CN113235613A - 利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法 - Google Patents

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胡奇凡
张继清
张春雷
吕宝伟
林森斌
聂子云
王达麟
潘野
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/02Foundation pits
    • E02D17/04Bordering surfacing or stiffening the sides of foundation pits

Abstract

本发明公开是关于利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法,涉及基坑施工领域,包括以下步骤:根据检算结果,加强既有围护桩桩顶冠梁、增设冠梁或直接原状利用原冠梁;在既有围护桩支护能力范围内开挖基坑至预定标高,基坑侧壁进行网喷或现浇混凝土板支护;到达既有围护桩支护能力所及坑底后,停止开挖,视地层及地下水情况采用人工挖孔桩工艺在既有围护桩底部开挖接桩结构作业空间,完成接桩施工,预留新旧桩接口位置加强横梁接驳条件;或紧贴既有围护桩采用钻孔灌注桩工艺完成接桩施工;待接桩结构到达设计强度,继续开挖基坑至加强横梁位置,施工加强横梁结构;待加强横梁结构达到设计强度,继续开挖基坑至基坑设计标高。本公开技术方案最大限度使用有限空间,利用既有围护桩进行基坑支护。

Description

利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法
技术领域
本发明公开涉及基坑施工领域,尤其涉及利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法。
背景技术
我国城市综合规划普遍起步较晚,早期的城市建设对后续城市的长期建设产生了一定制约和影响,这当中有时代发展引起城市理念革新的因素,城市建设的要求、内容也在发生很多的改变,例如轨道交通设施的规划和建设,在30年前,还仅仅是北京、上海、深圳等为数屈指可数的几个特大城市在规划研究或建设,但进入21世纪,随着国民经济的快速发展,随着老百姓对更高品质交通出行的需求日益迫切,开展城市轨道交通系统规划和建设的城市如雨后春笋般遍地而起,但受制于前期城市规划研究深度不够,致使部分城市建成区、核心区域,地铁的规划和建设滞后于周边工程,给后续地铁工程的建设带来诸多限制因素,增加了建设难度,诸如地铁出入口、风亭、安全出口等设施在密集建筑群的夹缝中寻找路径;再比如城市综合管廊建设,这是近10几年才在我国兴起的工程建设,对于城市建成区,管廊路由也是捉襟见肘,往往需要对有限的地下空间进行最大化的利用。
在限制地下空间开发利用的诸多因素中,既有建构筑(地下管沟、地下室、建筑桩基、基坑围护桩)和地下管线较为突出,针对既有围护桩等临时结构,往往根据需要采取空间避让、拔除、凿除等处理方案,但往往费时、费力、影响大、风险高(影响既有建筑地下室结构、防水,扰动基础承载力等),设计一种如何在不处理既有围护桩的前提下,还能变废为宝充分利用的新建基坑修建方法是亟待解决的问题。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题,本发明公开实施例提供了利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法。所述技术方案如下:
根据本发明公开实施例的第一方面,提供一种利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法,利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法包括以下步骤:
