CN113431050A - 一种适用于卵石层深基坑的支护结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了适用于卵石层深基坑的支护结构及施工方法,阻水帷幕包括旋喷桩和复合桩,复合桩包括旋喷桩体和同轴位于旋喷桩体内的钻孔灌注桩体;旋喷桩和复合桩依次交替排布作为阻水帷幕,复合桩靠近阻水帷幕的外侧,旋喷桩靠近阻水帷幕内侧;钻孔灌注桩呈直线型稀疏布置;钻孔灌注桩与旋喷桩镜像对称分布;在钻孔灌注桩和阻水帷幕沿基坑排布延伸方向上,前段延伸方向上:任一钻孔灌注桩体下游侧的旋喷桩对应的钻孔灌注桩与该钻孔灌注桩体通过钢筋连接;后段延伸方向上:某一钻孔灌注桩体上游侧的旋喷桩对应的钻孔灌注桩与该钻孔灌注桩体通过钢筋连接。本发明利于加强阻水帷幕的结构稳定性,基坑支护结构整体的稳定性和阻水性。
Description
技术领域
本发明涉及基坑支护技术领域,具体涉及一种适用于卵石层深基坑的支护结构及施工方法。
背景技术
城市复杂交通环境下卵石层深基坑采用预应力锚索复合土钉支护技术与钻孔灌注桩复合内支撑支护技术。
当在较硬的土层中开挖基坑,可采用大直径钻孔灌注桩抵抗土体的水平推力,灌注桩直径一般0.6m~1.2m。当无地下水时,可稀疏布置,利用土拱效应支护周围土体,亦可采用一字形布置;当地下水位较高时,可采用搭接或交错相切布置,但由于桩施工时垂直度不容易保证,防水效果不好,此时一般在钻孔桩外侧再增设阻水帷幕,内侧采用稀疏布桩方式,阻水帷幕可采用深层搅拌桩、旋喷桩或注浆处理方式。
钻孔灌注桩施工容易,自身刚度大,强度高,既适用于软土层,又适用于硬土层。其缺点是,防水效果不好,需要结合阻水帷幕;但将阻水帷幕与钻孔灌注桩施工时,常会忽略阻水帷幕的稳定性,导致整体稳定性和阻水效果较差。
发明内容
基于上述技术背景,本发明提供了解决上述问题的一种适用于卵石层深基坑的支护结构及施工方法,利于加强阻水帷幕的结构稳定性,基坑支护结构整体的稳定性和阻水性。
本发明通过下述技术方案实现:
一种适用于卵石层深基坑的支护结构,包括钻孔灌注桩和阻水帷幕;所述阻水帷幕包括旋喷桩和复合桩,所述复合桩包括旋喷桩体和位于旋喷桩体内的钻孔灌注桩体,旋喷桩体和钻孔灌注桩体同轴设置,且钻孔灌注桩体的外径小于旋喷桩体的外径;所述旋喷桩和复合桩依次交替排布作为阻水帷幕,复合桩靠近阻水帷幕的外侧,旋喷桩靠近阻水帷幕内侧;所有钻孔灌注桩在阻水帷幕内侧呈直线型稀疏布置;所述钻孔灌注桩的位置与旋喷桩的位置前后镜像对称分布;所述钻孔灌注桩体与钻孔灌注桩之间通过钢筋连接,在钻孔灌注桩和阻水帷幕沿基坑排布延伸方向上,前段延伸方向上:任一钻孔灌注桩体下游侧的旋喷桩对应的钻孔灌注桩与该钻孔灌注桩体通过钢筋连接;后段延伸方向上:某一钻孔灌注桩体上游侧的旋喷桩对应的钻孔灌注桩与该钻孔灌注桩体通过钢筋连接。
本发明通过优化设计复合桩与旋喷桩交错构成阻水帷幕、将交错结构的阻水帷幕与直线型钻孔灌注桩匹配,并采用钢筋斜拉连接复合桩与钻孔灌注桩,利于加强阻水帷幕的结构稳定性,基坑支护结构整体的稳定性和阻水性。钻孔灌注桩通过斜拉钢筋,对复合桩产生牵拉预紧作用力,分为沿阻水帷幕排布方向的分力与指向垂直于钻孔灌注桩排布方向的分力,沿阻水帷幕排布方向的分力对相邻的复合桩以及旋喷桩起到挤压预紧作用,使得相邻的旋喷桩与复合桩压紧相切接触;指向垂直于钻孔灌注桩排布方向的分力使得对复合桩向钻孔灌注桩方向的拉动预紧力,进而对复合桩相邻两侧的旋喷桩产生相同方向的挤压作用力,使阻水帷幕整体向钻孔灌注桩方向牵拉;也利于阻水帷幕与钻孔灌注桩形成稳定的整体结构。
