CN108612110B - 一种地铁车站深基坑复合式支护施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地铁车站深基坑复合式支护施工方法，包括步骤：1)桩顶冠梁与支撑梁一预制；2)支护桩施工；3)桩顶冠梁布设；4)支撑梁一布设；5)基坑土体开挖；6)支撑梁二布设；7)斜向排水管布设；8)加筋层、砂浆层；9)墙面排水管布设。本发明的有益效果是：本发明中桩顶冠梁和支撑梁一根据设计要求预制，从而提高了现场施工效率，缩短了工程建设工期；同时相接的支撑梁一之间设置了位移控制体和膨胀填充体，可对支撑梁一施加顶压力，减少支撑梁一的挠曲变形；本发明将拉筋板连同连接螺杆一预设于支护桩钢筋笼的外侧，不但可有效提升连接螺杆一的抗拔力，而且可以降低后置连接件施工的难度、提高现场施工效率。

Description

一种地铁车站深基坑复合式支护施工方法

技术领域

本发明涉及深基坑施工方法，特别涉及一种现场拼装方便、结构整体性好、施工效率高的地铁车站深基坑复合式支护施工方法，属于土木工程领域，适用于深基坑复合式支护施工工程。

背景技术

在地铁车站深基坑工程的施工中，时常会出现地面结构沉降变形、支护结构侧移等问题。对此，为提升地铁车站深基坑的稳定性常需采取一些基坑支护的措施，目前通常采用的支护形式有混凝土围护桩、钢筋混凝土内支撑与围护桩组合、围护桩与横向加筋体组合等。

现有技术中已有一种排桩加内撑的支护施工技术，其特征在于支护结构为钻孔灌注桩，桩顶设置混凝土冠梁，沿基坑周边均匀设置单排深层搅拌止水桩；采用对称钢管支撑体系作为内支撑结构，在现场基坑外完成钢围檩 、钢管支撑的加工及拼装，沿基坑竖向设置钢管支撑。该施工技术未涉及组合支撑及装配式施工，难以有效降低现场施工造价。现有技术中还有一种地下连续墙加预应力锚杆的支护形式，其特征在于主体支护结构采用地下连续墙结构，支护结构的水平受力体系采用预应力锚杆结构。该结构对施工场地及外界环境要求较高，基坑排水施工难度大。

综上所述，现有施工虽在适宜的工况下取得了较好的施工效果，但在提升现场施工效率、节省支护结构材料用量、保护生态环境等方面尚存不足。鉴于此，为提高现场施工质量和效率，改善挡土结构物的受力性能和整体性，保护生态环境，目前亟待发明一种不但可以实现桩顶冠梁和支撑梁重复利用，而且可以有效改善支护结构受力性能和基坑稳定状态，还可以提升深基坑支护结构的施工效率、节省建筑材料的地铁车站深基坑复合式支护施工方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种不但可以实现桩顶冠梁和支撑梁重复利用，而且可以有效改善支护结构受力性能和基坑稳定状态，还可以提升深基坑支护结构的施工效率、节省建筑材料的地铁车站深基坑复合式支护施工方法。

这种地铁车站深基坑复合式支护施工方法，包括以下步骤：

1)桩顶冠梁与支撑梁一预制：桩顶冠梁和支撑梁一横断面均呈矩形，采用钢筋混凝土材料浇筑，在桩顶冠梁面向支撑梁侧设置冠梁限位体和冠梁补强体，并使冠梁限位体与冠梁补强体焊接连接；在支撑梁一两端设置梁端补强体；

2)支护桩施工：先将拉筋板与连接螺杆一连接，再根据支撑梁二的布设位置要求，在支护桩钢筋笼背离基坑开挖面侧设置拉筋板，并将连接螺杆一与支护桩钢筋笼通过连接定位筋连接牢固，并使连接螺杆一与连接套筒连接；然后将支护桩钢筋笼吊入支护桩孔洞内，再进行混凝土浇筑，形成支护桩；

3)桩顶冠梁布设：待支护桩形成强度后，先向墙背土体内打设斜向支撑体，再将桩顶冠梁吊装至支护桩顶部，并使桩顶冠梁与斜向支撑体连接牢固，同时自桩顶冠梁向下打设冠梁连接筋至支护桩内部；

4)支撑梁一布设：将支撑梁一的端部与桩顶冠梁外侧的冠梁限位体连接，在支撑梁一另一端与相接的支撑梁一相接处设置连接段模板，并使连接段模板与支撑梁一通过套箍连接；在连接段模板上设置位移控制体；对位移控制体施加顶压力使支撑梁一与桩顶冠梁连接紧密；再向连接段模板内灌注膨胀材料形成膨胀填充体；

