CN108265727A - 一种基坑支护结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基坑支护结构及施工方法，该基坑支护结构，包括：多个搅拌桩，用于分别沿基坑边缘外部设置；多个工字钢，用于设置在部分所述搅拌桩内部，且几何中心与所述搅拌桩的几何中心重叠；多个所述管桩，用于设置在部分所述搅拌桩内部，且几何中心与所述搅拌桩几何中心重叠；其中，所述工字钢与所述管桩在所述多个搅拌桩内间隔排列设置。本发明实施的技术方案提高了基坑支护结构的刚度以及设置在搅拌桩中的工字钢能够回收，提高了原料利用率，节省造价的技术效果。

Description

一种基坑支护结构及施工方法

技术领域

本发明实施例涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种基坑支护结构及施工方法。

背景技术

在建筑施工时，为了确保施工安全，防止塌方事故发生，必须对开挖的建筑基坑采取支护措施。

目前，采用的基坑支护措施有两种：其中，一种措施为基坑支护的竖向支护构件采用复合结构SMW(Soil Mixing Wall,泥土复合挡土墙)工法桩，即在相互搭接咬合连续施工的搅拌桩墙体内插入工字钢，采用此种结构可以起到挡土、止水的作用，然而由于工字钢的刚度较低，将此作为水泥土搅拌桩的桩芯材料，会导致墙体的刚度较小，对于较深或者地质较软的基坑，此种方式会因为支护结构的刚度不足而造成危险；另一种措施为在搅拌墙体内插入混凝土管桩，此种方式可以提高墙体的刚度，但是混凝土管桩不能够重复拆卸利用，在一定程度上降低了资源利用率，提高了施工成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种基坑支护结构及施工方法，以实现提高基坑支护结构的刚度以及设置在搅拌桩中的工字钢能够回收，提高了原料利用率，节省造价的技术效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种基坑支护结构，该基坑支护结构包括：

多个搅拌桩，用于分别沿基坑边缘外部设置；

多个工字钢，用于设置在部分所述搅拌桩内部，且几何中心与所述搅拌桩的几何中心重叠；

多个所述管桩，用于设置在部分所述搅拌桩内部，且几何中心与所述搅拌桩几何中心重叠；

其中，所述工字钢与所述管桩在所述多个搅拌桩内间隔排列设置。

进一步的，所述多个搅拌桩在所述基坑边缘外部连续设置，以构成止水墙体。

进一步的，所述搅拌桩为圆柱形；所述管桩为空心圆柱形，且所述搅拌桩的直径大于所述管桩的直径。

进一步的，所述管桩的上端设置有至少两个起吊孔。

进一步的，所述搅拌桩与所述管桩的长度取值范围均在10m至20m之间。

进一步的，所述搅拌桩的顶部施加有固定元件，用于将所述多个搅拌桩固定在一起。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基坑支护的施工方法，该方法包括：

通过搅拌机械对基坑边缘外部的泥土进行搅拌喷浆，在所述基坑边缘外部形成搅拌桩；

通过起重机械将工字钢吊起，当所述工字钢的几何中心移至所述搅拌桩的几何中心时，将所述工字钢插入所述搅拌桩；

通过起重机械将管桩吊起，当所述管桩的几何中心移至所述搅拌桩的几何中心时，将所述管桩插入所述搅拌桩；

其中，所述管桩与所述工字钢在所述搅拌桩内间隔设置。

进一步的，所述方法还包括：在所述搅拌桩的顶部施加固定元件，以便将所述多个搅拌桩固定在一起。

进一步的，将所述搅拌桩连续设置在所述基坑边缘外部，以构成止水墙。

进一步的，所述管桩插入所述搅拌桩的速率在10m/min至20m/min范围之内。

本发明实施例通过管桩及工字钢在搅拌桩中间隔设置，即每相邻两个工字钢中设置一个管桩，解决了现有技术中只设置工字钢时搅拌桩刚度较小的技术问题；以及只设置管桩时，由于管桩不可回收，引起材料利用率低，增大成本的技术问题，实现了搅拌桩刚度提高以及设置其内部的工字钢可以回收，从而提高材料利用率，使降低成本的技术效果。

