CN110093933A - 一种基坑竖向拉锚支护系统及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基坑竖向拉锚支护系统及其施工方法，包括基坑本体、位于基坑本体内的基坑围护构件、设在基坑围护构件外侧的拉锚构件以及连接构件，基坑围护构件的底端伸入基坑本体的坑底内部预定距离；拉锚构件至少为一排，连接构件的一端与基坑围护构件成预定角度连接，连接构件的另一端与拉锚构件成预定角度连接。本发明的基坑竖向拉锚支护系统和施工方法适用于各种土质地基，降低了施工难度和工程造价，缩短了施工工期，提高了基坑的稳定性，具有安全可靠、经济效益高和环境效益明显的优点。

Description

一种基坑竖向拉锚支护系统及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体而言，特别涉及一种基坑竖向拉锚支护系统及其施工方法。

背景技术

在地下建筑工程施工中一般要进行基坑开挖，基坑开挖一般要设置基坑支护结构，以满足基坑稳定和周围环境变形要求。在基坑深度较浅时，上述基坑支护结构一般只需在基坑外围地基土中设置基坑围护构件，称为悬臂基坑支护结构。随着基坑深度增加，上述悬臂基坑支护结构变形大，难以满足基坑稳定和周围环境变形要求，还需在基坑围护构件侧向设置一道支锚构件。随着基坑深度进一步增加，一道支撑或斜拉锚支护结构变形加大，难以满足基坑稳定和周围环境变形要求，还需增加支锚构件道数，采用二道或多道支锚构件。现有基坑支锚构件分为内支撑和斜拉锚两种。

内支撑方法缺点：一、需要大量的内支撑材料，造价高；二、支撑以下基坑不便于采用大型机械开挖，只能采用小型机械施工或人工开挖，施工难度大，施工效率低下，加长了工期，又提高了造价；三、支撑构件的设置和拆除需要较长的施工时间，施工工期大幅增加。

斜拉锚方法缺点：一、需要较大的场地条件，而很多基坑周边场地条件狭窄，不具备施工斜拉锚的场地条件；二、斜拉锚施工和基坑开挖过程都会引起较大的基坑变形，对周围环境影响大，不适用于周边环境对变形要求严格的场地，应用范围小，局限性大。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。有鉴于此，本发明需要提供一种适用于各种土质地基，降低了施工难度和工程造价，缩短了施工工期，提高了基坑的稳定性，具有安全可靠、经济效益高和环境效益明显的优点的基坑竖向拉锚支护系统及其施工方法。

本发明提供一种基坑竖向拉锚支护系统，包括基坑本体、位于所述基坑本体内且靠近所述基坑本体边缘预定距离设置的基坑围护构件、设在所述基坑围护构件外侧并插入地平面内部预定深度的拉锚构件以及用于连接所述基坑围护构件和所述拉锚构件的连接构件，所述基坑围护构件的底端伸入所述基坑本体的坑底内部预定距离；所述拉锚构件至少为一排，所述连接构件的一端与所述基坑围护构件成预定角度连接，所述连接构件的另一端与所述拉锚构件成预定角度连接。

根据本发明的一个实施例的一种基坑竖向拉锚支护系统，所述连接构件上设有载荷体，所述载荷体的一侧壁与所述基坑本体的边缘成预定角度设置。

根据本发明的一个实施例的一种基坑竖向拉锚支护系统，所述基坑围护构件的顶端和其中段位置处分别设有第一冠梁和腰梁，所述拉锚构件的顶端设有第二冠梁。

根据本发明的一个实施例的一种基坑竖向拉锚支护系统，所述连接构件的底面上设有分别与所述第一冠梁和所述第二冠梁连接的第一连接部和第二连接部。

根据本发明的一个实施例的一种基坑竖向拉锚支护系统，所述连接构件与所述基坑围护构件所成角度为α，其中α的范围为45°≤α＜180°。

根据本发明的一个实施例的一种基坑竖向拉锚支护系统，所述连接构件与所述拉锚构件所成角度为β，其中β的范围为45°≤β＜180°。

根据本发明的一个实施例的一种基坑竖向拉锚支护系统，所述载荷体与所述基坑本体的边缘所成角度为γ，其中γ的范围为90°≤γ≤180°。

根据本发明的一个实施例的一种基坑竖向拉锚支护系统，所述拉锚构件伸入地平面的深度L的范围为0.1H≤L≤10H，其中H为所述基坑本体的深度，所述连接构件的宽度B的范围为0.1H≤B≤5H。

