CN110820765A - 一种狭小深基坑预制围护结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种狭小深基坑预制围护结构及施工方法，属于建筑施工技术领域，目的在于提供一种占地面积较小、易于施工、施工成本较低的深基坑围护形式，以适用于狭小空间深基坑施工的基坑围护需求。它通过在狭小空间环形基坑开挖圆形位置处竖向布置外部钢护筒结构，该外部钢护筒结构由多个标准节钢护筒和一个刃脚节钢护筒竖向顺次连接而成，标准节钢护筒和刃脚节钢护筒同轴设置；整个外部钢护筒结构中仅有刃脚节钢护筒下开口为锯齿状开口，从而方便在立式摇管机的作用下插入施工面土体标高下方预定位置处，待外部钢护筒结构整体安装到位后，在其结构井内进行水下混凝土封底施工，形成内部混凝土封底结构，形成狭小空间深基坑预制围护结构。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种狭小深基坑预制围护结构及施工方法。
背景技术
在目前的深基坑开挖的围护形式中，基坑围护形式多采用放坡开挖、各类钢板桩、重力式搅拌桩挡墙、旋喷桩、灌注桩、地下连续墙、土钉墙、SWM工法桩等类型。然而前述围护形式存在各种弊端：
(一)放坡开挖的深基坑围护形式存在有施工占地面积大、易受地下水影响的弊端，不适合作为狭小空间深基坑的基坑围护形式。
(二)常规的钢板桩、地下连续墙、土钉墙等围护形式，其围护稳定性受周边土体环境影响较大，在深基坑施工过程中、土体水土流失等现象会对基坑稳定性造成巨大影响，对基坑暴露时间、支撑形式提出了较大的需求。传统支撑施工需设置牛腿、围檩等施工措施。
(三)重力式搅拌桩挡墙、旋喷桩、灌注桩、SWM工法桩等围护形式，针对狭小空间的深基坑施工围护，则存在施工成本较大、浆液易对周边邻近土体造成污染、施工工艺复杂繁琐、施工机械设备受限于周边环境无法实施等弊端。
因此，需要找到一种占地面积较小、易于施工、施工成本较低的深基坑围护形式，以适用于狭小空间深基坑施工的基坑围护需求。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当视为承认或以任何形式暗示该信息为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
针对传统深基坑围护形式在狭小空间基坑开挖施工中，占用施工空间较大、成本较高、不易施工、受土体环境影响较大、对周边土体不良影响大等问题，本发明的目的是提供一种狭小深基坑预制围护结构和施工方法，避免基坑围护结构对周边土体、环境造成不良影响，避免因环境因素对深基坑施工造成的限制而不能使用传统诸多基坑围护的形式。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种狭小深基坑预制围护结构，包括：
外部钢护筒结构，所述外部钢护筒结构由多个标准节钢护筒和一个刃脚节钢护筒竖向顺次连接而成，且所述标准节钢护筒和所述刃脚节钢护筒的圆心位于同一垂线上；
所述标准节钢护筒为中空圆柱形结构，其上、下开口均为平开口；所述刃脚节钢护筒为中空圆柱形结构，其上开口为平开口，下开口为锯齿状开口，所述刃脚节钢护筒的锯齿状开口向下插入施工面土体标高下方一定距离；
内部混凝土封底结构，所述内部混凝土封底结构浇筑于所述外部钢护筒结构位于水下部分的内侧。
与现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：
1、本发明提供的狭小深基坑预制围护结构，通过在狭小空间环形基坑开挖圆形位置处竖向布置外部钢护筒结构，该外部钢护筒结构由多个标准节钢护筒和一个刃脚节钢护筒竖向顺次连接而成，标准节钢护筒和刃脚节钢护筒同轴设置；其中，整个外部钢护筒结构中仅有刃脚节钢护筒下开口为锯齿状开口，从而方便在立式摇管机的作用下插入施工面土体标高下方预定位置处，待外部钢护筒结构整体安装到位后，在其结构井内进行C35水下混凝土封底施工，形成内部混凝土封底结构。该在狭小空间深基坑施工的钢护筒基坑围护形式，可以避免大面积开挖对周边既有设施、管线的破坏，减小施工占用面积，同时依靠环形钢护筒受力较均匀、变形较小的特点，满足狭小空间内深基坑围护稳定性的需求，同时现场钢护筒焊接相对于牛腿、围檩及支撑的焊接较为方便、操作面较为集中，施工操作上较为方便快捷。
2、本发明提供的狭小深基坑预制围护结构的施工方法，该施工工艺简单、操作便捷，具有较好地推广价值。
进一步地，为了取材方便，节省成本，所述刃脚节钢护筒和标准节钢护筒均由壁厚20mm～40mm的环形钢板制成。