5)基坑土体开挖：采用挖掘设备自上向下进行基坑内部土体的开挖；

6)支撑梁二布设：基坑开挖至连接套筒高程后，先将连接套筒外侧的支护桩混凝土剥除，再使连接螺杆二和连接螺杆三分别与连接套筒连接，并在连接螺杆二的外端部设置吊索拉环，在吊索拉环的外侧设置吊索拉筋；先将承压平台、平台斜撑和平台竖板焊接成一整体，再将平台竖板与连接螺杆三通过紧固螺栓一连接；然后将支撑梁二吊装至承压平台上，并使支撑梁二与吊索拉筋连接；在支撑梁二与平台竖板之间塞入紧固楔体和压力千斤顶，先通过压力千斤顶顶压后，再在紧固楔体与支撑梁二之间设置楔体紧固板；在吊索拉筋上设置应力测试传感器；

7)斜向排水管布设：基坑内部土体开挖完成后，自支护桩向墙背土体内打设斜向排水管；

8)加筋层、砂浆层：在支护桩的外侧依次设置加筋层、砂浆层；

9)墙面排水管布设：在砂浆层的外侧设置墙面排水管，并使墙面排水管的侧壁与斜向排水管连通，墙面排水管底部与坑底排水沟相接。

作为优选:步骤1)所述冠梁限位体与冠梁补强体焊接连接，相对应的两块冠梁限位体间的距离较支撑梁一的高度大20-50mm。

作为优选:步骤2)所述拉筋板横断面呈圆弧形，内径与支护桩钢筋笼外径相同；连接螺杆一与拉筋板和连接定位筋焊接连接，与连接套筒通过螺纹连接。

作为优选:步骤6)所述连接螺杆二与上排的连接螺杆一通过连接套筒连接；连接螺杆三与下排的连接螺杆一通过连接套筒连接；连接螺杆二与吊索拉环焊接连接；在连接螺杆三的外侧端部设置与紧固螺栓一相对应的螺纹。

作为优选:步骤4)所述连接段模板横断面呈矩形，截面尺寸与支撑梁一相同；套箍的截面形状与连接段模板相同，顶部设置紧固连接板和紧固螺栓二；所述膨胀填充体采用膨胀混凝土材料，待位移控制体将支撑梁一与桩顶冠梁顶压完成后再进行膨胀填充体施工。

作为优选:步骤6)所述楔体紧固板采用条形钢板，与紧固楔体和支撑梁二焊接连接。

本发明的有益效果是：

(1)本发明中桩顶冠梁和支撑梁一根据设计要求预制，从而提高了现场施工效率，缩短了工程建设工期；同时相接的支撑梁一之间设置了位移控制体和膨胀填充体，可对支撑梁一施加顶压力，减少支撑梁一的挠曲变形。

(2)本发明将拉筋板连同连接螺杆一预设于支护桩钢筋笼的外侧，不但可有效提升连接螺杆一的抗拔力，而且可以降低后置连接件施工的难度、提高现场施工效率。

(3)本发明在支撑梁二与平台竖板之间设置了压力千斤顶和紧固楔体，可有效改善支撑梁二的受力性能，提升支撑二与支护桩的连接强度。

(4)本发明在斜向排水管的外侧设置墙面排水管，可在基坑排水要求的前提下，避免基坑侧壁渗漏对基坑稳定性和建设环境的影响。

附图说明

图1是本发明地铁车站深基坑复合式支护结构断面示意图；

图2是本发明地铁车站深基坑复合式支护施工流程图。

附图标记说明：1-桩顶冠梁；2-支撑梁一；3-冠梁限位体；4-冠梁补强体；5-梁端补强体；6-支护桩；7-拉筋板；8-连接螺杆一；9-支撑梁二；10-支护桩钢筋笼；11-连接定位筋；12-连接套筒；13-斜向支撑体；14-冠梁连接筋；15-连接段模板；16-套箍；17-位移控制体；18-膨胀填充体；19-连接螺杆二；20-连接螺杆三；21-吊索拉环；22-吊索拉筋；23-承压平台；24-平台斜撑；25-平台竖板；26-紧固螺栓一；27-紧固楔体；28-楔体紧固板；29-应力测试传感器；30-斜向排水管；31-加筋层；32-砂浆层；33-墙面排水管；34-坑底排水沟；35- 紧固连接板；36-紧固螺栓二；37-墙背土体；38-压力千斤顶。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

