CN108487256A - 一种基坑加深超挖的加固结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基坑加深超挖的加固结构及方法。该加固结构由冠梁、腰梁、锚索和多根支护桩组成的原基坑支护结构，还包括多根并排插设在支护结构外的多根钢结构支撑柱和设置在两相邻支撑柱之间的注浆花管；所述每根支撑柱在腰梁施工前从腰梁施工区域垂直下压至原基坑支护结构的支护桩以下的位置，每根注浆花管在支撑柱施工完成之后，腰梁施工之前从锚索上方压入基坑边坡内，且每根注浆花管外端露出基坑边坡，其露出部分与每根支撑柱的顶端部位一起固定在腰梁内。该发明所提加固方案所需的施工空间小，施工方便快捷，无需额外增加支护桩养护工期，并且该发明所提加固方案的工程造价低，具有非常可观的经济性。
Description
技术领域
本发明涉及软土地区基坑加深超挖支护领域，具体涉及一种用于软土地区基坑加深超挖的支护体系加固结构及方法
技术背景
随着国家城镇化建设的进程不断推进，城市可利用空间越来越少，城市地产开发商为了提高建设用地的利用率，不断提高地下空间开发的要求。因而在基坑支护工程中，开发商常常会有方案修改导致的基坑开挖深度加大的需求，对于基坑支护还未进行的工程，通过改变支护设计方案可以很好的满足这个要求，但是如果基坑支护结构正在施工或者已经完成施工，那么就需要通过其他方案来解决这个需求。
在深基坑支护中，支护桩加锚索的方案常常被采用，因为这个方案不仅施工方便快捷，而且能够给基坑开挖和地下室的施工创造充足的空间。深基坑的支护结构和土体的空间受力状态、土体本身特有的强非线性性质、施工过程对土体的扰动和影响、土体与地下结构物之间的相互作用等因素，都会对支护结构的受力和变形产生重要影响。传统基坑支护结构施工完成后的基坑加深超挖，采用的方案以增补支护桩加锚索为主。该方案通过新旧支护桩之间的连梁连接，可以有效的增加支护结构的支护深度，但是该方案的施工较为繁琐，施工空间有限不方便施工，增补支护桩的工程造价较高，支护桩施工完毕所需要的养护期较长，不利于工程进度的推进。
发明内容
本发明针对现有技术的不足提供一种用于软土地区基坑加深超挖的支护体系加固结构及方法，该加固方法主要是在腰梁内增补工字钢与注浆花管，同时将工字钢、注浆花管与腰梁浇筑在一起，增加了新旧支护体系的整体性，并可在基坑加深超挖时增加支护结构体系的整体稳定性，而且该加固方法所需的施工空间小，施工方便快捷，无需额外增加支护桩养护工期，工程造价低，具有可观的经济性。
本发明提供的技术方案：所述一种基坑加深超挖的加固结构，包括由冠梁、冠梁锚索、腰梁、腰梁锚索和多根支护桩组成的原基坑支护结构，其特征在于：所述加固结构还包括多根并排插设在支护结构外的多根钢结构支撑柱和设置在两相邻支撑柱之间的注浆花管；所述每根支撑柱在腰梁施工前从两支护桩之间的腰梁施工区域垂直下压至原基坑支护结构的支护桩以下的位置，且置于支护桩以下的深度为待加深基坑深度加上至少3m的深度，并在每根支撑柱之间以及每根支撑柱与支护桩之间均设有加固结构；所述每根注浆花管在支撑柱施工完成之后，腰梁施工之前从两支护桩之间的腰梁施工区域倾斜压入基坑边坡内，且每根注浆花管的压入位置高于腰梁锚索，其外端露出基坑边坡；所述腰梁锚索和注浆花管露出基坑边坡部分与每根支撑柱的顶端部位一起固定在腰梁内，并不超过腰梁的顶面。