根据本发明的一个实施例的一种基坑竖向拉锚支护系统，还包括设在所述基坑围护构件上的内支撑构件，所述内支撑构件的一端与所述腰梁连接，且所述内支撑构件与所述基坑围护构件相互垂直设置。

本发明提供一种基坑竖向拉锚支护系统的施工方法，包括以下步骤：

步骤1、在基坑本体内确定基坑围护构件和拉锚构件的支护范围；

步骤2、在基坑围护构件的预设位置施工所述基坑围护构件，并根据具体所述基坑围护构件的类型选择具体的施工机械和工艺；

步骤3、在所述基坑围护构件的外侧预定距离处即拉锚构件的预设位置处施工所述拉锚构件，并根据所述拉锚构件的具体类型选择具体的施工机械和工艺；

步骤4、在所述基坑围护构件的顶部和所述拉锚构件的顶部设置连接构件；

步骤5、清理所述连接构件的上顶面使之与地平面整平；或在所述连接构件上设置载荷体，清理所述载荷体的上顶面使之与地平面平齐。

本发明的一种基坑竖向拉锚支护系统及其施工方法，通过在基坑围护构件的外侧设置有插入地平面内部的竖向的拉锚构件，并通过连接构件将基坑围护构件和拉锚构件连接在一起，其中连接构件与基坑围护构件和拉锚构件分别成预定角度连接，其大大提高了支护系统的适用性，使其能适用于各种土质地基的基坑，占地面积小，大幅降低了施工过程中对基坑开挖变形和周围环境的影响，安全性能高，节省了大量的内支撑结构材料，大幅降低了工程造价、施工难度和施工工期；进一步地，在连接构件上可设置施工场地及施工道路，既提高了基坑的稳定性，减少了基坑变形，还充分利用有限的土地资源，环境效益明显。

附图说明

图1是根据本发明的一种基坑竖向拉锚支护系统的一种使用状态图。

图2是根据本发明的一种基坑竖向拉锚支护系统的另一种使用状态图。

图3是图1的一种使用状态的结构示意图。

图4是图2的一种使用状态的结构示意图。

图5是根据本发明的一种基坑竖向拉锚支护系统的施工方法的流程图。

附图标记：1-基坑本体；2-基坑围护构件；3-拉锚构件；4-连接构件；5-载荷体；6-内支撑构件；10-地平面；11-坑底；21-第一冠梁；22-腰梁；31-第二冠梁。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1和图2所示，根据本发明的实施例，一种基坑竖向拉锚支护系统，包括基坑本体1、位于基坑本体1内且靠近基坑本体1边缘预定距离设置的基坑围护构件2、设在基坑围护构件2外侧并插入地平面10内部预定深度的拉锚构件3以及用于连接基坑围护构件2和拉锚构件3的连接构件4，基坑围护构件2的底端伸入基坑本体1的坑底11内部预定距离；拉锚构件3至少为一排，根据具体施工场地环境和工况，选用不同的距离间隔设置，连接构件4的一端与基坑围护构件2成预定角度连接，连接构件4的另一端与拉锚构件3成预定角度连接，其中基坑围护构2件选用桩墙构件，拉锚构件3为桩锚构件，连接构件4为梁板构件。

本发明的一种基坑竖向拉锚支护系统，通过在基坑围护构件2的外侧设置有插入地平面内部的竖向的拉锚构件3，并通过连接构件4将基坑围护构件2和拉锚构件3连接在一起，其中连接构件4与基坑围护构件2和拉锚构件3分别成预定角度连接，其大大提高了支护系统的适用性，使其能适用于各种土质地基的基坑，占地面积小，大幅降低了施工过程中对基坑开挖变形和周围环境的影响，安全性能高，节省了大量的内支撑结构材料，大幅降低了工程造价、施工难度和施工工期；进一步地，在连接构件4上可设置施工场地及施工道路，既提高了基坑的稳定性，减少了基坑变形，还充分利用有限的土地资源，环境效益明显。

如图2所示，连接构件4上设有载荷体5，需要理解的是，载荷体5可以由回填土或建筑废料制成的重物料制成，载荷体5的一侧壁与基坑本体1的边缘成预定角度设置，其中载荷体5与基坑本体1的边缘所成角度为γ，其中γ的范围为90°≤γ≤180°，其中γ的优选角度为90°、135°或180°，这三种角度的载荷体5加工制作方便，与地平面之间的相对结构强度高，能有效提高支护系统的结构稳定性，并且根据实际施工需要，可在载荷体5上铺设施工场地及施工道路，既能提高了基坑的稳定性，减少了基坑变形，还可以充分利用有限的土地资源，环境效益明显。

