CN111827298A - 一种城际铁路高架基坑支护结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑工程技术领域，公开了一种城际铁路高架基坑支护结构，包括第一地连墙和第二地连墙，第一地连墙及第二地连墙分别设置在两组城际高架相向的两侧面，第一地连墙和第二地连墙之间设置有第一支撑架组件及若干第二支撑架组件，第一支撑架组件包括若干间隔设置的第一横梁，第一横梁的一端与第一地连墙相连，第一横梁的另一端与第二地连墙相连，第一横梁的两侧均设有与第一地连墙和第二地连墙相连的加强肋，加强肋与第一横梁之间呈夹角布置。采用本发明技术方案的城际铁路高架基坑支护结构，可以满足地层条件较差的情况下的基坑开挖，提高了基坑的安全性能，同时也加强了对城际高架桩基的保护，大大增强整体的稳定性与安全程度。

Description

一种城际铁路高架基坑支护结构

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，特别是涉及一种城际铁路高架基坑支护结构。

背景技术

现在主要的地铁车站基坑下穿高架，主要是指地铁车站下穿城市道路高架。对于该情况，设计过程中主要考虑地下围护结构的形式。常见的形式，主要是考虑高架下可作业净空过小，且基坑开挖地层较好，围护结构采用的是围护桩+内支撑+高压旋喷桩的支护方式。其中，围护桩主要采用直径1000mm钻孔灌注桩；内支撑采用第一道支撑混凝土支撑、第二道支撑钢支撑、第三道支撑钢支撑的形式；高压旋喷桩主要采用直径600mm，间距950mm的成槽加固方式。

现有技术主要针对地层条件较好的情况下，可采用上述的技术方法进行基坑开挖。但对于地层较差的情况，例如淤泥层、砂层较厚的情况，采用围护桩将会存在基坑渗水，且可能存在基坑坍塌的风险。

同时，城际高架的变形控制要求很高。开挖过程中仅对基坑围护结构加强或者加固，仍有可能对城际高架的桩基承台产生变形影响。现有技术未考虑对桩基承台的加固措施，偏于不安全。

发明内容

本发明的目的是：提供一种城际铁路高架基坑支护结构，该城际铁路高架基坑支护结构可以满足地层条件较差的情况下的基坑开挖，提高了基坑的安全性能，同时也加强了对城际高架桩基的保护，大大增强整体的稳定性与安全程度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种城际铁路高架基坑支护结构，包括第一地连墙和第二地连墙，所述第一地连墙及所述第二地连墙分别设置在两组城际高架相向的两侧面，所述第一地连墙和所述第二地连墙之间由上至下依次设置有第一支撑架组件以及若干第二支撑架组件，

所述第一支撑架组件包括若干间隔设置的第一横梁，所述第一横梁的一端与所述第一地连墙相连，所述第一横梁的另一端与所述第二地连墙相连，所述第一横梁的两侧均设有与所述第一地连墙和所述第二地连墙相连的加强肋，且所述加强肋与所述第一横梁之间呈夹角布置。

优选的，所述第一支撑架组件还包括沿所述第一地连墙和所述第二地连墙的横向延伸方向设置的第一纵梁，所述第一纵梁依次连接各所述第一横梁的中部。

优选的，所述第一地连墙和所述第二地连墙上均设有冠梁，所述第一横梁的两端分别架设在一所述冠梁上，所述加强肋的一端与所述第一横梁相连，所述加强肋的另一端和与其相对设置的所述冠梁相连。

