CN110144899A - 一种软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构及施工方法，在基坑内与钻孔灌注桩支护结构平行设置一排被动桩，被动桩冠梁与钻孔灌注桩支护结构之间设置坑底支撑梁；被动桩与钻孔灌注桩支护结构之间设置被动区搅拌桩加固体；基坑的支撑梁的设置高度高于地下停车场顶板位置的上方10～20cm，支撑梁顶部与钻孔灌注桩支护结构冠梁顶部基本齐平；支撑梁的梁体内临近支撑梁搭接节点处设置多排用于装填静态破碎剂的PVC管，支撑梁顶部和支撑梁搭接节点顶部均预埋有吊环。本发明能够控制临近浅基础建筑基坑的变形，减轻对临近浅基础建筑的影响。

Description

一种软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构 及施工方法

技术领域

本发明属于基坑开挖支护领域，特别涉及一种软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构及施工方法，适用于浅基础老旧浅基础、对地基变形十分敏感的建筑物旁开挖基坑。

背景技术

基坑开挖对周围环境的影响问题日益突出，如何在基坑开挖过程中保护周边的环境不受影响是广泛重视的问题。在基坑工程的设计过程中，不仅要考虑到基坑的稳定性还要把对基坑周边环境的保护考虑在内。基坑开挖深度越大对临近建筑物产生的影响也会相应的变大，如果不进行相应的防护措施有可能导致临近建筑物产生破坏性影响。

很多地下停车场建设工程均位于老城区，建设场地紧邻周边居民楼、办公楼等，均为浅基础老旧浅基础建筑物，对地基变形十分敏感。建设场地存在深厚淤泥质软土，呈饱和流塑状，局部为软塑，高压缩性，因此基坑开挖和周边建筑物保护难度较大。由于基坑开挖临近周边浅基础建筑物，基坑和周边建筑物安全风险大，周边群众关注度很高，对临近建筑物保护和基坑安全以及现场文明绿色施工提出了严格的要求。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构，控制临近浅基础建筑基坑的变形，减轻对临近浅基础建筑的影响。为此，本发明采用以下技术方案：

一种软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构，包括：钻孔灌注桩支护结构、搅拌桩止水帷幕、钻孔灌注桩支护结构冠梁、支撑梁；其特征在于在基坑内与钻孔灌注桩支护结构平行设置一排被动桩，被动桩顶部设置被动桩冠梁，被动桩冠梁与钻孔灌注桩支护结构之间设置坑底支撑梁；被动桩与钻孔灌注桩支护结构之间设置被动区搅拌桩加固体；基坑的支撑梁的设置高度高于地下停车场顶板位置的上方10～20cm，支撑梁顶部与钻孔灌注桩支护结构冠梁顶部基本齐平；支撑梁的梁体内临近支撑梁搭接节点处设置多排用于装填静态破碎剂的PVC管，支撑梁顶部和支撑梁搭接节点顶部均预埋有吊环；地下停车场底板与钻孔灌注桩支护结构之间设置有加强带，搅拌桩止水帷幕外侧地面设置有排水沟。

作为优选：被动桩为钻孔灌注桩，每根被动桩对应一根钻孔灌注桩支护结构的钻孔灌注桩，被动桩桩顶与基坑坑底基本齐平。

作为优选：支撑梁为矩形截面的钢筋混凝土梁，支撑梁互相搭接，在平面上呈三角形布置。

作为优选：每段支撑梁搭接节点处水平向预埋用于装填静态破碎剂的PVC管，PVC管的管径和间距与支撑梁的有效截面承载力对应，通过对支撑梁的有效截面承载力计算确定。

作为优选：每段支撑梁左右两侧在顶部均预埋吊环，每个支撑梁搭接节点顶部呈三角预埋3个吊环。

本发明另一个目的是提供一种上述的软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构的施工方法，控制临近浅基础建筑基坑的变形，减轻对临近浅基础建筑的影响。为此，本发明采用以下技术方案：

一种如上所述的软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、开挖排水沟，施工搅拌桩止水帷幕和被动区搅拌桩加固体；

(2)、施工钻孔灌注桩支护结构及其冠梁；

(3)、施工被动桩(5)：测量放样，在被动桩(5)的设计位置压入长护筒，钻孔并浇筑钻孔灌注桩，超灌一定高度，桩顶略高于基坑设计坑底，确保被动桩(5)桩位与钻孔灌注桩支护结构(1)平行，每根被动桩(5)对齐一根钻孔灌注桩支护结构(1)的桩；

