CN113737810A - 一种基坑变形控制结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑工程技术领域，具体是一种基坑变形控制结构及施工方法，包括若干台阶式固定在基坑两侧的支撑结构，所述支撑结构包括对称固定在基坑两侧的主支撑件，以及设置在主支撑件异于基坑开挖侧土体中的支撑地基，对应主支撑件之间设有若干通过连接座连接的副支撑件，通过副支撑件协助支撑避免主支撑件位移，所述支撑结构靠近基坑内侧挖掘土体和/或基坑外侧土体设有若干用于排出地下水的排水管路，本发明通过台阶式依次修筑支撑结构，避免了现有滨江地区临近建筑物基坑修筑时，大范围基坑降水开挖对临近的建筑影响大，容易引起临近建筑物的变形以及开裂等等危险情况，威胁建筑物以及人员的安全。

Description

一种基坑变形控制结构及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体是一种基坑变形控制结构及施工方法。

背景技术

基坑是指在基础设计位置按基地标高和基础平面尺寸所开挖的土坑，根据开挖地区的地址水文资料，结合现场以及附近建筑情况，决定开挖的方案，做好防水以及排水工作。

滨江地区由于强潮涌等等原因，使得基坑地下水位变化大，同时当开挖基坑位置距离市政建筑、桥梁等等市政建筑较近，近距离的基坑开挖下需要对临近建筑物的变形进行严格的控制，提高了基坑修筑的难度，杭州地区市政桥梁的地表变形控制要求3天平均值不超过5mm。

现有滨江地区临近建筑物基坑修筑时，大范围基坑降水开挖对临近的建筑影响大，容易引起临近建筑物的变形以及开裂等等危险情况，威胁建筑物以及人员的安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基坑变形控制结构及施工方法，以解决在现有滨江地区临近建筑物基坑修筑时，由于滨江地区地下受到强潮涌等等条件影响使得地下水位变化大，大范围基坑降水开挖对临近的建筑影响大，容易引起临近建筑物的变形以及开裂等等危险情况，威胁建筑物以及人员的安全。

为实现上述目的，本发明提供一种基坑变形控制结构：包括支撑结构，其特征在于，若干层所述支撑结构台阶式安装在基坑两侧，所述支撑结构包括对称设置在基坑两侧的支撑地基，以及设置在支撑地基朝向基坑侧的主支撑件，对应主支撑件之间设有若干拆卸式连接的副支撑件，通过副支撑件协助支撑避免主支撑件位移，本发明在通过台阶式的修筑方式，逐层修筑支撑结构，待上层支撑结构达到设计强度后，依次继续修筑下层支撑结构，避免了一次性大范围基坑修筑方式，提高了修筑基坑的稳定性。

作为本发明方案的进一步解释：所述支撑结构靠近基坑内侧挖掘土体和/或基坑外侧土体设有若干条排水管路，所述排水管路包括降水井，通过若干降水井将修筑区域的地下水抽出，避免了地下水影响基坑的修筑作业。

作为本发明方案的再进一步解释：所述支撑地基包括由水泥与土体混合制成的硬质土层，所述水泥通过多轴搅拌桩喷涂土体中，并通过多轴搅拌桩带动混合，通过水泥与土体混合使得土体硬结。

作为本发明方案的再进一步解释：沿所述主支撑件固定安装在对应硬质土层靠近基坑一侧的桩孔内，桩孔通过转孔结构完成钻孔作业后，通过在其内放置钢筋笼和灌装混凝土制成的主支撑件。

作为本发明方案的再进一步解释：所述副支撑件包括混凝土副支撑件以及金属副支撑件，其中所述混凝土副支撑件通过连接座连接在主支撑件上部，所述连接座包括冠梁，所述冠梁连接在主支撑件上部，通过冠梁连接对应主支撑件之间的混凝土副支撑件；

所述金属副支撑件通过连接座连接在底层主支撑件中部，所述连接座包括围檩，通过围檩对设置在底层对应主支撑件之间的金属副支撑件进行固定。

作为本发明方案的再进一步解释：所述基坑外侧设有用于防护的防护围墙，通过防护围墙避免挖掘作业时碎石以及土块等等杂物掉落至基坑内部，所述围墙外侧设有放坡，通过放坡避免基坑外侧的土壁塌方，确保施工的安全，放坡为倾斜设置，坡面通过混凝土结构固定。

作为本发明方案的再进一步解释：所述围墙外侧设有排水的排水管路，所述排水管路包括截水沟，通过截水沟收集流入挖掘基坑处的水流。

同时本发明还提供，一种基坑变形控制施工方法包括：

步骤一、根据设计图纸对场地进行整平至设计高度；

步骤二、开挖设置在基坑外侧的倾斜放坡，所述放坡表面通过混凝土结构进行固定；

步骤三、待混凝土结构凝结完成固定坡面后，通过多轴搅拌桩在基坑两侧挖掘并喷入水泥与土体混合反应制成硬质土层；

步骤四、待硬质土层完成反应形成后，通过钻孔装置在硬质土层靠近基坑侧方向挖掘桩孔，向桩孔内添加混凝土以及钢筋等等材料制成主支撑件，主支撑件上部固定安装冠梁，待主支撑件达到设计强度后，开挖基坑至第一层支撑基坑设计高程，对应主支撑件顶部通过冠梁连接混凝土副支撑件；

