CN111456032B - 一种基坑支护体系及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基坑支护体系及其施工方法，该支护体系包括顶架，顶架与伸缩件I连接，伸缩件I设在地面上，顶架与底架连接，底架的外侧设有护板。该施工方法包括如下步序：场地平整；安装伸缩件I、顶架和底架；土方开挖，下放底架，护板支护；铺设衬砌结构，提升底架；继续提升，进行覆土回填；拆除支护体系；回填覆土，恢复地表。本发明具有优点如下：不需要施工围护桩、锚索等临时结构，减少建筑垃圾，减少对地层的污染；减少混凝土的使用；开挖与支护同步进行，超静定钢结构体系跟随开挖界面同时下沉，施工便捷且安全可靠；采用可回收钢结构体系，大面积推广可降低摊销费用，降低工程投资，具有良好的经济效益。

Description

一种基坑支护体系及其施工方法

技术领域

本发明涉及地下工程领域，特别是指一种基坑支护体系及其施工方法。

背景技术

为保证基坑的安全，基坑支护结构形式主要分为围护结构+内支撑体系、围护结构+锚索、放坡+土钉支护等形式。放坡+土钉支护适用于场地比较开阔的工程项目，对于城市市政项目，由于场地较为狭小，多采用围护结构+内支撑体系、围护结构+锚索两种形式。围护结构多为临时结构，项目完成之后，围护桩、锚索等便永久留在土体里，成为建筑垃圾，造成资源的浪费，尤其是锚索留在土层里，可能还影响着远期临近项目的实施，甚至还要花费更大的代价去处理。

围护结构+内支撑体系、围护结构+锚索在开挖及支护过程中风险较大，支护不及时或者支撑体系焊接不到位，会存在土方坍塌、钢支撑失稳等风险。

近几年来，对环境的保护要求越来越高，需要发明一种可重复利用的结构支护体系，来代替传统的桩+内支撑和桩+锚索体系。

若不需要围护桩，可减少围护桩成孔过程中，泥浆护壁对地层的污染；可减少混凝土的使用造成的混凝土垃圾，同时也减少生产混凝土过程中原石的开采及减少了粉尘和霾烟的产生，在一定程度了减少了对环境影响。

发明内容

本发明提出一种基坑支护体系及其施工方法，解决了现有环保、安全、经济、工效等问题，减少了围护桩的使用，减少了建筑垃圾和对环境的影响，减少了传统围护结构（如桩+内支撑体系、桩+锚索）存在的安全风险，大范围使用本支护体系，可减少摊销费用，最后钢结构可回收利用，优化资源配置。

本发明的技术方案是这样实现的：一种基坑支护体系，包括顶架，所述的顶架与伸缩件I连接，伸缩件I设在地面上，顶架与底架连接，底架的外侧设有护板。

还包括标准架，标准架的外侧设有护板，顶架与底架、标准架可拆卸配合，标准架之间、标准架与底架可拆卸配合。

所述的护板设在底架、标准架对称的两侧。

所述伸缩件I竖向布置。

所述的伸缩件I设在地面上的纵向地梁上。

所述的底架包括竖向支撑，水平支撑纵向连接在竖向支撑之间，连接支撑横向连接在对称的竖向支撑之间，竖向支撑的外侧设有护板。

所述的竖向支撑与连接支撑之间设有伸缩件II。

所述的竖向支撑为梯形。

所述的标准架包括竖向支撑，水平支撑纵向连接在竖向支撑之间，对撑件横向连接在对称的竖向支撑之间，竖向支撑的外侧设有护板。

所述的对撑件为伸缩式。

所述的底架与伸缩件III配合。

一种上述的基坑支护体系的施工方法，包括如下步序：

步序1：场地平整；

步序2：将伸缩件I安装在地面上，将顶架安装在伸缩件I上，将底架安装在顶架上；

步序3~5：进行土方开挖，伸缩件I驱动底架下放，底架侧部的护板对土体进行支护，开挖直到基坑底部；

步序6~8：铺设施工基坑内的衬砌结构，并通过地面上的伸缩件I，提升底架；

步序9：继续提升，并进行覆土回填；

步序10：拆除支护体系；

步序11：回填覆土，恢复地表。

所述的步序1中，施工导向定位槽，步序2中，底架侧部的护板下放在导向定位槽内。

所述的步序1中，施工纵向地梁，步序2中，将伸缩件I安装在纵向地梁上。

所述的步序3~5中，利用开挖顺序和两侧的伸缩件I进行纠偏。

所述的步序4中：开挖一定坑深后，拆除顶架与底架之间的连接，并在顶架与底架之间加装标准架，标准架侧部的护板对土体进行支护，并继续进行开挖；步序5中：开挖一定坑深后，拆除顶架与最顶部的标准架之间的连接，并在最顶部的标准架与顶架之间加装标准架，依次重复，直到基坑底部；步序6~8中：分段提升底架，依次拆除最顶部的标准架。