(4)、开挖第一层基坑至支撑梁的底面设计高度，支撑梁的底面设计高度高于地下停车场顶板设计高程10～20cm，支模并浇筑矩形截面钢筋混凝土支撑梁，每段支撑梁互相搭接，在平面上呈三角形布置；在每段支撑梁左右两侧在顶部均预埋1个吊环，每个支撑梁搭接节点顶部呈三角预埋3个吊环；在每段支撑梁的两端均设置数排用于装填静态破碎剂的PVC管；

(5)、仅在被动桩与支护结构之间的范围内开挖基坑至坑底，保留其他区域土体暂不开挖；

(6)、开挖坑底支撑梁基坑，截除被动桩超灌桩头，在被动桩桩顶施工被动桩冠梁，在对应钻孔灌注桩支护结构上植筋，绑扎坑底支撑梁钢筋笼并浇筑坑底支撑梁；

(7)、待坑底支撑梁达到设计强度后开挖其他区域土体至基坑坑底，在坑底施工垫层；

(8)、浇筑地下停车场底板及其与支护结构之间的加强带，浇筑地下停车场侧墙；

(9)、在不拆除支撑梁的情况下浇筑地下停车场顶板，顶板的上表面距支撑梁一定距离，在支撑梁搭接节点下难以绑扎钢筋的部位采用预绑扎好的钢筋网片拼接顶板钢筋笼；在支撑梁搭接节点下的部位采用隐蔽部位振捣器伸入到支撑梁搭接节点下部振捣混凝土；

(10)、地下停车场浇筑完成并达到设计强度后拆除支撑梁，拆除支撑梁时首先采用吊机通过吊环吊住要拆除的支撑梁段或支撑梁搭接节点，然后往PVC管11内装填静态破碎剂，封口并等待破碎，破碎完成后采用切割机切除钢筋，然后吊除要拆除的支撑梁或支撑梁搭接节点；

(11)、回填基坑。

作为优选：在绑扎支撑梁搭接节点下方的钢筋笼时，双手持两个长臂钢筋绑扎器伸入到支撑梁搭接节点下方，通过长臂钢筋绑扎器的手柄控制长臂钢筋绑扎器的夹具夹住钢丝进行钢筋笼拼接绑扎。

作为优选：所述的长臂钢筋绑扎器在一根空心的长柄的一端设置手柄，另一端设置夹具，夹具的一瓣为固定瓣，一瓣为活动瓣，活动瓣通过铰链与固定瓣连接，活动瓣外侧通过弹簧与长柄连接，活动瓣内侧连接一根钢丝，钢丝穿过长柄内部空心连接手柄。

作为优选：所述的隐蔽部位振捣器采用一根塑料管穿过振捣棒的皮管套接在振捣棒尾部，采用一根钢质振动端通过二通接头连接在振捣棒的端部，钢质振动端与振捣棒垂直设置，在振捣支撑梁搭接节点下方的混凝土时手持塑料管将振捣棒伸入到支撑梁搭接节点下方，并将振动端压入到混凝土内进行振捣。

本发明具有以下特点和有益效果：

(1)基坑支护结构变形小，稳定性高。在基坑内设置一排被动桩，并将被动桩通过坑底支撑梁与钻孔灌注桩支护结构相连，通过被动桩为支护结构提供抗力，同时在被动区进行水泥搅拌桩加固，从而有效减小了支护结构变形和提高支护结构的稳定性；

(2)临近浅基础建筑保护效果好。基坑内支撑梁设置在支护结构顶部，在地下停车场顶板浇筑过程中不拆除支撑梁，避免了常规方法因拆除支撑而造成基坑支护结构顶部水平变形大的缺点，从而有效保护临近浅基础建筑；

(3)基坑内支撑梁拆除施工便捷、环保、安全。支撑梁两端通过静态破碎剂破碎后切割钢筋并整体吊除，施工便捷，避免了常规风镐拆除法造成的噪音、粉尘污染以及拆除支撑梁时因振动和混凝土掉落对地下停车场顶板的损坏。

(4)支撑梁下方结构顶板施工效率和施工质量高。支撑梁下方结构顶板施工因支撑梁和搭接节点遮挡，钢筋绑扎和混凝土振捣困难，通过采用长臂钢筋绑扎器绑扎拼接钢筋网片的方法和改进式隐蔽部位混凝土振捣棒振捣混凝土方法进行施工，显著提高支撑梁下结构顶板的施工效率和施工质量。

