CN114108645A - 一种邻近地下工程的基坑支护结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种邻近地下工程的基坑支护结构及其施工方法,涉及基坑支护领域。该基坑支护结构包括第一层支护结构、第二层支护结构、第三层支护结构和第四层支护结构,第一层支护结构围设于基坑的边缘,第二层支护结构围设于第一层支护结构的内侧,第三层支护结构围设于第二层支护结构的内侧;四层支护结构呈外高内低的台阶形,第一层支护结构的内侧设有第一腰梁,第二层支护结构的上部设有第二冠梁,第一腰梁与第二冠梁之间设有第一连接结构,第一层支护结构与第二层支护结构之间填充有层间土体,层间土体中设置有水泥搅拌桩加固结构,提高了该部分层间土体的强度和止水性能,层间强化区域对第一层支护结构起到有效支撑。
Description
技术领域
本发明涉及基坑支护技术领域,特别是涉及一种邻近地下工程的基坑支护结构及其施工方法。
背景技术
随着城市化的快速发展,城区可开发用地日趋紧张,建筑施工中的基坑支护难度增大。特别是,在邻近地下轨道交通的基坑施工中,基坑支护的安全性至关重要。
如授权公告号为CN103603358B、授权公告日为2016.06.08的中国发明专利公开了一种多平台围护结构及施工方法,并具体公开了该多平台围护结构包括外层围护装置、至少一个内层围护装置以及两者之间的拉结装置,其中,内层围护装置低,位于基坑内环,外层围护装置高,位于基坑外环,形成外高内低的阶梯状;外层围护装置为双层,内层围护装置为单层,内层围护装置在对基坑围护的同时对外层围护装置起到内支撑,通过拉结装置增强了整个围护结构的整体性。
现有技术中的多平台围护结构采用了内、外层围护装置和拉结装置的设计,通过内、外层围护装置之间的拉结装置对外层围护装置起到内支撑作用。但是,由于外层围护的支撑受力面积小,若内、外层围护的落差大或外层土体的压力过大,外层围护可能出现断裂倒塌的情况,整个基坑支护结构的止水性和安全性低。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种邻近地下工程的基坑支护结构及其施工方法,以解决由于外层围护的支撑受力面积小,若内、外层围护的落差大或外层土体的压力过大,外层围护可能出现断裂倒塌的情况,整个基坑支护结构的止水性和安全性低的问题。
本发明的邻近地下工程的基坑支护结构的技术方案为:
邻近地下工程的基坑支护结构包括由外到内依次设置的第一层支护结构、第二层支护结构和第三层支护结构,所述第一层支护结构围设于基坑的边缘,所述第二层支护结构围设于所述第一层支护结构的内侧,所述第三层支护结构围设于所述第二层支护结构的内侧;
所述第一层支护结构、第二层支护结构和第三层支护结构呈外高内低的台阶形,所述第一层支护结构的内侧设有第一腰梁,所述第二层支护结构的上部设有第二冠梁,所述第一腰梁与所述第二冠梁之间设有第一连接结构,所述第一层支护结构与所述第二层支护结构之间填充有层间土体,所述层间土体中设置有水泥搅拌桩加固结构;
所述第二层支护结构的内侧设有第二腰梁,所述第三层支护结构的上部设有第三冠梁,所述第二腰梁与所述第三冠梁之间设有第二连接结构,所述第二层支护结构与第三层支护结构之间也填充有层间土体。
进一步的,所述第一层支护结构为第一层围护桩结构,所述第一层围护桩结构包括并列布置的钢筋混凝土桩和素混凝土桩,所述钢筋混凝土桩与所述素混凝土桩相互咬合设置。
进一步的,所述第一层支护结构设有第一腰梁预埋钢筋,所述第一腰梁预埋钢筋凸出于所述第一层支护结构的内侧,所述第一腰梁浇筑成型于所述第一腰梁预埋钢筋处。
进一步的,所述第一连接结构为浇筑成型于所述第一腰梁和所述第二冠梁之间的第一连接板,所述第二连接结构为浇筑成型于所述第二腰梁和所述第三冠梁之间的第二连接板。