(I)根据检算结果,加强既有围护桩桩顶冠梁、增设冠梁或直接原状利用原冠梁;
(II)在既有围护桩支护能力范围内开挖基坑至预定标高,基坑侧壁进行网喷或现浇混凝土板支护;
(III)到达既有围护桩支护能力所及坑底后,停止开挖,视地层及地下水情况采用人工挖孔桩工艺在既有围护桩底部开挖接桩结构作业空间,完成接桩施工,预留新旧桩接口位置加强横梁接驳条件;或紧贴既有围护桩采用钻孔灌注桩工艺完成接桩施工;
(IV)待接桩结构到达设计强度,继续开挖基坑至加强横梁位置,施工加强横梁结构;
(V)待加强横梁结构到达设计强度,继续开挖基坑至基坑设计标高。
在一个实施例中,所述步骤(I)中既有冠梁或加强后的既有冠梁或新建冠梁用于提供对既有围护桩的水平支承和竖向承载。
在一个实施例中,所述步骤(II)中既有围护桩自身特性用于基坑支护。
在一个实施例中,所述步骤(III)中,判断地层是否满足,满足人工挖孔作业条件:
若地层满足人工挖孔作业条件,可采用人工挖孔工艺直接在既有围护桩底部接桩施工,视相邻人工挖孔护壁净距及地层情况,既有围护桩可隔一跟接长一根,新建基坑侧壁可保持上下平齐;
若地层不满足人工挖孔作业条件,可紧贴既有围护桩采用钻孔灌注桩工工艺接桩施工。
在一个实施例中,采用钻孔灌注桩工工艺接桩施工时,钻孔灌注桩宜在基坑未开挖前完成施工,可视地层及围护桩净距情况,采用全部接长或隔一根接长一根方案,基坑侧壁在既有围护桩与接桩结构接驳位置有台阶,新建基坑上宽下窄。
在一个实施例中,所述步骤(IV)中,判断地层是否满足人工挖孔作业条件:
若地层满足人工挖孔作业条件,加强横梁沿既有围护桩与接桩结构接驳位置水平布置,将既有围护桩结构和接桩结构接驳位置进一步加强,同时将未接长围护桩与接长后的围护桩通过横梁连接为一体,使既有围护桩与接桩结构的水平受荷能力完整结合与过渡,同时,加强横梁还可以根据基坑支护的需要充当腰梁;
若地层不满足人工挖孔作业条件,加强横梁置于接桩结构顶部和既有围护桩内侧,加强横梁作为过渡构件将既有围护桩和接桩结构在水平和竖向实现固定连接,使既有围护桩与接桩结构的水平受荷能力完整结合与过渡,同时,加强横梁还可以根据基坑支护的需要充当腰梁。
在一个实施例中,所述步骤(V)中,接桩结构支护范围可根据基坑检算结果,按常规基坑开挖工艺开挖,若采用人工挖孔作业接长既有围护桩,接桩范围桩间土采用人工挖孔护壁凿除后的钢筋相互搭接后喷混支护。
在一个实施例中,所述步骤(V)中,接桩结构支护范围可根据基坑检算结果,按常规基坑开挖工艺开挖,若采用钻孔灌注桩接长既有围护桩,接桩范围桩间土视地层稳定情况采用网喷支护或桩间现浇混凝土板支护,基坑侧壁在既有围护桩与接长结构接驳位置有台阶。
在一个实施例中,借用并接长既有围护桩进行新建基坑支护,基坑支护结构检算模型必须符合基坑两侧地层不对称的特征,必须充分考虑内支撑、邻近既有地下结构、既有围护桩以及桩后肥槽回填土特性,构建符合特定条件下的荷载-结构模型,以增量法进行施工步模拟。
本发明公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
借用和接长邻近既有基坑工程围护桩的基坑修建方法,有利于实现地下空间的最大化利用;
借用和接长邻近既有基坑工程围护桩的基坑修建方法,避免了有限地下空间条件下对既有桩基的拔除处理,降低工程实施难度,减少了对既有结构的影响;
借用和接长邻近既有基坑工程围护桩的基坑修建方法,充分利用既有围护桩,降低了工程造价,具有经济性。
当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是本发明中基坑设计实施例一的平面图;
图2是本发明中基坑设计实施例一的横剖面图;
图3是本发明中基坑设计实施例一的冠梁加强设计图;
图4是本发明中基坑设计实施例一的接桩人工挖孔平面布置图;
图5是本发明中基坑设计实施例一的加强横梁结构设计图;
