CN113981984A - 支护结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支护结构及其施工方法，其中支护结构，用于基坑支护，包括：支护桩以及挡土墙。支护桩，支护桩能够位于地基内；挡土墙包括基底以及挡土部，挡土部连接于基底的上表面，基底连接于支护桩的上端，挡土部具有第二迎土面，第二迎土面沿支护桩的轴线方向延伸，基底的上表面包括第一迎土面，第一迎土面的中心点位于支护桩的轴线沿第二迎土面朝向支护桩的一侧。基坑土壤回填后，第二迎土面与对第一迎土面受到回填土的压力，在支护支护桩底部产生相反的弯矩，以相互抵消，提高支护结构的安全性，另外，能够减小钢筋的强度要求，以减少成本。

Description

支护结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及支护技术领域，特别涉及一种支护结构及其施工方法

背景技术

支护桩目前常用的施工方法为钻孔灌注桩，浇筑完成后的支护桩受到土侧向压力较大，使支护桩底部受到较大的弯矩，增加支护桩的安全风险，为了确保安全性，需要具有强度较高的钢筋抵支护桩受到，成本较高。此外，在施工时钻孔灌注桩受场地影响较大，对场地要求高，钻机需与周边建筑及边坡临空面保持一定的安全距离，并确保支护桩施工面的地基承载力、稳定性及刚度满足要求，且接桩工艺施工安全风险高、施工周期长。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种支护结构，能够减小支护结构底部受到的弯矩，施工时安全性高，施工周期快。

本发明还提出一种上述支护结构的施工方法。

根据本发明的第一方面实施例的支护结构，用于基坑支护，包括：

支护桩，所述支护桩能够位于地基内；

挡土墙，包括基底以及挡土部，所述挡土部连接于所述基底的上表面，所述基底连接于所述支护桩的上端，所述挡土部具有第二迎土面，所述第二迎土面沿所述支护桩的轴线方向延伸，所述基底的上表面包括第一迎土面，第一迎土面的中心点位于所述支护桩的所述轴线沿所述第二迎土面朝向所述支护桩的一侧。

根据本发明实施例的支护结构，至少具有如下有益效果：

基坑土壤回填后，挡土部的第二迎土面以及基底的第一迎土面能够抵持于回填土，防止回填土流失。回填土会对第二迎土面施加侧向推力，使支护结构在支护桩的底部产生负向弯矩(弯矩的方向由第二迎土面的朝向确定，此处仅仅为了方便描述，实际中不一定为负向，也可能是正向)，对第一迎土面竖直向下的压力，使支护桩的底部产生正向弯矩，以抵消所产负向弯矩，提高支护结构的安全性，另外，相对传统技术，本实施例在提高安全性的前提下，能够减小钢筋的强度，以减少成本。

