CN111877361A - 一种斜杆式基坑支护体系和施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及建筑基坑施工的领域，具体为一种斜杆式基坑支护体系，其包括深基坑本体，深基坑本体内设置有止水桩和支护桩，支护桩的一侧设置有支护结构，支护结构包括斜支撑部和水平支撑部。还提供一种斜支撑基坑支护体系的施工方法，包括以下步骤：Step1：在地面开挖深基坑至第一次开挖面；Step2：在第一次开挖面上打设支护桩、止水桩、支护立柱和斜支撑杆；Step3：在支护桩上端设立冠梁和连系梁；Step4：将深基坑开挖至基坑底面。本申请中的水平支撑部能够将基坑外侧土层的压力传导至斜支撑部上，斜支撑杆产生向上的力矩，可以与水平支撑部共同作用于支护桩，因此能够抵消土压力对支护桩产生的影响，有效解决支护桩的形变现象，可以保证较好的施工质量。

Description

一种斜杆式基坑支护体系和施工方法

技术领域

本申请涉及建筑基坑施工的领域，尤其是涉及一种斜杆式基坑支护体系和施工方法。

背景技术

随着我国城市化进程速度的加快，人们对地下空间的开发及利用日益广泛，建筑基坑工程呈现“大、深、紧、近”等特点，各种新型的围护形式、施工工艺不断涌现。对于大面积的深基坑工程，一般为水平支撑结构，通过水平支撑结构把巨大的土压力传递到另一侧的支护体中，当基坑平面尺寸很大时，需要很长的支撑结构来传递该土压力，另外在支撑拆除时也要两侧的支撑对称拆除，导致施工难度较大。

针对上述问题，目前的存在一种斜支撑支护体系，该支护体系在支护桩的一侧设置斜支撑，斜支撑直接支撑在支护桩顶的一侧，并且支护桩在深基坑的边缘处，因此在施工的过程中没有给桩机施工的工作面，从而施工较为困难。并且由于施工不便，导致斜支撑的角度以及位置受到支护桩位置的影响较大，因此，斜支撑对支护桩的支撑效果会受到影响，从而导致施工质量无法得到保证，对深基坑的支护效果也会大打折扣。

发明内容

为了便于斜支撑的施工以及保证施工质量，本申请提供一种斜杆式基坑支护体系和施工方法。

第一方面，本申请提供一种斜支撑基坑支护体系，采用如下的技术方案：

一种斜支撑基坑支护体系，包括深基坑本体，所述深基坑本体的边缘处设置有若干止水桩和若干支护桩，所述支护桩的一侧设置有支护结构，所述支护结构包括固定设置在支护桩靠近深基坑中心一侧的斜支撑部，所述斜支撑部与支护桩之间固定设置有水平支撑部，所述水平支撑部的一端与支护桩固定连接，另一端与斜支撑部固定连接，所述斜支撑部与水平支撑部间隔设置有多组。

通过采用上述技术方案，斜支撑部与支护桩之间设置的水平支撑部能够在深基坑本体内侧移留出施工空间，在打设斜支撑部的时候可以降低工作难度，同时斜支撑部能够顺利并且较为精确的打设至深基坑本体中，因此施工更加便利的同时也会提高斜支撑部进入土层的精准度。在斜支撑部与支护桩之间设置水平支撑部能够将基坑外侧土层的压力传导至斜支撑部上，斜支撑杆产生向上的力矩，可以与水平支撑部共同作用于支护桩，因此能够抵消土压力对支护桩产生的影响，有效解决支护桩的形变现象，因此可以保证较好的施工质量，也能够对基坑起到较好的支护作用。

优选的，所述斜支撑部包括多个斜支撑杆以及固定设置在斜支撑杆外侧的斜支撑加固层，所述斜支撑加固层埋设在深基坑本体的土层中。

通过采用上述技术方案，斜支撑加固层可以对斜支撑杆起到较好的加固作用，并且斜支撑加固层设置在斜支撑杆的外侧，因此整个斜支撑部与土层之间的接触面积较大，能够将土层作用于支护桩的压力分散至加固层中，并且较为稳定的传导至基坑底的土层中，从而可以保证对基坑的支护作用。

