CN110158602A - 一种软土地质深基坑支护开挖施工结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

一种软土地质深基坑支护开挖施工结构及施工方法，结构包括钢板桩，所述的钢板桩所围住的基坑内设有桩基础，多个桩基础截面圆心的连线所组成的区域内预留核心土，在多个桩基础截面圆心的连线所组成的区域与钢板桩所形成的区域之间的基坑底面上浇筑有混凝土内撑。基于上述结构的施工方法，主要步骤包括预留核心土并在核心土外围建筑混凝土内撑，待混凝土内撑强度达标后开挖核心土并进行封底混凝土浇筑作业。采用上述结构及方法，省去了钢支撑的安装拆卸步骤，降低施工耗时，并减小了施工成本。

Description

一种软土地质深基坑支护开挖施工结构及施工方法

技术领域

本发明涉及混凝土施工领域，特别是一种软土地质深基坑支护开挖施工结构。

背景技术

对于开挖深度范围为软土地质条件下的埋入式深基坑承台施工，通常采用钢板桩支护开挖方案。

软土地质条件承台深基坑钢板桩支护开挖中，非承台实体范围内撑结构通常采用一道或数道钢围檩、钢支撑，承台实体范围通常设置一道或数道临时钢支撑，承台基坑超挖至承台底以下一定深度进行混凝土干封底，待封底混凝土达到强度后拆除承台实体范围临时钢支撑，完成受力体系转换。整个支护开挖过程周期很长，封底混凝土材料成本高，钢支撑安装及拆卸费时费力。

现有的技术中，“圆形深基坑无支撑施工结构和施工方法”（公告号为CN201210134562.6），其采用了中心岛式开挖方法，但是其并不适用于软土地质条件的承台施工作业。

现有的技术中，“一种考虑土拱和变形空间效应的软土基坑双排桩支护结构”（CN201620683228.X），其解决了软土地质条件下承台施工中的变形问题，但是其采用是设置水泥幕墙，浇筑量也较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种软土地质深基坑支护开挖施工结构及施工方法，通过预留核心土，并配合核心土外部先浇的混凝土拱形内撑能够省去钢支撑的安装拆卸步骤，降低施工耗时，并减小施工成本。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种软土地质深基坑支护开挖施工结构，包括钢板桩，所述的钢板桩所围住的基坑内设有桩基础，多个桩基础截面圆心的连线所组成的区域内预留核心土，在多个桩基础截面圆心的连线所组成的区域与钢板桩所形成的区域之间的基坑底面上浇筑有混凝土内撑。

优选的方案中，所述的混凝土内撑分为预制块与现浇块；

所述的预制块是以两个相邻桩基础之间最短间距为一边长，以预留的核心土侧边到最近的钢板桩之间的间距为另一边长的混凝预制矩形体；

所述的现浇块是完成预制块之后，在预制块未覆盖的基坑区域中浇筑的现浇混凝土结构。

优选的方案中，所述的预制块由两个组合块拼接组成，单个组合块包括第一矩形块、第二矩形块以及设置在第一矩形块和第二矩形块之间的过渡块组成；

所述的第一矩形块和第二矩形块的水平截面尺寸相同；

所述的过渡块顶面为倾斜面，倾角与水平面之间呈45°，过渡块顶面顶面两端分别连接第一矩形块顶面与第二矩形块顶面实现过渡；

两个所述的组合块搭接组成完整的预制块。

优选的方案中，所述的组合块上设有多个竖向的浇筑通孔，在两个组合块搭接的状态下，两个组合块中的多个浇筑通孔一一对应位于同一竖直位置上实现连通。

优选的方案中，所述的第一矩形块顶面上设有定位条，第二矩形块的顶面上设有定位槽，在两个组合块搭接的状态下，上方组合块的定位条与下方组合块的定位槽咬合，上方组合块的定位槽与下方组合块的定位条咬合实现定位。