优选的，所述加强肋与所述第一横梁之间夹角为α，α的取值范围为：15°≤α≤45°。

优选的，所述第二支撑架组件包括若干间隔设置的第二横梁以及沿所述第一地连墙和所述第二地连墙的横向延伸方向设置的第二纵梁，所述第二纵梁依次连接各所述第二横梁的中部。

优选的，所述第一地连墙和所述第二地连墙上分别设有第一安装梁和第二安装梁，所述第二横梁的两端分别设置在所述第一安装梁和所述第二安装梁上。

优选的，若干所述第二支撑架组件上均设有钢支撑轴力伺服系统。

优选的，所述第一地连墙和所述第二地连墙外侧均通过第一高压旋喷桩与所述城际高架相连。

优选的，所述城际高架外侧设有隔离桩，所述第一高压旋喷桩的数量自所述第一地连墙和所述第二地连墙朝向所述隔离桩逐渐增加。

优选的，所述第一地连墙和所述第二地连墙的内外侧均设有第二高压旋喷桩。

本发明实施例一种城际铁路高架基坑支护结构，与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明实施例的城际铁路高架基坑支护结构，采用第一支撑架组件以及若干第二支撑架组件组成内支撑体系，有效增强第一地连墙和第二地连墙的结构刚度，提高第一地连墙和第二地连墙的支撑稳定性，从而能够减小地面沉降，由此能够避免设置在第一地连墙和第二地连墙两侧的城际高架的桩基变形，进一步地，第一支撑架组件由架设在所述第一地连墙和所述第二地连墙之间的第一横梁以及加强肋组成，加强肋设置在所述第一横梁和所述第一地连墙以及所述第二地连墙之间，所述加强肋对称布置在所述第一横梁的两侧，所述加强肋与所述第一横梁之间呈夹角布置，由此第一支撑架组件由若干米字型支撑架组成，由此使得第一地连墙和第二地连墙之间的受力更加均衡，同时米字设计使得第一地连墙、第二地连墙以及内支撑体系所形成的整体强度更高，进一步地确保了第一地连墙和第二地连墙的支撑稳定性，避免地面沉降，由此能够避免设置在第一地连墙和第二地连墙两侧的城际高架的桩基变形。

附图说明

图1是本发明实施例城际铁路高架基坑的俯视图；

图2是图1中A－A处的截面图；

图3是本发明实施例第一支撑架组件的结构示意图；

图4是本发明实施例第二支撑架组件的结构示意图；

图5是本发明实施例城际铁路高架与地连墙的第一种连接结构示意图；

图6是本发明实施例城际铁路高架与地连墙的第二种连接结构示意图；

图7是本发明实施例城际铁路高架基坑支护结构的施工流程图；

图中，1、城际高架，2、第一地连墙，3、第二地连墙，4、第一支撑架组件，5、第一道支撑组件，6、第二道支撑组件、7、第三道支撑组件，8、换撑梁组件，9、第四道支撑组件，10、安装梁，11、基坑，12、隔离桩，13、冠梁，14、临时立柱，15、第一高压旋喷桩， 16、第二高压旋喷桩，17、第三高压旋喷桩；41、第一横梁，42、加强肋，43、第一纵梁，51、第二横梁，52、第二纵梁。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。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作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。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图7所示，本发明优选实施例的一种城际铁路高架基坑 11支护结构，包括第一地连墙2和第二地连墙3，第一地连墙2及第二地连墙3分别设置在两组城际高架1相向的两侧面，第一地连墙2 及第二地连墙3之间由上至下依次设置有第一支撑架组件4以及若干第二支撑架组件，第一支撑架组件4包括若干间隔设置的第一横梁41，第一横梁41的一端与第一地连墙2相连，第一横梁41的另一端与第二地连墙3相连，第一横梁41的两侧均设有与第一地连墙2以及第二地连墙3相连的加强肋42，加强肋42对称布置在第一横梁41的两侧，且加强肋42与第一横梁41之间呈夹角布置。

基于以上技术方案，采用第一支撑架组件4以及若干第二支撑架组件组成内支撑体系，有效增强第一地连墙2和第二地连墙3的结构刚度，提高第一地连墙2和第二地连墙3的支撑稳定性，从而能够减小地面沉降，由此能够避免设置在第一地连墙2和第二地连墙3两侧的城际高架1的桩基变形，进一步地，第一支撑架组件4由架设在第一地连墙2和第二地连墙3之间的第一横梁41以及加强肋42组成，加强肋42设置在第一横梁41和第一地连墙2以及第二地连墙3之间，加强肋42对称布置在第一横梁41的两侧，加强肋42与第一横梁41 之间呈夹角布置，由此第一支撑架组件4由若干米字型支撑架组成，由此使得第一地连墙2和第二地连墙3之间的受力更加均衡，同时米字设计使得第一地连墙2、第二地连墙3以及内支撑体系所形成的整体强度更高，进一步地确保了第一地连墙2和第二地连墙3的支撑稳定性，避免地面沉降，由此能够避免设置在第一地连墙2和第二地连墙3 两侧的城际高架1的桩基变形。

进一步地，第一支撑架组件4还包括沿第一地连墙2和第二地连墙3的横向延伸方向设置的第一纵梁43，第一纵梁43依次连接各第一横梁41的中部并形成第一抵接部。由此将第一支撑架组件4的各个米字型支撑架连接在一起，进一步地提高第一支撑架组件4的强度，从而确保了第一地连墙2和第二地连墙3的支撑的稳定性，避免地面沉降，由此能够避免设置在第一地连墙2和第二地连墙3两侧的城际高架1的桩基变形。