进一步的,所述水泥搅拌桩加固结构为三轴搅拌桩加固结构。
进一步的,所述第一层支护结构的内侧、第二层支护结构的内侧和第三层支护结构的内侧均喷涂有素混凝土面,所述素混凝土面的内部设有钢筋网,所述钢筋网挂设于对应的支护结构上。
进一步的,还包括第四层支护结构,所述第四层支护结构围设于所述第三层支护结构的内侧,所述第一层支护结构、第二层支护结构、第三层支护结构和第四层支护结构呈等高台阶形,且所述第四层支护结构位于基坑底面以下的埋入深度不小于所述第四层支护结构位于基坑底面以上的高度。
本发明的邻近地下工程的基坑支护结构的施工方法的技术方案为:
邻近地下工程的基坑支护结构的施工方法包括以下步骤:
步骤一、规划场地,根据基坑大小和深度,以及地质条件,确定支护结构的施工范围和层数;
步骤二、依次施工第一层支护结构、第二层支护结构和第三层支护结构,第一层支护结构、第二层支护结构和第三层支护结构的高度逐渐降低,并在第一层支护结构与第二层支护结构之间的层间土体中设置水泥搅拌桩加固结构;
步骤三、开挖第一层支护结构所围的负一层土体,在第一层支护结构的第一腰梁与第二层支护结构的第二冠梁之间设置第一连接结构;
步骤四、开挖第二层支护结构所围的负二层土体,在第二层支护结构的第二腰梁与第三层支护结构的第三冠梁之间设置第二连接结构,保留第二层支护结构与第三层支护结构之间的层间土体;
步骤五、开挖第三层支护结构所围的负三层土体,直至基坑的设计底面深度;
步骤六、对第一层支护结构、第二层支护结构、第三层支护结构的内侧挂设钢筋网,并对钢筋网喷涂混凝土形成素混凝土面。
进一步的,步骤二中,第一层支护结构为第一层围护桩结构,将钢筋混凝土桩与素混凝土桩相互咬合设置形成第一层围护桩结构。
进一步的,步骤二中,施工第一层支护结构时,在对应第二层支护结构的第二冠梁位置预留第一腰梁预埋钢筋;施工第二层支护结构时,在对应第三层支护结构的第三冠梁位置预留第二腰梁预埋钢筋;并在第一层支护结构、第二层支护结构和第三层支护结构的桩上空桩部分进行细砂回填。
有益效果:该邻近地下工程的基坑支护结构采用了第一层支护结构、第二层支护结构、第三层支护结构、第一连接结构和第二连接结构的设计形式,第二层支护结构围设于第一层支护结构的内侧,第三层支护结构围设于第二层支护结构的内侧,第一层支护结构、第二层支护结构和第三层支护结构呈外高内低的台阶形,从而形成了由外到内相互传力的支撑关系,整个基坑支护结构更加稳定可靠。
其中,第一层支护结构的第一腰梁与第二层支护结构的第二冠梁之间设有第一连接结构,利用第一腰梁作为受力支点,增大了受力面积和结构强度;相对应的,第二层支护结构的第二腰梁与第三层支护结构的第三冠梁之间设有第二连接结构,利用第二腰梁作为受力支点,增大了受力面积和结构强度,防止外层支护结构的断裂倒塌,确保对外层支护结构起到可靠地支撑作用。
第一层支护结构与第二层支护结构之间填充有层间土体,并在层间土体中设置有水泥搅拌桩加固结构,提高了该部分层间土体的结构强度和止水性能,构建形成的层间强化区域可对第一层支护结构起到有效支撑,进一步加大了第一层支护结构与第二层支护结构之间传力受力面积,整个基坑支护结构的止水性和安全性更高。
附图说明
图1为本发明的邻近地下工程的基坑支护结构的具体实施例中基坑支护结构(在开挖土体前)的截面示意图;
图2为本发明的邻近地下工程的基坑支护结构的具体实施例中基坑支护结构(开挖负一层土体后)的截面示意图;
图3本发明的邻近地下工程的基坑支护结构的具体实施例中基坑支护结构(开挖负二层土体后)的截面示意图
图4本发明的邻近地下工程的基坑支护结构的具体实施例中基坑支护结构(开挖负三层土体后)的截面示意图
图5本发明的邻近地下工程的基坑支护结构的具体实施例中基坑支护结构(开挖负四层土体后)的截面示意图。
