CN112112168A - 深基坑桩锚支护体系及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了深基坑桩锚支护体系及其施工方法，包括包括桩锚、腰梁、混凝土护壁、地质信息感应模块和控制中心，桩锚、腰梁和混凝土护壁组成支护主体，采用分层设计，设计成若干支护层，具体设计根据基坑深度和面积设定，靠近地面支护层为基础支护层，沿基坑深度方向往下的若干支护层依次向基坑内侧偏移；控制中心包括数据分析模块，预警模块和操作中心；所述操作中心包括显示器和操作主机，所述操作主机内装有BIM系统，所述预警模块包括警报器和集成在操作中心的显示器；地质信息感应模块包括水位检测器、应力应变传感器、温度传感器。提供了一种实时监测，安全可靠的支护体系和对应的施工方法。
Description
技术领域
本发明涉及建筑基坑施工领域，具体涉及到深基坑桩锚支护体系及其施工方法。
背景技术
预应力桩锚支护结构，它是采用钻孔注浆成柱，可设置一层或多层的预应力锚杆，通过拉拔机把预应力施加到钢索上，灌入水泥成桩与土体产生摩擦力，来防止支护桩发生过大的侧向位移。预应力桩锚支护结构牵涉许多学科，从事设计的人员须理解多门的土木专业知识，同时并能综合运用各种工程技术来对基坑进行桩锚支护结构设计，所以桩锚支护结构是一门综合难度高的学科。预应力桩锚支护的特点：施工作业机械化程度高，减少了人工用量同时施工效率很快，当施工速度加快，也就大大缩短了工期，桩锚支护的抗滑性能好，土方开挖量很少，对滑坡扰动小，所以施工时安全性能高。
目前，现有桩锚支护结构在应对复杂多变的地形施工时，细微的地质变化难以察觉，或察觉时为时已晚，造成工地事故，经济和安全没有得到保障。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种实时监控，随时应变的深基坑桩锚支护体系及其施工方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种深基坑桩锚支护体系，包括桩锚、腰梁、混凝土护壁、地质信息感应模块和控制中心；其中，桩锚、腰梁和混凝土护壁组成支护主体，采用分层设计，设计成若干支护层，具体设计根据基坑深度和面积设定，靠近地面支护层为基础支护层，沿基坑深度方向往下的若干支护层依次向基坑内侧偏移；
所述控制中心包括数据分析模块，预警模块和操作中心；所述操作中心包括显示器和操作主机，所述操作主机内装有BIM系统，所述预警模块包括警报器和集成在操作中心的显示器；
所述地质信息感应模块包括水位检测器、应力应变传感器、温度传感器；
控制中心接收地质信息感应模块采集的信息，数据分析模块对采集的数据进行分析，显示在显示器上，将数据导入BIM系统，对锚桩支护体系中腰梁道数，桩锚长度、锚固值等进行动态模拟，根据数据模拟结果设计桩锚、腰梁和混凝土护壁的参数。
作为上述技术方案的进一步改进：
优选的，所述地质信息感应模块还包括扩展测量装置和信号增强装置。
优选的，所述地质信息感应模块获取的地质信息通过传输装置传送到所述操作中心中，施工方实时进行监控，信息感应装置还连接有报警装置，出现异常情况进行报警。
优选的，所述预警模块至少包含声音报警器、光源报警器和振动报警器的一种。
优选的，所述深基坑桩锚支护体系为垂直支护体系。
本发明还提供一种深基坑桩锚支护体系的施工方，应用了前述任一项的深基坑桩锚支护体系，具体包括如下步骤：
S1:基于施工现场勘测结果和建设规划，用计算机建立施工场地的桩锚建筑结构信息模型；