附图说明

图1是软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构示意图；

图2是被动桩与支撑梁平面布置示意图；

图3是支撑梁与支撑梁搭接节点平面布置示意图；

图4是支撑梁预埋PVC管剖面示意图；

图5是长臂钢筋绑扎器示意图；

图6是改进式隐蔽部位振捣器示意图。

附图标记说明：钻孔灌注桩支护结构1、搅拌桩止水帷幕2、冠梁3、支撑梁4、被动桩5、被动桩冠梁6、坑底支撑梁7、被动区搅拌桩加固体8、地下停车场顶板9、支撑梁搭接节点10、PVC管11、吊环12、地下停车场底板13、加强带14、排水沟15、地下停车场侧墙16、长臂钢筋绑扎器17、隐蔽部位振捣器18、轻质长柄19、手柄20、夹具21、固定瓣22、活动瓣23、钢丝24、塑料管25、振捣棒26、皮管27、振动端28、二通接头29、垫层30、浅基础建筑31、弹簧32、铰链33。

具体实施方式

参照附图，本发明实施例中，深厚淤泥质地基，地下停车场基坑深5.6m，基坑边缘距离浅基础建筑6m，钻孔灌注桩直径0.8m，长17m，间距1.1m，止水帷幕水泥土搅拌桩直径0.6m间距0.4m，被动桩直径0.8m，长11.4m，间距2.2m，被动桩冠梁尺寸0.8*0.8，坑底支撑梁截面0.8*0.8，顶部支撑梁截面0.8*0.8，支撑梁底到地下停车场顶板距离0.15m。

本实施例的结构和施工过程如下：

(1)开挖宽50cm、深40cm的排水沟15，施工搅拌桩止水帷幕2，搅拌桩止水帷幕深10m，由直径800mm搅拌桩互相搭接而成，施工被动区加固体8，被动区加固体深3m，宽3m，由直径800mm搅拌桩互相搭接而成；

(2)施工钻孔灌注桩支护结构1，其钻孔灌注桩直径0.8m、长17m、间距1.1m，施工宽0.8m、高度0.8m的冠梁3；

(3)施工直径0.8m、长12.2m、间距2.2m的被动桩5：测量放样，在被动桩5的设计桩位压入长护筒，钻孔并浇筑钻孔灌注桩，超灌一定高度，桩顶略高于设计坑底，确保桩位与钻孔灌注桩支护结构1平行，每根被动桩5对齐一根钻孔灌注桩支护结构1的桩；

(4)开挖第一层基坑0.8m至支撑梁4的底面设计高度，支撑梁的底面设计高度高于地下停车场顶板设计高程15cm，支模并浇筑矩形截面0.8*0.8m的钢筋混凝土支撑梁4，每段支撑梁4互相搭接，在平面上呈三角形布置；

(5)按经验预估预埋PVC管11直径为5cm、间距为10cm，核算预埋PVC管11后支撑梁4的有效截面是否满足承载力要求；

(6)在每段支撑梁4的两端均设置3排用于装填静态破碎剂的PVC管11；

(7)在每段支撑梁4左右两侧在顶部均预埋1个吊环12，每个支撑梁搭接节点10顶部呈三角预埋3个吊环12；

(8)仅在被动桩5与支护结构之间的范围内开挖基坑至坑底，保留其他区域土体暂不开挖；

(9)开挖截面0.8*0.8m坑底支撑梁7基坑，截除被动桩5超灌桩头，在被动桩5桩顶施工截面0.8*0.8m的被动桩冠梁6，在对应钻孔灌注桩支护结构1上植筋，绑扎坑底支撑梁7钢筋笼并浇筑坑底支撑梁7，较佳地，坑底支撑梁7的一端和钻孔灌注桩支护结构1连接，另一端和被动桩冠梁6连接，较佳地，坑底支撑梁7一对一地连接在被动桩5正上方的被动桩冠梁部位；

