CN107700498A - 多线立体交叉异型深基坑支护结构及其施工方法 - Google Patents

多线立体交叉异型深基坑支护结构及其施工方法 Download PDF

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王飞
谢君泰
刘赪
杜孔泽
刘小刚
陈敬军
孙兵
刘晓瑞
李钢
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Abstract

本发明涉及多线立体交叉异型深基坑支护结构及其施工方法，包括地下主体结构的基坑，多条线路的主体结构在基坑内上下或者左右位置错开布置；基坑包括上部的大基坑和下部的小基坑；大基坑两侧设置围护墙，围护墙顶部设置有冠梁；小基坑一侧设置有围护墙，与大基坑该侧为同一围护墙，另一侧设置有型钢喷锚组合挡护；小基坑的顶部设置有混凝土板撑；基坑内竖向分层设置有混凝土支撑或者钢支撑。土方开挖和地下结构施工空间良好，减少了硬岩地层坑中坑围护矮墙（桩）偏孔、围护侵线的问题，可以起到挡土挡水作用；上部主体结构与围护墙之间设置有板撑，起到很好的受力转换作用，能够保证基坑安全。

Description

多线立体交叉异型深基坑支护结构及其施工方法
技术领域
本发明属于交通工程技术领域，具体涉及多线立体交叉异型深基坑支护结构及其施工方法。
背景技术
近年来，我国国内轨道交通大规模建设，在城市繁华或规划的核心地块不可避免出现多条线网平面、立面交叉、叠合等，由此也产生了许多异型明挖基坑。异型基坑受力复杂，容易出现应力集中，如支护设置不当，施工困难、效率低下，甚至会导致变形过大、倾覆、倒塌等工程事故。
针对异型基坑，目前采取的支护体系多以围护桩（墙）+内支撑单一体系为主，对于土岩复合地层的异型基坑如何在保证安全的前提下，提供一种简单、经济、快速施工的支护结构十分必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种多线立体交叉异型深基坑支护结构及其施工方法，支撑刚度大，方便土方开挖和地下结构施工。
本发明所采用的技术方案为：
多线立体交叉异型深基坑支护结构，其特征在于：
包括地下主体结构的基坑，多条线路的主体结构在基坑内上下或者左右位置错开布置；
基坑包括上部的大基坑和下部的小基坑；大基坑两侧设置围护墙，围护墙顶部设置有冠梁；小基坑一侧设置有围护墙，与大基坑该侧为同一围护墙，另一侧设置有型钢喷锚组合挡护；小基坑的顶部设置有混凝土板撑；
基坑内竖向分层设置有混凝土支撑或者钢支撑。
大基坑内设置有型钢立柱，型钢立柱底部设置有立柱基础桩。
型钢喷锚组合挡护包括型钢，型钢之间设置锚杆；
型钢竖向分段架设，分段接缝处设置锁脚锚管。
型钢喷锚组合挡护外侧设置有竖向的注浆管。
混凝土支撑端部通过与混凝土围檩连接后支顶于围护墙。
钢支撑端部通过钢围檩支顶于围护墙或型钢喷锚组合挡护。
小基坑内的主体结构中设置有倒换撑。
冠梁顶部设置有拦水墙。
多线立体交叉异型深基坑支护结构的施工方法，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤一：从地表施工主体结构外侧的围护墙，同时完成立柱基础桩的施工，并在混凝土终凝前插入临时的型钢立柱，插入深度2.5～3.5m；接着施工围护墙上部的冠梁以及拦水墙；
步骤二：进行基坑土石开挖，分层架设基坑围护墙之间的混凝土支撑或钢支撑，支撑端头设置混凝土围檩或钢围檩；同时钢支撑、混凝土支撑与型钢立柱交叉处可靠连接；
步骤三：依次架设支撑、开挖土石至大基坑底部，浇筑底部垫层，完成下部小基坑的注浆管的埋设；
步骤四：进行下部硬岩的小基坑开挖，开挖分段、分层进行，竖向开挖高度3～5m、水平向台阶间距8～10m；施工内侧的型钢、锚杆及型钢之间空隙处喷射混凝土的防护体系，并在钢架分节接头底部打设锁脚锚管，锚入岩体3～5m，形成整体的型钢喷锚组合挡护；
步骤五：下部小基坑架设一道钢支撑；开挖至基坑底部，铺设混凝土垫层、防水层，开始浇筑下部的主体结构；
步骤六：自下而上浇筑地下主体结构的底板、侧墙，架设倒换撑，拆除最下一道钢支撑，完成下部矩形框架结构浇筑；