根据本发明的一些实施例，还包括锚索，所述锚索的一端连接于所述挡土墙，另一端连接于位于所述第二迎土面朝向一侧的所述地基；

和/或，所述锚索的一端连接于所述支护桩的上端，另一端连接于位于所述第二迎土面朝向一侧的所述地基。

根据本发明的一些实施例，所述挡土墙还包括加强件，所述加强件的一端连接于所述第二迎土面，另一端连接于所述第二迎土面。

根据本发明的一些实施例，还包括桩前挡板，所述桩前挡板连接于所述支护桩的侧面，所述桩前挡板具有第三迎土面，所述第三迎土面与所述第二迎土面朝向相同。

根据本发明的第二方面实施例的支护结构施工方法，用于建造上述实施例所述的支护结构，包括如下步骤：

在地基上钻孔；

在所述孔内浇筑形成所述支护桩；

在所述支护桩的上端浇筑形成所述挡土墙。

根据本发明实施例的支护结构施工方法，至少具有如下有益效果：施工周期短，安全性高。

根据本发明的一些实施例，浇筑所述支护桩的步骤包括：

准备支护桩钢筋；

将所述支护桩钢筋放入所述孔内；

将混凝土灌进所述孔内，并使部分所述支护桩钢筋的上端位于混凝土的外部，待混凝土凝固后形成所述支护桩。

根据本发明的一些实施例，浇筑所述挡土墙的步骤包括：

在所述支护桩的上端设置基底模具；

在所述基底模具内设置基底钢筋，以及连接钢筋，并使所述连接钢筋部分位于所述基底模具的外部，且将所述基底钢筋与所述支护桩钢筋连接；

将混凝土灌进所述基底模具中，待混凝土凝固后形成所述基底，所述连接钢筋部分位于所述基底的外部；

在基底的上表面设置挡土部钢筋，并使挡土部钢筋与所述连接钢筋位于所述基底的外部的部分连接；

在所述挡土部钢筋周围用模板围合形成挡土部模具；

将混凝土灌进挡土部模具，待混凝土凝固后形成所述挡土部。

根据本发明的一些实施例，浇筑所述挡土墙的步骤包括：

在所述支护桩的上端设置基底模具；

在所述基底模具内设置基底钢筋，且将所述基底钢筋与所述支护桩钢筋连接；

在所述基底钢筋上连接挡土部钢筋；

在所述挡土部钢筋周围用模板围合形成挡土部模具，所述基底模具与所述挡土部模具连通；

将混凝土灌进所述基底模具以及所述挡土部模具，待混凝土凝固后形成所述挡土墙。

根据本发明的一些实施例，浇筑所述挡土墙还包括如下步骤：

在所述基底钢筋与所述挡土部钢筋之间设置加强件钢筋，并在所述加强件钢筋周围设置加强件模具，用于浇筑形成加强件，所述加强件连接于所述基底和所述挡土部之间。

根据本发明的一些实施例，还包括如下步骤，将锚索的一端固定于所述挡土墙，另一端固定于所述挡土墙沿所述第二迎土面的朝向一侧的所述地基上；

和/或，将锚索的一端固定于所述支护桩的上端，另一端固定于所述支护桩沿所述第二迎土面的朝向一侧的所述地基上。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明第一方面实施例支护结构剖面示意图；

图2为图1本发明第一方面实施例支护结构俯视图；

图3为本发明第二方面实施例支护结构施工方法流程图；

图4为图3中浇筑支护桩的方法流程图；

图5为图3中浇筑挡土墙的方法流程图；

图6为图3中浇筑挡土墙的另一种方法的流程图。

附图标记：

支护桩100、轴线110；

挡土墙200、基底210、第一迎土面211、中心点2111、挡土部220、第二迎土面221、加强件230；

桩前挡板300、第三迎土面310。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

图1为本发明第一方面实施例支护结构剖面示意图，图2为图1本发明第一方面实施例支护结构俯视图，结合图1和图2，本发明第一方面实施例的支护结构，用于基坑支护，包括：支护桩100以及挡土墙200。

其中，支护桩100能够位于地基(基坑原状土)内。挡土墙200包括基底210以及挡土部220，挡土部220连接于基底210的上表面，基底210连接于支护桩100的上端，挡土部220具有第二迎土面221，第二迎土面221沿支护桩100轴线方向延伸，基底210的上表面包括第一迎土面211，第一迎土面211的中心点2111位于支护桩100的轴线110垂直方向沿第二迎土面221朝向的一侧，第二迎土面221能够受到回填土的侧向压力，第一迎土面211能够受到回填土竖直压力。

具体的，可以理解的是，本实施例的支护结构固定在地基上，支护桩100位于地基的内部，支护桩100可以为单排、双排或者多排，通常情况下每排都会有多个支护桩100。挡土墙200位于地基的外部，当对基坑进行土壤回填后，回填土(回填至基坑的土壤)挤压挡土部220的第二迎土面221，以及基底210的第一迎土面211，即，第二迎土面221以及基底210的上表面能够抵持于回填土，防止回填土流失。回填土会对第二迎土面221施加侧向推力，使支护结构在支护桩100的底部产生负向弯矩(弯矩的方向由第二迎土面221的朝向确定，此处仅仅为了方便描述，实际中不一定为负向，也可能是正向)，对第一迎土面211竖直向下的压力，且由于第一迎土面211的中心点2111位于支护桩100的轴线110垂直方向沿第二迎土面221朝向的一侧，如图2所示。因此第一迎土面211受的力(实际中第一迎土面211受到的力为均布力，为了清楚的表达力矩受力点以及方向，本申请将均布力简化为第一迎土面211的中心点2111受到的集中力)会在支护桩100的底部产生正向弯矩，以抵消部分第二迎土面221受到的力所产的负向弯矩，提高支护结构的安全性。另外，相对传统技术，本实施例的支护结构在保证安全的前提下，能够减小钢筋的强度要求，以减少成本。

在上述实施例基础上，支护结构还包括锚索(图中未示出)，锚索的一端连接于挡土墙200，另一端连接于挡土墙200沿第二迎土面221朝向一侧的地基。或者，锚索的一端连接于支护桩100的上端，另一端连接于支护桩100沿第二迎土面221朝向一侧的地基。或者，锚索的一端连接于挡土墙200以及支护桩100的上端，另一端连接于支护桩100沿第二迎土面221朝向一侧的地基。