优选的，所述水平支撑部包括与多个支护桩上端固定连接的冠梁以及与冠梁固定连接的连系梁，所述连系梁设置有与所述斜支撑杆一一对应的多个，所述连系梁远离冠梁的一端与斜支撑杆固定连接。

通过采用上述技术方案，冠梁与多个支护桩上端相连接，因此冠梁能够将多个支护桩连接在一起，使基坑土层的压力能够均匀的传导至冠梁和连系梁上，连系梁再将支护桩上的土压传导至斜支撑部上，因此所有支护桩受到的土压均能够通过水平支撑部向基坑土层中传递，减少支护桩水平方向上的形变可能，对支护桩起到较好的支撑作用，从而能够对基坑起到较好的支护作用。

优选的，所述支护桩与斜支撑部之间设置有多组支护立柱，多组所述支护立柱与多组所述斜支撑部一一对应，所述支护立柱的上端与所述连系梁固定连接。

通过采用上述技术方案，支护桩受到的土压会通过冠梁和连系梁传导至支护立柱中，支护立柱再将土压传导至深基坑底部的土层中，因此支护立柱能够与斜支撑部共同对支护桩起到支撑的作用，能够对基坑起到较好的支护作用。

优选的，所述支护立柱外侧固定设置有立柱加固层，所述立柱加固层埋设在深基坑本体的土层中。

通过采用上述技术方案，立柱加固层能够增加支护立柱与土层之间的接触面积，从而能够将压力更加均匀以及更加充分的传导至土层中，对支护桩的支护效果更好，并在支护立柱对支护桩起到支撑作用的时候能够保证支护立柱与土层之间的连接强度，使其对支护桩起到更好的支护效果。

优选的，所述支护结构沿竖直方向设置有至少两组，多组所述支护结构相互平行。

通过采用上述技术方案，多组支护结构的设置能够充分的分散支护桩受到的土压，在基坑较深的时候能够降低支护桩形变的可能，对基坑起到更好的支护作用。

优选的，多组所述支护结构在竖直方向上交错设置。

通过采用上述技术方案，多组支护结构交错设置可以使对支护桩的支撑支护均匀的分布在基坑中，可以使作用于支护桩的土压更加均匀的传导至支护结构中，从而能够保证对支护桩较为稳定的支撑结构，因此可以对深基坑起到更好的支护作用。同时多组支护结构交错设置，在设立支护结构的时候，能够减少第一道支护结构对后续支护结构施工的干涉和影响，方便施工，大大降低了施工难度。

第二方面，本申请提供一种斜支撑基坑支护体系的施工方法，采用如下的技术方案：

一种斜支撑基坑支护体系的施工方法，包括以下步骤：

Step1：在需要施工的地面上开挖深基坑至第一次开挖面；

Step2：在第一次开挖面上打设多组支护桩、止水桩、支护立柱和斜支撑杆；

Step3：在支护桩上端设立冠梁，之后在支护桩和斜支撑杆之间设立连系梁，使连系梁的一端与冠梁固连，另一端与斜支撑杆固连，并且将连系梁与支护立柱固连；

Step4：将深基坑开挖至基坑底面。

通过采用上述技术方案，在对基坑进行支护的时候，先将支护立柱和斜支撑杆打设到土层中，打设支护立柱和斜支撑杆的时候可以在第一次开挖面上进行工作。并且由于冠梁和连系梁的设置，斜支撑杆可以不直接与支护桩连接就能够对支护桩起到支护的作用，方便支护结构的施工，并且支护桩的位置也不会影响到斜支撑杆的打设，能够保证施工的质量。在安装完支护结构之后再将深基坑开挖到底面，因此整个施工的过程更加的便利，在施工完成之后，由于冠梁与多个支护桩固连，冠梁能够将多个分散的支护桩连接成一个整体，因此冠梁能够将多个支护桩受到的土压充分的传递至基坑底土层中，使支护结构的支护效果更好。冠梁和连系梁能够将支护桩受到的土压传递至斜支撑杆和支护立柱中，再将土压传递至土层中，能够降低支护桩在受到土压的情况下发生形变的现象，保证对支护桩的支撑效果。