(10)待坑底支撑梁7达到设计强度后开挖其他区域土体至坑底，在坑底施工20cm厚的垫层30；

(11)浇筑地下停车场底板13及其与支护结构之间的宽20cm的钢筋混凝土加强带14，浇筑地下停车场侧墙16；

(12)在不拆除支撑梁4的情况下浇筑地下停车场顶板9，支撑梁底到地下停车场顶板距离为15cm，在支撑梁搭接节点10下难以绑扎钢筋的部位采用预绑扎好的钢筋网片拼接顶板钢筋笼，钢筋网片拼接时采用长臂钢筋绑扎器17伸入到支撑梁搭接节点10下部绑扎拼接部位钢筋，在支撑梁搭接节点10下难以振捣混凝土的部位采用隐蔽部位振捣器18伸入到支撑梁搭接节点10下部振捣混凝土。

(13)地下停车场浇筑完成并达到设计强度后拆除支撑梁4，拆除支撑梁4时首先采用吊机通过吊环12吊住要拆除的支撑梁4段或支撑梁搭接节点10，然后往PVC管11内装填静态破碎剂，封口并等待破碎，破碎完成后采用切割机切除钢筋，然后吊除要拆除的支撑梁4或支撑梁搭接节点10。

(14)回填基坑。

所述的长臂钢筋绑扎器17在一根空心的轻质长柄19的一端设置手柄20，另一端设置夹具21，夹具21的一瓣为固定瓣22，一瓣为活动瓣23，活动瓣23通过铰链33与固定瓣22连接，活动瓣23外侧通过弹簧32与轻质长柄19连接，活动瓣23内侧连接一根钢丝24，钢丝24穿过轻质长柄19内部空心连接手柄20，在绑扎支撑梁搭接节点10下方的钢筋笼时，双手持两个长臂钢筋绑扎器17伸入到支撑梁搭接节点10下方，通过手柄20控制夹具21夹住钢丝24进行钢筋笼拼接绑扎。

所述的隐蔽部位振捣器18采用一根塑料管25穿过振捣棒26的皮管27套接在振捣棒26尾部，采用一根钢质振动端28通过二通接头29连接在振捣棒26的端部，钢质振动端28与振捣棒26垂直设置，在振捣支撑梁搭接节点10下方的混凝土时手持塑料管25将振捣棒26伸入到支撑梁搭接节点10下方，并将振动端28压入到混凝土内进行振捣。由于振捣棒26的皮管27较软，振捣施工时难以控制方向，采用的塑料管25为硬质塑料管，可以用于控制振捣棒26的方向。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所能想到本技术方案技术特征的等同的变化或替代，都涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构，包括：钻孔灌注桩支护结构(1)、搅拌桩止水帷幕(2)、钻孔灌注桩支护结构冠梁(3)、支撑梁(4)；其特征在于在基坑内与钻孔灌注桩支护结构(1)平行设置一排被动桩(5)，被动桩(5)顶部设置被动桩冠梁(6)，被动桩冠梁(6)与钻孔灌注桩支护结构(1)之间设置坑底支撑梁(7)；被动桩(5)与钻孔灌注桩支护结构(1)之间设置被动区搅拌桩加固体(8)；基坑的支撑梁(4)的设置高度高于地下停车场顶板(9)位置的上方10～20cm，支撑梁(4)顶部与钻孔灌注桩支护结构冠梁(3)顶部基本齐平；支撑梁(4)的梁体内临近支撑梁搭接节点(10)处设置多排用于装填静态破碎剂的PVC管(11)，支撑梁(4)顶部和支撑梁搭接节点(10)顶部均预埋有吊环(12)；地下停车场底板(13)与钻孔灌注桩支护结构(1)之间设置有加强带(14)，搅拌桩止水帷幕(2)外侧地面设置有排水沟(15)。

2.根据权利要求1所述的一种软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构，其特征在于：被动桩(5)为钻孔灌注桩，每根被动桩(5)对应一根钻孔灌注桩支护结构(1)的钻孔灌注桩，被动桩(5)桩顶与基坑坑底基本齐平。

3.根据权利要求1所述的一种软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构，其特征在于：支撑梁(4)为矩形截面的钢筋混凝土梁，支撑梁(4)互相搭接，在平面上呈三角形布置。

4.根据权利要求1所述的一种软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构，其特征在于：每段支撑梁搭接节点(10)处水平向预埋用于装填静态破碎剂的PVC管(11)，PVC管(11)的管径和间距与支撑梁(4)的有效截面承载力对应，通过对支撑梁(4)的有效截面承载力计算确定。

5.根据权利要求1所述的一种软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构，其特征在于：每段支撑梁(4)左右两侧在顶部均预埋吊环(12)，每个支撑梁搭接节点(10)顶部呈三角预埋3个吊环(12)。