附图说明

为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1是本发明实施例一所提供的基坑支护结构主视图；

图2是本发明实施例一所提供的另一种基坑支护结构主视图；

图3为本发明实施例一所提供的基坑支护结构中管桩的结构示意图；

图4为本发明实施例一所提供的基坑支护结构中管桩的主视图；

图5是图1沿A-A’线的截面图；

图6是图1沿A-A’线的另一种截面图；

图7是图1沿A-A’线的另一种截面图；

图8是图1沿A-A’线的另一种截面图；

图9是图1沿A-A’线的另一种截面图；

图10是本发明实施例一中设置冠梁的基坑支护结构主视图；

图11是本发明实施例二所提供的基坑支护的施工方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一所提供的基坑支护结构主视图；图2是本发明实施例一所提供的另一种基坑支护结构主视图。具体参见图1及图2，该基坑支护结构包括：多个搅拌桩10，用于分别沿基坑边缘外部设置；多个工字钢20，用于设置在部分搅拌桩10内部，且几何中心与搅拌桩10的几何中心重叠；多个管桩30，用于设置在部分搅拌桩10内部，且几何中心与搅拌桩10几何中心重叠；其中，工字钢20与管桩30在多个搅拌桩10内间隔排列设置。

需要说明的是，基坑是指在基础设计位置上按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑，根据所要施工的建筑物高度、地质条件以及附近建筑物的情况，采取不同的开挖方案，开挖基坑。为了保证地下结构施工及基坑周边环境的安全性，在基坑的边缘外部设置支护结构，即对基坑侧壁以及周边环境采用支挡、加固与保护措施。

该基坑支护结构具体是，多个搅拌桩10设置在多个基坑内部。其中，搅拌桩是指软基处理的一种有效形式，可选的，搅拌桩10为水泥搅拌桩，即将水泥作为固化剂的主剂，利用搅拌机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列的物理化学反应，使软土硬结提高地基的高度，并且搅拌机在搅拌的过程中逐渐形成水泥土搅拌桩，并且此时得到的水泥土搅拌桩具有一定的强度。水泥土搅拌桩的具体长度可以根据所处的地质条件以及所要施工的基坑深度等自行设置，如将搅拌桩10的长度在设置10m至20m的范围内，可选的，搅拌桩的长度为15m。

进一步的，多个搅拌桩10在基坑边缘外部连续设置，以构成止水墙体。其中，搅拌桩10是一个紧挨着一个设置在基坑边缘外部，这样设置的好处在于多个搅拌桩10连续设置能够起到止水的作用。因此，将搅拌桩10在基坑边缘外部连续设置构成的墙体成为止水墙体。搅拌桩10形状可以任意设置，可选的，搅拌桩10为圆柱体，长方体形等，优选的为圆柱体形，几何中心为底面圆的圆心。

为了提高搅拌桩10的刚度，将多个管桩30，设置在部分搅拌桩10内部，且几何中心与搅拌桩10几何中心重叠。管桩30所选用的材料包括至少一种，可选的，预应力混凝土管桩(PC管桩)、预应力混凝土薄壁管桩(PTC管桩)、高刚度预应力混凝土管桩(PHC管桩)以及混合配筋预应力混凝土管桩(PRC管桩)，优选的为混合配筋预应力混凝土管桩(PRC管桩)。参见图3及4，管桩30为空心圆柱形，即圆环状；管桩30的上端设置有至少两个起吊孔31，包括两个起吊孔、四个起吊孔或者多个起吊孔。需要说明的是，起吊孔31设置在管桩30圆环外表面的顶端，且是成对,水平设置，这样设置的好处在于，起重机在起吊管桩30时，能够保证管桩30的与水平面垂直，避免在起吊的过程中由于管桩30倾斜滑落造成危险的技术问题。起重机的吊钩钩挂住管桩的小孔后将管桩30吊起并缓慢移动到搅拌桩10的正上方，当管桩30的几何中心与搅拌桩10的几何中心在允许的误差范围内时，可选的，误差范围为±10mm，将管桩30缓慢垂直的插入到搅拌桩中，可选的，管桩30可以全部没入搅拌桩10中，也可以高出搅拌桩10一定的长度，示例性的，0.8m至1m。其中，搅拌桩10的直径大于管桩30的直径。

为了提高原料的利用率以及节省成本的技术效果，在搅拌桩10中设置管桩30的基础上，将多个工字钢20设置在部分搅拌桩10内部，且几何中心与搅拌桩10的几何中心重叠。

继续参见图1及图2，工字钢20也称之为钢梁，是截面为“工”字形状的长条钢材，其长度与水泥土搅拌桩的长度相接近，可选的，工字钢20长15m。起重机将工字钢20的一端吊起，待工字钢20另一端也完全离开地面后，吊杆带动工字钢20移动。当工字钢20的几何中心与搅拌桩10几何中心的误差在允许范围内时，将工字钢20垂直的插入搅拌桩10中，可选的，工字钢20可以全部没入搅拌桩10中，也可以高于搅拌桩10一定的长度，示例性的，0.8m至1m。其中，工字钢的几何中心为“工”字的中心。