优选的，在Step2中，将支护立柱和斜支撑杆打设到土层之前对打设位置进行钻孔并向钻孔内喷射水泥浆。

通过采用上述技术方案，在需要打设支护立柱和斜支撑杆的位置预先进行打孔能够方便支护立柱和斜支撑杆的打设，可以使施工更加的便利。在钻孔内喷射水泥浆，并且在水泥浆未凝固之前将支护立柱与斜支撑杆打设到对应的钻孔中，水泥浆在凝固的时候会使支护立柱以及斜支撑杆和土层紧密的连接在一起，在对支护桩起到支撑作用的时候能够更加的牢固，支撑效果更好。并且水泥浆在凝固之后会增加支护立柱以及斜支撑杆与土层之间的连接面积，可以更加稳定的将土压力传导至土层中，能够对支护桩起到较好的支护作用。

优选的，需要设立多道斜支撑杆和连系梁的时候，在Step3的基础上进行如下操作：将深基坑开挖至第二次开挖面；在第二次开挖面上打设第二道斜支撑杆和第二道支护立柱；在支护桩一侧设立支护桩围檩梁，使支护桩围檩梁与多个支护桩固连，之后在支护桩围檩梁和第二道斜支撑杆之间设立第二道连系梁，并且将第二道连系梁与支护桩围檩梁、第二道支护立柱以及第二道斜支撑杆固连，以此类推，直至支护结构设立完成。

通过采用上述技术方案，在设立第一组支护结构的时候，可以继续开挖深基坑，并且设立第二组支护结构，其中，支护桩围檩梁将多个支护桩连接在一起，能够充分并且均匀的将支护桩受到的土压传导至第二道连系梁和第二道斜支撑杆中，多道支护结构共同起到较好的支护作用，从而能够进一步抵消支护桩的受到的土压，能够对基坑起到较好的支护作用。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.斜支撑部与支护桩之间设置的水平支撑部能够在深基坑本体内侧移留出施工空间，在打设斜支撑部的时候可以降低工作难度，施工更加的精准便利；

2.水平支撑部能够将基坑外侧土层的压力传导至斜支撑部上，斜支撑杆产生向上的力矩，可以与水平支撑部共同作用于支护桩，因此能够抵消土压力对支护桩产生的影响，有效解决支护桩的形变现象，因此可以保证较好的施工质量；

3.多组支护结构的设置能够充分的分散支护桩受到的土压，在基坑较深的时候能够降低支护桩形变的可能，对基坑起到更好的支护作用。

附图说明

图1是斜支撑基坑支护体系实施例1的具体结构示意图；

图2是图1中A部分的结构放大示意图；

图3是图1中B部分的结构放大示意图；

图4是斜支撑基坑支护体系实施例2的具体结构示意图；

图5是斜支撑基坑支护体系实施例3的部分具体结构示意图；

图6是斜支撑基坑支护体系的施工方法内实施例1中步骤一的操作示意图；

图7是斜支撑基坑支护体系的施工方法内实施例1中步骤二的操作示意图；

图8是斜支撑基坑支护体系的施工方法内实施例1中步骤三的操作示意图；

图9是斜支撑基坑支护体系的施工方法内实施例1中步骤四的操作示意图；

图10是斜支撑基坑支护体系的施工方法内实施例2中步骤一的操作示意图；

图11是斜支撑基坑支护体系的施工方法内实施例2中步骤二的操作示意图；

图12是斜支撑基坑支护体系的施工方法内实施例2中步骤三的操作示意图。

附图标记说明：1、深基坑本体；2、止水桩；3、支护桩；4、支护结构；41、斜支撑部；411、斜支撑杆；412、斜支撑加固层；42、水平支撑部；421、冠梁；422、连系梁；5、支护立柱；51、立柱加固层；6、支护桩围檩梁。