步骤七：开始上部大基坑主体结构浇筑，首先完成垫层浇筑、铺设防水层，然后浇筑大基坑主体结构的底板、侧墙；在拆除大基坑最下一道支撑之前，完成混凝土板撑的浇筑，保证形成一道连续的刚性支撑；然后进行支撑拆除及上部主体结构侧墙及顶板浇筑，形成上部框架主体结构，完成整个多线异型基坑的开挖及主体施工。
本发明具有以下优点：
本发明结构外侧采用刚度及止水效果好的围护墙进行挡土止水，下部硬岩地层基坑一侧采用型钢喷锚支护并预埋注浆管、一侧利用上部基坑下伸的围护墙，结合地质情况差异化设置，稳定性好、安全性高、下部土方开挖和主体施工空间良好，经济性能相对较好，避免了坑中坑内部采用围护桩（墙）时偏孔、侵限、大量无用空钻等问题。
附图说明
图1为本发明的多线立体交叉异型深基坑支护结构垂直线路方向剖面布置图。
图2为本发明的多线立体交叉异型深基坑支护结构顺线路方向剖面布置图。
图中：1-围护墙（桩），2-冠梁，3-型钢立柱，4-立柱基础桩，5-混凝土支撑，6-钢支撑，7-混凝土围檩，8-钢围檩，9-型钢，10-锚杆，11-锁脚埋管，12-倒换撑，13-混凝土板撑，14-主体结构，15-拦水墙，16-注浆管。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及的多线立体交叉异型深基坑支护结构，包括地下主体结构14的基坑，多条线路的主体结构14在基坑内上下或者左右位置错开布置。基坑包括上部的大基坑和下部的小基坑；大基坑两侧设置围护墙1，围护墙1顶部设置有冠梁2，冠梁2顶部设置有拦水墙15；小基坑一侧设置围护墙1，与大基坑该侧为同一围护墙1，另一侧设置有型钢喷锚组合挡护；小基坑的顶部设置有混凝土板撑13，设置在上部主体结构14底板与围护墙1之间，板厚0.5～0.8m，板撑在上部主体结构底板浇筑完成、防水层铺设后立模浇筑，板撑与主体结构之间钢筋断开设置。板撑根据受力需要在水平向可连续设置，也可间隔设置。基坑内竖向分层设置有混凝土支撑5或者钢支撑6，小基坑内的主体结构14中根据需要设置倒换撑12，支撑布置及间距根据地质条件及环境保护要求，进行受力分析后确定。
大基坑内根据基坑宽度设置设置型钢立柱3，型钢立柱3底部设置于立柱基础桩4。
型钢喷锚组合挡护包括型钢9，型钢9之间设置锚杆10，锚入岩体一定深度，型钢水平向之间采用钢筋可靠焊接，型钢表面及纵向间隙采用喷射混凝土封闭、整平。型钢9间距0.5～1.0m，竖向分段架设、分段长度3.5～5m，分段接缝处设置锁脚锚管11。型钢喷锚组合挡护外侧设置有竖向的注浆管16，可在基坑开挖至上部大基坑底部时提前埋设，注浆管水平间距0.8～1.2m，可设置1排或者2排，在下部基坑开挖期间遇到地下水时，利用平台上的注浆管进行注浆堵水。型钢与锚杆、锚管及网喷混凝土形成整体防护体系。
混凝土支撑5端部通过与混凝土围檩7连接后支顶于围护墙1。钢支撑6端部通过钢围檩8支顶于围护墙1或型钢喷锚组合挡护。混凝土支撑5水平向间距6～9m、竖向间距4～6m。钢支撑6水平向间距3～4.5m、竖向间距4～6m。
上述多线立体交叉异型深基坑支护结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤一：从地表施工主体结构14外侧的围护墙1，同时完成立柱基础桩4的施工，并在混凝土终凝前插入临时的型钢立柱3，插入深度2.5～3.5m；接着施工围护墙1上部的冠梁2以及拦水墙15；
步骤二：进行基坑土石开挖，根据地质及周边环境需要分层架设基坑围护墙1之间的混凝土支撑5或钢支撑6，支撑端头设置混凝土围檩7或钢围檩8；遵循先撑后挖的原则，确保支护安全；同时钢支撑6、混凝土支撑5与型钢立柱3交叉处可靠连接；
步骤三：依次架设支撑、开挖土石至大基坑底部，浇筑底部垫层，完成下部小基坑的注浆管16的埋设；
步骤四：进行下部硬岩的小基坑开挖，开挖分段、分层进行，竖向开挖高度3～5m、水平向台阶间距8～10m；施工内侧的型钢9、锚杆10及型钢之间空隙处喷射混凝土的防护体系，并在钢架分节接头底部打设锁脚锚管11，锚入岩体3～5m，形成整体的型钢喷锚组合挡护；
步骤五：下部小基坑架设一道钢支撑6；如开挖深度超过8m，根据受力需要可适当增加支撑，本案例下部开挖深度约10m；开挖至基坑底部，铺设混凝土垫层、防水层，开始浇筑下部的主体结构14；