优选的方案中，所述的组合块底面两侧设有侧边条块，并在组合块底面形成槽状结构。

优选的方案中，所述的两个组合块中，位于下方的一个组合块的侧边条块上设有竖直向下的锥形桩。

一种基于上述软土地质深基坑支护开挖施工结构的施工方法，包括以下步骤：

1）测量放线并平整施工场地，并在施工场地利用素填土进行路基填筑；

2）采用旋喷法，利用钻机造孔后，进行旋喷施工，形成多个桩基础；

3）在步骤1）中测量放线所确定施工区域外围打设钢板桩；

4）采用分层开挖进行基坑开挖作业；

5）以多个桩基础的截面圆心连线为基准，桩基础截面圆心连线所形成的区域内的核心土开挖至桩基础桩顶标高；

6）桩基础截面圆心连线所形成的区域外的基坑部分开挖至桩基础桩顶以下0.5-1m位置；

7）在完成开挖后的桩基础截面圆心连线所形成的区域外的基坑区域中吊装预制块并浇筑现浇块；

8）待现浇块强度达到设计强度之后，开挖核心土区域至桩基础桩顶以下0.5-1m位置；

9）在完成开挖后的核心土区域进行二次浇筑；

10）待二次浇筑的混凝土完成达到设计强度之后，进行承台浇筑施工。

优选的方案中，所述的步骤4）中，每层基坑开挖完成之后，在该层中设置一层围檩，围檩设置完成之后，在相邻两根围檩的转角位置设置斜撑。

优选的方案中，钢板桩下端穿过淤泥质粘土、粉质粘土打入粉砂中。

本发明所提供的一种软土地质深基坑支护开挖施工结构及施工方法，通过采用上述结构及施工方法，具有以下有益效果：

（1）省去了临时钢支撑的安装与拆卸过程，提高了整个基坑开挖施工的效率；

（2）混凝土拱形内撑采用预制加先浇的方式，减小了现场浇筑量，并配合锥形桩，挤压软土提升软土支承力；

（3）在完成混凝土拱形内撑中预制块安装之后，在预制块及剩余区域内浇筑混凝土，先浇混凝土能够穿过浇筑通孔，到达预制块与软土之间的区域内，提升混凝土拱形内撑整体与软土之间的连接紧密性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的垫层混凝土浇筑前的施工立面图。

图2为本发明的垫层混凝土浇筑后的施工立面图。

图3为本发明的施工俯视图。

图4为本发明的混凝土内撑俯视结构图。

图5为本发明的组合块结构图。

图6为本发明的预制块结构图。

图中：混凝土内撑1，桩基础2，钢板桩3，围檩4，承台5，核心土6，素填土7，淤泥质粘土8，粉质粘土9，粉砂10，斜撑11，预制块12，现浇块13，组合块14，第一矩形块141，第二矩形块142，过渡块143，定位条15，定位槽16，浇筑通孔17，侧边条块18，锥形桩19。

具体实施方式

实施例1：

如图1-6中，一种软土地质深基坑支护开挖施工结构，包括钢板桩3，所述的钢板桩3所围住的基坑内设有桩基础2，多个桩基础2截面圆心的连线所组成的区域内预留核心土6，在多个桩基础2截面圆心的连线所组成的区域与钢板桩3所形成的区域之间的基坑底面上浇筑有混凝土内撑1。

优选的方案中，所述的混凝土内撑1分为预制块12与现浇块13；

所述的预制块12是以两个相邻桩基础2之间最短间距为一边长，以预留的核心土6侧边到最近的钢板桩3之间的间距为另一边长的混凝预制矩形体；

所述的现浇块13是完成预制块12之后，在预制块12未覆盖的基坑区域中浇筑的现浇混凝土结构。

优选的方案中，所述的预制块12由两个组合块14拼接组成，单个组合块14包括第一矩形块141、第二矩形块142以及设置在第一矩形块141和第二矩形块142之间的过渡块143组成；