步序6~8中，安装底架中间的伸缩件III，配合地面两侧的伸缩件I，提升底架。

所述的步序6：铺设底板防水保护层、底板侧墙防水，绑扎底板及部分侧墙钢筋，浇筑混凝土；

步序7：待混凝土强度达到后，开始提升底架；

步序8：依次铺设侧墙防水，绑扎侧墙钢筋及浇筑混凝土，直至完成顶板浇筑。

本发明具有优点如下：

（1）不需要施工围护桩、锚索等临时结构，减少建筑垃圾，减少对地层的污染；（2）减少混凝土的使用，也就减少对原石的开采和粉碎，减少了粉尘和霾烟的产生；（3）常规的基坑开挖及支护方案风险较大，支护不及时或者支撑体系焊接不到位，会造成土方坍塌、钢管撑失稳等风险，采用本工法，开挖与支护同步进行，超静定钢结构体系跟随开挖界面同时下沉，钢结构体系均在工厂加工，现场锚栓连接，施工便捷且安全可靠；（4）采用可回收钢结构体系，大面积推广可降低摊销费用，降低工程投资，具有良好的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明顶架结构示意图。

图2为本发明标准架结构示意图。

图3为本发明底架结构示意图。

图4为本发明结构示意图。

图5为本发明纵向展开图。

图6~16为本发明步序1~11施工示意图。

图中：1、顶架；2、底架；3、标准架；4、护板；5、竖向支撑；6、水平支撑；7、对撑件；8、伸缩件I；9、纵向地梁；10、导向定位槽；11、伸缩件II；12、伸缩件III。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图4和5所示，一种基坑支护体系，包括顶架1、底架2、标准架3、护板4、伸缩件I8、纵向地梁9和伸缩件III 12。如图1所示，纵向地梁9预埋在地面上，用于安装伸缩件I 8。伸缩件I 8采用竖向布置的伸缩油缸，下端固定在纵向地梁9上，上端固定在顶架1上，通过伸缩件I，驱动顶架的下放或提升。

顶架1为提升或下放的施力框架，位于待挖基坑的最上方。顶架1与底架2、标准架3可拆卸配合连接，标准架3之间、标准架3与底架2可拆卸配合连接。根据施工的需要，可将逐节的标准架加装在底架与顶架之间，满足不同深度基坑的支护需求。如果基坑深度较浅，也可不采用标准架，而只采用底架进行支护。

护板4设在底架2、标准架3对称的两侧，对基坑两侧壁的土体进行支护，保证基坑开挖的施工安全。

如图3所示，底架2包括竖向支撑5，竖向支撑5为梯形，在一定程度上能切削土体，并通过竖向支撑5实现可拆卸连接。水平支撑6纵向连接在竖向支撑5之间，连接支撑横向连接在对称的竖向支撑5之间，竖向支撑5的外侧设有护板4，对土体进行支护。

竖向支撑5与连接支撑之间设有伸缩件II 11，伸缩件II 11采用伸缩油缸，为竖向支撑提供支撑力，避免竖向支撑受土压变形，并能额外监控土压。底架2的连接支撑与伸缩件III 12配合，在底架提升时，伸缩件III 12提供向上的辅助顶撑力。

如图2所示，标准架3包括竖向支撑5，通过竖向支撑5实现可拆卸连接。水平支撑6纵向连接在竖向支撑5之间，对撑件7横向连接在对称的竖向支撑5之间，对撑件7为伸缩式，采用伸缩油缸，对撑两侧的竖向支撑，并能额外监控土压。竖向支撑5的外侧设有护板4，对土体进行支护。

