CN110777809A - 一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护及其施工方法，该组合支护包括：若干钻孔灌注桩，设置于既有建筑物与深基坑之间，各钻孔灌注桩沿既有建筑物的边缘延伸方向呈带状排列，形成第一阻隔层；若干钢板桩，沿深基坑外围打设，形成第二阻隔层，第二阻隔层的内壁上配置有作为横向支撑的第一支撑结构；所述第一支撑结构包括沿第二阻隔层的内壁水平设置的第一围檩，该第一围檩上设置有至少一个横撑；所述第一阻隔层及第二阻隔层的长度不小于深基坑的深度；本发明通过双层阻隔结构，在保证施工进度的前提下，提高支护结构的支护强度，从而降低邻近既有建筑物深基坑施工的安全风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种深基坑支护结构，具体的说，是涉及一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护及其施工方法。
背景技术
基坑是用来建筑建筑物的基础，基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖，是一项综合性很强的系统工程。它要求岩土工程和结构工程技术人员密切配合。深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)，或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。
随着我国高速铁路的持续快速发展，越来越多的铁路桥梁邻近或上跨既有线，跨线桥的施工，既要考虑施工自身的安全，又要考虑既有线的运营安全，常规邻近构筑物深基坑施工通常采用钢板桩、地下连续墙、AB咬合桩、水泥搅拌桩等支护方式，其中，地下连续墙、AB咬合桩、水泥搅拌桩等支护方式成本高，且施工进度慢；钢板桩支护虽易于施工，但抵抗土压力能力较弱，基于此，在邻近既有建筑物施工时，如何在保证施工进度的前提下，提高支护结构的支护强度是目前的技术难点。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一目的是提供一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护，通过双层阻隔结构降低邻近既有建筑物深基坑施工的安全风险。
本发明的第二目的是提供一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护的施工方法，用于实施上述组合支护。
基于上述目的，本发明提供一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护，该组合支护包括：
若干钻孔灌注桩，设置于既有建筑物与深基坑之间，各钻孔灌注桩沿既有建筑物边缘延伸方向呈带状排列，形成第一阻隔层；
若干钢板桩，沿深基坑外围打设，形成第二阻隔层，第二阻隔层的内壁上配置有作为横向支撑的第一支撑结构；所述第一支撑结构包括沿第二阻隔层的内壁水平设置的第一围檩，该第一围檩上设置有至少一个第一横撑；
所述第一阻隔层及第二阻隔层的长度不小于深基坑的深度。
作为优选，所述第一阻隔层还包括连接于各钻孔灌注桩顶部的冠梁，通过该冠梁将各钻孔灌注桩连接到一起，从而增加第一阻隔层的阻隔强度。
作为优选，所述第一阻隔层与深基坑边缘的垂直距离为1-1.5m。
作为优选，所述第一围檩焊接于所述第二阻隔层的内壁上，其下方焊接有支撑部件，该支撑部件用于将第一围檩及第一横撑上的承重力分散至第二阻隔层。
作为优选，所述第二阻隔层的内壁上还配置有第二支撑结构，该第二支撑结构设置于第一支撑结构下方，包括沿第二阻隔层的内壁水平设置的第二围檩，该第二围檩上设置有至少一个第二横撑；
所述第一支撑结构和第二支撑结构沿深基坑的深度方向均匀设置。
作为优选，所述钻孔灌注桩的桩径为1.25m，桩间距为1.5m，桩长16m，采用C30混凝土，且各钻孔灌注桩均为摩擦桩；
作为优选，所述钢板桩采用拉森IV型钢板桩，第一围檩和第二围檩均采用双拼H400的型钢，横撑采用Φ630×9mm螺旋管。