优选的，第一支撑架组件4还包括若干第一立柱，若干第一立柱设置在第一抵接部下方，若干第一立柱的底部与基坑11相连，若干第一立柱的顶部与第一抵接部抵接。在本实施例中，第一立柱为临时立柱14，由此在第一支撑架组件4安装时起到临时支撑作用，便于第一支撑架组件4的安装。

进一步地，第一地连墙2和第二地连墙3上均设有冠梁13，第一横梁41的两端分别架设在一冠梁13上，加强肋42的一端与第一横梁 41相连，加强肋42的另一端和与其相对设置的冠梁13相连。由此便于第一横梁41的拆卸与安装，同时提高第一横梁41的强度。

优选的，加强肋42与第一横梁41之间夹角为α，α的取值范围为：15°≤α≤45°。由此，加强肋42可以更好的受力，进一步地提高第一地连墙2、第二地连墙3以及内支撑体系所形成的整体强度。

具体的，第二支撑架组件包括若干间隔设置的第二横梁51以及沿第一地连墙2和第二地连墙3的横向延伸方向设置的第二纵梁52，第二纵梁52依次连接各第二横梁51的中部，且相交形成第二抵接部。由此将第二支撑架组件的各个第二横梁51连接在一起，进一步地提高第二支撑架组件的强度，从而确保了第一地连墙2和第二地连墙3的支撑的稳定性，避免地面沉降，由此能够避免设置在第一地连墙2和第二地连墙3两侧的城际高架1的桩基变形。

进一步地，第一地连墙2和第二地连墙3上均设有安装梁10，为方便描述，分别标记设置在第一地连墙2上的安装梁10为第一安装梁，设置在第二地连墙3上的安装梁10为第二安装梁，第二横梁51的两端分别设置在第一安装梁10和第二安装梁10上，由此便于第二横梁 51的安装。在本实施例中，第一安装梁10和第二安装梁10为双拼H 型钢，第一纵梁43、第二纵梁52以及第三纵梁为2工45a组合工字钢梁，冠梁13、第一连接梁、第二连接梁以及加强肋42均为钢筋混凝土制成。由此提高了第一地连墙2和第二地连墙3的支撑的稳定性，避免地面沉降，由此能够避免设置在第一地连墙2和第二地连墙3两侧的城际高架1的桩基变形。

优选的，第二支撑架组件还包括若干第二立柱，若干第二立柱设置在第二抵接部下方，若干第二立柱的底部与基坑11相连，若干第二立柱的顶部与第二抵接部抵接。在本实施例中，第二立柱为临时立柱 14，由此在第二支撑架组件安装时起到临时支撑作用，便于第二支撑架组件的安装。

在本实施例中，第二支撑架组件的数量为4，自基坑11底部向上依次标记4个第二支撑架组件为第一道支撑组件5、第二道支撑组件6、第三道支撑组件7以及第四道支撑组件9，四个第二支撑架组件之间还设有换撑梁组件8，换撑梁组件8包括若干架设在第一地连墙2和第二地连墙3之间的第三横梁以及设置在第一地连墙2和第二地连墙3之间且沿第一地连墙2和第二地连墙3的长度方向设置的第三纵梁，第三纵梁与第三横梁相交形成第三抵接部。其中，换撑梁组件8与第二支撑架组件的结构相同，均采用钢材质，换撑梁组件8控制在施工拆支撑的过程中地面与城际高架1之间的水平位移变形，优选的，换撑梁组件8还包括若干第三立柱，若干第三立柱设置在第三抵接部下方，若干第三立柱的底部与基坑11相连，若干第三立柱的顶部与第三抵接部抵接，由此增大钢支撑的稳定性。

更优的，若干第二支撑架组件上均设有钢支撑轴力伺服系统，具体的，第二横梁51和第三横梁上均设有用于调节第二横梁51以及第三横梁的钢支撑轴力伺服系统。钢支撑轴力伺服系统是通过液压自动化系统，保持钢支撑预加轴力，大大减小地连墙的侧向水平位移，从而减小地面沉降。钢支撑轴力伺服系统能够自动补偿钢支撑预加轴力，控制地面沉降与城际高架1的水平位移变形，其结构和原理属于现有的装置，在此处不予赘述。使用钢支撑轴力伺服系统，避免了使用普通的千斤顶加压预加钢支撑轴力，会随着时间，逐渐减小。由于使用千斤顶时横向支撑力的减小，地连墙发生侧向水平位移，由此会导致地面沉降。采用钢支撑伺服系统，保持预加轴力不损失，有效控制地面沉降与桩基变形。在本实施例中，采用钢支撑轴力伺服系统，自动补偿钢支撑的预加轴力，能够有效控制地面沉降与桩基变形。