进一步地，为了增强钢构件之间的连接牢固性，所述标准节钢护筒之间，以及所述标准节钢护筒与刃脚节钢护筒之间垂直环形焊接连接。
进一步地，根据设计要求，为了增加围护结构的牢固性，所述一定距离为1m～3m。
进一步地，所述内部混凝土封底结构上表面铺设土工布及模板，以防止局部砂涌等危险情况的发生。
本发明还提供了一种狭小深基坑预制围护结构的施工方法，该施工方法包括：
步骤一、在施工现场狭小空间处确定环形基坑开挖的圆心位置并布置立式摇管机，保持立式摇管机圆心与外部钢护筒结构圆心位于同一垂线，其中，所述外部钢护筒结构由多个标准节钢护筒和一个刃脚节钢护筒竖向顺次连接而成，所述标准节钢护筒和所述刃脚节钢护筒同轴设置；
步骤二、吊运刃脚节钢护筒至摇管机箍锁装置中，利用摇管机内的箍锁及液压装置，箍紧刃脚节钢护筒并使其绕圆心做往复旋转运动，在摇管机液压力及刃脚节钢护筒锯齿剪切力的共同作用下，实现刃脚节钢护筒对土体的切割，使得刃脚节钢护筒随摇管机的运转逐渐沉入地下；
步骤三、根据基坑深度，对应在所述刃脚节钢护筒上方垂直环形焊接标准节钢护筒，在每一节标准节钢护筒完全进入土体前，吊装下一节标准节钢护筒并实施焊接，依此反复，直至依次连接形成的外部钢护筒结构底部达到施工面后向下继续插入标高土体下1～3米；步骤四、在摇管过程中边开挖基坑土体边进行所述外部钢护筒结构的下沉施工，待所述外部钢护筒结构沉入地下指定位置后，对外部钢护筒结构井内进行C35水下混凝土封底施工，形成内部混凝土封底结构。
进一步地，还包括步骤五，在所述内部混凝土封底结构上表面铺设土工布及模板。
进一步地，所述刃脚节钢护筒和标准节钢护筒均由壁厚20mm～40mm的环形钢板制成。
附图说明
图1为本发明一实施例中狭小深基坑预制围护结构中标准节钢护筒的结构示意图；
图2为本发明一实施例中狭小深基坑预制围护结构中标准节钢护筒的俯视图；
图3为本发明一实施例中狭小深基坑预制围护结构中标准节钢护筒的侧视图；
图4为本发明一实施例中狭小深基坑预制围护结构中刃脚节钢护筒的结构示意图；
图5为本发明一实施例中狭小深基坑预制围护结构中刃脚节钢护筒的俯视图；
图6为本发明一实施例中狭小深基坑预制围护结构中刃脚节钢护筒的侧视图。
图中：
1-标准节钢护筒；2-刃脚节钢护筒。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的狭小深基坑预制围护结构及施工方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
实施例一
下面结合图1至图6，详细说明本发明的狭小深基坑预制围护结构的结构组成。
请参考图1至图6，一种狭小深基坑预制围护结构，包括外部钢护筒结构和内部混凝土封底结构，外部钢护筒结构由多个标准节钢护筒1和一个刃脚节钢护筒2竖向顺次连接而成，且标准节钢护筒1和刃脚节钢护筒2的圆心位于同一垂线上；标准节钢护筒1为中空圆柱形结构，其上、下开口均为平开口；刃脚节钢护筒2为中空圆柱形结构，其上开口为平开口，下开口为锯齿状开口，刃脚节钢护筒2的锯齿状开口向下插入施工面土体标高下方一定距离；内部混凝土封底结构浇筑于外部钢护筒结构位于水下部分的内侧。
具体来说，本实施例提供的狭小深基坑预制围护结构，通过在狭小空间环形基坑开挖圆形位置处竖向布置外部钢护筒结构，该外部钢护筒结构由多个标准节钢护筒1和一个刃脚节钢护筒2竖向顺次连接而成，标准节钢护筒1和刃脚节钢护筒2同轴设置；其中，整个外部钢护筒结构中仅有刃脚节钢护筒2下开口为锯齿状开口，从而方便在立式摇管机的作用下插入施工面土体标高下方预定位置处，待外部钢护筒结构整体安装到位后，在其结构井内进行C35水下混凝土封底施工，形成内部混凝土封底结构。该在狭小空间深基坑施工的钢护筒基坑围护形式，可以避免大面积开挖对周边既有设施、管线的破坏，减小施工占用面积，同时依靠环形钢护筒受力较均匀、变形较小的特点，满足狭小空间内深基坑围护稳定性的需求，同时现场钢护筒焊接相对于牛腿、围檩及支撑的焊接较为方便、操作面较为集中，施工操作上较为方便快捷。
在本实施例中，更优选地，为了取材方便，节省成本，刃脚节钢护筒2和标准节钢护筒1均由壁厚20mm～40mm的环形钢板制成。两种钢护筒的内径为Φ1800mm～Φ3000mm。
在本实施例中，更优选地，为了增强钢构件之间的连接牢固性，竖向相邻的两个标准节钢护筒1之间，以及最底层的标准节钢护筒1与其正下方相邻的刃脚节钢护筒2之间垂直连接，采用在平开口处环形焊接形式。
在本实施例中，更优选地，根据设计要求，为了增加围护结构的牢固性，所述一定距离为1m～3m。