本发明的另一个方面，提供一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护的施工方法，该方法包括如下步骤：
在既有建筑物与深基坑之间，靠近既有建筑物一侧打设若干钻孔灌注桩，形成第一阻隔层；
在第一阻隔层与深基坑之间，沿深基坑周围打设一圈钢板桩，形成第二阻隔层；
开挖深基坑，随着深基坑深度的增大，结合第二阻隔层的受力情况，沿第二阻隔层内壁横向安装第一支撑结构，通过第一支撑结构将第二阻隔层内的各钢板桩连接到一起，从而增加阻隔强度。
作为优选，第一阻隔层打设完毕后，在其顶部设置冠梁，通过该冠梁将各钻孔灌注桩连接到一起，从而增加第一阻隔层的阻隔强度。
作为优选，所述第一阻隔层与深基坑边缘的垂直距离为1-1.5m。
作为优选，所述第一支撑结构的安装方法为：
在各钢板桩上的安装位置下方焊接支撑部件；
在支撑部件顶部和钢板桩的安装位置之间焊接第一围檩，通过该第一围檩将第二阻隔层内的各钢板桩连接到一起；
在第一围檩内侧焊接角撑和第一横撑，从而增加第一围檩的支撑强度。
作为优选，上述施工方法还包括：第一支撑结构安装完毕后，沿第二阻隔层内壁横向安装第二支撑结构，其中，第一支撑结构与第二支撑结构沿深基坑的深度方向均匀设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
通过双层阻隔结构，在保证施工进度的前提下，提高支护结构的支护强度，从而降低邻近既有建筑物深基坑施工的安全风险；
通过在第二支护层内设置横向的支撑层，提高了支护结构的横向阻隔力，同时也增加了深基坑侧壁的结构强度。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1是本发明实施例的俯视结构示意图；
图2是本发明实施例的侧视结构示意图；
其中，100、深基坑；
1、第一阻隔层；2、第二阻隔层；3、封底混凝土；
11、钻孔灌注桩；12、冠梁；
21、钢板桩；22、第一围檩；23、第二围檩；
221、角撑；222、第一横撑；
231、第二横撑。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
此外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本实施例提供一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护，该支护结构包括：
若干钻孔灌注桩11，设置于既有建筑物与深基坑之间，各钻孔灌注桩11沿既有建筑物的延伸方向呈带状排列，形成第一阻隔层1；
若干钢板桩21，沿深基坑外围打设，形成第二阻隔层2，第二阻隔层2的内壁上配置有作为横向支撑的第一支撑结构；所述第一支撑结构包括沿第二阻隔层2的内壁水平设置的第一围檩22，该第一围檩22上设置有至少一个第一横撑222；
所述第一阻隔层1及第二阻隔层2的长度不小于深基坑的深度。
作为一种优选的实施方式，如图1所示，以一多棱柱形的深基坑100为例，本实施例采用如下结构：若干钻孔灌注桩11在既有建筑物与深基坑之间排列成与深基坑边缘形状一致的带状结构，该带状结构构成围合于深基坑边缘局部的第一阻隔层1；优选地，所述钻孔灌注桩11的桩径为1.25m，桩间距为1.5m，桩长16m，采用C30混凝土，且各钻孔灌注桩11均为摩擦桩。
优选地，所述第一阻隔层1还包括连接于各钻孔灌注桩11顶部的冠梁12，通过该冠梁12将各钻孔灌注桩11连接到一起，从而增加第一阻隔层1的阻隔强度。
优选地，所述第一阻隔层1与深基坑边缘的垂直距离为1-1.5m。
作为一种优选的实施方式，如图1所示，所述第一围檩22上设置有两个第一横撑222。
优选地，所述第一围檩22焊接于所述第二阻隔层2的内壁上，其下方焊接有支撑部件，该支撑部件用于将第一围檩22及第一横撑222上的承重力分散至第二阻隔层2。
作为一种优选的实施方式，如图2所示，本实施例还可以结合深基坑的深度，在所述第二阻隔层2的内壁上配置第二支撑结构，该第二支撑结构设置于第一支撑结构下方，包括沿第二阻隔层2的内壁水平设置的第二围檩23，该第二围檩23上设置有至少一个第二横撑231；
所述第一支撑结构和第二支撑结构沿深基坑的深度方向均匀设置。
