3的套管，使得无粘结预应力锚索3穿过混凝土底板2以便于拉紧固定；将无粘结预应力锚索3置于混凝土底板2和冠梁5的套管内；支护桩10的顶部预留钢筋，将此钢筋设置在冠梁5内，对冠梁5浇筑混凝土，使冠梁5和支护桩10固定连接；对混凝土底板2浇筑混凝土；将混凝土底板2与冠梁5之间用沥青麻丝混合物填充，并在沥青麻丝混合物外设置金属盖板4以隔离四周的土体；待混凝土凝固后，进行无粘结预应力锚索3的张拉，使其张拉的强度达到设计要求，之后通过设置在混凝土底板2左侧的第一锚索锚头6和设置在冠梁5右侧的第二锚索锚头7进行张拉锁定，完成无粘结预应力锚索3的张拉；支护结构达到设计强度后，修建建筑物1。

本发明将建筑物的自重通过混凝土底板传递给无粘结预应力锚索，该自重使得无粘结预应力锚索得到更高的锚固力，这一部分锚固力与支护桩共同结合起到支护作用，基于预应力原理使得该支护形式具有良好的自身结构性能。本发明无粘结预应力锚索、冠梁和支护桩的结构相对于一般的灌注桩来说，提高了无法进行打锚杆的支护桩的抗侧刚度和支撑性，更好地满足支护结构的支护性能。支护桩与混凝土底板中的无粘结预应力锚索在冠梁处锚固在一起，支护桩受到无粘结预应力锚索的拉力，从而避免常规锚索斜打入土体中的桩基础带来的缺陷。由于建筑物的自重量较大，能够为无粘结预应力锚索提供较大的锚固力，从而使支护桩与土体之间的位移减小，维持支护桩在土压力作用下的稳定，达到基坑旁修建建筑物的使用要求。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种应用于基坑地形的建筑物支护结构，其特征在于，包括位于基坑左侧的建筑物，所述建筑物设置在地上，以及位于该建筑物下方且设置在地下的混凝土底板、承台、桩基础、无粘结预应力锚索、冠梁、金属盖板、第一锚索锚头、第二锚索锚头和支护桩，其中，所述混凝土底板与所述建筑物相连接，所述桩基础通过所述承台与所述混凝土底板相连接，所述承台和桩基础设有多个，共同支撑混凝土底板以及位于混凝土底板上的建筑物；

所述混凝土底板内设有套管，所述无粘结预应力锚索设置在所述套管内，所述混凝土底板的右侧设有冠梁，所述金属盖板设置在混凝土底板和冠梁之间，所述金属盖板内中空且填充弹性材料；所述无粘结预应力锚索从混凝土底板的左右两端伸出，无粘结预应力锚索的一端与设置在混凝土底板左侧的第一锚索锚头相连接，无粘结预应力锚索的另一端分别穿过金属盖板和冠梁，并与设置在冠梁右侧的第二锚索锚头相连接，所述无粘结预应力锚索通过所述第一锚索锚头和第二锚索锚头拉紧固定；所述支护桩设置在所述冠梁的下方，所述支护桩与所述冠梁固定连接；所述支护桩底部的直径大于支护桩其他部分的直径，形成底部扩大头。

2.根据权利要求1所述的应用于基坑地形的建筑物支护结构，其特征在于，所述支护桩为钢筋混凝土材料制成。

3.根据权利要求1所述的应用于基坑地形的建筑物支护结构，其特征在于，所述无粘结预应力锚索表面覆盖保护层。

4.根据权利要求1所述的应用于基坑地形的建筑物支护结构，其特征在于，所述弹性材料由沥青麻丝混合物制成。

5.一种由权利要求1-4任一项所述应用于基坑地形的建筑物支护结构的实现方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一，在基坑左侧的建筑物施工时，首先进行测量放线，确定混凝土底板的位置，以及混凝土底板右侧支护桩的桩位；

步骤二，支护桩的桩身分段挖土，并分段构筑护壁，直至完成支护桩的设计深度，当挖到支护桩桩身底端时，将底端挖土扩宽，使其直径大于桩身其他部分的直径，形成支护桩底端扩大头；清底验收，检验支护桩的桩位是否满足设计要求；将钢筋笼吊放入挖好的坑内，对坑内浇灌混凝土；

步骤三，支护桩的上方设置冠梁，冠梁内预埋用于放置无粘结预应力锚索的套管；在混凝土底板处预埋用于放置无粘结预应力锚索的套管；将无粘结预应力锚索置于混凝土底板和冠梁的套管内；支护桩的顶部预留钢筋，将此钢筋设置在冠梁内，对冠梁浇筑混凝土，使冠梁和支护桩固定连接；对混凝土底板浇筑混凝土；

步骤四，将混凝土底板与冠梁之间用沥青麻丝混合物填充，并在沥青麻丝混合物外设置金属盖板以隔离四周的土体；

步骤五，待混凝土凝固后，进行无粘结预应力锚索的张拉，使其张拉的强度达到设计要求，之后通过设置在混凝土底板左侧的第一锚索锚头和设置在冠梁右侧的第二锚索锚头进行张拉锁定，完成无粘结预应力锚索的张拉；

步骤六，支护结构达到设计强度后，修建建筑物。

6.根据权利要求5所述应用于基坑地形的建筑物支护结构的实现方法，其特征在于，步骤二中，所述分段挖土的间隔为每段向下挖土1米。