桩顶冠梁和支撑梁一的设计及施工技术要求、支护桩设计及施工技术要求、加筋层铺设施工技术要求、砂浆层喷射施工技术要求、斜向排水管打设施工技术要求等，本实施方式中不再赘述，重点阐述本发明涉及结构的实施方式。

参照图1所示，本发明预制冠梁与支撑梁一2相接处设置冠梁限位体3和冠梁补强体4，与支护桩6和墙背土体37之间分别设置冠梁连接筋14和斜向支撑体13；支撑梁一2的两端设置梁端补强体5，相接处设位移控制体17和膨胀填充体18；在支护桩钢筋笼10外侧设置拉筋板7，并使拉筋板7与连接套筒12通过连接螺杆一8连接；基坑开挖至吊索螺栓高程后，先安装吊索拉筋22、承压平台23，再将支撑梁二9吊装至承压平台23上，并使支撑梁二9 与吊索拉筋22连接；在支撑梁二9与平台竖板25之间设置紧固楔体27；在支护桩6外侧设置加筋层31、砂浆层32，并使墙面排水管33与斜向排水管30和坑底排水沟34相连。

桩顶冠梁1的横断面尺寸为400×800mm，每一段的长度为2m，混凝土强度等级为C35，在桩顶冠梁1面向支撑梁侧设置冠梁限位体3和冠梁补强体4，并使冠梁限位体3与冠梁补强体4焊接连接；冠梁限位体3采用厚度为1cm、强度等级为Q235的钢板轧制而成，其宽度为10cm、长度为50cm；冠梁补强体4沿桩顶冠梁1侧面布设，采用厚度为2mm、强度等级为Q235的钢板轧制而成。

支撑梁一2的横断面尺寸为250×500mm，每一段的长度为2m，混凝土强度等级为C35；在支撑梁一2两端设置梁端补强体5，梁端补强体5横断面呈

形，宽度为250mm、高度为500mm，采用厚度为2mm、强度等级为Q235的钢板轧制而成。

支护桩6的直径为600mm，混凝土强度等级为C35；支护桩钢筋笼10的直径为500mm。

拉筋板7的横断面呈圆弧形，内径为500mm，弧长为0.6m，采用厚度为2mm、强度等级为Q235的钢板轧制而成。连接螺杆一8的螺纹直径为30mm，与拉筋板7和连接定位筋11焊接连接；连接定位筋11采用直径为12mm的螺纹钢筋；连接套筒12的内径为30mm、长度为 20cm。

支撑梁二9采用直径30cm、壁厚为1cm的钢管。

斜向支撑体13采用H型钢，规格为200×200×8×12mm，强度等级为Q235，长度为2m。

冠梁连接筋14采用直径为32mm的螺纹钢筋，长度为1m。

连接段模板15横断面呈矩形，内侧宽度为250mm、高度为500mm，采用厚度为2mm、强度等级为Q235的钢板轧制而成；套箍16的截面形状与连接段模板15相同，采用直径为30mm螺杆轧制而成，高度为600mm；在套箍16的顶部设置紧固连接板35和紧固螺栓二36；紧固连接板35宽度为300mm，长度为500mm，采用厚度为2mm、强度等级为Q235的钢板轧制而成；紧固螺栓二36与套箍16相匹配，内部螺纹直径为30mm。

所述膨胀填充体18采用膨胀混凝土材料，待位移控制体17将支撑梁一2与桩顶冠梁1 顶压完成后再进行膨胀填充体18施工。

位移控制体17采用最大承压力为30t的液压千斤顶。膨胀填充体18采用自膨胀混凝土，强度等级为C35。

连接螺杆二19和连接螺杆三20均采用螺纹直径为30mm的螺杆，长度根据现场需要切割。

吊索拉环21采用直径为12mm的螺纹钢筋弯曲而成，内径为100mm，与连接螺杆二19焊接连接。

吊索拉筋22采用直径为30mm钢索，在吊索拉筋22的外表面设置应力测试传感器29，应力测试传感器29采用钢筋计。

承压平台23宽度为300mm，长度为500mm，采用厚度为2mm、强度等级为Q235的钢板轧制而成；与平台竖板25垂直焊接连接；平台竖板25的高度为500mm，采用厚度为2mm、强度等级为Q235的钢板轧制而成。平台斜撑24采用L25×4mm的角钢。

紧固螺栓一26与连接螺杆三20相匹配，内部螺纹直径为30mm。

紧固楔体27横断面呈直角梯形，顶宽为200mm，底宽为400mm，采用厚度为2cm、强度等级为Q235的钢板焊接而成。楔体紧固板28与紧固楔体27和支撑梁二9焊接连接，采用厚度为1cm、强度等级为Q235的钢板轧制而成，长度为400mm、宽度为100mm。