图中:1-第一层支护结构、10-水泥搅拌桩加固结构、11-第一冠梁、12-第一腰梁、13-第一连接板、14-挡土墙;
2-第二层支护结构、20-回填细砂、21-第二冠梁、22-第二腰梁、23-第二连接板;
3-第三层支护结构、31-第三冠梁、32-第三腰梁、33-第三连接板、4-第四层支护结构、41-第四冠梁;
5-地铁隧道、50-地面、51-负一层底面、52-负二层底面、53-负三层底面、54-负四层底面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
本发明的邻近地下工程的基坑支护结构的具体实施例1,如图1至图5所示,邻近地下工程的基坑支护结构包括由外到内依次设置的第一层支护结构1、第二层支护结构2和第三层支护结构3,该地下工程为地铁隧道5,基坑设置于邻近地铁隧道5的位置,第一层支护结构1围设于基坑的边缘,第二层支护结构2围设于第一层支护结构1的内侧,第三层支护结构3围设于第二层支护结构2的内侧。
第一层支护结构1、第二层支护结构2和第三层支护结构3呈外高内低的台阶形,第一层支护结构1的内侧设有第一腰梁12,第二层支护结构2的上部设有第二冠梁21,第一腰梁12与第二冠梁21之间设有第一连接结构,第一层支护结构1与第二层支护结构2之间填充有层间土体,层间土体中设置有水泥搅拌桩加固结构10;第二层支护结构2的内侧设有第二腰梁22,第三层支护结构3的上部设有第三冠梁31,第二腰梁22与第三冠梁31之间也设有第二连接结构,第二层支护结构2与第三层支护结构3之间也填充有层间土体。
该邻近地下工程的基坑支护结构采用了第一层支护结构1、第二层支护结构2、第三层支护结构3、第一连接结构和第二连接结构的设计形式,第二层支护结构2围设于第一层支护结构1的内侧,第三层支护结构3围设于第二层支护结构2的内侧,第一层支护结构1、第二层支护结构2和第三层支护结构3呈外高内低的台阶形,从而形成了由外到内相互传力的支撑关系,整个基坑支护结构更加稳定可靠。
其中,第一层支护结构1的第一腰梁12与第二层支护结构2的第二冠梁21之间设有第一连接结构,利用第一腰梁12作为受力支点,增大了受力面积和结构强度;相对应的,第二层支护结构2的第二腰梁22与第三层支护结构3的第三冠梁31之间设有第二连接结构,利用第二腰梁22作为受力支点,增大了受力面积和结构强度,防止外层支护结构的断裂倒塌,确保对外层支护结构起到可靠地支撑作用。
第一层支护结构1与第二层支护结构2之间填充有层间土体,并在层间土体中设置有水泥搅拌桩加固结构10,提高了该部分层间土体的结构强度和止水性能,构建形成的层间强化区域可对第一层支护结构1起到有效支撑,进一步加大了第一层支护结构1与第二层支护结构2之间传力受力面积,整个基坑支护结构的止水性和安全性更高。
在本实施例中,第一层支护结构1为第一层围护桩结构,第一层围护桩结构包括并列布置的钢筋混凝土桩和素混凝土桩,钢筋混凝土桩与所述素混凝土桩相互咬合设置。并且,在第一层支护结构1设有第一腰梁预埋钢筋,第一腰梁预埋钢筋凸出于第一层支护结构1的内侧,第一腰梁12浇筑成型于第一腰梁预埋钢筋处。相对应,第二层支护结构2的内侧设有第二腰梁预埋钢筋,第二腰梁22浇筑成型于第二腰梁预埋钢筋处;第三层支护结构3的内侧设有第三腰梁预埋钢筋,第三腰梁32浇筑成型于第三腰梁预埋钢筋处。
其中,第一连接结构13为浇筑成型于第一腰梁12和第二冠梁21之间的第一连接板,或者,第二连接结构23为浇筑成型于第二腰梁22和第三冠梁31之间的第二连接板。具体的,水泥搅拌桩加固结构为三轴搅拌桩加固结构,三轴搅拌桩的加固止水作用更好,施工时利用搅拌桩机将水泥喷入层间土体并充分搅拌,水泥与土发生物理化学反应,使软土硬结起到强化作用。并且,在第一层支护结构1的内侧、第二层支护结构2的内侧和第三层支护结构3的内侧均喷涂有素混凝土面,素混凝土面的内部设有钢筋网,钢筋网挂设于对应的支护结构上,通过钢筋网+素混凝土面的设计,进一步提高了支护结构的止水性能。