图6是本发明中基坑设计实施例一的接桩范围桩间土支护设计图;
图7是本发明中基坑设计实施例一的基坑结构检算力学模型图;
图8是本发明中基坑设计实施例二的接桩平面布置图;
图9是本发明中基坑设计实施例二的加强横梁结构设计图;
图10是本发明中人工挖孔接桩工艺图;
图11是本发明中钻孔灌注桩接桩工艺图;
图12是本发明的施工流程图;
附图标记:
1、上层既有地下室 2、上层既有地下室
3、既有地下室基坑围护桩 4、既有地下基坑肥槽
5、加强衡量 6、接桩孔人工挖孔护壁
7、钻孔灌注桩接长既有围护桩 8、新建基坑围护桩
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本发明公开实施例所提供的技术方案涉及利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法,尤其涉及基坑施工领域。在相关技术中在限制地下空间开发利用的诸多因素中,既有建构筑(地下管沟、地下室、建筑桩基、基坑围护桩)和地下管线较为突出,针对既有围护桩等临时结构,往往根据需要采取空间避让、拔除、凿除等处理方案,但往往费时、费力、影响大、风险高(影响既有建筑地下室结构、防水,扰动基础承载力等)。基于此,本公开技术方案所提供的利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法,有利于实现地下空间的最大化利用;避免了有限地下空间条件下对既有桩基的拔除处理,降低工程实施难度,减少了对既有结构的影响;充分利用既有围护桩,降低了工程造价,具有经济性。
图1示例性示出了本发明公开技术方案所提供的利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法的爆炸图。根据图1可知,利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法包括以下步骤:
步骤S01:根据检算结果,加强既有围护桩桩顶冠梁、增设冠梁或直接原状利用原冠梁;
步骤S02在既有围护桩支护能力范围内开挖基坑至预定标高,基坑侧壁进行网喷或现浇混凝土板支护;
步骤S03到达既有围护桩支护能力所及坑底后,停止开挖,视地层及地下水情况采用人工挖孔桩工艺在既有围护桩底部开挖接桩结构作业空间,完成接桩施工,预留新旧桩接口位置加强横梁接驳条件;或紧贴既有围护桩采用钻孔灌注桩工艺完成接桩施工;
步骤S04待接桩结构到达设计强度,继续开挖基坑至加强横梁位置,施工加强横梁结构;
步骤S05:待加强横梁结构到达设计强度,继续开挖基坑至基坑设计标高。
所述步骤基坑施工中既有冠梁或既有冠梁加强后或新建冠梁具有提供水平支承和竖向承载既有围护桩的功能和能力。
所述步骤S02中充分利用既有围护桩自身特性进行其能力范围内的基坑支护,最大程度减小既有围护桩的处理成本,且进行充分利用,阶约工程造价,最大化利用地下空间。
所述步骤S03中,如图5和图10所示,若地层满足人工挖孔作业条件,可采用人工挖孔工艺直接在既有围护桩底部接桩施工,视相邻人工挖孔护壁净距及地层情况,既有围护桩可隔一跟接长一根,基坑侧壁可保持上下平齐。
所述步骤S03中,如图9和图11所示,若地层不满足人工挖孔作业条件,可紧贴既有围护桩采用钻孔灌注桩工工艺接桩施工,采用该工艺时,钻孔灌注桩宜在基坑未开挖前完成施工,可视地层情况采用全部接长或隔一根接长一根,基坑侧壁在既有围护桩与接桩结构接驳位置有台阶。
所述步骤S04中,如图5所示,若地层满足人工挖孔作业条件,加强横梁沿既有围护桩与接桩结构接驳位置水平布置,将既有围护桩结构和接桩结构接驳位置进一步加强,同时将未接长围护桩与接长后的围护桩通过横梁连接为一体,使既有围护桩与接长围护桩的水平受荷能力完整结合与过渡,同时,加强横梁还可以根据基坑支护的需要充当腰梁。