所述的第一矩形块141和第二矩形块142的水平截面尺寸相同；

所述的过渡块143顶面为倾斜面，倾角与水平面之间呈45°，过渡块143顶面顶面两端分别连接第一矩形块141顶面与第二矩形块142顶面实现过渡；

两个所述的组合块14搭接组成完整的预制块12。

优选的方案中，所述的组合块14上设有多个竖向的浇筑通孔17，在两个组合块14搭接的状态下，两个组合块14中的多个浇筑通孔17一一对应位于同一竖直位置上实现连通。

优选的方案中，所述的第一矩形块141顶面上设有定位条15，第二矩形块142的顶面上设有定位槽16，在两个组合块14搭接的状态下，上方组合块14的定位条15与下方组合块14的定位槽16咬合，上方组合块14的定位槽16与下方组合块14的定位条15咬合实现定位。

优选的方案中，所述的组合块14底面两侧设有侧边条块18，并在组合块14底面形成槽状结构。

优选的方案中，所述的两个组合块14中，位于下方的一个组合块14的侧边条块18上设有竖直向下的锥形桩19。

实施例2：

如图1-2，基于实施例1中施工结构的软土地质深基坑支护开挖施工方法，包括以下步骤：

1）测量放线并平整施工场地，并在施工场地利用素填土7进行路基填筑；

2）采用旋喷法，利用钻机造孔后，进行旋喷施工，形成多个桩基础2；

3）在步骤1）中测量放线所确定施工区域外围打设钢板桩3；

4）采用分层开挖进行基坑开挖作业；

5）以多个桩基础2的截面圆心连线为基准，桩基础2截面圆心连线所形成的区域内的核心土6开挖至桩基础2桩顶标高；

6）桩基础2截面圆心连线所形成的区域外的基坑部分开挖至桩基础2桩顶以下0.5-1m位置；

7）在完成开挖后的桩基础2截面圆心连线所形成的区域外的基坑区域中吊装预制块12并浇筑现浇块13；

8）待现浇块13强度达到设计强度之后，开挖核心土6区域至桩基础2桩顶以下0.5-1m位置；

9）在完成开挖后的核心土6区域进行二次浇筑；

10）待二次浇筑的混凝土完成达到设计强度之后，进行承台5浇筑施工。

优选的方案中，所述的步骤4）中，每层基坑开挖完成之后，在该层中设置一层围檩4，围檩4设置完成之后，在相邻两根围檩4的转角位置设置斜撑11。

优选的方案中，钢板桩3下端穿过淤泥质粘土8、粉质粘土9打入粉砂10中。

优选的方案中，以3米为一层，分层开挖基坑，当单层开挖施工完成之后，在底面以上0.5m左右的位置上设置围檩4。

优选的方案中，在进行现浇块13的浇筑作业时，通过向预制块12上方浇筑混凝土，现浇块13的浇筑高度高于预制块12，混凝土顺着浇筑通孔17流入至预制块12底部的槽状结构中，实现预制块12与软土之间的连接紧密，避免软土地面凹凸不平导致预制块12不稳定的问题。

优选的方案中，预制块12的吊装过程先吊装带有锥形桩19的组合块14，将预制块12吊装到位之后，利用挖掘机压组合块14，使锥形桩19插入软土中，挤压软土，达到提升软土承载力的目的，同时也保证组合块14在软土上的稳定，接着吊装另一组合块14，使两个组合块14之间相互配合组成如图6所示的预制块12整体。

采用上述结构及方法，针对软土质基坑开挖施工，省去了临时钢支撑的安装与拆卸过程，有效提高了整个基坑开挖施工的效率；节约了现场浇筑量，降低了施工成本。

Claims (10)

1.一种软土地质深基坑支护开挖施工结构，其特征是：包括钢板桩（3），所述的钢板桩（3）所围住的基坑内设有桩基础（2），多个桩基础（2）截面圆心的连线所组成的区域内预留核心土（6），在多个桩基础（2）截面圆心的连线所组成的区域与钢板桩（3）所形成的区域之间的基坑底面上浇筑有混凝土内撑（1）。