在本实施例中,邻近地下工程的基坑支护结构还包括第四层支护结构4,第四层支护结构4围设于第三层支护结构3的内侧,第一层支护结构1、第二层支护结构2、第三层支护结构3和第四层支护结构4呈等高台阶形,且第四层支护结构4位于基坑底面以下的埋入深度不小于第四层支护结构4位于基坑底面以上的高度。利用等高台阶形的四层支护设计,分散了各层支护结构的受力强度,保证基坑支护结构的外部土层的稳定牢靠,确保了邻近地铁隧道5的施工安全性。另外,在第一层支护结构1的上部设有第一冠梁11,第一冠梁11的高度低于地面50,并在第一冠梁11的上部设置挡土墙14,防止地面的土层掉落至基坑内。
其中,邻近地下工程的基坑支护结构的施工方法包括以下步骤:
步骤一、规划场地,根据基坑大小和深度,以及地质条件,确定支护结构的施工范围和层数;
步骤二、依次施工第一层支护结构1、第二层支护结构2、第三层支护结构3和第四层支护结构4,第一层支护结构1、第二层支护结构2、第三层支护结构3和第四层支护结构4的高度逐渐降低,并在第一层支护结构1与第二层支护结构2之间的层间土体中设置水泥搅拌桩加固结构10;具体的,第一层支护结构1为第一层围护桩结构,将钢筋混凝土桩与素混凝土桩相互咬合设置形成第一层围护桩结构。水泥搅拌桩加固结构10为三轴搅拌桩加固结构,利用水泥与土混合反应,实现了层间软土硬结的目的,从而提高了外层支护结构起到受力承压能力。
步骤二中,施工第一层支护结构1时,在对应第二层支护结构2的第二冠梁21位置预留第一腰梁预埋钢筋;施工第二层支护结构2时,在对应第三层支护结构3的第三冠梁31位置预留第二腰梁预埋钢筋;施工第三层支护结构4时,在对应第四层支护结构4的第四冠梁41位置预留第三腰梁预埋钢筋;并在第一层支护结构1、第二层支护结构2、第三层支护结构3和第三层支护结构4的桩上空桩部分进行细砂回填,利用回填细砂20进行临时封填,兼顾了安全性和便于后续开挖施工。
步骤三、开挖第一层支护结构1所围的负一层土体至负一层底面51,在第一层支护结构1的第一腰梁12与第二层支护结构的第二冠梁31之间设置第一连接结构23;具体的,第一连接结构23为采用钢筋混凝土浇筑而成的第一连接板,保证了对外层支护结构起到有效的支撑作用。
步骤四、开挖第二层支护结构2所围的负二层土体至负二层底面52,在第二层支护结构2的第二腰梁22与第三层支护结构3的第三冠梁31之间设置第二连接结构,保留第二层支护结构2与第三层支护结构3之间的层间土体。
步骤五、开挖第三层支护结构3所围的负三层土体至负三层底面53,在第三层支护结构3的第三腰梁32与第四层支护结构4的第四冠梁41之间设置第三连接结构33,保留第三层支护结构3与第四层支护结构4之间的层间土体;然后,开挖第四层支护结构4所围的负四层土体至负四层底面54,最后达到基坑的设计底面深度。
步骤六、对第一层支护结构1、第二层支护结构2、第三层支护结构3和第四层支护结构4的内侧挂设钢筋网,并对钢筋网喷涂混凝土形成素混凝土面,利用钢筋网+素混凝土面确保了支护结构的止水性能。
本发明的邻近地下工程的基坑支护结构的施工方法的具体实施例,与本发明的邻近地下工程的基坑支护结构的具体实施方式中邻近地下工程的基坑支护结构的施工方法的具体实施例相同,在此不再赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种邻近地下工程的基坑支护结构,其特征是,包括由外到内依次设置的第一层支护结构、第二层支护结构和第三层支护结构,所述第一层支护结构围设于基坑的边缘,所述第二层支护结构围设于所述第一层支护结构的内侧,所述第三层支护结构围设于所述第二层支护结构的内侧;