S2:根据建筑结构信息模型所反映基坑情况、基础桩锚情况及施工场地结构关系、地质勘察资料及相关规范进行基坑的支护体系设计，采取分层设计的理念绘制支护体系设计图，设计地质信息感应模块布置图；
S3:根据支护体系设计图，对施工场地土方统一开挖至支护桩锚施工设计作业面；
S4:根据支护体系设计图和地质信息感应模块布置图，进行桩锚和地质信息感应模块的安装；
S5:收集地质信息感应模块获取的地质信息，导入建筑结构信息模型，实时对施工场地的地质信息进行监控；
S6:根据地质信息感应模块获取的地质信息，对桩锚支护体系中腰梁道数，桩锚长度、锚固值等进行动态模拟，设计安全性和经济性都能得到保障的二次设计方案；
S7:根据设计方案进行桩锚支护体系的施工；
S8:进行基坑开挖，对地质信息感应装置获取的地质信息实时监控，对施工过程中风险进行预警，并根据建筑结构信息模型调整施工方案。
作为上述技术方案的进一步改进：
优选地，步骤S2中的采取分层设计的理念绘制支护体系设计图是根据施工现场地质情况和桩锚支护体系的安全性指标和经济性指标进行设计。
优选地，步骤S4的安装步骤具体包括：
步骤一：根据支护体系设计图用钻机进行桩锚孔的施工；
步骤二：根据地质信息感应模块布置图在打好的桩锚孔中靠基坑外侧的孔壁上挖出地质信息感应模块安装孔；
步骤三：将地质信息感应模块装入安装孔内，安装防护装置隔离混凝土浆；
步骤四：安装桩锚，设置好腰梁安装预留位置。
优选地，步骤S7桩锚支护体系施工具体步骤包括：
步骤一：清空桩锚安装位置靠基坑内侧的土层；
步骤二，根据二次设计方案，在腰梁安装预留位置安装腰梁；
步骤三：在桩锚和腰梁划分出来的区域铺设钢筋网，浇筑混凝土，形成护壁。
优选地，所述深基坑桩锚支护体系在基坑施工完成后不做拆除，成为地下的一部分，保持对建筑物的监测和预警。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的采用基坑变形监测的深基坑桩锚支护施工方法，在施工现场周边情况复杂，基坑深度深，通过建立BIM结构模型，采取多段式锚桩支护形式，有将现场实际出现地质不符时，及时动态调整，有效的达到施工经济和安全的目的。
2、本发明的采用基坑变形监测的深基坑桩锚支护施工方法，深基坑锚桩支护监控数据试采用自动化收集和人工复测结合，及时导入BIM模型中，进行变形预警和分析，通过信息化手段及时将基坑变化情况传播到现场管理、监理和业主手中，并通过动态收集数据汇总，运用大数据手段分析，提前对风险预警。
3、本发明的采用基坑变形监测的深基坑桩锚支护施工方法，在基坑施工完成后不做拆除，成为地下基础的一部分，保持对建筑物的监测和预警。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明步骤流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
崇左市城区棚户区改造项目城南安置小区一期工程，项目位于崇左市江州区东盟大道南侧，周边环境复杂：东临华润综合体施工项目、南临麦水桥中学和卜利村、西临环城东路(省道213)、北临东盟大道和正高国际家具广场。一期工程分为A1、A2、A3三个区块，总用地面积175352.0平方米(263亩)，总建筑面积405086.4平方米，包括13栋33层高层及20栋3层配套服务用房。A1区、A2区地下1层为汽车库及设备用房,A3区地下1、2层为汽车库(兼人防地下室)及设备用房。
广西喀斯特地貌地形复杂，是紧邻主要市政道路、商业、学校和村落的项目，采用了本发明的施工方法，达到地下室施工阶段的安全目的，采用锚桩支护的方法，充分发挥详勘和施工勘察为设计和施工依据，利用多段锚桩支护形式，在保证安全的前提下采用一种经济可行的支护方法。