所述步骤S04中,如图9所示,若地层不满足人工挖孔作业条件,加强横梁置于接长结构顶部和既有围护桩内侧,加强横梁作为过渡构件将既有围护桩和接桩结构在水平和竖向实现牢固连接,使既有围护桩与接桩结构的水平受荷能力完整结合与过渡,同时,加强横梁还可以根据基坑支护的需要充当腰梁。
所述步骤S05中,接桩结构支护范围可根据基坑检算结果,按常规基坑开挖工艺开挖,若采用人工挖孔作业接长既有围护桩,接桩范围桩间土采用人工挖孔护壁凿除后的钢筋相互搭接后喷混支护。
所述步骤S05中,接桩结构支护范围可根据基坑检算结果,按常规基坑开挖工艺开挖,若采用钻孔灌注桩接长既有围护桩,接桩范围桩间土视地层稳定情况采用网喷支护或桩间现浇混凝土板支护,基坑侧壁在既有围护桩与接桩结构接驳位置有台阶。
借用并接长既有围护桩进行新建基坑支护,基坑支护结构检算模型必须符合基坑两侧地层不对称的特征,必须充分考虑内支撑、邻近既有地下结构、既有围护桩以及桩后肥槽回填图特性,构建符合特定条件下的荷载-结构模型,以增量法进行施工步模拟
实施例一:
如图1~2所示,拟建地下结构北侧紧邻上层既有地下室101以及下层既有地下室102,南侧紧邻市政道路,整体呈窄长条状布置,采用明挖法施工,南侧地层中众多管线,为确保结构净空需要,需最大限度使用有限空间,考虑充分;利用既有围护桩进行基坑支护。
如图3所示,通过极端工况检算,在既有桩底挖孔作业是,既有冠梁不足以提供安全的竖向支撑,对既有冠梁进行加强改造。
如图4所示,地层满足人工挖孔作业要求,采用人工挖孔作业进行接桩施工,根据既有桩间距及新建桩尺寸,采用隔一接一的接桩设计方案。
如图5所示,通过设置横向加强梁5特征,将既有围护桩结构6和接长结构7接驳位置进一步加强,同时将未接长围护桩与接长后的围护桩通过横梁连接为一体,使既有围护桩与接长围护桩的水平受荷能力完整结合与过渡,横向加强梁5申直至两端与新设既有未利用围护桩重合至少2根桩;同时,加强横梁还可以根据基坑支护的需要充当腰梁。
如图6所示,采用人工挖孔作业接长既有围护桩,接长范围桩间土采用人工挖孔护壁凿除后的钢筋相互搭接后喷混支护。
如图7所示,考虑借桩支护基坑的不对称性,充分明晰内支撑、邻近既有地下结构、既有围护桩以及桩后肥槽回填图特性,构建符合特定条件下的荷载-结构模型,以增量法进行施工步模拟。
实施例二:
如图8所示,若地层不满足满足人工挖孔作业要求,则采用钻孔灌注桩等工艺,基坑开挖前,紧贴既有围护桩外侧增设接长结构,课根据既有桩间距及新建桩尺寸,采用全部接长或隔一接一的接桩设计方案。
如图9所示,加强横梁置于接长结构顶部和既有围护桩内侧,加强横梁作为过渡构件将既有围护桩和接长结构在水平和竖向实现牢固连接,使既有围护桩与接长结构的水平受荷能力完整结合与过渡,横向加强梁申直至两端与新设既有未利用围护桩重合至少2根桩;同时,加强横梁还可以根据基坑支护的需要充当腰梁。
上述实施例一和实施例二的选用主要受制于地层条件和地下水情况,相较而言,人工挖孔接桩方案的地下空间利用率高,但施工风险和地层要求均较高,具体采用上述哪种实施例方法,应结合地质条件、环境条件、施工技术条件进行综合比选确定。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后,将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围应由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法,其特征在于,利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法包括以下步骤:
(I)根据检算结果,加强既有围护桩桩顶冠梁、增设冠梁或直接原状利用原冠梁;
(II)在既有围护桩支护能力范围内开挖基坑至预定标高,基坑侧壁进行网喷或现浇混凝土板支护;