所述第一层支护结构、第二层支护结构和第三层支护结构呈外高内低的台阶形,所述第一层支护结构的内侧设有第一腰梁,所述第二层支护结构的上部设有第二冠梁,所述第一腰梁与所述第二冠梁之间设有第一连接结构,所述第一层支护结构与所述第二层支护结构之间填充有层间土体,所述层间土体中设置有水泥搅拌桩加固结构;
所述第二层支护结构的内侧设有第二腰梁,所述第三层支护结构的上部设有第三冠梁,所述第二腰梁与所述第三冠梁之间设有第二连接结构,所述第二层支护结构与第三层支护结构之间也填充有层间土体。
2.根据权利要求1所述的邻近地下工程的基坑支护结构,其特征是,所述第一层支护结构为第一层围护桩结构,所述第一层围护桩结构包括并列布置的钢筋混凝土桩和素混凝土桩,所述钢筋混凝土桩与所述素混凝土桩相互咬合设置。
3.根据权利要求2所述的邻近地下工程的基坑支护结构,其特征是,所述第一层支护结构设有第一腰梁预埋钢筋,所述第一腰梁预埋钢筋凸出于所述第一层支护结构的内侧,所述第一腰梁浇筑成型于所述第一腰梁预埋钢筋处。
4.根据权利要求3所述的邻近地下工程的基坑支护结构,其特征是,所述第一连接结构为浇筑成型于所述第一腰梁和所述第二冠梁之间的第一连接板,所述第二连接结构为浇筑成型于所述第二腰梁和所述第三冠梁之间的第二连接板。
5.根据权利要求1所述的邻近地下工程的基坑支护结构,其特征是,所述水泥搅拌桩加固结构为三轴搅拌桩加固结构。
6.根据权利要求1所述的邻近地下工程的基坑支护结构,其特征是,所述第一层支护结构的内侧、第二层支护结构的内侧和第三层支护结构的内侧均喷涂有素混凝土面,所述素混凝土面的内部设有钢筋网,所述钢筋网挂设于对应的支护结构上。
7.根据权利要求1所述的邻近地下工程的基坑支护结构,其特征是,还包括第四层支护结构,所述第四层支护结构围设于所述第三层支护结构的内侧,所述第一层支护结构、第二层支护结构、第三层支护结构和第四层支护结构呈等高台阶形,且所述第四层支护结构位于基坑底面以下的埋入深度不小于所述第四层支护结构位于基坑底面以上的高度。
8.一种邻近地下工程的基坑支护结构的施工方法,其特征是,包括以下步骤:
步骤一、规划场地,根据基坑大小和深度,以及地质条件,确定支护结构的施工范围和层数;
步骤二、依次施工第一层支护结构、第二层支护结构和第三层支护结构,第一层支护结构、第二层支护结构和第三层支护结构的高度逐渐降低,并在第一层支护结构与第二层支护结构之间的层间土体中设置水泥搅拌桩加固结构;
步骤三、开挖第一层支护结构所围的负一层土体,在第一层支护结构的第一腰梁与第二层支护结构的第二冠梁之间设置第一连接结构;
步骤四、开挖第二层支护结构所围的负二层土体,在第二层支护结构的第二腰梁与第三层支护结构的第三冠梁之间设置第二连接结构,保留第二层支护结构与第三层支护结构之间的层间土体;
步骤五、开挖第三层支护结构所围的负三层土体,直至基坑的设计底面深度;
步骤六、对第一层支护结构、第二层支护结构、第三层支护结构的内侧挂设钢筋网,并对钢筋网喷涂混凝土形成素混凝土面。
9.根据权利要求8所述的邻近地下工程的基坑支护结构的施工方法,其特征是,步骤二中,第一层支护结构为第一层围护桩结构,将钢筋混凝土桩与素混凝土桩相互咬合设置形成第一层围护桩结构。
10.根据权利要求8所述的邻近地下工程的基坑支护结构的施工方法,其特征是,步骤二中,施工第一层支护结构时,在对应第二层支护结构的第二冠梁位置预留第一腰梁预埋钢筋;施工第二层支护结构时,在对应第三层支护结构的第三冠梁位置预留第二腰梁预埋钢筋;并在第一层支护结构、第二层支护结构和第三层支护结构的桩上空桩部分进行细砂回填。
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