具体的，可以理解的是，锚索的一端连接于挡土墙200，另一端连接于地基上，当第二迎土面221受到回填土的侧向压力时，锚索会提供一个反方向的拉力，使挡土部220受力平衡，防止支护结构位置发生改变，提高支护结构的安全性。当锚索的一端连接于支护桩100的上端，另一端连接于支护桩100沿第二迎土面221朝向一侧的地基时同理，此处不再复述。

需要说明的是，当本实施例支护结构需要设置多根锚索时，还可以部分锚索的一端连接于挡土墙200，另一端连接于挡土墙200沿第二迎土面221朝向一侧的地基。部分锚索的一端连接于支护桩100的上端，另一端连接于支护桩100沿第二迎土面221朝向一侧的地基。部分锚索的一端连接于挡土墙200以及支护桩100的上端，另一端连接于支护桩100沿第二迎土面221朝向一侧的地基。

参照图1和图2，在一些实施例中，挡土墙200还包括加强件230，加强件230的一端连接于第一迎土面211，另一端连接于第二迎土面221。具体的，当第二迎土面221受回填土的侧向压力时，在挡土部220与基底210连接处会受到较大的弯矩。因此，在挡土部220与基底210之间增加加强件230，加强件230可以为扶壁结构、加腋结构以及拉杆等，加强件230能够提高挡土部220与基底210的连接强度，确保挡土部220在与基底210连接处不发生断裂，以提高支护结构的安全性。此外，还可以使挡土部220的横截面由上至下逐渐增大，以使挡土部220与基底210的连接处有较大的强度。

参照图1，在一些实施例中，支护结构还包括桩前挡板300，桩前挡板300连接于支护桩100的侧面，桩前挡板300具有第三迎土面310，第三迎土面310的朝向与第二迎土面221的朝向相同。具体的，桩前挡板300位于支护桩100的侧面，且位于基底210的下表面，以支撑基底210，第三迎土面310与第二迎土面221均朝向回填土的一侧，桩前挡板300的第三迎土面310能够挡住回填土或者地基的原状土从各支护桩100之间移动，防止水土流失。其中，桩前挡板300的第三迎土面310与支护桩100的侧面连接，或背离第三迎土面310的表面与支护桩100连接均可。

参照图3，图3为本发明第二方面实施例的支护结构施工方法流程图，本发明第二方面实施例的支护结构施工方法，用于建造第一方面实施例的支护结构，包括如下步骤：

S100，在地基上钻孔；

S200，在孔内浇筑形成支护桩100；

S300，在支护桩100的上端浇筑形成挡土墙200。

具体的，通过钻机在地基上钻孔，孔的直径根据支护桩100需要承载的力确定。待钻孔完成后，将混凝土灌进孔内。在需要钻多个孔时，在钻后面孔的时候，可以对之前已经钻好的孔进行浇筑，以加快施工速度。需要说明的是，浇筑孔与正在被钻的孔应当保持一定间隔，确保证施工的安全性。待所有支护桩100均凝固干燥后，在支护桩100的上端浇筑形成挡土墙200，挡土墙200的高度根据实际需求进行确定。

可以理解的是，本实施例支护结构施工方法相对传统支护的支护结构，将传统技术中的支护桩100的上部设置为挡土墙200，即地基内部的为支护桩100，地基外部的为挡土墙200。钻机直接在原状土上进行钻孔，无需考虑钻机与回填土边坡之间的距离，且原状土密度大，对钻机承载能力高，施工更安全。此外，本实施例无需接桩(接桩：采用高空支设定制圆柱模板，钢筋笼及模板较高且不利于固定，施工精度难以保证，安全风险高，施工难度大，施工周期长。)，降低施工风险、施工难度及施工周期。

参照图4，图4为图3中浇筑支护桩的方法流程图，在一些实施例中，浇筑支护桩100的步骤包括：

S210，准备支护桩钢筋；

S220，在孔内放置支护桩钢筋；

S230，将混凝土灌进孔内，并使得部分支护桩钢筋位于混凝土的外部，待混凝土凝固后形成支护桩100。

具体的，将普通单根的钢筋过焊接或捆扎等方式搭建形成管状或筒状支护桩钢筋，支护桩钢筋的整体高度，大于钻机所钻的孔的深度，将支护桩钢筋放入孔内时，在孔的外部具有余量。因此，当支护桩100浇筑完成后，在支护桩100的外部预留有部分支护桩钢筋。