在本实施例中，更优选地，内部混凝土封底结构上表面铺设土工布及模板，以防止局部砂涌等危险情况的发生。
请继续参考图1至图6，本实施例还提供了一种狭小深基坑预制围护结构的施工方法，该施工方法包括：
步骤一、在施工现场狭小空间处确定环形基坑开挖的圆心位置并布置立式摇管机，保持立式摇管机圆心与外部钢护筒结构圆心位于同一垂线，其中，外部钢护筒结构由多个标准节钢护筒1和一个刃脚节钢护筒2竖向顺次连接而成，标准节钢护筒2和刃脚节钢护筒1同轴设置。
步骤二、吊运刃脚节钢护筒2至摇管机箍锁装置中，利用摇管机内的箍锁及液压装置，箍紧刃脚节钢护筒2并使其绕圆心做往复旋转运动，在摇管机液压力及刃脚节钢护筒锯齿剪切力的共同作用下，实现刃脚节钢护筒2对土体的切割，使得刃脚节钢护筒2随摇管机的运转逐渐沉入地下。
步骤三、根据基坑深度，对应在刃脚节钢护筒2上方垂直环形焊接标准节钢护筒1，在每一节标准节钢护筒1完全进入土体前，吊装下一节标准节钢护筒1并实施焊接，依此反复，直至依次连接形成的外部钢护筒结构底部达到施工面后向下继续插入标高土体下1～3米；其中，外部钢护筒结构的打设深度可由增加标准节钢护筒的节数实现。
步骤四、在摇管过程中边开挖基坑土体边进行所述外部钢护筒结构的下沉施工，待外部钢护筒结构沉入地下指定位置后，对外部钢护筒结构井内进行C35水下混凝土封底施工，形成内部混凝土封底结构。
在本实施例中，更优选地，还包括步骤五，为了防止局部砂涌等危险情况的发生，在内部混凝土封底结构上表面铺设土工布及模板。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定。本领域的技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种狭小深基坑预制围护结构，其特征在于，包括：
外部钢护筒结构，所述外部钢护筒结构由多个标准节钢护筒和一个刃脚节钢护筒竖向顺次连接而成，且所述标准节钢护筒和所述刃脚节钢护筒同轴设置；
所述标准节钢护筒为中空圆柱形结构，其上、下开口均为平开口；所述刃脚节钢护筒为中空圆柱形结构，其上开口为平开口，下开口为锯齿状开口，所述刃脚节钢护筒的锯齿状开口向下插入施工面土体标高下方一定距离；
内部混凝土封底结构，所述内部混凝土封底结构浇筑于所述外部钢护筒结构位于水下部分的内侧。
2.根据权利要求1所述的狭小深基坑预制围护结构，其特征在于，所述刃脚节钢护筒和标准节钢护筒均由壁厚20mm～40mm的环形钢板制成。
3.根据权利要求1所述的狭小深基坑预制围护结构，其特征在于，所述标准节钢护筒之间，以及所述标准节钢护筒与刃脚节钢护筒之间垂直环形焊接连接。
4.根据权利要求1所述的狭小深基坑预制围护结构，其特征在于，所述一定距离为1m～3m。
5.根据权利要求1所述的狭小深基坑预制围护结构，其特征在于，所述内部混凝土封底结构上表面铺设土工布及模板。
6.一种狭小深基坑预制围护结构的施工方法，其特征在于，包括：
步骤一、在施工现场狭小空间处确定环形基坑开挖的圆心位置并布置立式摇管机，保持立式摇管机圆心与外部钢护筒结构圆心位于同一垂线，其中，所述外部钢护筒结构由多个标准节钢护筒和一个刃脚节钢护筒竖向顺次连接而成，所述标准节钢护筒和所述刃脚节钢护筒同轴设置；
步骤二、吊运刃脚节钢护筒至摇管机箍锁装置中，利用摇管机内的箍锁及液压装置，箍紧刃脚节钢护筒并使其绕圆心做往复旋转运动，在摇管机液压力及刃脚节钢护筒锯齿剪切力的共同作用下，实现刃脚节钢护筒对土体的切割，使得刃脚节钢护筒随摇管机的运转逐渐沉入地下；
步骤三、根据基坑深度，对应在所述刃脚节钢护筒上方垂直环形焊接标准节钢护筒，在每一节标准节钢护筒完全进入土体前，吊装下一节标准节钢护筒并实施焊接，依此反复，直至依次连接形成的外部钢护筒结构底部达到施工面后向下继续插入标高土体下1～3米；
步骤四、在摇管过程中边开挖基坑土体边进行所述外部钢护筒结构的下沉施工，待所述外部钢护筒结构沉入地下指定位置后，对外部钢护筒结构井内进行C35水下混凝土封底施工，形成内部混凝土封底结构。
7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，还包括步骤五，在所述内部混凝土封底结构上表面铺设土工布及模板。
8.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，所述刃脚节钢护筒和标准节钢护筒均由壁厚20mm～40mm的环形钢板制成。
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