如图1和图2所示，基坑围护构件2的顶端和其中段位置处分别设有第一冠梁21和腰梁22，需要理解的是，腰梁22可以根据基坑本体1的不同深度而设置，拉锚构件3的顶端设有第二冠梁31，连接构件4的底面上设有分别与第一冠梁21和第二冠梁31连接的第一连接部41和第二连接部42。

如图1和图2所示，连接构件4与基坑围护构件2所成角度为α，其中α的范围为45°≤α＜180°，优选的α角度为90°，该角度能有效保证基坑围护构件2和连接构件4之间的结构强度，从而大大提升支护系统的稳定性，需要理解的是，根据不同土质地基的基坑，一方面α的角度可以选定为45°、60°和75°其中的一种，选用这三种角度既能保证支护系统的稳定性，也能扩大基坑本体内的施工作业半径；另一方面α的角度可以选定为105°、135°和150°其中的一种，选用这三种角度能有效提高支护系统的负载能力。

如图1和图2所示，连接构件4与拉锚构件3所成角度为β，其中β的范围为45°≤β＜180°，优选的β角度为90°，该角度能有效保证拉锚构件3和连接构件4之间的结构强度，从而大大提升支护系统的稳定性，根据不同土质地基的基坑，一方面β的角度可以选定为45°、60°和75°其中的一种，选用这三种角度既能保证支护系统的稳定性，也能扩大基坑本体内的施工作业半径；另一方面β的角度可以选定为105°、135°和150°其中的一种，选用这三种角度能有效提高支护系统的负载能力，需要理解的是，拉锚构件和基坑围护构件可以为沿同一方向设置，也可以为两者的延长线交叉设置。

如图1和图2所示，拉锚构件3伸入地平面的深度L的范围为0.1H≤L≤10H，根据不同土质地基的基坑的施工工艺要求，选用不同长度的拉锚构件3，其中H为基坑本体1的深度，连接构件4的宽度B的范围为0.1H≤B≤5H，根据不同的施工材料选用不同宽度的连接构件4。

如图3和图4所示，根据本发明的一种实施例，在基坑本体1的深度逐渐增加是，还可以在基坑围护构件2上设置一道内支撑构件6，以有效保证支护系统结构整体的稳定性，其中内支撑构件6的一端与腰梁22连接，且内支撑构件6与基坑围护构件2相互垂直设置。

如图1至图5所示，根据本发明的实施例，一种基坑竖向拉锚支护系统的施工方法，包括以下步骤：

S100、在基坑本体1内确定基坑围护构件2和拉锚构件3的支护范围；

S200、在基坑围护构件2的预设位置施工基坑围护构件2，并根据具体基坑围护构件2的类型选择具体的施工机械和工艺；

S300、在基坑围护构件2的外侧预定距离处即拉锚构件3的预设位置处施工拉锚构件3，并根据拉锚构件3的具体类型选择具体的施工机械和工艺；

S400、在基坑围护构件2的顶部和拉锚构件3的顶部设置连接构件4；

S500、清理连接构件4的上顶面使之与地平面整平；或在连接构件4上设置载荷体5，清理载荷体5的上顶面使之与地平面平齐。

本发明的一种基坑竖向拉锚支护系统的施工方法，在施工过程中对基坑开挖变形和周围环境影响小，提高了安全性，占地面积小，节省了大量的内支撑支护材料和工程造价，经济效益显著，进一步地，根据实际施工需要，可在连接构件上设置载荷体，并在载荷体上铺设施工场地及施工道路，既能提高了基坑的稳定性，减少了基坑变形，还可以充分利用有限的土地资源，环境效益明显。

下面通过实施例进一步描述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

土质条件：表层厚2m为粉质粘土，其下为6m厚的淤泥质土及15m厚的粘土与粉质粘土互层，总体土质软；基坑深：6m；场地条件和要求：基坑边外可用地范围为5m，周边临近较多已建建筑物需要保护；施工场地荷载要求30kPa。

采用本发明的基坑竖向拉锚支护方案见图1，具体技术参数如下：

基坑围护构件2：采用现场钻孔钢筋混凝土灌注桩，桩径0.7m，桩长16.5m。

拉锚构件3：采用竖向锚杆，在竖向挡土的基坑围护构件外侧地面竖直向下施工预应力注浆锚杆，成孔直径0.15m，锚体深度15.0m，锚体间距4.5m。

连接构件4：竖向挡土的基坑围护构件顶部设尺寸为1.2mX0.6m的钢筋混凝土制的第一冠梁，竖向的拉锚构件顶部设尺寸为0.6mX0.6m的钢筋混凝土制的第二冠梁，连接构件采用厚度0.3m、宽度2.5m的钢筋混凝土板与第一冠梁和第二冠梁连接。