具体实施方式

以下结合附图1-12对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种斜支撑基坑支护体系。

实施例1

参照图1，一种斜支撑基坑支护体系，包括深基坑本体1，深基坑本体1的边缘处设置有若干止水桩2和若干支护桩3，止水桩2和支护桩3可以利用高压旋喷机和静压桩机打设到土层中，止水桩2和支护桩3对基坑进行围护，保证基坑的顺利施工。

支护桩3的一侧设置有支护结构4，支护结构4包括固定设置在支护桩3靠近深基坑中心一侧的斜支撑部41，斜支撑部41与支护桩3之间固定设置有水平支撑部42，斜支撑部41与水平支撑部42间隔设置有多组，相邻斜支撑部41和水平支撑部42之间的距离可以是3m-5m，水平支撑部42可以将支护桩3受到的土压传导至斜支撑部41中，可以对支护桩3起到较好的支撑作用。

参照图2，斜支撑部41包括斜支撑杆411以及固定设置在斜支撑杆411外侧的斜支撑加固层412，斜支撑加固层412埋设在深基坑本体1的土层中，在打设斜支撑杆411之间可以向对应的打设孔中灌注水泥浆，在水泥浆没有凝固之前将斜支撑杆411打设至打设孔中，水泥浆凝固之后形成斜支撑加固层412，可以对斜支撑杆411起到较好的支撑作用，同时也能够较为稳定将支护桩3受到的土压传导至土层中。

参照图3，水平支撑部42包括与多个支护桩3上端固定连接的冠梁421以及与冠梁421固定连接的连系梁422，冠梁421可以选用钢筋混凝土进行浇筑，也可以选用钢材，冠梁421下端可以开设有与支护桩3上端相卡接的安装槽，在安装冠梁421的时候，将冠梁421安装在多个支护桩3上端，在冠梁421采用钢材的时候可以利用螺栓进行固定。

连系梁422可以利用钢筋混凝土进行浇筑。连系梁422也可以选用钢材，此时连系梁422和冠梁421之间可以通过螺栓进行固定连接，并且斜支撑柱与连系梁422之间也可以利用螺栓进行固定。冠梁421可以将多个支护桩3连接在一起，并且使土压均匀的从连系梁422传导至斜支撑杆411上，能够对基坑起到较好的支撑作用。

实施例1的实施原理为：先在深基坑本体1中打设止水桩2和支护桩3，随后将斜支撑杆411打设到土层中，再将冠梁421安装至支护桩3上端，并且利用连系梁422将冠梁421与斜支撑杆411之间连接在一起，冠梁421和连系梁422能够将土层作用于支护桩3的压力传导至斜支撑杆411上，再将压力传导至土层中，能够对深基坑起到较好的支撑作用。

实施例2

参照图4，本实施例与实施例1的不同之处在于，当斜支撑部41与支护桩3之间的距离大于或等于2m的时候，为了更加充分的分散土压，可以在支护桩3与斜支撑部41之间设置有多组支护立柱5，多组支护立柱5与多组斜支撑部41一一对应，支护立柱5与支护桩3相平行，支护立柱5可以选用型钢立柱。连系梁422利用钢筋混凝土进行浇筑的时候，连系梁422直接与支护立柱5固连。当连系梁422选用钢材的时候，支护立柱5的上端与连系梁422可以通过螺栓固定连接，也可以进行焊接。

支护立柱5外侧固定设置有立柱加固层51，立柱加固层51埋设在深基坑本体1的土层中，在打设支护立柱5的时候，可以向打设孔内灌注水泥浆，支护立柱5在打设到土层内的时候更加的便利，同时也能够增加支护立柱5与土层之间的连接强度，可以对支护桩3起到更好的支撑作用。