参照图5，图5为图3中浇筑挡土墙的方法流程图，在一些实施例中，浇筑挡土墙200的步骤包括：

S310，在支护桩100的上端设置基底模具；

S320，在基底模具内设置基底钢筋，以及连接钢筋，并使连接钢筋部分位于基底模具的外部，且将基底钢筋与支护桩钢筋连接；

S330，将混凝土灌进基底模具中，待混凝土凝固后形成基底210；

S340，在基底210的上表面上设置挡土部钢筋，并使挡土部钢筋与连接钢筋连接；

S350，在挡土部钢筋周围用模板围合形成挡土部模具；

S360，将混凝土灌进挡土部模具，待混凝土凝固后形成挡土部220。

具体的，在支护桩100的上端设置基底210，以对基底210塑形。需要说明的是，上述实施例中支护桩100外部预留的支护桩钢筋位于基底模具内，在基底模具内设置基底钢筋，且基底钢筋与支护桩钢筋通过焊接等方式连接在一起，加强支护桩100与基底210的连接强度。此外还要在基底钢筋上设置连接钢筋。连接钢筋与基底钢筋连接，当将混凝土灌进基底模具形成基底210，连接钢筋会部分位于基底210的上表面，以便后续跟挡土部钢筋连接。

待基底210的混凝土干燥后，在基底210的上表面靠近支护桩100的一侧设置挡土部钢筋，且挡土部钢筋与连接钢筋连接。在挡土部钢筋设置完成后，在挡土部钢筋周围用模板围合起来，形成挡土部模具。之后再将混凝土灌进挡土部模具中，待混凝土干燥后拆除挡土部模具，形成挡土部220。挡土部模具可以采用模板、铝板以及钢板等材料。

需要说明的是，基底210的上表面未与挡土部220连接的部分为第一迎土面211，挡土部220靠近第一迎土面211的侧面为第二迎土面221，第一迎土面211与第二迎土面221相交，形成夹角。

需要说明的是，本实施例中在支护桩100浇筑完成后设置基底钢筋，不能解释为基底钢筋是在支护桩100浇筑完成后再进行搭建。可以根据实际施工条件，进行设置，如：

一、所需要施工的支护结构整体尺寸规模较小，施工过程中，能够确保支护结构轮廓保持不变的情况下，可以事先搭建好基底钢筋，当所有支护桩100浇筑完成后，将已经搭建好的基底钢筋放置到基底模具中，并与支护桩钢筋进行连接，以提高施工效率。

二、所需要施工的支护结构整体尺寸较大，施工过程中，能够确保支护结构轮廓保持不变的情况下，可以选择采用拼接的方式，将基底钢筋分成多个部分进行搭建，支护桩100完成浇筑后，将各部分基底钢筋放置到模具中并互相拼接，形成完成的基底钢筋，并与支护桩钢筋进行连接，以提高施工效率。

三、所需要施工的支护结构整体尺寸较大，且其整体轮廓在施工中难以确定不变的情况下，等支护桩100浇筑完成后，再直接在支护桩100升进行搭建，以保证施工精度。

此外，在基底210浇筑完成后设置挡土部钢筋，同理不能解释为在基底210完成浇筑后再进行挡挡土部钢筋搭建，此处不再描述。

参照图6，图6为图3中浇筑挡土墙的另一种方法的流程图，为了加快施工周期，基底210与挡土部220同时浇筑。基于此，在一些实施例中，浇筑挡土墙200的步骤包括：

S310’，在支护桩100的上端设置基底模具；

S320’，在基底模具内设置基底钢筋，且将基底钢筋与支护桩钢筋连接；

S330’，在基底钢筋上连接挡土部钢筋；

S340’，在挡土部钢筋周围用模板围合形成挡土部模具，基底模具与挡土部模具连通；

S350’，将混凝土灌进基底模具以及挡土部模具，待混凝土凝固后形成挡土墙200。

在一些实施例中，浇筑挡土墙200还包括如下步骤：

在基底钢筋与挡土部钢筋之间设置加强件钢筋，并在加强件钢筋周围设置加强件模具，以加强基底210与挡土部220的连接强度，确保使用过程中，挡土部220与基底210不会断裂。

在一些实施例中，支护结构施工方法还包括如下步骤：锚索的一端固定于挡土墙200，另一端固定于挡土墙200沿第二迎土面221的朝向一侧的地基上。或者，将锚索的一端固定于支护桩100的上端，另一端固定于支护桩100沿第二迎土面221的朝向一侧的地基上，或者，将锚索的一端固定于挡土墙200以及支护桩100的上端，另一端固定于挡土墙200沿第二迎土面221的朝向一侧的地基上。以提高支护结构整体抵抗侧压能力。