优选的，第一地连墙2和第二地连墙3外侧均通过第一高压旋喷桩15与城际高架1相连。由此，改良土体，减小因地铁基坑11开挖导致的土体侧向位移，从而减小地面沉降及桩基的沉降。

优选的，城际高架1外侧设有隔离桩12，隔离桩12在地铁基坑 11开挖过程中，保护被隔离的承台与城际高架1桩基，进一步地，在基坑11开挖过程中，隔离桩12可以防止水土流失，控制地层侧向位移，从而控制地表沉降，减小桩基的变形。高压旋喷桩15的数量自第一地连墙2和第二地连墙3朝向隔离桩12逐渐增加。采用隔离桩12 与高压旋喷桩15加固地层，有效减小因基坑11开挖对桩基的影响，控制地面与桩基变形。与现有技术相比较，除了加强基坑11的安全，同时也加强了城际高架1桩基的保护，大大增强整体的稳定性与安全程度。

优选的，第一地连墙2和第二地连墙3的内外侧均设有第二高压旋喷桩16，隔离桩12和第二高压旋喷桩16通过第一高压旋喷桩15 相连。地连墙的两侧的双排第二高压旋喷桩16，可以改良不良地层的地质情况，从而防止地连墙成槽开挖过程中发生塌孔。

在本实施例中，城际高架1地基外围环设有第三高压旋喷桩17。在本实施例中，隔离桩12采用直径800mm的钻孔灌注桩，间距1000mm，隔离桩12钻孔的终孔条件为基坑11底以下8.5m，同时在隔离桩12 与地连墙之间采用第一高压旋喷桩15加固地层，第一高压旋喷桩15 采用直径600mm，间距1000，终孔条件为基坑11底以下1m；用于保护城际高架1地基的第三高压旋喷桩17采用直径600mm，间距450mm，终孔条件为基坑11底以下1m。隔离桩12与高压旋喷桩的作用就是减小基坑11开挖过程中，对城际高架1桩基的影响，另外还可以减小因基坑11开挖地下水的流失对桩基的影响。

其中，第一高压旋喷桩15的数量及布置形式根据地连墙和城际高架1的距离设计为逐渐过渡数量依次增加。城际高架1桩基距离地连墙的距离较近，采用图5的密集支撑方式，缩小地连墙和城际高架1 之间连接的同一水平面内的第一高压旋喷桩15的数量差异，由此满足支撑的需求，当城际高架1桩基距离地连墙的距离较远，采用图6的扩散支撑方式，地连墙和城际高架1之间连接的高压旋喷桩15的数量差异可适当扩大，在满足支撑需求的同时降低成本。

优选的，地连墙为1000mm－1400mm的地连墙，地连墙的幅宽为2－6m，地连墙的嵌固深度为7－10m，在本实施例中，地连墙为1200mm的地连墙，地连墙的幅宽为4m，地连墙的嵌固深度为8.5m。由此确保支撑的强度，避免城际高架1桩基变形。

在地铁工程中，淤泥层、砂层等底层归为较差地层。一般淤泥层与砂层厚度大于4m为较厚不良地层。本实施例能够满足针对地层条件较差的情况下的基坑11开挖。实践中淤泥层为9m厚仍能满足强度需求，该结构在较厚的淤泥层中有较大的适用性与代表性。

本发明的工作过程为：实施隔离桩12与高压旋喷桩地层加固，然后施作地连墙两侧的第二高压旋喷桩16，形成成槽护壁，由于净空(地面至城际高架1桥梁结构底面的垂直距离)受限，采用卧式成槽机施作1200mm厚地连墙的成槽(成槽是在地连墙施作之前，进行地连墙局部的开挖，方便后期泥浆护壁的操作及地连墙钢筋笼的下沉)；对基坑 11进行开挖，开挖至第一支撑架组件4所在位置的底部，施作第一道混凝土支撑，对基坑11继续进行开挖，分别开挖至第二支撑架组件的第一道支撑组件5、第二道支撑组件6、第三道支撑组件7以及第四道支撑组件9的底部，分别施作第一道支撑组件5、第二道支撑组件6、第三道支撑组件7以及第四道支撑组件9并施加预加轴力，施加伺服系统，检测第一道支撑组件5、第二道支撑组件6、第三道支撑组件7 以及第四道支撑组件9的地面沉降与桩基变形是否产生超过规范限值，若超过则采用伺服系统补充或增大预加轴力，弱不超过则施作主体结构，并及时施作换撑，及时拆撑施作主体结构。本发明实施例采用地连墙、内支撑、高压旋喷桩15支护以及隔离桩12的支护方式，地连墙、内支撑、高压旋喷桩15支护以及隔离桩12共同作用，增强整个支护体系的稳定性与刚度。