实施例2的实施原理为：在斜支撑杆411与支护桩3之间设置连系梁422，能够分散对支护桩3的土压，从而能够对基坑起到更好的支撑支护作用。

实施例3

参照图5，本实施例与实施例1和实施例2的不同之处在于，支护结构4沿竖直方向设置有至少两组，多组支护结构4相互平行，多组支护结构4在竖直方向上交错设置。交错设置能够使力的传递更加的均匀。在施工的过程中，可以根据土压确定支护结构4的设置数量，来提高支护的稳定性。

下层冠梁421又称为支护桩围檩梁6，支护桩围檩梁6与多个支护桩3固定连接，可以直接通过钢筋混凝土进行浇筑，支护桩围檩梁6能够将多个分散的支护桩3连接成一个受力的整体，在传导压力的时候能够更加的均匀平稳，保证对深基坑本体1的支撑防护作用。

本申请实施例还公开一种斜支撑基坑支护体系的施工方法。

实施例1

包括以下步骤：

Step1：参照图6，在需要施工的地面上开挖深基坑至第一次开挖面；

Step2：参照图7，在第一次开挖面上打设多个支护桩3、止水桩2、支护立柱5和斜支撑杆411，支护桩3和止水桩2对需要施工的深基坑起到围护作用，支护立柱5和斜支撑杆411均位于支护桩3靠近深基坑中心的一侧。先将支护桩3和止水桩2打设完成，再利用锚索机在需要打设斜支撑杆411的位置进行钻孔，并且喷射水泥浆，在水泥浆未凝固的时候就利用桩机将斜支撑杆411打设到钻孔中。

在斜支撑杆411打设完成之后，利用锚索机在支护桩3与斜支撑杆411之间钻孔，并向钻孔内灌注水泥浆，再利用静压桩机将支护立柱5打设在对应的钻孔中。待水泥浆凝固之后支护立柱5和斜支撑杆411能够与土层紧密的连接在一起，增强支护立柱5和斜支撑柱与土层的连接强度。

Step3：参照图8，在支护桩3上端设立冠梁421，冠梁421可以利用钢筋混凝土进行浇筑，在浇筑冠梁421的时候，冠梁421可以紧密的与支护桩3连接，之后在支护桩3和斜支撑杆411之间设立连系梁422，连系梁422同样利用钢筋混凝土进行浇筑，使连系梁422的一端与冠梁421固连，另一端与斜支撑杆411固连。

Step4：参照图9，将深基坑开挖至基坑底面。

实施例2

与实施例1的不同之处在于：根据土质情况和土压的情况，可以设立多道斜支撑杆411和连系梁422。需要设立多道斜支撑杆411和连系梁422的时候，在实施例1中Step3的基础上进行如下操作：

Step1：参照图10，等到水泥浆凝固之后，将深基坑开挖至第二次开挖面。

Step2：参照图11，在第二次开挖面上打设第二道斜支撑杆411和第二道支护立柱5，可以重复上述操作将第二道斜支撑杆411打设到土层中。需要注意的是，第二道斜支撑杆411和第二道支护立柱5与第一道斜支撑杆411和第一道支护立柱5在竖直方向上交错设置，在施工的过程中，第一道斜支撑杆411和第一道支护立柱5不会影响到第二道斜支撑杆411和第二道支护立柱5的设立。在支护桩3一侧设立支护桩围檩梁6，支护桩围檩梁6可以利用钢筋混凝土进行浇筑，之后在支护桩围檩梁6和第二道斜支撑杆411之间设立第二道连系梁422，第二道连系梁422也可以利用钢筋混凝土进行浇筑。第二道连系梁422的一端与支护桩围檩梁6固定连接，另一端与第二道斜支撑杆411固定连接。以此类推，直至支护结构4设立完成。