斜向排水管30长度为5m，采用直径为150mm排水软管。

加筋层31采用钢丝网格栅，沿支护桩外侧全断面布设。

砂浆层32采用M20的水泥砂浆，厚度为60mm。

墙面排水管33与斜向排水管30连通，采用直径为150mm的PVC管，底部插入坑底排水沟34内；坑底排水沟34的底宽为300mm，深度为300mm，顶宽为500mm。

墙背土体37为可塑状态的粘性土。

压力千斤顶38采用30t的液压千斤顶。

参照图2所示，所述的地铁车站深基坑复合式支护施工方法，包括以下施工步骤：

1)桩顶冠梁1与支撑梁一2预制：桩顶冠梁1和支撑梁一2横断面均呈矩形，采用钢筋混凝土材料浇筑，在桩顶冠梁1面向支撑梁侧设置冠梁限位体3和冠梁补强体4，并使冠梁限位体3与冠梁补强体4焊接连接；在支撑梁一2两端设置梁端补强体5；

2)支护桩6施工：先将拉筋板7与连接螺杆一8连接，再根据支撑梁二9的布设位置要求，在支护桩钢筋笼10背离基坑开挖面侧设置拉筋板7，并将连接螺杆一8与支护桩钢筋笼 10通过连接定位筋11连接牢固，并使连接螺杆一8与连接套筒12连接；然后将支护桩钢筋笼10吊入支护桩6孔洞内，再进行混凝土浇筑，形成支护桩6；

3)桩顶冠梁1布设：待支护桩6形成强度后，先向墙背土体37内打设斜向支撑体13，再将桩顶冠梁1吊装至支护桩6顶部，并使桩顶冠梁1与斜向支撑体13连接牢固，同时自桩顶冠梁1向下打设冠梁连接筋14至支护桩6内部；

4)支撑梁一2布设：将支撑梁一2的端部与桩顶冠梁1外侧的冠梁限位体3连接，在另一端与相接的支撑梁一2相接处设置连接段模板15，并使连接段模板15与支撑梁一2通过套箍16连接；在连接段模板15上设置位移控制体17；对位移控制体17施加顶压力使支撑梁一2与桩顶冠梁1连接紧密；再向连接段模板15内灌注膨胀材料形成膨胀填充体18；

5)基坑土体开挖：采用挖掘设备自上向下进行基坑内部土体的开挖；

6)支撑梁二9布设：基坑开挖至连接套筒12高程后，先将连接套筒12外侧的支护桩6 混凝土剥除，再使连接螺杆二19和连接螺杆三20分别与连接套筒12连接，并在连接螺杆二 19的外端部设置吊索拉环21，在吊索拉环21的外侧设置吊索拉筋22；先将承压平台23、平台斜撑24和平台竖板25焊接成一整体，再将平台竖板25与连接螺杆三20通过紧固螺栓一26连接；然后将支撑梁二9吊装至承压平台23上，并使支撑梁二9与吊索拉筋22连接；在支撑梁二9与平台竖板25之间塞入紧固楔体27和压力千斤顶38，先通过压力千斤顶38顶压后，再在紧固楔体27与支撑梁二9之间设置楔体紧固板28；在吊索拉筋22上设置应力测试传感器29；

7)斜向排水管30布设：基坑内部土体开挖完成后，自支护桩6向墙背土体37内打设斜向排水管30；

8)加筋层31、砂浆层32：在支护桩6的外侧依次设置加筋层31、砂浆层32；

9)墙面排水管33布设：在砂浆层32的外侧设置墙面排水管33，并使墙面排水管33的侧壁与斜向排水管30连通、底部与坑底排水沟34相接。

Claims (6)

1.一种地铁车站深基坑复合式支护施工方法，其特征在于包括以下施工步骤：

1)桩顶冠梁(1)与支撑梁一(2)预制：桩顶冠梁(1)和支撑梁一(2)横断面均呈矩形，采用钢筋混凝土材料浇筑，在桩顶冠梁(1)面向支撑梁侧设置冠梁限位体(3)和冠梁补强体(4)，并使冠梁限位体(3)与冠梁补强体(4)焊接连接；在支撑梁一(2)两端设置梁端补强体(5)；

2)支护桩(6)施工：先将拉筋板(7)与连接螺杆一(8)连接，再根据支撑梁二(9)的布设位置要求，在支护桩钢筋笼(10)背离基坑开挖面侧设置拉筋板(7)，并将连接螺杆一(8)与支护桩钢筋笼(10)通过连接定位筋(11)连接牢固，并使连接螺杆一(8)与连接套筒(12)连接；然后将支护桩钢筋笼(10)吊入支护桩(6)孔洞内，再进行混凝土浇筑，形成支护桩(6)；