本发明较优的技术方案：所述多根支护桩等距设置，其间距为0.8-1.2m，每根支撑柱对应设置在两相邻支护桩的间距中分线上，且相邻支撑柱的间距也相等，在相邻支撑柱置于腰梁内的部位之间设有加固钢筋，在每根支撑柱与相邻支护桩之间设有加固植筋，每根支撑柱上的两根加固植筋其中一端焊接在该支撑柱顶部两侧，另一端分别呈水平状植入与该支撑柱相邻的两个支护桩内。
本发明较优的技术方案：所述注浆花管位于腰梁锚索中轴线以上200mm-300mm的位置，并呈倾斜状插入基坑边坡内，且倾斜角度为20°～25°；每根注浆花管的长度为9-15m，在其管体表面呈螺旋分布有多个出浆孔，在管体的一端设置有注浆口，另一端设置成圆锥形或扁状形成注浆钻头，在每个出浆孔旁焊接有尖端朝向注浆钻头的护孔角钢，每个出浆孔均位于护孔角钢下方，在注浆钻头与管体连接部位焊接有外径大于管体直径的扩孔环。
本发明较优的技术方案：所述支撑柱使用带有振动臂的压桩机施工而成，所述注浆花管采用带有振动导轨的锚杆钻机施工，所述支撑柱和注浆花管施工完成之后其顶部均位于腰梁的中部。
本发明较优的技术方案：所述每根支撑柱采用长度为9-15m的工字钢，设置在相邻支撑柱之间的加固钢筋是由两根钢筋交叉形成的X型加固钢筋，X型加固钢筋其中一侧两端部分别焊接在前一根工字钢支撑柱的两侧，另一侧的两个端部分别焊接在与其相邻的下一根工字钢支撑柱的两侧，且焊接固定后的X型加固钢筋呈水平状。
本发明提供的一种基坑加深超挖的加固方法，其特征在于具体施工步骤如下：
(1)在原基坑支护的冠梁、冠梁锚索、支护桩、腰梁锚索施工完成之后，腰梁施工之前，在腰梁施工范围内垂直下压一排平行于支护桩的支撑柱，且每个支撑柱置于两相邻支护桩之间的位置，并通过高频液压振动打桩机下压至原基坑支护结构的支护桩以下的位置，且置于支护桩以下的深度为待加深基坑深度加上至少3m的深度，每根支撑柱顶端置于腰梁设计区域内，且顶面不高于腰梁顶面的设计高度；
(2)在步骤(1)中的支撑柱下压完成之后，在两相邻支护桩之间的区域施工9-15m的注浆花管，所述注浆花管采用导轨式锚杆钻机从两相邻支护桩之间倾斜压入基坑边坡内，其每根注浆花管压入位置高于原基坑支护的腰梁锚索施工位置，倾斜角度为20°～25°，且每根注浆花管外端露出基坑边坡，其露出长度不超过腰梁设计区域；
(3)花管注浆，在注浆花管施工完成之后采用P.O42.5标号水泥进行常压注浆，当花管内水泥浆外溢且静置一分钟后不再回落时确定花管注浆完毕，并采用水泥袋封堵花管的外端口；
(4)将多根支撑柱位于腰梁设计区域的部位通过加固钢筋连接，并将每根支撑柱分别通过植筋与相邻的两根支护桩连接；
(5)施工原基坑支护的腰梁，先绑扎腰梁钢筋笼，并将腰梁钢筋笼上部纵筋与注浆花管焊接，下部纵筋贴紧支撑桩布置，然后按照原有设计进行支模、浇筑混凝土完成腰梁的施工，且施工完成之后的腰梁与多根支撑柱顶部连为一体，并将注浆花管外露部分固定在腰梁内。
本发明进一步的技术方案：所述步骤(1)在进行施工前，首先根据待加深基坑深度采用《JGJ120-2012建筑基坑支护技术规程》中规定的抗隆起稳定性验算公式对基坑加深超挖后原基坑支护结构加固后的基坑稳定性进行验算，并根据验算结果确定是否需要进行加固以及加固结构的嵌固深度，其验算公式如下：
式中：Ks——抗隆起安全系数；
H0——基坑深度(m)；
D——支护结构嵌固深度(m)，当挡土构件底面以下有软弱下卧层时，取基坑底面至软弱下卧层顶面的土层厚度；