综上，本发明实施例提供一种城际铁路高架基坑11支护结构，其城际铁路高架基坑11支护结构，采用第一支撑架组件4以及若干第二支撑架组件组成内支撑体系，有效增强第一地连墙2和第二地连墙3 的结构刚度，提高第一地连墙2和第二地连墙3的支撑稳定性，从而能够减小地面沉降，由此能够避免设置在第一地连墙2和第二地连墙3 两侧的城际高架1的桩基变形，进一步地，第一支撑架组件4由架设在第一地连墙2和第二地连墙3之间的第一横梁41以及加强肋42组成，加强肋42设置在第一横梁41和第一地连墙2以及第二地连墙3 之间，加强肋42对称布置在第一横梁41的两侧，加强肋42与第一横梁41之间呈夹角布置，由此第一支撑架组件4由若干米字型支撑架组成，由此使得第一地连墙2和第二地连墙3之间的受力更加均衡，同时米字设计使得第一地连墙2、第二地连墙3以及内支撑体系所形成的整体强度更高，进一步地确保了第一地连墙2和第二地连墙3的支撑稳定性，避免地面沉降，由此能够避免设置在第一地连墙2和第二地连墙3两侧的城际高架1的桩基变形。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种城际铁路高架基坑支护结构，其特征在于，包括第一地连墙和第二地连墙，所述第一地连墙及所述第二地连墙分别设置在两组城际高架相向的两侧面，所述第一地连墙和所述第二地连墙之间由上至下依次设置有第一支撑架组件以及若干第二支撑架组件，

所述第一支撑架组件包括若干间隔设置的第一横梁，所述第一横梁的一端与所述第一地连墙相连，所述第一横梁的另一端与所述第二地连墙相连，所述第一横梁的两侧均设有与所述第一地连墙和所述第二地连墙相连的加强肋，且所述加强肋与所述第一横梁之间呈夹角布置。

2.根据权利要求1所述的城际铁路高架基坑支护结构，其特征在于，所述第一支撑架组件还包括沿所述第一地连墙和所述第二地连墙的横向延伸方向设置的第一纵梁，所述第一纵梁依次连接各所述第一横梁的中部。

3.根据权利要求1所述的城际铁路高架基坑支护结构，其特征在于，所述第一地连墙和所述第二地连墙上均设有冠梁，所述第一横梁的两端分别架设在一所述冠梁上，所述加强肋的一端与所述第一横梁相连，所述加强肋的另一端和与其相对设置的所述冠梁相连。

4.根据权利要求1所述的城际铁路高架基坑支护结构，其特征在于，所述加强肋与所述第一横梁之间夹角为α，α的取值范围为：15°≤α≤45°。

5.根据权利要求1所述的城际铁路高架基坑支护结构，其特征在于，所述第二支撑架组件包括若干间隔设置的第二横梁以及沿所述第一地连墙和所述第二地连墙的横向延伸方向设置的第二纵梁，所述第二纵梁依次连接各所述第二横梁的中部。

6.根据权利要求5所述的城际铁路高架基坑支护结构，其特征在于，所述第一地连墙和所述第二地连墙上分别设有第一安装梁和第二安装梁，所述第二横梁的两端分别设置在所述第一安装梁和所述第二安装梁上。

7.根据权利要求6所述的城际铁路高架基坑支护结构，其特征在于，若干所述第二支撑架组件上均设有钢支撑轴力伺服系统。

8.根据权利要求1所述的城际铁路高架基坑支护结构，其特征在于，所述第一地连墙和所述第二地连墙外侧均通过第一高压旋喷桩与所述城际高架相连。

9.根据权利要求8所述的城际铁路高架基坑支护结构，其特征在于，所述城际高架外侧设有隔离桩，所述第一高压旋喷桩的数量自所述第一地连墙和所述第二地连墙朝向所述隔离桩逐渐增加。

10.根据权利要求1所述的城际铁路高架基坑支护结构，其特征在于，所述第一地连墙和所述第二地连墙的内外侧均设有第二高压旋喷桩。

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