作为优选，所述钢板桩21采用拉森IV型钢板桩21，第一围檩22和第二围檩23均采用双拼H400的型钢，横撑采用Φ630×9mm螺旋管。
本实施例还提供一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护的施工方法，该方法包括如下步骤：
在既有建筑物与深基坑之间，靠近既有建筑物一侧打设若干钻孔灌注桩11，形成第一阻隔层1；
在第一阻隔层1与深基坑之间，沿深基坑周围打设一圈钢板桩21，形成第二阻隔层2；
开挖深基坑，随着深基坑深度的增大，结合第二阻隔层2的受力情况，沿第二阻隔层2内壁横向安装第一支撑结构，通过第一支撑结构将第二阻隔层2内的各钢板桩21连接到一起，从而增加阻隔强度。
作为优选，第一阻隔层1打设完毕后，在其顶部设置冠梁12，通过该冠梁12将各钻孔灌注桩11连接到一起，从而增加第一阻隔层1的阻隔强度。
作为一种优选的实施方式，所述第一阻隔层1与深基坑边缘的垂直距离为1-1.5m。
作为优选，所述第一支撑结构的安装方法为：
1)在各钢板桩21上的安装位置下方焊接支撑部件；
2)在支撑部件顶部和钢板桩21的安装位置之间焊接第一围檩22，通过该第一围檩22将第二阻隔层2内的各钢板桩21连接到一起；
3)在第一围檩22内侧焊接角撑221和第一横撑222，从而增加第一围檩22的支撑强度。
作为一种优选的实施方式，上述邻近既有建筑物的深基坑组合支护的施工方法，还包括：第一支撑结构安装完毕后，沿第二阻隔层2内壁横向安装第二支撑结构，其中，第一支撑结构与第二支撑结构沿深基坑的深度方向均匀设置。
以图1所示的邻近既有建筑物的深基坑结构为例，其组合支护及基坑开挖的优选实施流程为：
(1)靠近既有建筑物一侧距基坑边缘1.0m～1.5m处，设置15根钻孔灌注桩11，桩径Φ1.25m，桩间距1.5m，桩长16m，采用C30混凝土，均为摩擦桩，桩顶设冠梁12连接，冠梁12与原地面平齐或略高；以此稳固既有建筑物基，形成第一支护层；
(2)在基坑周围打设一圈钢板桩21，钢板桩21采用拉森IV型钢板桩，形成第二支护层；
(3)钢板桩21支护施工完成和钻孔防护桩体强度达到设计强度后，进行基坑开挖，随着基坑深度的增大，根据钢板桩21受力计算，安装第一支撑结构，即第一围檩22，第一围檩22采用双拼H400的型钢，围檩安装首先在安装位置焊接牛腿(支撑部件)，然后沿钢板桩21内壁安装围檩进行焊接，再焊接四角角撑221，角撑221采用Φ630×9mm螺旋管；
(4)在第一围檩22内侧焊接两道第一横撑222，第一横撑222采用Φ630×9mm螺旋管；
(5)第一围檩22、角撑221和横撑施工完成后继续开挖土方，至设计位置安装第二支撑结构，即第二围檩23、角撑221和第二横撑231；
(6)基坑开挖至封底混凝土3设计标高时，防渗堵漏，浇筑20cm厚C20封底混凝土。
上述实施例通过双层阻隔结构，在保证施工进度的前提下，提高支护结构的支护强度，从而降低邻近既有建筑物深基坑施工的安全风险；此外，通过在第二支护层内设置横向的支撑层，提高了支护结构的横向阻隔力，同时也增加了深基坑侧壁的结构强度。
本实施例“钻孔灌注桩+钢板桩”组合支护的形式，施工工艺简单，易于操作，保证了深基坑施工安全，同时有效防止深基坑开挖对既有建筑物的干扰。相比于地下连续墙、AB咬合桩、水泥搅拌桩等支护方式费用高、进度慢、不可重复使用，钢板桩不仅可以从市场直接购买或租赁，而且插打便利、快速，施工完成后可拔除重复利用，可有效节约费用。另外，可大量减少取土量和混凝土使用量，有效保护了土地资源，社会效益显著，具有广泛的应用前景和推广价值。
此外，需要说明的是：
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
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不脱离本发明的原理和宗旨的情况下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，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护，其特征在于，包括：