γ1——基坑外挡土构件底面以上土的平均重度(kN/m3)；
γ2——基坑内挡土构件底面以上土的平均重度(kN/m3)；
c——土的粘聚力(kPa)；
——挡土构件底面以下土的内摩擦角(°)；
Nc、Nq——承载力系数；
q——地面均布荷载(kPa)；
其中符合施工要求的安全等级为二级、三级的支护结构，其抗隆起安全系数分别不应小于1.6、1.4。
本发明较优的技术方案：所述步骤(1)中每根支撑柱为工字钢结构，其具体施工时：先采用履带式液压振动式压桩机振动臂下方的机械手抓紧工字钢后，在空中移动工字钢到预定下压位置，由工人手扶定位，开始下压工字钢，并在工字钢下压到冠梁顶位置时暂停下压，机械手松开工字钢并离开，换机械手的外侧凸起部分卡住工字钢外侧翼缘下压到预定位置后停止振动，移开振动臂和机械手，完成支撑柱的施工过程。
本发明较优的技术方案：所述步骤(2)中的注浆花管采用长度为9-15m花管，在管体表面呈螺旋分布有多个出浆孔，管体一端设置有注浆口，另一端设置成圆锥形或扁状形成注浆钻头，在注浆钻头与管体连接部位焊接有外径大于管体直径的扩孔环，并在每个出浆孔旁焊接有尖端朝向注浆钻头的护孔角钢，每个出浆孔均位于护孔角钢下方；所述注浆花管的施工过程为：首先钻机就位，工人手扶花管调整压入位置及角度，其压入位置为高于锚索中轴线200-300mm的位置，然后钻机移动导轨对准震动头，震动压入花管至外露长度0.8-1.2m时，进行接长焊接，继续压入花管到预定位置。
本发明较优的技术方案：所述步骤(4)中的加固筋是由两根钢筋交叉形成的X型加固钢筋，X型加固钢筋其中一侧两端部分别焊接在前一根支撑柱的两侧，另一侧的两个端部分别焊接在与其相邻的下一根支撑柱的两侧，且焊接固定后的X型加固钢筋呈水平状，其交叉部位不焊接；所述每根支撑柱上的两根植筋其中一端焊接在该支撑柱顶部两侧，另一端分别呈水平状植入与该支撑柱相邻的两个支护桩内。
所述注浆花管要求在腰梁进行钢筋笼绑扎之前进行注浆处理，注浆要求使用的水泥强度不低于42.5MPa，注浆完毕后后需要采用水泥袋对花管顶端端口封口处理，养护期不低于14天，保证水泥浆体的强度。
本发明针对软土地区基坑加深超挖的需求，采用腰梁内增补工字钢与注浆花管的方案，能够充分满足基坑抗隆起稳定性的要求，同时将工字钢、注浆花管与腰梁浇筑在一起增加了新旧支护体系的整体性，有利于基坑的整体稳定性。另外，该发明所提加固方案所需的施工空间小，施工方便快捷，无需额外增加支护桩养护工期，并且该发明所提加固方案的工程造价低，具有非常可观的经济性，推广前景广阔。
附图说明
图1是本发明的加固结构纵向剖面示意图；
图2是本发明的加固结构平面示意图；
图3是本发明的加固结构腰梁剖面详图；
图4是本发明中注浆花管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。如图1和图2所示的一种基坑加深超挖的加固结构，包括由冠梁1、冠梁锚索10、腰梁2、腰梁锚索3和多根支护桩4组成的原基坑支护结构，所述多根支护桩4等距设置，其间距为0.8-1.2m，其特征在于：所述加固结构还包括多根并排插设在支护结构外的多根钢结构支撑柱5和设置在两相邻支撑柱5之间的注浆花管6。