其中，管桩30与工字钢20在多个搅拌桩10内间隔排列设置。示例性的，可参见图5是图1沿A-A’的截面图，在相互搭接咬合连续施工的搅拌桩墙体内插入工字钢20以及管桩30，每个工字钢20与每个管桩30之间隔着至少一个搅拌桩10的距离间隔设置，可选的，隔着两个搅拌桩10的距离，具体可参见图6。同时，还可以有其它设置方式，示例性的，参见图7，管桩30与工字钢20相邻设置，并将其看作一个整体，在间隔至少一个搅拌桩10的距离处再设置管桩30与工字钢20，可选的，间隔两个搅拌桩10的距离，具体可参见图8。进一步的，在每个搅拌桩10中插入管桩30与工字钢20，且每相邻两个工字钢20中插入一个管桩30，参见图9。

施工人员可以按照预设的设置方式进行施工，以便施工人员在后期拆卸过程中提高工作效率。将工字钢20与管桩30间隔设置的好处在于插入管桩30提高了搅拌桩10的刚度、而插入的工字钢20能够拆卸再次利用，既提高了搅拌桩10的刚度，也提高材料利用率、从而达到节省成本的技术效果。

进一步的，为了提高基坑支护结构的安全性，在搅拌桩的顶部施加固定元件40，用于将多个搅拌桩10固定在一起。参见图10，在搅拌桩的顶部施加固定元件，即冠梁，其中，加固元件，示例性的钢筋混凝土，作用是把所有的桩基连到一起，防止基坑(顶部边缘产生坍塌)，进而提高整个搅拌桩10的安全性。

需要说明的是，在搅拌桩10的顶部施加固定部件时，必须凿除桩顶的浮浆。

本发明实施例通过管桩及工字钢在搅拌桩中间隔设置，即每相邻两个工字钢中设置一个管桩，解决了现有技术中只设置工字钢时搅拌桩刚度较小的技术问题；以及只设置管桩时，由于管桩不可回收，引起材料利用率低，增大成本的技术问题，实现了搅拌桩刚度提高以及设置其内部的工字钢可以回收，从而提高材料利用率，使降低成本的技术效果。

实施例二

图11是本发明实施例二所提供的一种基坑支护的施工方法的流程图，如图11所述，本实施例的方法包括：

S111、通过搅拌机械对基坑边缘外部的泥土进行搅拌喷浆，在所述基坑边缘外部形成搅拌桩。

在搅拌机械对基坑内的泥土进行搅拌喷浆之前，先用水清洗搅拌机械的管道并检验管道中有无堵塞的，待水排尽后，可进行搅拌喷浆，浆料可选的为水泥；在搅拌机械运行的过程中还需要在搅拌机的主机上悬挂一个吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左以及右的距离来提高水泥土搅拌桩桩体垂直度。

若在搅拌喷浆的过程中遇到停电以及机械故障时，记录喷浆中断的深度，在一定的时间内，示例性的在12小时内，采取补喷处理，补喷重叠段应大于一定的距离，示例性的100cm。通过搅拌喷浆在基坑内形成搅拌桩，搅拌桩的形状包括至少一种，可选的为圆柱形，搅拌桩的长度在10m到20m的范围内，可选的为15m。

进一步的，将所述搅拌桩连续设置在所述基坑边缘外部，以构成止水墙。每个搅拌桩在基坑边缘外部一个紧邻一个设置，呈现出一面墙体，此时的墙体具备止水的作用，称为止水墙体。

S112、通过起重机械将工字钢吊起，当所述工字钢的几何中心移至所述搅拌桩的几何中心时，将所述工字钢插入所述搅拌桩。

工字钢的几何中心主要是指“工”字的中心，由于搅拌桩的的形状为圆柱形，因此搅拌桩的几何中心为底面圆心。当起重机上钩挂住工字钢时，起重机缓缓上升直至工字钢的另一端完全离开地面，且起重机带动工字钢移动到搅拌桩的正上方。当工字钢几何中心与搅拌桩的几何中心的相对位置在误差范围内时，将工字钢垂直插入到搅拌桩中，工字钢中“工”字的对角线长度应小于搅拌桩底面圆的直径。