进一步优选,所述钻孔灌注桩体的高度低于基坑底部;旋喷桩体、旋喷桩和钻孔灌注桩三者的高度相同,均与基坑外地表齐平。
进一步优选,所述钻孔灌注桩体包括钢筋笼,钢筋笼内的轴向几何中心处设有十字形加强筋,十字形加强筋所在的平面位于钢筋笼的径向方向上,十字形加强筋的四个自由端与钢筋笼的固定连接,十字形加强筋的交叉部位用于连接钢筋。
进一步优选,所述钻孔灌注桩体的数量为偶数个,在钻孔灌注桩和阻水帷幕沿基坑排布延伸方向上的中心处对应的钻孔灌注桩,通过斜拉锚索与基坑周围土体锚定连接。
进一步优选,所述钻孔灌注桩顶部设置冠梁。
进一步优选,所述复合桩与相邻的上下游两侧的旋喷桩之间构成等腰三角形排布结构,且等腰三角形的底角大于0°、小于或等于45°。
进一步优选,所述钻孔灌注桩体与钻孔灌注桩之间的钢筋连线与钻孔灌注桩排布的所在直线相交,且夹角为不等于90°。
一种适用于卵石层深基坑的支护施工方法,采用旋喷法注浆施工旋喷桩和旋喷桩基体;再在旋喷桩基体上进行小直径钻孔灌注桩体的施工,获得复合桩,由旋喷桩和复合桩构成阻水帷幕;在阻水帷幕内侧施工钻孔灌注桩;最后,采用钢筋连接钻孔灌注桩体和钻孔灌注桩。
本发明具有如下的优点和有益效果:
本发明通过优化设计复合桩与旋喷桩交错构成阻水帷幕、将交错结构的阻水帷幕与直线型钻孔灌注桩匹配,并采用钢筋斜拉连接复合桩与钻孔灌注桩,利于加强阻水帷幕的结构稳定性,基坑支护结构整体的稳定性和阻水性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明的深基坑的支护结构俯视结构示意图;
图2为本发明的深基坑的支护结构俯视结构示意图,含冠梁;
图3为本发明的复合桩轴向截面结构示意图;图中A表示基坑底部水平位置;
图4为本发明的钢筋笼径向截面结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称:1-钻孔灌注桩,2-旋喷桩,3-复合桩,31-旋喷桩体,32-钻孔灌注桩体,4-钢筋,33-钢筋笼,34-十字形加强筋,5-冠梁。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例提供了一种适用于卵石层深基坑的支护结构,如图1和图2所示,包括钻孔灌注桩1和阻水帷幕;阻水帷幕由旋喷桩2和复合桩3构成,复合桩3包括旋喷桩体31和位于旋喷桩体31内的钻孔灌注桩体32,旋喷桩体31和钻孔灌注桩体32同轴设置,且钻孔灌注桩体32的外径小于旋喷桩体31的外径。
旋喷桩2和复合桩3依次交替排布作为阻水帷幕,相邻的旋喷桩2和复合桩3外壁相切,旋喷桩2的外径小于复合桩3的外径,复合桩3靠近阻水帷幕的外侧(即复合桩3靠近钻孔灌注桩1),旋喷桩2靠近阻水帷幕内侧(即旋喷桩2远离钻孔灌注桩1),复合桩3与两侧相邻的旋喷桩2构成等腰三角形结构。所有钻孔灌注桩1在阻水帷幕内侧呈直线型稀疏布置,即所有钻孔灌注桩1间隔布置呈一条直线,相邻钻孔灌注桩1之间存在间隙。
钻孔灌注桩1的位置与旋喷桩2的位置前后镜像对称分布,钻孔灌注桩体32与钻孔灌注桩1之间通过钢筋4连接,在钻孔灌注桩1和阻水帷幕沿基坑排布延伸方向上,前段延伸方向上:任一钻孔灌注桩体32下游侧的旋喷桩2对应的钻孔灌注桩1与该钻孔灌注桩体32通过钢筋连接;后段延伸方向上:某一钻孔灌注桩体32上游侧的旋喷桩2对应的钻孔灌注桩1与该钻孔灌注桩体32通过钢筋连接。