所述每根支撑柱5采用长度为9-15m的工字钢，每根支撑柱5对应设置在两相邻支护桩4的间距中分线上，且相邻支撑柱5的间距也相等，每根支撑柱5在腰梁2施工前从两支护桩之间的腰梁施工区域垂直下压至原基坑支护结构的支护桩4以下的位置，且置于支护桩4以下的深度为待加深基坑深度加上至少3m的深度，并在每根支撑柱5之间以及每根支撑柱5与支护桩之间均设有加固结构。所述每根注浆花管6在支撑柱5施工完成之后，腰梁2施工之前从两支护桩之间的腰梁施工区域倾斜压入基坑边坡7内，且每根注浆花管6的压入位置高于腰梁锚索3，其外端露出基坑边坡7；所述腰梁锚索3和注浆花管6露出基坑边坡7部分与每根支撑柱5的顶端部位一起固定在腰梁2内，并不超过腰梁2的顶面。所述支撑柱5使用带有振动臂的压桩机施工而成，由于腰梁2的尺寸较小，而冠梁1的外边缘有一小部分盖过腰梁，因此压桩机的施工空间受到限制，工字钢施工中要求先将工字钢震动下压至冠梁1顶位置，之后换机械手边缘下压工字钢，下压至指定深度后即完成本位置工字钢施工。所述注浆花管6采用带有振动导轨的锚杆钻机施工，下压花管前由工人将一节长度为6m并且已经完成加工的花管放置在导轨上，然后进行角度调节，完毕后下压至外露长度1m左右暂停下压，进行接长处理，最后将花管下压至指定外露长度为止，所述支撑柱5和注浆花管6施工完成之后其顶部均位于腰梁2的中部。
如图2和图3所示，设置在两相邻支撑柱5之间的加固结构为在相邻支撑柱5置于腰梁2内的部位之间设置的加固钢筋9，该加固钢筋9具体是由两根钢筋交叉形成的X型加固钢筋，X型加固钢筋其中一侧两端部分别焊接在前一根工字钢支撑柱5的两侧，另一侧的两个端部分别焊接在与其相邻的下一根工字钢支撑柱5的两侧，且焊接固定后的X型加固钢筋5呈水平状；设置在每根支撑柱5与相邻支护桩4之间的加固结构为加固植筋8，每根支撑柱5上的两根加固植筋8其中一端焊接在该支撑柱5顶部两侧，另一端分别呈水平状植入与该支撑柱5相邻的两个支护桩4内。
如图1所示，所述注浆花管6位于腰梁锚索3中轴线以上200mm-300mm的位置，并呈倾斜状插入基坑边坡7内，且倾斜角度为20°～25°；如图4所示，每根注浆花管6的长度为9-15m，在其管体6-1表面呈螺旋分布有多个出浆孔6-3，在管体6-1的一端设置有注浆口6-2，另一端设置成圆锥形或扁状形成注浆钻头6-6，在每个出浆孔6-3旁焊接有尖端朝向注浆钻头6-6的护孔角钢6-4，所述护孔角钢6-4由L20角钢焊接而成，每个出浆孔6-3均位于护孔角钢6-4下方，在注浆钻头6-6与管体6-1连接部位焊接有外径大于管体6-1直径的扩孔环6-5，所述扩孔环6-5采用HPB300钢筋呈环向焊接在管体与注浆钻头连接处的圆柱截面段外部，焊接钢筋直径为8mm。注浆花管6要求在腰梁2进行钢筋笼绑扎之前进行注浆处理，注浆要求使用的水泥强度不低于42.5MPa，注浆完毕后后需要采用水泥袋对花管顶端端口封口处理，养护期不低于14天，保证水泥浆体的强度。
所述工字钢施工需要使用带有振动臂的压桩机，由于腰梁的尺寸较小，而冠梁的外边缘有一小部分盖过腰梁，因此压桩机的施工空间受到限制，工字钢施工中要求先将工字钢震动下压至冠梁顶位置，之后换振动臂边缘下压工字钢，下压至指定深度后即完成本位置工字钢施工。在工字钢施工之后、腰梁钢筋笼绑扎之前施工注浆花管，采用带有振动导轨的锚杆钻机施工，下压花管前由工人将一节长度为6m并且已经完成加工的花管放置在导轨上，然后进行角度调节，完毕后下压至外露长度1～1.5m暂停下压，进行接长处理，最后将花管下压至指定外露长度为止，一般外露花管的顶端不超过腰梁顶端。