6.一种如权利要求1所述的软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、开挖排水沟(15)，施工搅拌桩止水帷幕(2)和被动区搅拌桩加固体(8)；

(2)、施工钻孔灌注桩支护结构(1)及其冠梁(3)；

(3)、施工被动桩(5)：测量放样，在被动桩(5)的设计位置压入长护筒，钻孔并浇筑钻孔灌注桩，超灌一定高度，桩顶略高于基坑设计坑底，被动桩(5)桩位与钻孔灌注桩支护结构(1)平行，每根被动桩(5)对齐一根钻孔灌注桩支护结构(1)的桩；

(4)、开挖第一层基坑至支撑梁(4)的底面设计高度，支撑梁(4)的底面设计高度高于地下停车场顶板设计高程10～20cm，支模并浇筑矩形截面钢筋混凝土支撑梁(4)，每段支撑梁(4)互相搭接，在平面上呈三角形布置；在每段支撑梁(4)左右两侧在顶部均预埋1个吊环(12)，每个支撑梁搭接节点(10)顶部呈三角预埋3个吊环(12)；在每段支撑梁(4)的两端均设置数排用于装填静态破碎剂的PVC管(11)；

(5)、仅在被动桩(5)与支护结构之间的范围内开挖基坑至坑底，保留其他区域土体暂不开挖；

(6)、开挖坑底支撑梁(7)基坑，截除被动桩(5)超灌桩头，在被动桩(5)桩顶施工被动桩冠梁(6)，在对应钻孔灌注桩支护结构(1)上植筋，绑扎坑底支撑梁(7)钢筋笼并浇筑坑底支撑梁(7)；

(7)、待坑底支撑梁(7)达到设计强度后开挖其他区域土体至基坑坑底，在坑底施工垫层(30)；

(8)、浇筑地下停车场底板(13)及其与支护结构之间的加强带(14)，浇筑地下停车场侧墙(16)；

(9)、在不拆除支撑梁(4)的情况下浇筑地下停车场顶板(9)，在支撑梁搭接节点(10)下难以绑扎钢筋的部位采用预绑扎好的钢筋网片拼接顶板钢筋笼；在支撑梁搭接节点(10)下的部位采用隐蔽部位振捣器(18)伸入到支撑梁搭接节点(10)下部振捣混凝土；

(10)、地下停车场浇筑完成并达到设计强度后拆除支撑梁(4)，拆除支撑梁(4)时首先采用吊机通过吊环(12)吊住要拆除的支撑梁(4)段或支撑梁搭接节点(10)，然后往PVC管11内装填静态破碎剂，封口并等待破碎，破碎完成后采用切割机切除钢筋，然后吊除要拆除的支撑梁(4)或支撑梁搭接节点(10)；

(11)、回填基坑。

7.根据权利要求6所述的一种软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构的施工方法，其特征在于：在绑扎支撑梁搭接节点(10)下方的钢筋笼时，双手持两个长臂钢筋绑扎器(17)伸入到支撑梁搭接节点(10)下方，通过长臂钢筋绑扎器(17)的手柄(20)控制长臂钢筋绑扎器(17)的夹具(21)夹住钢丝(24)进行钢筋笼拼接绑扎。

8.根据权利要求6所述的一种软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构的施工方法，其特征在于：所述的长臂钢筋绑扎器(17)在一根空心的长柄(19)的一端设置手柄(20)，另一端设置夹具(21)，夹具(21)的一瓣为固定瓣(22)，一瓣为活动瓣(23)，活动瓣(23)通过铰链(33)与固定瓣(22)连接，活动瓣(23)外侧通过弹簧(32)与长柄(19)连接，活动瓣(23)内侧连接一根钢丝(24)，钢丝(24)穿过长柄(19)内部空心连接手柄(20)。

9.根据权利要求6所述的一种软土地层地下停车场临近浅基础建筑基坑变形控制结构的施工方法，其特征在于：所述的隐蔽部位振捣器(18)采用一根塑料管(25)穿过振捣棒(26)的皮管(27)套接在振捣棒(26)尾部，采用一根钢质振动端(28)通过二通接头(29)连接在振捣棒(26)的端部，钢质振动端(28)与振捣棒(26)垂直设置，在振捣支撑梁搭接节点(10)下方的混凝土时手持塑料管(25)将振捣棒(26)伸入到支撑梁搭接节点(10)下方，并将振动端(28)压入到混凝土内进行振捣。