需要说明的是，由于搅拌桩是通过喷浆之后得到的，因此在插入工字钢时搅拌桩具有一定的湿度，工字钢可以垂直插入到搅拌桩中。

S113、通过起重机械将管桩吊起，当所述管桩的几何中心移至所述搅拌桩的几何中心时，将所述管桩插入所述搅拌桩；其中，所述管桩与所述工字钢在所述搅拌桩内间隔设置。

其中，管桩包括至少一种类型，可选的预应力混凝土管桩(PC管桩)、预应力混凝土薄壁管桩(PTC管桩)、高刚度预应力混凝土管桩(PHC管桩)以及混合配筋预应力混凝土管桩(PRC管桩)，优选的混合配筋预应力混凝土管桩(PRC管桩)。管桩的形状为空心圆柱形，即环形结构，因此管桩的几何中心为环形结构底面的圆心。在管桩的顶端设置有至少两个小孔，包括两个小孔、四个小孔或者多个小孔，这些小孔成对水平设置，以便起重机械吊起管桩时，能够保证管桩与水平面之间的垂直，避免管桩悬挂时因倾斜产生危险。当起重机上的吊钩挂住这一对小孔，起重机缓缓上升直至管桩的另一端完全离开地面时，起重机带动管桩移动到搅拌桩的正上方，当管桩的几何中心与搅拌桩几何中心的相对位置在误差范围内时，将管桩垂直的插入到搅拌桩中。其中，管桩的外径应小于搅拌桩的半径。所述管桩插入所述搅拌桩的速率，可选的10m/min-20m/min，即每分钟插入的深度在10m至20m之间。

其中，工字钢与管桩是间隔的设置在搅拌桩中的，这样设置的好处在于克服了工字钢刚度较小以及混合配筋预应力混凝土管桩无法回收的技术问题，实现了既提高了搅拌桩的刚度、工字钢可以回收，降低成本的技术效果。

所述方法还包括：在所述搅拌桩的顶部施加固定元件，以便所述多个搅拌桩固定在一起。

具体是，为了提高基坑支护结构的安全性，在搅拌桩的顶部施加固定元件，示例性的，钢筋混凝土，作用是把所有的桩基连到一起，防止基坑(顶部边缘产生坍塌)，从而提高整个搅拌桩的安全性。

本发明实施例通过管桩及工字钢在搅拌桩中间隔设置，即每相邻两个工字钢中设置一个管桩，解决了现有技术中只设置工字钢时搅拌桩刚度较小的技术问题；以及只设置管桩时，由于管桩不可回收，引起材料利用率低，增大成本的技术问题，实现了搅拌桩刚度提高以及设置其内部的工字钢可以回收，从而提高材料利用率，使降低成本的技术效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基坑支护结构，其特征在于，包括：

多个搅拌桩，用于分别沿基坑边缘外部设置；

多个工字钢，用于设置在部分所述搅拌桩内部，且几何中心与所述搅拌桩的几何中心重叠；

多个所述管桩，用于设置在部分所述搅拌桩内部，且几何中心与所述搅拌桩几何中心重叠；

其中，所述工字钢与所述管桩在所述多个搅拌桩内间隔排列设置。

2.根据权利要求1所述的基坑支护结构，其特征在于，所述多个搅拌桩在所述基坑边缘外部连续设置，以构成止水墙体。

3.根据权利要求1所述的基坑支护结构，其特征在于，所述搅拌桩为圆柱形；所述管桩为空心圆柱形，且所述搅拌桩的直径大于所述管桩的直径。

4.根据权利要求1所述的基坑支护结构，其特征在于，所述管桩的上端设置有至少两个起吊孔。

5.根据权利要求1所述的基坑支护结构，其特征在于，所述搅拌桩与所述管桩的长度取值范围均在10m至20m之间。

6.根据权利要求1所述的基坑支护结构，其特征在于，所述搅拌桩的顶部施加有固定元件，用于将所述多个搅拌桩固定在一起。

7.一种基坑支护的施工方法，其特征在于，包括：

通过搅拌机械对基坑边缘外部的泥土进行搅拌喷浆，在所述基坑边缘外部形成搅拌桩；

通过起重机械将工字钢吊起，当所述工字钢的几何中心移至所述搅拌桩的几何中心时，将所述工字钢插入所述搅拌桩；

通过起重机械将管桩吊起，当所述管桩的几何中心移至所述搅拌桩的几何中心时，将所述管桩插入所述搅拌桩；

其中，所述管桩与所述工字钢在所述搅拌桩内间隔设置。

8.根据权利要求7所述的基坑支护施工方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述搅拌桩的顶部施加固定元件，以便将所述多个搅拌桩固定在一起。

9.根据权利要求7所述的基坑支护施工方法，其特征在于：

将所述搅拌桩连续设置在所述基坑边缘外部，以构成止水墙。

10.根据权利要求7所述的基坑支护施工方法，其特征在于：

所述管桩插入所述搅拌桩的速率在10m/min至20m/min范围之内。