一种上述基坑支护体系的施工方法，包括如下步序：

如图6所示，步序1：场地平整，施工导向定位槽10和纵向地梁9；

如图7所示，步序2：将伸缩件I8安装在地面上的纵向地梁9上，将顶架1安装在伸缩件I8上，将底架2安装在顶架1上，底架2侧部的护板4下放在导向定位槽10内；

如图8所示，步序3：进行土方开挖，伸缩件I8驱动底架2下放，底架2侧部的护板4对土体进行支护，同时利用开挖顺序和两侧的伸缩件I8进行纠偏，避免倾斜；

如图9所示，步序4：开挖一定坑深后，拆除顶架1与底架2之间的连接，并在顶架1与底架2之间加装标准架3，标准架3侧部的护板4对土体进行支护，并继续进行开挖；

如图10所示，步序5：开挖一定坑深后，拆除顶架1与最顶部的标准架3之间的连接，并在最顶部的标准架3与顶架1之间加装标准架3，依次重复，直到基坑底部；

如图11所示，步序6：铺设底板防水保护层、底板侧墙防水，绑扎底板及部分侧墙钢筋，浇筑混凝土；

如图12所示，步序7：待混凝土强度达到后，安装底架2中间的伸缩件III 12，配合地面两侧的伸缩件I 8，开始提升底架2；

如图13所示，步序8：底架2采用分段提升，依次拆除最顶部的标准架3，并依次铺设侧墙防水，绑扎侧墙钢筋及浇筑混凝土，直至完成顶板浇筑；

如图14所示，步序9：继续提升，施工顶板防水，并进行分层压实覆土回填；

如图15所示，步序10：拆除支护体系，恢复顶部管线；

如图16所示，步序11：回填覆土，恢复地表。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基坑支护体系，包括顶架（1），其特征在于：所述的顶架（1）与伸缩件I（8）连接，伸缩件I（8）设在预埋在地面的纵向地梁，顶架（1）与底架（2）连接，底架（2）的外侧设有护板（4），底架（2）下方为基底开挖面，在基坑开挖过程中伸缩件I（8）控制护板（4）同步下移形成支护；所述的底架（2）包括竖向支撑（5），水平支撑（6）纵向连接在竖向支撑（5）之间，连接支撑横向连接在对称的竖向支撑（5）之间，竖向支撑（5）的外侧设有护板（4）；竖向支撑（5）与连接支撑之间设有伸缩件II （11），伸缩件II （11）采用伸缩油缸，底架（2）的连接支撑与伸缩件III （12）配合，在底架（ 2 ） 提升时，伸缩件III （12）提供向上的辅助顶撑力。

2.根据权利要求1所述的基坑支护体系，其特征在于：还包括标准架（3），标准架（3）的外侧设有护板（4），顶架（1）与底架（2）、标准架（3）均可拆卸配合，标准架（3）之间、标准架（3）与底架（2）均可拆卸配合。

3.根据权利要求2所述的基坑支护体系，其特征在于：所述的护板（4）设在底架（2）、标准架（3）对称的两侧。

4.根据权利要求2或3所述的基坑支护体系，其特征在于：所述的标准架（3）包括竖向支撑（5），水平支撑（6）纵向连接在竖向支撑（5）之间，对撑件（7）横向连接在对称的竖向支撑（5）之间，竖向支撑（5）的外侧设有护板（4）。

5.一种权利要求1~4任一所述的基坑支护体系的施工方法，其特征在于，包括如下步序：

步序1：场地平整；

步序2：将伸缩件I（8）安装在地面上，将顶架（1）安装在伸缩件I（8）上，将底架（2）安装在顶架（1）上；

步序3~5：进行土方开挖，伸缩件I（8）驱动底架（2）下放，底架（2）侧部的护板（4）对土体进行支护，开挖直到基坑底部；

步序6~8：铺设施工基坑内的衬砌结构，并通过地面上的伸缩件I（8），提升底架（2）；

步序9：继续提升，并进行覆土回填；

步序10：拆除支护体系；

步序11：回填覆土，恢复地表。

6.根据权利要求5所述的基坑支护体系的施工方法，其特征在于：所述的步序1中，施工导向定位槽（10），步序2中，底架（2）侧部的护板（4）下放在导向定位槽（10）内。

7.根据权利要求5或6所述的基坑支护体系的施工方法，其特征在于：所述的步序3~5中，利用开挖顺序和两侧的伸缩件I（8）进行纠偏。

8.根据权利要求7所述的基坑支护体系的施工方法，其特征在于：所述的步序4中：开挖一定坑深后，拆除顶架（1）与底架（2）之间的连接，并在顶架（1）与底架（2）之间加装标准架（3），标准架（3）侧部的护板（4）对土体进行支护，并继续进行开挖；步序5中：开挖一定坑深后，拆除顶架（1）与最顶部的标准架（3）之间的连接，并在最顶部的标准架（3）与顶架（1）之间加装标准架（3），依次重复，直到基坑底部；步序6~8中：分段提升底架（2），依次拆除最顶部的标准架（3）。

9.根据权利要求5或8所述的基坑支护体系的施工方法，其特征在于：所述的步序6中：铺设底板防水保护层、底板侧墙防水，绑扎底板及部分侧墙钢筋，浇筑混凝土；步序7中：待混凝土强度达到后，开始提升底架（2）；步序8中：依次铺设侧墙防水，绑扎侧墙钢筋及浇筑混凝土，直至完成顶板浇筑。

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