如图1所示，本实施例的深基坑桩锚支护体系包括桩锚、腰梁、混凝土护壁、地质信息感应模块和控制中心，
其中，桩锚、腰梁和混凝土护壁组成支护主体，采用分层设计，设计成若干支护层，具体设计根据基坑深度和面积设定，靠近地面支护层为基础支护层，沿基坑深度方向往下的若干支护层依次向基坑内侧偏移；
所述控制中心包括数据分析模块，预警模块和操作中心；所述操作中心包括显示器和操作主机，所述操作主机内装有BIM系统，所述预警模块包括警报器和集成在操作中心的显示器；
所述地质信息感应模块包括水位检测器、应力应变传感器、温度传感器；
控制中心接收地质信息感应模块采集的信息，数据分析模块对采集的数据进行分析，显示在显示器上，将数据导入BIM系统，对锚桩支护体系中腰梁道数，桩锚长度、锚固值等进行动态模拟，根据数据模拟结果设计桩锚、腰梁和混凝土护壁的参数。
进一步地，地质信息感应模块还包括扩展测量装置和信号增强装置。
进一步地，地质信息感应模块获取的地质信息通过传输装置传送到所述操作中心中，施工方实时进行监控，信息感应装置还连接有报警装置，出现异常情况进行报警。
进一步地，预警模块至少包含声音报警器、光源报警器和振动报警器的一种。
进一步地，深基坑桩锚支护体系为垂直支护体系。
本发明还提供深基坑桩锚支护体系的施工方法，应用了如上所述的深基坑桩锚支护体系，具体包括如下步骤：
S1:基于施工现场勘测结果和建设规划，用计算机建立施工场地的桩锚建筑结构信息模型；
S2:根据建筑结构信息模型所反映基坑情况、基础桩锚情况及施工场地结构关系、地质勘察资料及相关规范进行基坑的支护体系设计，采取分层设计的理念绘制支护体系设计图，设计地质信息感应模块布置图；
S3:根据支护体系设计图，对施工场地土方统一开挖至支护桩锚施工设计作业面；
S4:根据支护体系设计图和地质信息感应模块布置图，进行桩锚和地质信息感应模块的安装；
S5:收集地质信息感应模块获取的地质信息，导入建筑结构信息模型，实时对施工场地的地质信息进行监控；
S6:根据地质信息感应模块获取的地质信息，对桩锚支护体系中腰梁道数，桩锚长度、锚固值等进行动态模拟，设计安全性和经济性都能得到保障的二次设计方案；
S7:根据设计方案进行桩锚支护体系的施工；
S8:进行基坑开挖，对地质信息感应装置获取的地质信息实时监控，对施工过程中风险进行预警，并根据建筑结构信息模型调整施工方案。
进一步地，步骤S2中的采取分层设计的理念绘制支护体系设计图是根据施工现场地质情况和桩锚支护体系的安全性指标和经济性指标进行设计。
进一步地，步骤S4的安装步骤具体包括：
步骤一：根据支护体系设计图用钻机进行桩锚孔的施工；
步骤二：根据地质信息感应模块布置图在打好的桩锚孔中靠基坑外侧的孔壁上挖出地质信息感应模块安装孔；
步骤三：将地质信息感应模块装入安装孔内，安装防护装置隔离混凝土浆；
步骤四：安装桩锚，设置好腰梁安装预留位置。
进一步地，步骤S7桩锚支护体系施工具体步骤包括：
步骤一：清空桩锚安装位置靠基坑内侧的土层；
步骤二，根据二次设计方案，在腰梁安装预留位置安装腰梁；
步骤三：在桩锚和腰梁划分出来的区域铺设钢筋网，浇筑混凝土，形成护壁。
进一步地，深基坑桩锚支护体系在基坑施工完成后不做拆除，成为地下的一部分，保持对建筑物的监测和预警。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种深基坑桩锚支护体系，其特征在于：包括桩锚、腰梁、混凝土护壁、地质信息感应模块和控制中心，
其中，桩锚、腰梁和混凝土护壁组成支护主体，采用分层设计，设计成若干支护层，具体设计根据基坑深度和面积设定，靠近地面支护层为基础支护层，沿基坑深度方向往下的若干支护层依次向基坑内侧偏移；