在一些实施例中，支护结构施工方法还包括如下步骤；

在地基上挖槽；

在槽内浇筑形成桩前挡板300。

具体的，在地基上挖槽，并在槽内放置桩前挡板钢筋，将混凝土灌进槽内形成桩前挡板300。需要说明的是，S100与S500不做先后限定，即，可以先在地基上挖槽再钻孔，也可以先在地基上钻孔再挖槽。此外，S200与S600也不做先后限定，可以先浇筑形成桩前挡板300再浇筑形成支护桩100，也可以先浇筑形成支护桩100再浇筑形成桩前挡板300，还可以支护桩100与桩前挡板300同时浇筑，提高施工效率。

另外，在钻孔和开槽时，可以将孔与槽连通，并将支护桩钢筋与桩前挡板钢筋连接，因此混凝土浇筑时，桩前挡板300与支护桩100形成一体结构，提高整体强度。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域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。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.支护结构，用于基坑支护，其特征在于，包括：

支护桩，所述支护桩能够位于地基内；

挡土墙，包括基底以及挡土部，所述挡土部连接于所述基底的上表面，所述基底连接于所述支护桩的上端，所述挡土部具有第二迎土面，所述第二迎土面沿所述支护桩的轴线方向延伸，所述基底的上表面包括第一迎土面，第一迎土面的中心点位于所述支护桩的所述轴线沿所述第二迎土面朝向所述支护桩的一侧。

2.根据权利要求1所述的支护结构，其特征在于，还包括锚索，所述锚索的一端连接于所述挡土墙，另一端连接于位于所述第二迎土面朝向一侧的所述地基；

和/或，所述锚索的一端连接于所述支护桩的上端，另一端连接于位于所述第二迎土面朝向一侧的所述地基。

3.根据权利要求1所述的支护结构，其特征在于，所述挡土墙还包括加强件，所述加强件的一端连接于所述第二迎土面，另一端连接于所述第二迎土面。

4.根据权利要求1所述的支护结构，其特征在于，还包括桩前挡板，所述桩前挡板连接于所述支护桩的侧面，所述桩前挡板具有第三迎土面，所述第三迎土面与所述第二迎土面朝向相同。

5.支护结构施工方法，用于建造权利要求1至4任一项所述的支护结构，其特征在于，包括如下步骤：

在地基上钻孔；

在所述孔内浇筑形成所述支护桩；

在所述支护桩的上端浇筑形成所述挡土墙。

6.根据权利要求5所述的支护结构施工方法，其特征在于，浇筑所述支护桩的步骤包括：

准备支护桩钢筋；

将所述支护桩钢筋放入所述孔内；

将混凝土灌进所述孔内，并使部分所述支护桩钢筋的上端位于混凝土的外部，待混凝土凝固后形成所述支护桩。

7.根据权利要求6所述的支护结构施工方法，其特征在于，浇筑所述挡土墙的步骤包括：

在所述支护桩的上端设置基底模具；

在所述基底模具内设置基底钢筋，以及连接钢筋，并使所述连接钢筋部分位于所述基底模具的外部，且将所述基底钢筋与所述支护桩钢筋连接；

将混凝土灌进所述基底模具中，待混凝土凝固后形成所述基底，所述连接钢筋部分位于所述基底的外部；

在基底的上表面设置挡土部钢筋，并使挡土部钢筋与所述连接钢筋位于所述基底的外部的部分连接；

在所述挡土部钢筋周围用模板围合形成挡土部模具；

将混凝土灌进挡土部模具，待混凝土凝固后形成所述挡土部。

8.根据权利要求6所述的支护结构施工方法，其特征在于，浇筑所述挡土墙的步骤包括：

在所述支护桩的上端设置基底模具；

在所述基底模具内设置基底钢筋，且将所述基底钢筋与所述支护桩钢筋连接；

在所述基底钢筋上连接挡土部钢筋；

在所述挡土部钢筋周围用模板围合形成挡土部模具，所述基底模具与所述挡土部模具连通；

将混凝土灌进所述基底模具以及所述挡土部模具，待混凝土凝固后形成所述挡土墙。

9.根据权利要求8所述的支护结构施工方法，其特征在于，浇筑所述挡土墙还包括如下步骤：

在所述基底钢筋与所述挡土部钢筋之间设置加强件钢筋，并在所述加强件钢筋周围设置加强件模具，用于浇筑形成加强件，所述加强件连接于所述基底和所述挡土部之间。

10.根据权利要求5所述的支护结构施工方法，其特征在于，还包括如下步骤，将锚索的一端固定于所述挡土墙，另一端固定于所述挡土墙沿所述第二迎土面的朝向一侧的所述地基上；

和/或，将锚索的一端固定于所述支护桩的上端，另一端固定于所述支护桩沿所述第二迎土面的朝向一侧的所述地基上。

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