下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施例具体针对某一工程基坑进行加固，其工程概况：该工程场地位于昆明市官渡区，拟建项目规划总用地面积52020.60㎡，基坑垂直开挖线周长约849m，设有一层地下室区段与两层地下室区段，基坑开挖深度3.6～7.7m。采用的支护方案为：(1)放坡+长螺旋钻孔灌注桩+可回收预应力锚索方案；(2)放坡+注浆花管方案。
基坑东侧采用支护方案(1)，根据建设方要求，基坑在原有开挖深度基础上需要加深开挖80cm，由于基坑东侧的基坑支护已经将支护桩、冠梁、冠梁锚索、腰梁锚索都施工完毕，多根支护桩4等距设置，其间距为0.8-1.2m，所以设计单位提出本发明所提方案进行基坑加深超挖的加固处理，发明人根据设计要求，采用长度为12m@0.6m的I22a型工字钢作为支撑柱，同时采用外径为48mm壁厚3mm@1.5m的注浆花管进行加固，其具体施工过程如下：
(1)施工钢结构支撑柱；按照设计变更要求，在腰梁施工范围内垂直下压一排平行于支护桩的工字钢支撑柱，且每个支撑柱置于两相邻支护桩之间的位置，采用履带式液力振动压桩机进场施工，振动臂下方的机械手抓紧工字钢后，在空中移动工字钢到预定下压位置，由工人手扶定位，开始下压工字钢，在工字钢下压到冠梁顶位置时暂停下压，机械手松开工字钢并离开，换机械手的外侧凸起部分卡住工字钢外侧翼缘下压，下压到预定位置后停止振动，移开振动臂和机械手，进行下一根工字钢施工；每根工字钢下压后确保其顶端置于腰梁中部位置；所述每根工字钢的的底端置于支护桩4以下；
(2)注浆花管施工；采用带有导轨的锚杆钻机施工注浆花管，首先钻机就位，工人手扶花管调整压入位置及角度，然后钻机移动导轨对准震动头，震动压入花管至外露长度1m左右进行接长焊接，继续压入花管到预定位置，移动钻机进行下一根花管施工；其注浆花管6的整体长度为9m，每根注浆花管6压入位置高于原基坑支护的腰梁锚索3施工位置，倾斜角度为20°～25°，且每根注浆花管外端露出基坑边坡，其露出长度不超过腰梁设计区域；
(3)花管注浆；采用P.O42.5标号水泥进行注浆施工，常压注浆，当花管内水泥浆外溢且静置一分钟后不再回落时确定花管注浆完毕，并采用水泥袋封堵花管的外端口；
(4)焊接工字钢支撑柱；相邻工字钢之间通过设置为“X”型的加固钢筋9连接，“X”型加固钢筋9的一端焊接于前一根工字钢的内外侧翼缘上，另一端焊接在相邻工字钢的内外侧翼缘上，连续焊接施工，“X”型钢筋的交叉部位不焊接，且加固钢筋9的加固部位为工字钢置于腰梁内的部分；并将每根工字钢支撑柱5分别通过加固植筋8与相邻的两根支护桩4连接；每根工字钢上的两根加固植筋8其中一端焊接在该工字钢顶部两侧，另一端分别呈水平状植入与该工字钢相邻的两个支护桩4内；
(5)施工原基坑支护的腰梁2，先绑扎腰梁钢筋笼，并将腰梁钢筋笼上部纵筋与注浆花管焊接，下部纵筋贴紧支撑桩布置，然后按照原有设计进行支模、浇筑混凝土完成腰梁的施工，且施工完成之后的腰梁与多根支撑柱顶部连为一体，并将注浆花管外露部分固定在腰梁内，完成整个加固结构的施工。
本申请发明人针对上述加固支护方案进行了稳定性验算，具体的计算过程如下：