(III)到达既有围护桩支护能力所及坑底后,停止开挖,视地层及地下水情况采用人工挖孔桩工艺在既有围护桩底部开挖接桩结构作业空间,完成接桩施工,预留新旧桩接口位置加强横梁接驳条件;或紧贴既有围护桩采用钻孔灌注桩工艺完成接桩施工;
(IV)待接桩结构到达设计强度,继续开挖基坑至加强横梁位置,施工加强横梁结构;
(V)待加强横梁结构到达设计强度,继续开挖基坑至基坑设计标高。
2.根据权利要求1所述的一种利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法,其特征在于:所述步骤(I)中既有冠梁或加强后的既有冠梁或新建冠梁用于提供对既有围护桩的水平支承和竖向承载。
3.根据权利要求1所述的一种利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法,其特征在于:所述步骤(II)中既有围护桩自身特性用于基坑支护。
4.根据权利要求1所述的一种利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法,其特征在于:所述步骤(III)中,判断地层是否满足,满足人工挖孔作业条件:
若地层满足人工挖孔作业条件,采用人工挖孔工艺直接在既有围护桩底部接桩施工,视相邻人工挖孔护壁净距及地层情况,既有围护桩隔一跟接长一根,新建基坑侧壁保持上下平齐;
若地层不满足人工挖孔作业条件,紧贴既有围护桩采用钻孔灌注桩工工艺接桩施工。
5.根据权利要求4所述的一种利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法,采用钻孔灌注桩工工艺接桩施工时,钻孔灌注桩宜在基坑未开挖前完成施工,视地层及围护桩净距情况,采用全部接长或隔一根接长一根方案,基坑侧壁在既有围护桩与接桩结构接驳位置有台阶,新建基坑上宽下窄。
6.根据权利要求1所述的一种利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法,其特征在于:所述步骤(IV)中,判断地层是否满足人工挖孔作业条件:
若地层满足人工挖孔作业条件,加强横梁沿既有围护桩与接桩结构接驳位置水平布置,将既有围护桩结构和接桩结构接驳位置进一步加强,同时将未接长围护桩与接长后的围护桩通过横梁连接为一体,使既有围护桩与接桩结构的水平受荷能力完整结合与过渡,同时,加强横梁根据基坑支护的需要充当腰梁;
若地层不满足人工挖孔作业条件,加强横梁置于接桩结构顶部和既有围护桩内侧,加强横梁作为过渡构件将既有围护桩和接桩结构在水平和竖向实现固定连接,使既有围护桩与接桩结构的水平受荷能力完整结合与过渡,同时,加强横梁根据基坑支护的需要充当腰梁。
7.根据权利要求1所述的一种利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法,其特征在于:所述步骤(V)中,接桩结构支护范围根据基坑检算结果,按常规基坑开挖工艺开挖,若采用人工挖孔作业接长既有围护桩,接桩范围桩间土采用人工挖孔护壁凿除后的钢筋相互搭接后喷混支护。
8.根据权利要求1所述的一种利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法,其特征在于:所述步骤(V)中,接桩结构支护范围根据基坑检算结果,按常规基坑开挖工艺开挖,若采用钻孔灌注桩接长既有围护桩,接桩范围桩间土视地层稳定情况采用网喷支护或桩间现浇混凝土板支护,基坑侧壁在既有围护桩与接长结构接驳位置有台阶。
9.根据权利要求3、7或8所述的一种利用邻近既有围护桩的新建基坑开挖支护方法,其特征在于:借用并接长既有围护桩进行新建基坑支护,基坑支护结构检算模型必须符合基坑两侧地层不对称的特征,必须充分考虑内支撑、邻近既有地下结构、既有围护桩以及桩后肥槽回填土特性,构建符合特定条件下的荷载-结构模型,以增量法进行施工步模拟。
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