以附图1为例说明,按照从左到右的方向排序,阻水帷幕依次设置第一旋喷桩、第一复合桩、第二旋喷桩、第二复合桩、第三旋喷桩、第三复合桩、第四旋喷桩、第四复合桩、第五旋喷桩、第五复合桩、第六旋喷桩、第六复合桩、第七旋喷桩、第七复合桩、第八旋喷桩、第八复合桩、第九旋喷桩。线型的钻孔灌注桩支护依次设置第一钻孔灌注桩、第二钻孔灌注桩、第三钻孔灌注桩、第四钻孔灌注桩、第五钻孔灌注桩、第六钻孔灌注桩、第七钻孔灌注桩、第八钻孔灌注桩、第九钻孔灌注桩。第一复合桩与第二钻孔灌注桩通过钢筋连接,第二复合桩与第三钻孔灌注桩通过钢筋连接,第三复合桩与第四钻孔灌注桩通过钢筋连接,第四复合桩与第五钻孔灌注桩通过钢筋连接,第五复合桩与第五钻孔灌注桩通过钢筋连接,第六复合桩与第六钻孔灌注桩通过钢筋连接,第七复合桩与第七钻孔灌注桩通过钢筋连接,第八复合桩与第八钻孔灌注桩通过钢筋连接。
本实施例通过优化设计复合桩与旋喷桩交错构成阻水帷幕、将交错结构的阻水帷幕与直线型钻孔灌注桩匹配,并采用钢筋斜拉连接复合桩与钻孔灌注桩,利于加强阻水帷幕的结构稳定性,基坑支护结构整体的稳定性和阻水性。钻孔灌注桩通过斜拉钢筋,对复合桩产生牵拉预紧作用力,分为沿阻水帷幕排布方向的分力与指向垂直于钻孔灌注桩排布方向的分力,沿阻水帷幕排布方向的分力对相邻的复合桩以及旋喷桩起到挤压预紧作用,使得相邻的旋喷桩与复合桩压紧相切接触;指向垂直于钻孔灌注桩排布方向的分力使得对复合桩向钻孔灌注桩方向的拉动预紧力,进而对复合桩相邻两侧的旋喷桩产生相同方向的挤压作用力,使阻水帷幕整体向钻孔灌注桩方向牵拉;也利于阻水帷幕与钻孔灌注桩形成稳定的整体结构。
实施例2
在实施例1的基础上进一步改进,所述钻孔灌注桩体32的高度低于基坑底部;旋喷桩体31、旋喷桩2和钻孔灌注桩1三者的高度相同,均与基坑外地表齐平。
钻孔灌注桩体32包括钢筋笼33,钢筋笼33呈圆筒形结构,钢筋笼33内的轴向几何中心处设有十字形加强筋34,十字形加强筋34所在的平面位于钢筋笼33的径向方向上,十字形加强筋34的四个自由端与钢筋笼33的固定连接,十字形加强筋34的十字交叉部位用于连接钢筋;同理钻孔灌注桩1也包括上述设置十字形加强筋34的钢筋笼33。钢筋的一端与钻孔灌注桩1的钢筋笼33内的十字形加强筋34的十字交叉部连接,钢筋的另一端与钻孔灌注桩体32的钢筋笼33内的十字形加强筋34的十字交叉部连接。
钻孔灌注桩体32的数量为偶数个,在钻孔灌注桩1和阻水帷幕沿基坑排布延伸方向上的中心处对应的钻孔灌注桩1,通过斜拉锚索与基坑周围土体锚定连接,利于进一步加强中心部位的钻孔灌注桩1的支护强度,如图1中的第五钻孔灌注桩采用通过斜拉锚索与基坑周围土体锚定连接。
为了进一步加强钻钻孔灌注桩1的支护强度以及对阻水帷幕的稳固支撑力度,在钻孔灌注桩1顶部设置冠梁5。
实施例3
在实施例2的基础上进一步改进,所述复合桩3与相邻的上下游两侧的旋喷桩2之间构成等腰三角形排布结构,且等腰三角形的底角α大于0°、小于或等于45°,如10°、15°、30°、20°等,本实施例优选为α=30°。钻孔灌注桩体32与钻孔灌注桩1之间的钢筋连线与钻孔灌注桩1排布的所在直线相交,且夹角β为不等于90°,即钻孔灌注桩体32与钻孔灌注桩1之间的钢筋连线与钻孔灌注桩1排布的所在直线相交但不垂直。