所述控制中心包括数据分析模块，预警模块和操作中心；所述操作中心包括显示器和操作主机，所述操作主机内装有BIM系统，所述预警模块包括警报器和集成在操作中心的显示器；
所述地质信息感应模块包括水位检测器、应力应变传感器、温度传感器；
控制中心接收地质信息感应模块采集的信息，数据分析模块对采集的数据进行分析，显示在显示器上，将数据导入BIM系统，对锚桩支护体系中腰梁道数，桩锚长度、锚固值等进行动态模拟，根据数据模拟结果设计桩锚、腰梁和混凝土护壁的参数。
2.根据权利要求1所述的深基坑桩锚支护体系，其特征在于：所述地质信息感应模块还包括扩展测量装置和信号增强装置。
3.根据权利要求1所述的深基坑桩锚支护体系，其特征在于：所述地质信息感应模块获取的地质信息通过传输装置传送到所述操作中心中，施工方实时进行监控，信息感应装置还连接有报警装置，出现异常情况进行报警。
4.根据权利要求1所述的深基坑桩锚支护体系，其特征在于：所述预警模块至少包含声音报警器、光源报警器和振动报警器的一种。
5.根据权利要求1所述的深基坑桩锚支护体系，其特征在于：所述深基坑桩锚支护体系为垂直支护体系。
6.一种深基坑桩锚支护体系的施工方法，其特征在于：应用了权利要求1-5任一项所述的深基坑桩锚支护体系，具体包括如下步骤：
S1:基于施工现场勘测结果和建设规划，用计算机建立施工场地的桩锚建筑结构信息模型；
S2:根据建筑结构信息模型所反映基坑情况、基础桩锚情况及施工场地结构关系、地质勘察资料及相关规范进行基坑的支护体系设计，采取分层设计的理念绘制支护体系设计图，设计地质信息感应模块布置图；
S3:根据支护体系设计图，对施工场地土方统一开挖至支护桩锚施工设计作业面；
S4:根据支护体系设计图和地质信息感应模块布置图，进行桩锚和地质信息感应模块的安装；
S5:收集地质信息感应模块获取的地质信息，导入建筑结构信息模型，实时对施工场地的地质信息进行监控；
S6:根据地质信息感应模块获取的地质信息，对桩锚支护体系中腰梁道数，桩锚长度、锚固值等进行动态模拟，设计安全性和经济性都能得到保障的二次设计方案；
S7:根据设计方案进行桩锚支护体系的施工；
S8:进行基坑开挖，对地质信息感应装置获取的地质信息实时监控，对施工过程中风险进行预警，并根据建筑结构信息模型调整施工方案。
7.根据权利要求6所述的深基坑桩锚支护体系的施工方法，其特征在于：步骤S2中的采取分层设计的理念绘制支护体系设计图是根据施工现场地质情况和桩锚支护体系的安全性指标和经济性指标进行设计。
8.根据权利要求6所述的深基坑桩锚支护体系的施工方法，其特征在于：步骤S4的安装步骤具体包括：
步骤一：根据支护体系设计图用钻机进行桩锚孔的施工；
步骤二：根据地质信息感应模块布置图在打好的桩锚孔中靠基坑外侧的孔壁上挖出地质信息感应模块安装孔；
步骤三：将地质信息感应模块装入安装孔内，安装防护装置隔离混凝土浆；
步骤四：安装桩锚，设置好腰梁安装预留位置。
9.根据权利要求6所述的深基坑桩锚支护体系的施工方法，其特征在于：步骤S7桩锚支护体系施工具体步骤包括：
步骤一：清空桩锚安装位置靠基坑内侧的土层；
步骤二，根据二次设计方案，在腰梁安装预留位置安装腰梁；
步骤三：在桩锚和腰梁划分出来的区域铺设钢筋网，浇筑混凝土，形成护壁。
10.根据权利要求6所述的深基坑桩锚支护体系的施工方法，其特征在于：所述深基坑桩锚支护体系在基坑施工完成后不做拆除，成为地下的一部分，保持对建筑物的监测和预警。
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