若干钻孔灌注桩(11)，设置于既有建筑物与深基坑之间，各钻孔灌注桩(11)沿既有建筑物的边缘延伸方向呈带状排列，形成第一阻隔层(1)；
若干钢板桩(21)，沿深基坑外围打设，形成第二阻隔层(2)，第二阻隔层(2)的内壁上配置有作为横向支撑的第一支撑结构；所述第一支撑结构包括沿第二阻隔层(2)的内壁水平设置的第一围檩(22)，该第一围檩(22)上设置有至少一个第一横撑(222)；
所述第一阻隔层(1)及第二阻隔层(2)的长度不小于深基坑的深度。
2.根据权利要求1所述的一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护，其特征在于，所述第一阻隔层(1)还包括连接于各钻孔灌注桩(11)顶部的冠梁(12)，通过该冠梁(12)将各钻孔灌注桩(11)连接到一起，从而增加第一阻隔层(1)的阻隔强度。
3.根据权利要求1或2所述的一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护，其特征在于，所述第一阻隔层(1)与深基坑边缘的垂直距离为1-1.5m。
4.根据权利要求1所述的一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护，其特征在于，
所述第一围檩(22)焊接于所述第二阻隔层(2)的内壁上，其下方焊接有支撑部件，该支撑部件用于将第一围檩(22)及第一横撑(222)上的承重力分散至第二阻隔层(2)。
5.根据权利要求1所述的一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护，其特征在于，所述第二阻隔层(2)的内壁上还配置有第二支撑结构，该第二支撑结构设置于第一支撑结构下方，包括沿第二阻隔层(2)的内壁水平设置的第二围檩(23)，该第二围檩(23)上设置有至少一个第二横撑(231)；
所述第一支撑结构和第二支撑结构沿深基坑的深度方向均匀设置。
6.一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
在既有建筑物与深基坑之间，靠近既有建筑物一侧打设若干钻孔灌注桩(11)，形成第一阻隔层(1)；
在第一阻隔层(1)与深基坑之间，沿深基坑周围打设一圈钢板桩(21)，形成第二阻隔层(2)；
开挖深基坑，随着深基坑深度的增大，结合第二阻隔层(2)的受力情况，沿第二阻隔层(2)内壁横向安装第一支撑结构，通过第一支撑结构将第二阻隔层(2)内的各钢板桩(21)连接到一起，从而增加阻隔强度。
7.根据权利要求6所述的一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护的施工方法，其特征在于，第一阻隔层(1)打设完毕后，在其顶部设置冠梁(12)，通过该冠梁(12)将各钻孔灌注桩(11)连接到一起，从而增加第一阻隔层(1)的阻隔强度。
8.根据权利要求6中任一项所述的一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护的施工方法，其特征在于，所述第一阻隔层(1)与深基坑边缘的垂直距离为1-1.5m。
9.根据权利要求6所述的一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护的施工方法，其特征在于，所述第一支撑结构的安装方法为：
在各钢板桩(21)上的安装位置下方焊接支撑部件；
在支撑部件顶部和钢板桩(21)的安装位置之间焊接第一围檩(22)，通过该第一围檩(22)将第二阻隔层(2)内的各钢板桩(21)连接到一起；
在第一围檩(22)内侧焊接角撑(221)和第一横撑(222)，从而增加第一围檩(22)的支撑强度。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的一种邻近既有建筑物的深基坑组合支护的施工方法，其特征在于，该施工方法还包括：第一支撑结构安装完毕后，沿第二阻隔层(2)内壁横向安装第二支撑结构；其中，第一支撑结构与第二支撑结构沿深基坑的深度方向均匀设置。
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