实施例2

土质条件：表层厚2m为粉质粘土，其下为6m厚的淤泥质土及15m厚的粘土与粉质粘土互层；基坑深：7m；场地条件和要求：基坑边外可用地范围为7m，周边临近较多已建建筑物需要保护；场地紧张，基坑边需要材料堆场和施工道路。

采用本发明的基坑竖向拉锚支护方案见图2，具体技术参数如下：

基坑围护构件2：采用现场钻孔钢筋混凝土灌注桩，桩径0.7m，桩长16.5m。

拉锚构件3：在竖向挡土的基坑围护构件外侧地面上设置竖向向下的预应力注浆拉锚体，成孔直径0.15m，锚体深度15m，锚体间距4.5m。

连接构件4：在竖向挡土的基坑围护构件顶部和竖向的拉锚构件顶部设置连接构件，连接构件采用梁板构件，竖向挡土的基坑围护构件顶部设尺寸为1.2mX0.6m的钢筋混凝土制的第一冠梁，竖向的拉锚构件顶部设尺寸为0.6mX0.6m的钢筋混凝土制的第二冠梁，连接构件采用厚度为0.35m的钢筋混凝土板与第一冠梁和第二冠梁连接。

附加向下的载荷体5：在顶部梁板构件上附加4层土袋载荷体。在载荷体上采用厚度0.2m混凝土进行场地硬化，做为施工堆场和道路使用。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基坑竖向拉锚支护系统，包括基坑本体、位于所述基坑本体内且靠近所述基坑本体边缘预定距离设置的基坑围护构件、设在所述基坑围护构件外侧并插入地平面内部预定深度的拉锚构件以及用于连接所述基坑围护构件和所述拉锚构件的连接构件，其特征在于，所述基坑围护构件的底端伸入所述基坑本体的坑底内部预定距离；所述拉锚构件至少为一排，所述连接构件的一端与所述基坑围护构件成预定角度连接，所述连接构件的另一端与所述拉锚构件成预定角度连接。

2.根据权利要求1所述的一种基坑竖向拉锚支护系统，其特征在于，所述连接构件上设有载荷体，所述载荷体的一侧壁与所述基坑本体的边缘成预定角度设置。

3.根据权利要求1所述的一种基坑竖向拉锚支护系统，其特征在于，所述基坑围护构件的顶端和其中段位置处分别设有第一冠梁和腰梁，所述拉锚构件的顶端设有第二冠梁。

4.根据权利要求3所述的一种基坑竖向拉锚支护系统，其特征在于，所述连接构件的底面上设有分别与所述第一冠梁和所述第二冠梁连接的第一连接部和第二连接部。

5.根据权利要求1所述的一种基坑竖向拉锚支护系统，其特征在于，所述连接构件与所述基坑围护构件所成角度为α，其中α的范围为45°≤α＜180°。

6.根据权利要求1所述的一种基坑竖向拉锚支护系统，其特征在于，所述连接构件与所述拉锚构件所成角度为β，其中β的范围为45°≤β＜180°。

7.根据权利要求2所述的一种基坑竖向拉锚支护系统，其特征在于，所述载荷体与所述基坑本体的边缘所成角度为γ，其中γ的范围为90°≤γ≤180°。

8.根据权利要求2所述的一种基坑竖向拉锚支护系统，其特征在于，所述拉锚构件伸入地平面的深度L的范围为0.1H≤L≤10H，其中H为所述基坑本体的深度，所述连接构件的宽度B的范围为0.1H≤B≤5H。

9.根据权利要求3所述的一种基坑竖向拉锚支护系统，其特征在于，还包括设在所述基坑围护构件上的内支撑构件，所述内支撑构件的一端与所述腰梁连接，且所述内支撑构件与所述基坑围护构件相互垂直设置。

10.一种基坑竖向拉锚支护系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在基坑本体内确定基坑围护构件和拉锚构件的支护范围；

步骤2、在基坑围护构件的预设位置施工所述基坑围护构件，并根据具体所述基坑围护构件的类型选择具体的施工机械和工艺；

步骤3、在所述基坑围护构件的外侧预定距离处即拉锚构件的预设位置处施工所述拉锚构件，并根据所述拉锚构件的具体类型选择具体的施工机械和工艺；

步骤4、在所述基坑围护构件的顶部和所述拉锚构件的顶部设置连接构件；

步骤5、清理所述连接构件的上顶面使之与地平面整平；或在所述连接构件上设置载荷体，清理所述载荷体的上顶面使之与地平面平齐。