3)桩顶冠梁(1)布设：待支护桩(6)形成强度后，先向墙背土体(37)内打设斜向支撑体(13)，再将桩顶冠梁(1)吊装至支护桩(6)顶部，并使桩顶冠梁(1)与斜向支撑体(13)连接牢固，同时自桩顶冠梁(1)向下打设冠梁连接筋(14)至支护桩(6)内部；

4)支撑梁一(2)布设：将支撑梁一(2)的端部与桩顶冠梁(1)外侧的冠梁限位体(3)连接，在支撑梁一(2)另一端与相接的支撑梁一(2)相接处设置连接段模板(15)，并使连接段模板(15)与支撑梁一(2)通过套箍(16)连接；在连接段模板(15)上设置位移控制体(17)；对位移控制体(17)施加顶压力使支撑梁一(2)与桩顶冠梁(1)连接紧密；再向连接段模板(15)内灌注膨胀材料形成膨胀填充体(18)；

5)基坑土体开挖：采用挖掘设备自上向下进行基坑内部土体的开挖；

6)支撑梁二(9)布设：基坑开挖至连接套筒(12)高程后，先将连接套筒(12)外侧的支护桩(6)混凝土剥除，再使连接螺杆二(19)和连接螺杆三(20)分别与连接套筒(12)连接，并在连接螺杆二(19)的外端部设置吊索拉环(21)，在吊索拉环(21)的外侧设置吊索拉筋(22)；先将承压平台(23)、平台斜撑(24)和平台竖板(25)焊接成一整体，再将平台竖板(25)与连接螺杆三(20)通过紧固螺栓一(26)连接；然后将支撑梁二(9)吊装至承压平台(23)上，并使支撑梁二(9)与吊索拉筋(22)连接；在支撑梁二(9)与平台竖板(25)之间塞入紧固楔体(27)和压力千斤顶(38)，先通过压力千斤顶(38)顶压后，再在紧固楔体(27)与支撑梁二(9)之间设置楔体紧固板(28)；在吊索拉筋(22)上设置应力测试传感器(29)；

7)斜向排水管(30)布设：基坑内部土体开挖完成后，自支护桩(6)向墙背土体(37)内打设斜向排水管(30)；

8)加筋层(31)、砂浆层(32)：在支护桩(6)的外侧依次设置加筋层(31)、砂浆层(32)；

9)墙面排水管(33)布设：在砂浆层(32)的外侧设置墙面排水管(33)，并使墙面排水管(33)的侧壁与斜向排水管(30)连通，墙面排水管(33)底部与坑底排水沟(34)相接。

2.根据权利要求1所述的地铁车站深基坑复合式支护施工方法，其特征在于：步骤1)所述冠梁限位体(3)与冠梁补强体(4)焊接连接，相对应的两块冠梁限位体(3)间的距离较支撑梁一(2)的高度大20-50mm。

3.根据权利要求1所述的地铁车站深基坑复合式支护施工方法，其特征在于：步骤2)所述拉筋板(7)横断面呈圆弧形，内径与支护桩钢筋笼(10)外径相同；连接螺杆一(8)与拉筋板(7)和连接定位筋(11)焊接连接，与连接套筒(12)通过螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的地铁车站深基坑复合式支护施工方法，其特征在于：步骤6)所述连接螺杆二(19)与上排的连接螺杆一(8)通过连接套筒(12)连接；连接螺杆三(20)与下排的连接螺杆一(8)通过连接套筒(12)连接；连接螺杆二(19)与吊索拉环(21)焊接连接；在连接螺杆三(20)的外侧端部设置与紧固螺栓一(26)相对应的螺纹。

5.根据权利要求1所述的地铁车站深基坑复合式支护施工方法，其特征在于：步骤4)所述连接段模板(15)横断面呈矩形，截面尺寸与支撑梁一(2)相同；套箍(16)的截面形状与连接段模板(15)相同，顶部设置紧固连接板(35)和紧固螺栓二(36)；所述膨胀填充体(18)采用膨胀混凝土材料，待位移控制体(17)将支撑梁一(2)与桩顶冠梁(1)顶压完成后再进行膨胀填充体(18)施工。

6.根据权利要求1所述的地铁车站深基坑复合式支护施工方法，其特征在于：步骤6)所述楔体紧固板(28)采用条形钢板，与紧固楔体(27)和支撑梁二(9)焊接连接。

Images