2.根据权利要求1所述的一种软土地质深基坑支护开挖施工结构，其特征在于：所述的混凝土内撑（1）分为预制块（12）与现浇块（13）；

所述的预制块（12）是以两个相邻桩基础（2）之间最短间距为一边长，以预留的核心土（6）侧边到最近的钢板桩（3）之间的间距为另一边长的混凝预制矩形体；

所述的现浇块（13）是完成预制块（12）之后，在预制块（12）未覆盖的基坑区域中浇筑的现浇混凝土结构。

3.根据权利要求2所述的一种软土地质深基坑支护开挖施工结构，其特征在于：所述的预制块（12）由两个组合块（14）拼接组成，单个组合块（14）包括第一矩形块（141）、第二矩形块（142）以及设置在第一矩形块（141）和第二矩形块（142）之间的过渡块（143）组成；

所述的第一矩形块（141）和第二矩形块（142）的水平截面尺寸相同；

所述的过渡块（143）顶面为倾斜面，倾角与水平面之间呈45°，过渡块（143）顶面顶面两端分别连接第一矩形块（141）顶面与第二矩形块（142）顶面实现过渡；

两个所述的组合块（14）搭接组成完整的预制块（12）。

4.根据权利要求3所述的一种软土地质深基坑支护开挖施工结构，其特征在于：所述的组合块（14）上设有多个竖向的浇筑通孔（17），在两个组合块（14）搭接的状态下，两个组合块（14）中的多个浇筑通孔（17）一一对应位于同一竖直位置上实现连通。

5.根据权利要求3所述的一种软土地质深基坑支护开挖施工结构，其特征在于：所述的第一矩形块（141）顶面上设有定位条（15），第二矩形块（142）的顶面上设有定位槽（16），在两个组合块（14）搭接的状态下，上方组合块（14）的定位条（15）与下方组合块（14）的定位槽（16）咬合，上方组合块（14）的定位槽（16）与下方组合块（14）的定位条（15）咬合实现定位。

6.根据权利要求5所述的一种软土地质深基坑支护开挖施工结构，其特征在于：所述的组合块（14）底面两侧设有侧边条块（18），并在组合块（14）底面形成槽状结构。

7.根据权利要求6所述的一种软土地质深基坑支护开挖施工结构，其特征在于：所述的两个组合块（14）中，位于下方的一个组合块（14）的侧边条块（18）上设有竖直向下的锥形桩（19）。

8.一种基于权利要求1-7任意一项所述的一种软土地质深基坑支护开挖施工结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

1）测量放线并平整施工场地，并在施工场地利用素填土（7）进行路基填筑；

2）采用旋喷法，利用钻机造孔后，进行旋喷施工，形成多个桩基础（2）；

3）在步骤1）中测量放线所确定施工区域外围打设钢板桩（3）；

4）采用分层开挖进行基坑开挖作业；

5）以多个桩基础（2）的截面圆心连线为基准，桩基础（2）截面圆心连线所形成的区域内的核心土（6）开挖至桩基础（2）桩顶标高；

6）桩基础（2）截面圆心连线所形成的区域外的基坑部分开挖至桩基础（2）桩顶以下0.5-1m位置；

7）在完成开挖后的桩基础（2）截面圆心连线所形成的区域外的基坑区域中吊装预制块（12）并浇筑现浇块（13）；

8）待现浇块（13）强度达到设计强度之后，开挖核心土（6）区域至桩基础（2）桩顶以下0.5-1m位置；

9）在完成开挖后的核心土（6）区域进行二次浇筑；

10）待二次浇筑的混凝土完成达到设计强度之后，进行承台（5）浇筑施工。

9.根据权利要求7所述的一种基于软土地质深基坑支护开挖施工结构的施工方法，其特征在于：所述的步骤4）中，每层基坑开挖完成之后，在该层中设置一层围檩（4），围檩（4）设置完成之后，在相邻两根围檩（4）的转角位置设置斜撑（11）。

10.根据权利要求7所述的一种基于软土地质深基坑支护开挖施工结构的施工方法，其特征在于：钢板桩（3）下端穿过淤泥质粘土（8）、粉质粘土（9）打入粉砂（10）中。