步骤五、根据上述施工步骤，依次在靠近上层主支撑件朝向基坑侧修筑支撑结构，开挖至底层支撑设计高程，在底层主支撑件之间连接金属副支撑件；

步骤六、开挖基坑底部高程，铺设垫层，进行主体建筑施工，并逐级逆向拆除基坑内副支撑件，进行下一基坑段的施工。

附图说明

图1为一种基坑变形控制结构的结构示意图。

图2为图1的详细示意图。

图3为图1的俯视图。

图4为图3中A处的放大示意图。

图5为硬质土层与主支撑件的连接示意图。

图中：1、临近建筑物；2、主支撑件；3、硬质土层；4、混凝土副支撑件；5、金属副支撑件；6、冠梁；7、围檩；8、降水井；9、围墙；10、放坡；101、固定钉；11、截水沟。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作再进一步详细地说明。

如图1和图2所示，本发明实施例中，一种基坑变形控制结构及施工方法：包括若干台阶式固定在基坑两侧的支撑结构，所述支撑结构包括对称固定在基坑两侧的主支撑件2，以及设置在主支撑件2异于基坑侧土体中的支撑地基，在进行修筑过程中，利用修筑的支撑地基对主支撑件2进行支撑，提高了主支撑件2在进行支撑时的稳定性，对应主支撑件2之间设有若干通过连接座连接的副支撑件，通过副支撑件协助支撑地基支撑避免在基坑修筑时主支撑件2发生位移，同时本发明在通过台阶式的修筑方式，逐层修筑支撑结构，待上层支撑结构达到设计强度后，依次在上层支撑结构内侧继续修筑下层支撑结构，避免了一次性大范围基坑修筑方式，提高了修筑基坑的稳定性。

如图1和图2所示，本发明实施例中，本发明在进行修筑基坑作业时，首先根据设计图纸对场地进行整平至设计高度，在修筑基坑外侧开挖1:1.5的放坡10，放坡10表面加挂有规格为φ8*200*200mm的钢筋网，同时喷射C20混凝土，混凝土的厚度为10cm，混凝土层通过固定钉101嵌入土体内辅助固定，混凝土与钢筋网混合凝结制成混凝土坡面，通过混凝土坡面支撑基坑外侧的土壁，避免在开挖作业时土壁塌方，影响施工的安全，当然在选择放坡10的坡度系数时，还可根据实际土质情况以及基坑的开挖深度灵活调整，并不硬性要求与本发明所选择的坡度系数一样，同理混凝土的选择以及混凝土坡面的厚度也可根据实际情况灵活调整；

同时边坡底部与基坑外侧设有防护围墙9，防护围墙9高度设计为1.6米，避免施工作业时，基坑上部的碎石或者土块掉落至基坑内侧，影响基坑内侧人员的施工安全，实际在选择防护围墙9高度的时候，防护围墙9高度的选择并不硬性要求与本发明一致的高度，在不影响施工安全以及便利性的条件下，合理调整防护围墙9的高度，防护围墙9异于朝向基坑侧设有截水沟11，通过截水沟11一方面将降至放坡10表面的水流收集，另一方面支撑结构靠近基坑内侧挖掘土体和/或基坑外侧土体设有若干条降水井8，通过若干降水井8将修筑区域的地下水抽出至土体表面，在通过截水沟11收集，统一排出，避免在修筑作业时由于土体受到水影响不利于基坑的修筑。

如图2至图5所示，本发明实施例中，本发明在进行台阶式支撑结构的修筑时，所述支撑地基包括由水泥与土体混合制成的硬质土层3，所述水泥通过多轴搅拌桩喷涂土体中，并通过多轴搅拌桩带动混合，本发明考虑选择多轴搅拌桩的规格为单排三轴搅拌桩，搅拌桩规格为φ850*600mm，通过三轴搅拌桩将水泥喷入土体，待水泥与土体混合搅拌进行化学和物理反应，使得土体硬结成硬质土层3后，通过钻孔结构在硬质土层3靠近基坑一侧及进行钻孔挖掘桩孔，所述桩孔挖掘至指定高程后，在桩孔内部放置钢筋笼以及灌装混凝土制成主支撑件2，主支撑件2尺寸规格为φ1200*1400mm，两侧主支撑件2顶部均固定连接有冠梁6，当检测主支撑件2凝固后强度达到设计要求后，开挖基坑至第一层基坑设计高度，第一层基坑设计高度应至少高于第一层主支撑件2的底端高度，同时在第一层主支撑件2顶端冠梁6之间连接混凝土副支撑件4，所述混凝土副支撑件4的规格为800*900mm，通过混凝土副支撑件4协助支撑主支撑件2避免其横向位移；