Step3：参照图12，多道斜支撑杆411和连系梁422设置完成的时候将深基坑开挖至基坑底面。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种斜支撑基坑支护体系，包括深基坑本体(1)，所述深基坑本体(1)的边缘处设置有若干止水桩(2)和若干支护桩(3)，其特征在于：所述支护桩(3)的一侧设置有支护结构(4)，所述支护结构(4)包括固定设置在支护桩(3)靠近深基坑中心一侧的斜支撑部(41)，所述斜支撑部(41)与支护桩(3)之间固定设置有水平支撑部(42)，所述水平支撑部(42)的一端与支护桩(3)固定连接，另一端与斜支撑部(41)固定连接，所述斜支撑部(41)与水平支撑部(42)间隔设置有多组。

2.根据权利要求1所述的一种斜支撑基坑支护体系，其特征在于：所述斜支撑部(41)包括多个斜支撑杆(411)以及固定设置在斜支撑杆(411)外侧的斜支撑加固层(412)，所述斜支撑加固层(412)埋设在深基坑本体(1)的土层中。

3.根据权利要求2所述的一种斜支撑基坑支护体系，其特征在于：所述水平支撑部(42)包括与多个支护桩(3)上端固定连接的冠梁(421)以及与冠梁(421)固定连接的连系梁(422)，所述连系梁(422)设置有与所述斜支撑杆(411)一一对应的多个，所述连系梁(422)远离冠梁(421)的一端与斜支撑杆(411)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种斜支撑基坑支护体系，其特征在于：所述支护桩(3)与斜支撑部(41)之间设置有多组支护立柱(5)，多组所述支护立柱(5)与多组所述斜支撑部(41)一一对应，所述支护立柱(5)的上端与所述连系梁(422)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种斜支撑基坑支护体系，其特征在于：所述支护立柱(5)外侧固定设置有立柱加固层(51)，所述立柱加固层(51)埋设在深基坑本体(1)的土层中。

6.根据权利要求1所述的一种斜支撑基坑支护体系，其特征在于：所述支护结构(4)沿竖直方向设置有至少两组，多组所述支护结构(4)相互平行。

7.根据权利要求6所述的一种斜支撑基坑支护体系，其特征在于：多组所述支护结构(4)在竖直方向上交错设置。

8.一种斜支撑基坑支护体系的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

Step1：在需要施工的地面上开挖深基坑至第一次开挖面；

Step2：在第一次开挖面上打设多组支护桩(3)、止水桩(2)、支护立柱(5)和斜支撑杆(411)；

Step3：在支护桩(3)上端设立冠梁(421)，之后在支护桩(3)和斜支撑杆(411)之间设立连系梁(422)，使连系梁(422)的一端与冠梁(421)固连，另一端与斜支撑杆(411)固连，并且将连系梁(422)与支护立柱(5)固连；

Step4：将深基坑开挖至基坑底面。

9.根据权利要求8所述的一种斜支撑基坑支护体系的施工方法，其特征在于：在Step2中，将支护立柱(5)和斜支撑杆(411)打设到土层之前对打设位置进行钻孔并向钻孔内喷射水泥浆。

10.根据权利要求8所述的一种斜支撑基坑支护体系的施工方法，其特征在于：需要设立多道斜支撑杆(411)和连系梁(422)的时候，在Step3的基础上进行如下操作：将深基坑开挖至第二次开挖面；在第二次开挖面上打设第二道斜支撑杆(411)和第二道支护立柱(5)；在支护桩(3)一侧设立支护桩围檩梁(6)，使支护桩围檩梁(6)与多个支护桩(3)固连，之后在支护桩围檩梁(6)和第二道斜支撑杆(411)之间设立第二道连系梁(422)，并且将第二道连系梁(422)与支护桩围檩梁(6)、第二道支护立柱(5)以及第二道斜支撑杆(411)固连，以此类推，直至支护结构(4)设立完成。

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