一种适用于卵石层深基坑的支护施工方法,采用旋喷法注浆施工旋喷桩2和旋喷桩基体;再在旋喷桩基体上进行小直径钻孔灌注桩体32的施工,获得复合桩3,由旋喷桩2和复合桩3构成阻水帷幕;在阻水帷幕内侧施工钻孔灌注桩1;最后,采用钢筋4连接钻孔灌注桩体32和钻孔灌注桩1。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种适用于卵石层深基坑的支护结构,包括钻孔灌注桩(1)和阻水帷幕;所述阻水帷幕包括旋喷桩(2)和复合桩(3),所述复合桩(3)包括旋喷桩体(31)和位于旋喷桩体(31)内的钻孔灌注桩体(32),旋喷桩体(31)和钻孔灌注桩体(32)同轴设置,且钻孔灌注桩体(32)的外径小于旋喷桩体(31)的外径;特征在于,
所述旋喷桩(2)和复合桩(3)依次交替排布作为阻水帷幕,复合桩(3)靠近阻水帷幕的外侧,旋喷桩(2)靠近阻水帷幕内侧;所有钻孔灌注桩(1)在阻水帷幕内侧呈直线型稀疏布置;
所述钻孔灌注桩(1)的位置与旋喷桩(2)的位置前后镜像对称分布;
所述钻孔灌注桩体(32)与钻孔灌注桩(1)之间通过钢筋(4)连接,在钻孔灌注桩(1)和阻水帷幕沿基坑排布延伸方向上,前段延伸方向上:任一钻孔灌注桩体(32)下游侧的旋喷桩(2)对应的钻孔灌注桩(1)与该钻孔灌注桩体(32)通过钢筋连接;后段延伸方向上:某一钻孔灌注桩体(32)上游侧的旋喷桩(2)对应的钻孔灌注桩(1)与该钻孔灌注桩体(32)通过钢筋连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于卵石层深基坑的支护结构,其特征在于,所述钻孔灌注桩体(32)的高度低于基坑底部;旋喷桩体(31)、旋喷桩(2)和钻孔灌注桩(1)三者的高度相同,均与基坑外地表齐平。
3.根据权利要求1所述的一种适用于卵石层深基坑的支护结构,其特征在于,所述钻孔灌注桩体(32)包括钢筋笼(33),钢筋笼(33)内的轴向几何中心处设有十字形加强筋(34),十字形加强筋(34)所在的平面位于钢筋笼(33)的径向方向上,十字形加强筋(34)的四个自由端与钢筋笼(33)的固定连接,十字形加强筋(34)的交叉部位用于连接钢筋。
4.根据权利要求1所述的一种适用于卵石层深基坑的支护结构,其特征在于,所述钻孔灌注桩体(32)的数量为偶数个,在钻孔灌注桩(1)和阻水帷幕沿基坑排布延伸方向上的中心处对应的钻孔灌注桩(1),通过斜拉锚索与基坑周围土体锚定连接。
5.根据权利要求1所述的一种适用于卵石层深基坑的支护结构,其特征在于,所述钻孔灌注桩(1)顶部设置冠梁(5)。
6.根据权利要求1所述的一种适用于卵石层深基坑的支护结构,其特征在于,所述复合桩(3)与相邻的上下游两侧的旋喷桩(2)之间构成等腰三角形排布结构,且等腰三角形的底角大于0°、小于或等于45°。
7.根据权利要求1所述的一种适用于卵石层深基坑的支护结构,其特征在于,所述钻孔灌注桩体(32)与钻孔灌注桩(1)之间的钢筋连线与钻孔灌注桩(1)排布的所在直线相交,且夹角为不等于90°。
8.一种适用于卵石层深基坑的支护施工方法,其特征在于,采用旋喷法注浆施工旋喷桩(2)和旋喷桩基体;再在旋喷桩基体上进行小直径钻孔灌注桩体(32)的施工,获得复合桩(3),由旋喷桩(2)和复合桩(3)构成阻水帷幕;在阻水帷幕内侧施工钻孔灌注桩(1);最后,采用钢筋(4)连接钻孔灌注桩体(32)和钻孔灌注桩(1)。
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