本实施例采用本发明加固方案前：原基坑深度H0＝7.3m满足基坑抗隆起稳定性要求。基坑超挖加深0.8m后，支护桩桩底软弱下卧层抗隆起稳定性需要重新验算，可以确定以下参数：由原来的基坑深度加上基坑加深超挖深度，可得到加深超挖后的基坑深度H0＝8.1m，坑底距挡土构件底距离D＝5.0m，根据地质勘察报告，确定挡土构件底端所在的粘土层其粘聚力c＝20.2kPa，内摩擦角根据现场施工要求，坡顶分布荷载定为q＝20kPa。
承载力系数：
基坑外侧土体平均重度：
其中，γ0i表示基坑外侧第i层土体重度，hi表示基坑外侧第i层土体厚度。
基坑内侧土体平均重度：
其中，γ0i表示基坑内侧第i层土体重度，hi′表示基坑内侧第i层土体厚度。
代入公式有基坑抗隆起稳定性系数：
因为K'1＝1.50＜Ks＝1.6，所以，基坑加深超挖后支护桩桩底软弱下卧层的抗隆起稳定性不满足要求，需要做加固处理。
本实施例采用本发明加固方案后：工字钢桩桩尖嵌入软弱下卧层下方地基承载力大于80kPa的粘性土层1.4m，因此可以确定以下参数：基坑深度H0＝8.1m，工字钢长度12m，工字钢顶端位于腰梁顶端，腰梁顶端距离冠梁顶端2.5m，冠梁顶端放坡高度3.5m，因此工字钢顶端距离加深超挖后基坑底2.1m，所以有基坑底距挡土构件(工字钢)底距离D＝9.9m，通过勘测发现挡土构件底端所在的土层为粘土层，该粘土层的粘聚力c＝27.7kPa，内摩擦角坡顶分布荷载定为q＝20kPa。
承载力系数：
基坑外侧土体平均重度：
其中，γ0i表示基坑外侧第i层土体重度，hi′表示基坑外侧第i层土体厚度。
基坑内侧土体平均重度：
其中，γ0i表示基坑内侧第i层土体重度，hi′表示基坑内侧第i层土体厚度。
代入公式有基坑抗隆起稳定性系数：
因为K'2＝3.56＞Ks＝1.6，所以，基础加深超挖后采用本发明所提加固方案，支护桩桩底软弱下卧层的抗隆起稳定性满足要求。
发明人还针对该基坑支护施工范围内，600m范围内的基坑加深超挖支护加固使用本发明所提方案前后的价格进行计算。采用长螺旋加锚索的设计方案时，长螺旋钻孔灌注桩设计为每根7800元，共500根，总价390万元。采用本发明所提方案后，600m范围内采用500根长12m的I22a型工字钢和400根12m长注浆花管，市场价格分别为12m长工字钢1800元/根，共有500根，工字钢总价格90万元；注浆花管，每米水泥用量35kg，则注浆为花管价格320元/根，共500根，注浆花管总价16万元，本方案总价为106万元。因此本发明所提方案比传统支护桩方案节省了3倍多的造价，经济优势非常明显，且节省工期、施工方便。
通过上述描述，可以看出本发明中提供的一种用于软土地区基坑加深超挖的支护体系加固结构及方法，能够充分满足基坑抗隆起稳定性的要求，同时将工字钢、注浆花管与腰梁浇筑在一起增加了新旧支护体系的整体性，有利于基坑的整体稳定性。另外，该发明所提加固方案所需的施工空间小，施工方便快捷，无需额外增加支护桩养护工期，并且该发明所提加固方案的工程造价低，具有非常可观的经济性。
Claims (10)