当完成第一层支撑结构的固定和第一层基坑设计高程的挖掘后，根据上述施工步骤依次在靠近上层主支撑件2朝向基坑侧修筑支撑结构，需要注意的是，在进行下一层硬质土层3的修筑中，单排三轴搅拌桩的数量增加至双排三轴搅拌桩，使得位于底层的支撑土层的厚度高于上层支撑土层的厚度，提高了底层的抗形变能力，同时下层冠梁6应覆盖上层硬质土层3部分，当开挖至最底层支撑设计高程后，最底层主支撑件2之间设有若干通过围檩7连接其上的金属副支撑件5，其中围檩7的选择为双捆H型围檩7，规格为HW400*400*13*21mm，本发明选择金属副支撑件5的材质为钢制材料，钢制材料的规格选择φ609(t＝16)*3000mm，同时基坑最底层铺设有垫层，当台阶式变形控制支撑结构达到强度设计要求后，逐级逆向拆除基坑内的若干副支撑件，进行下一段基坑段的施工；

实际设计中台阶的数量时应选择至少两层的，具体可根据所要挖掘的基坑的深度合理选择设计，同时本发明中选择的包括三轴搅拌桩的规格以及数量、围檩7的规格、以及副支撑件的规格和材质都可以根据实际情况灵活调整，本发明所列举的要求并不作为硬性要求设计。

与现有技术相比，本发明一种基坑变形控制结构及施工方法的优势在于：

本发明通过台阶式逐层修筑支撑架构的方式，通过首先在基坑两侧修筑用于支撑的硬质土层3代替土体，同时在硬质土体靠近基坑侧的修筑混凝土主支撑件2，待第一层主支撑件2达到强度要求后开挖基坑至第一层设计高程，之间通过混凝土副支撑件4进行固定，避免两侧主支撑件2偏移，同时在根据上述施工步骤依次在靠近上层主支撑件2朝向基坑侧修筑下一层支撑结构，需要注意的是，在进行下一层硬质土层3的修筑中，位于下一层的支撑土层的厚度高于上层支撑土层的厚度，提高了底层的抗形变能力，当开挖至底层支撑设计高程后，底层主支撑件2之间通过若干金属副支撑件5支撑连接，通过上述支撑结构以及台阶式的依次修筑，逐层检测安装的方式，避免了大范围基坑降水开挖对临近建筑物1的影响，减少了临近建筑物的变形以及开裂等等危险情况，保证了建筑物以及人员的安全，提高了修筑基坑的稳定性。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种基坑变形控制结构，包括支撑结构，其特征在于，若干层所述支撑结构台阶式安装在基坑两侧，所述支撑结构包括对称设置在基坑两侧的支撑地基，以及设置在支撑地基朝向基坑侧的主支撑件，对应主支撑件之间设有若干拆卸式连接的副支撑件，通过副支撑件协助支撑避免主支撑件位移。

2.根据权利要求1所述的一种基坑变形控制结构，其特征在于，所述支撑结构靠近基坑内侧挖掘土体和/或基坑外侧土体设有若干排水管路。

3.根据权利要求1所述的一种基坑变形控制结构，其特征在于，所述支撑地基包括由水泥和土体混合制成的硬质土层。

4.根据权利要求3所述的一种基坑变形控制结构，其特征在于，沿所述主支撑件固定安装在对应硬质土层靠近基坑一侧。

5.根据权利要求4所述的一种基坑变形控制结构，其特征在于，所述副支撑件通过连接座拆卸式连接在主支撑件上，底层所述主支撑件中部设有若干用于支撑的副支撑件。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种基坑变形控制结构，其特征在于，所述基坑外侧设有用于防护的防护围墙，通过防护围墙避免挖掘作业时杂物掉落至基坑内部。

7.根据权利要求6所述的一种基坑变形控制结构，其特征在于，所述围墙设有用于防止土壁塌方的放坡，坡面通过固定结构固定。

8.根据权利要求7任一所述的一种基坑变形控制结构，其特征在于，所述围墙外侧设有排水的排水管路，通过排水管路

收集以及排出流入挖掘基坑处的水流。

9.一种基坑变形控制施工方法，其特征在于包括以下步骤：

确定基坑位置后，基坑两侧分别设有支撑地基，两侧支撑地基靠近基坑开挖侧设置主支撑件，开挖基坑底部至第一层支撑基坑设计高程后，主支撑件两端与可拆卸的副支撑件连接，形成第一道支撑结构，重复上述施工方法，依次靠近上层支撑结构内侧修筑下一层支撑结构，形成台阶式支撑结构。

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