步骤六：自下而上浇筑地下主体结构14的底板、侧墙，架设倒换撑12，拆除最下一道钢支撑6，完成下部矩形框架结构浇筑；
步骤七：开始上部大基坑主体结构14浇筑，首先完成垫层浇筑、铺设防水层，然后浇筑大基坑主体结构14的底板、侧墙；在拆除大基坑最下一道支撑之前，完成混凝土板撑13的浇筑，保证形成一道连续的刚性支撑；然后进行支撑拆除及上部主体结构侧墙及顶板浇筑，形成上部框架主体结构，完成整个多线异型基坑的开挖及主体施工。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.多线立体交叉异型深基坑支护结构，其特征在于：
包括地下主体结构（14）的基坑，多条线路的主体结构（14）在基坑内上下或者左右位置错开布置；
基坑包括上部的大基坑和下部的小基坑；大基坑两侧设置围护墙（1），围护墙（1）顶部设置有冠梁（2）；小基坑一侧设置有围护墙（1），与大基坑该侧为同一围护墙（1），另一侧设置有型钢喷锚组合挡护；小基坑的顶部设置有混凝土板撑（13）；
基坑内竖向分层设置有混凝土支撑（5）或者钢支撑（6）。
2.根据权利要求1所述的多线立体交叉异型深基坑支护结构，其特征在于：
大基坑内设置有型钢立柱（3），型钢立柱（3）底部设置有立柱基础桩（4）。
3.根据权利要求1所述的多线立体交叉异型深基坑支护结构，其特征在于：
型钢喷锚组合挡护包括型钢（9），型钢（9）之间设置锚杆（10）；
型钢（9）竖向分段架设，分段接缝处设置锁脚锚管（11）。
4.根据权利要求3所述的多线立体交叉异型深基坑支护结构，其特征在于：
型钢喷锚组合挡护外侧设置有竖向的注浆管（16）。
5.根据权利要求1所述的多线立体交叉异型深基坑支护结构，其特征在于：
混凝土支撑（5）端部通过与混凝土围檩（7）连接后支顶于围护墙（1）。
6.根据权利要求1所述的多线立体交叉异型深基坑支护结构，其特征在于：
钢支撑（6）端部通过钢围檩（8）支顶于围护墙（1）或型钢喷锚组合挡护。
7.根据权利要求1所述的多线立体交叉异型深基坑支护结构，其特征在于：
小基坑内的主体结构（14）中设置有倒换撑（12）。
8.根据权利要求1所述的多线立体交叉异型深基坑支护结构，其特征在于：
冠梁（2）顶部设置有拦水墙（15）。
9.多线立体交叉异型深基坑支护结构的施工方法，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤一：从地表施工主体结构（14）外侧的围护墙（1），同时完成立柱基础桩（4）的施工，并在混凝土终凝前插入临时的型钢立柱（3），插入深度2.5～3.5m；接着施工围护墙（1）上部的冠梁（2）以及拦水墙（15）；
步骤二：进行基坑土石开挖，分层架设基坑围护墙（1）之间的混凝土支撑（5）或钢支撑（6），支撑端头设置混凝土围檩（7）或钢围檩（8）；同时钢支撑（6）、混凝土支撑（5）与型钢立柱（3）交叉处可靠连接；
步骤三：依次架设支撑、开挖土石至大基坑底部，浇筑底部垫层，完成下部小基坑的注浆管（16）的埋设；
步骤四：进行下部硬岩的小基坑开挖，开挖分段、分层进行，竖向开挖高度3～5m、水平向台阶间距8～10m；施工内侧的型钢（9）、锚杆（10）及型钢之间空隙处喷射混凝土的防护体系，并在钢架分节接头底部打设锁脚锚管（11），锚入岩体3～5m，形成整体的型钢喷锚组合挡护；
步骤五：下部小基坑架设一道钢支撑（6）；开挖至基坑底部，铺设混凝土垫层、防水层，开始浇筑下部的主体结构（14）；
步骤六：自下而上浇筑地下主体结构（14）的底板、侧墙，架设倒换撑（12），拆除最下一道钢支撑（6），完成下部矩形框架结构浇筑；
步骤七：开始上部大基坑主体结构（14）浇筑，首先完成垫层浇筑、铺设防水层，然后浇筑大基坑主体结构（14）的底板、侧墙；在拆除大基坑最下一道支撑之前，完成混凝土板撑（13）的浇筑，保证形成一道连续的刚性支撑；然后进行支撑拆除及上部主体结构侧墙及顶板浇筑，形成上部框架主体结构，完成整个多线异型基坑的开挖及主体施工。
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