1.一种基坑加深超挖的加固结构，包括由冠梁(1)、冠梁锚索(10)、腰梁(2)、腰梁锚索(3)和多根支护桩(4)组成的原基坑支护结构，其特征在于：所述加固结构还包括多根并排插设在支护结构外的多根钢结构支撑柱(5)和设置在两相邻支撑柱(5)之间的注浆花管(6)；所述每根支撑柱(5)在腰梁(2)施工前从两支护桩之间的腰梁施工区域垂直下压至原基坑支护结构的支护桩(4)以下的位置，且置于支护桩(4)以下的深度为待加深基坑深度加上至少3m的深度，并在每根支撑柱(5)之间以及每根支撑柱(5)与支护桩之间均设有加固结构；所述每根注浆花管(6)在支撑柱(5)施工完成之后，腰梁(2)施工之前从两支护桩之间的腰梁施工区域倾斜压入基坑边坡(7)内，且每根注浆花管(6)的压入位置高于腰梁锚索(3)，其外端露出基坑边坡(7)；所述腰梁锚索(3)和注浆花管(6)露出基坑边坡(7)部分与每根支撑柱(5)的顶端部位一起固定在腰梁(2)内，并不超过腰梁(2)的顶面。
2.根据权利要求1所述的一种基坑加深超挖的加固结构，其特征在于：所述多根支护桩(4)等距设置，其间距为0.8-1.2m，每根支撑柱(5)对应设置在两相邻支护桩(4)的间距中分线上，且相邻支撑柱(5)的间距也相等，在相邻支撑柱(5)置于腰梁(2)内的部位之间设有加固钢筋(9)，在每根支撑柱(5)与相邻支护桩(4)之间设有加固植筋(8)，每根支撑柱(5)上的两根加固植筋(8)其中一端焊接在该支撑柱(5)顶部两侧，另一端分别呈水平状植入与该支撑柱(5)相邻的两个支护桩(4)内。
3.根据权利要求1或2所述的一种基坑加深超挖的加固结构，其特征在于：所述注浆花管(6)位于腰梁锚索(3)中轴线以上200mm-300mm的位置，并呈倾斜状插入基坑边坡(7)内，且倾斜角度为20°～25°；每根注浆花管(6)的长度为9-15m，在其管体(6-1)表面呈螺旋分布有多个出浆孔(6-3)，在管体(6-1)的一端设置有注浆口(6-2)，另一端设置成圆锥形或扁状形成注浆钻头(6-6)，在每个出浆孔(6-3)旁焊接有尖端朝向注浆钻头(6-6)的护孔角钢(6-4)，每个出浆孔(6-3)均位于护孔角钢(6-4)下方，在注浆钻头(6-6)与管体(6-1)连接部位焊接有外径大于管体(6-1)直径的扩孔环(6-5)。
4.根据权利要求1或2所述的一种基坑加深超挖的加固结构，其特征在于：所述支撑柱(5)使用带有振动臂的压桩机施工而成，所述注浆花管(6)采用带有振动导轨的锚杆钻机施工，所述支撑柱(5)和注浆花管(6)施工完成之后其顶部均位于腰梁(2)的中部。
5.根据权利要求2所述的一种基坑加深超挖的加固结构，其特征在于：所述每根支撑柱(5)采用长度为9-15m的工字钢，设置在相邻支撑柱(5)之间的加固钢筋(9)是由两根钢筋交叉形成的X型加固钢筋，X型加固钢筋其中一侧两端部分别焊接在前一根工字钢支撑柱(5)的两侧，另一侧的两个端部分别焊接在与其相邻的下一根工字钢支撑柱(5)的两侧，且焊接固定后的X型加固钢筋(5)呈水平状。
6.一种基坑加深超挖的加固方法，其特征在于具体施工步骤如下：
(1)在原基坑支护的冠梁、冠梁锚索、支护桩、腰梁锚索施工完成之后，腰梁施工之前，在腰梁施工范围内垂直下压一排平行于支护桩的支撑柱，且每个支撑柱置于两相邻支护桩之间的位置，并通过高频液压振动打桩机下压至原基坑支护结构的支护桩以下的位置，且置于支护桩以下的深度为待加深基坑深度加上至少3m的深度，每根支撑柱顶端置于腰梁设计区域内，且顶面不高于腰梁顶面的设计高度；
(2)在步骤(1)中的支撑柱下压完成之后，在两相邻支护桩之间的区域施工9-15m的注浆花管，所述注浆花管采用导轨式锚杆钻机从两相邻支护桩之间倾斜压入基坑边坡内，其每根注浆花管压入位置高于原基坑支护的腰梁锚索施工位置，倾斜角度为20°～25°，且每根注浆花管外端露出基坑边坡，其露出长度不超过腰梁设计区域；
(3)花管注浆，在注浆花管施工完成之后采用P.O42.5标号水泥进行常压注浆，当花管内水泥浆外溢且静置一分钟后不再回落时确定花管注浆完毕，并采用水泥袋封堵花管的外端口；
(4)将多根支撑柱位于腰梁设计区域的部位通过加固钢筋连接，并将每根支撑柱分别通过植筋与相邻的两根支护桩连接；
(5)施工原基坑支护的腰梁，先绑扎腰梁钢筋笼，并将腰梁钢筋笼上部纵筋与注浆花管焊接，下部纵筋贴紧支撑桩布置，然后按照原有设计进行支模、浇筑混凝土完成腰梁的施工，且施工完成之后的腰梁与多根支撑柱顶部连为一体，并将注浆花管外露部分固定在腰梁内。
7.根据权利要求6所述的一种基坑加深超挖的加固方法，其特征在于：所述步骤(1)在进行施工前，首先根据待加深基坑深度采用《JGJ120-2012建筑基坑支护技术规程》中规定的抗隆起稳定性验算公式对基坑加深超挖后原基坑支护结构加固后的基坑稳定性进行验算，并根据验算结果确定是否需要进行加固以及加固结构的嵌固深度，其验算公式如下：
式中：Ks——抗隆起安全系数；
H0——基坑深度(m)；
D——支护结构嵌固深度(m)，当挡土构件底面以下有软弱下卧层时，取基坑底面至软弱下卧层顶面的土层厚度；
γ1——基坑外挡土构件底面以上土的平均重度(kN/m3)；
γ2——基坑内挡土构件底面以上土的平均重度(kN/m3)；
c——土的粘聚力(kPa)；
——挡土构件底面以下土的内摩擦角(°)；
Nc、Nq——承载力系数；
q——地面均布荷载(kPa)；
其中符合施工要求的安全等级为二级、三级的支护结构，其抗隆起安全系数分别不应小于1.6、1.4。
8.根据权利要求6所述的一种基坑加深超挖的加固方法，其特征在于所述步骤(1)中每根支撑柱为9-15m的工字钢结构，其具体施工时：先采用履带式液压振动式压桩机振动臂下方的机械手抓紧工字钢后，在空中移动工字钢到预定下压位置，由工人手扶定位，开始下压工字钢，并在工字钢下压到冠梁顶位置时暂停下压，机械手松开工字钢并离开，换机械手的外侧凸起部分卡住工字钢外侧翼缘下压到预定位置后停止振动，移开振动臂和机械手，完成支撑柱的施工过程。
9.根据权利要求6所述的一种基坑加深超挖的加固方法，其特征在于所述步骤(2)中的注浆花管采用长度为9-15m花管，在管体表面呈螺旋分布有多个出浆孔，管体一端设置有注浆口，另一端设置成圆锥形或扁状形成注浆钻头，在注浆钻头与管体连接部位焊接有外径大于管体直径的扩孔环，并在每个出浆孔旁焊接有尖端朝向注浆钻头的护孔角钢，每个出浆孔均位于护孔角钢下方；所述注浆花管的施工过程为：首先钻机就位，工人手扶花管调整压入位置及角度，其压入位置为高于锚索中轴线200-300mm的位置，然后钻机移动导轨对准震动头，震动压入花管至外露长度0.8-1.2m时，进行接长焊接，继续压入花管到预定位置。
10.根据权利要求6所述的一种基坑加深超挖的加固方法，其特征在于：所述步骤(4)中的加固筋是由两根钢筋交叉形成的X型加固钢筋，X型加固钢筋其中一侧两端部分别焊接在前一根支撑柱的两侧，另一侧的两个端部分别焊接在与其相邻的下一根支撑柱的两侧，且焊接固定后的X型加固钢筋呈水平状，其交叉部位不焊接；所述每根支撑柱上的两根植筋其中一端焊接在该支撑柱顶部两侧，另一端分别呈水平状植入与该支撑柱相邻的两个支护桩内。
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