CN114855819B - 一种市政道路深基坑支护结构及施工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种市政道路深基坑支护结构及施工工艺，其包括加固组件和若干交错设置的支撑柱和支撑架，支撑柱通过混凝土浇筑成型，支撑架和支撑柱一端插入基坑底壁，并用于围绕基坑设置；支撑架靠近支撑柱的两侧均设置为轴向竖直的内凹型，相邻支撑架两端紧抵在支撑柱上；加固组件设置在支撑柱和支撑架上，并对支撑架和支撑柱进行加固；在进行基坑支护时，先进行地下水高度之上的基坑开挖，在完成支护和防水后在进行剩下高度的基坑施工。本申请适用于市政道路改建中的深基坑的支护和施工，提高施工效率，减少降水，保护基坑周侧环境，提高安全性。

Description

一种市政道路深基坑支护结构及施工工艺

技术领域

本申请涉及基坑施工的技术领域，尤其是涉及一种市政道路深基坑支护结构及施工工艺。

背景技术

深基坑是指开挖深度超过5米（含5米），或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。随着我国经济建设和城市建设的快速发展，地下工程越来越多。高层建筑的多层地下室、地铁车站、地下仓库、地下商场、地下车库和地下人防工程等，施工时都需要开挖深基坑，施工难度也在逐渐增加。

在进行道路扩建时，需要在道路交叉口位置进行改造，将其改造为下穿立交，下穿式立交是将相交叉的两条路中的一条的路面标高降低，以实现交通立体化，占地较少、对城市空间和周围环境影响较小，主要被用于中心城区交叉口改造建设中。首先进行基坑施工，在跨线部位采用双孔框架涵，受周边环境和交通情况的影响，城市道路下穿立交的引道部分会受到空间上的限制，因此不会采用其他工程施工中的基坑放坡形式，而是在两侧引导采用U型槽、悬臂挡墙形式进行支撑。

在深基坑开挖过程中，基坑的地面标高低于地下水位时，地下水会不断渗入基坑内。因此一般采取降低地下水位措施，使基坑开挖和施工达到无水状态，以保证工程质量和工程的顺利进行。同样的，也可以在基坑外围设置咬合桩作为止水帷幕进行挡水，进而减少地下水渗入基坑。

针对上述中的相关技术，发明人认为：

1.大范围、大容量连续降低地下水位，会造成资源浪费，破坏自然界地下水的平衡，导致基坑附近土壤的失稳，树木受损，甚至可能导致周围已建成的房屋、市政设施等基础沉降，从而引起房屋倾斜，严重时甚至倒塌的状况发生；

2.咬合桩作止水帷幕施工时间较长，再进行基坑支护设计与施工，过程复杂，工期较长，投资较大。

发明内容

为了便于在市政道路改建中进行深基坑的支护和施工，本申请提供一种市政道路深基坑支护结构及施工工艺。

第一方面，本申请提供的一种市政道路深基坑支护结构采用如下的技术方案：

一种市政道路深基坑支护结构，包括加固组件和若干交错设置的支撑柱和支撑架，所述支撑架和支撑柱一端插入基坑底壁，并用于围绕基坑设置；所述支撑架靠近支撑柱的两侧均设置为轴向竖直的内凹型，相邻所述支撑架两端紧抵在所述支撑柱上；所述加固组件设置在所述支撑柱和支撑架上，并对所述支撑架和支撑柱进行加固。

通过采用上述技术方案，支撑柱和支撑架对基坑内壁进行支撑，支撑柱和支撑架均插入基坑底壁之下，并围设在基坑周侧，设置的支撑柱和支撑架，依次连接，一方面能够对周围的土壤进行阻挡和支护，减少周围土壤的冲击，对周围地面上的建筑进行保护，防止施工过程中对周围已建成房屋、市政设施等的破坏；另一方面支撑架的内凹端和支撑柱紧抵，连接更加紧密，提高基坑支护结构的防水性能，能够减少抽出的地下水，进而减少对周侧地下自然环境的破坏，减少基坑周边建筑物的沉降和失稳，减少资源浪费。

可选的，所述支撑架包括两块平行的插板、连板和两条弧形板，所述插板用于插入基坑底壁固定，所述连板连接两所述插板；所述弧形板的弧形段伸入两所述插板之间设置，且相邻的两所述弧形板相互抵接形成所述支撑柱的浇筑模；所述弧形板两侧设置有卡板，所述卡板设置在两所述插板互相背离的外侧壁上。

通过采用上述技术方案，设置的插板、连板和弧形板，弧形板能够形成支撑柱的浇筑模具，插板和连板连接相邻的连接柱，弧形板伸入插板之间进行连接，从而使得多个支撑柱连接成整体，在支撑架固定后能够同时进行支撑柱的浇筑，实现对基坑的维护的同时，避免多次定位、钻孔、浇筑和凝固的重复和等待时间，提高施工效率。

可选的，所述弧形板设置为半圆形，所述卡板的水平截面设置为“L”型，包括抵接段和卡设段；所述抵接段垂直于所述插板并与弧形板的轴向切面平齐，所述卡设段与弧形板设置在抵接段的同侧，且所述卡设段、弧形板和抵接段形成供所述插板伸入的卡槽。

通过采用上述技术方案，弧形板伸入两插板内进行固定，以支撑土壤对支撑架的冲击；设置的抵接段和卡设段，与弧形板形成卡槽，插板伸入卡槽，能够对插板进行限位，使得插板通过竖直插接安装在弧形板上，提高连接强度，进而提高整体支护和防水结构的稳固性。

可选的，两所述插板之间通过浇筑混凝土加固。

通过采用上述技术方案，两插板之间浇筑混凝土，形成连为一体的混凝土墙，使得混凝土柱、墙依次连接形成基坑的维护，增加支撑架的稳固性；同时安装简单，可以与支撑柱一同进行浇筑固定，集中浇筑，提高施工效率，缩短工期。

可选的，所述加固组件包括冠梁，所述冠梁设置在所述支撑柱和支撑架顶壁，并连接若干所述支撑架和支撑柱。

通过采用上述技术方案，冠梁设置在支撑柱和支撑架顶壁，呈环状连接多个支撑柱和支撑架，进一步将支撑柱和支撑架链接为一个整体，提高整个支护结构的稳固性和可靠性。

可选的，两相互抵接的所述弧形板之间和两所述插板之间均设置有钢筋笼，且所述钢筋笼顶壁超出所述支撑柱和插板设置，并插入所述冠梁设置。

通过采用上述技术方案，支撑柱和插板之间设置钢筋笼进行浇筑，提高支撑柱和支撑架整体的稳固性，同时钢筋笼顶壁伸入冠梁固定，进一步加强冠梁、支撑柱和支撑架的整体性和稳固性，能够承受更高的冲击力，便于对基坑周侧的土壤、地下水进行支撑。

可选的，所述加固组件还包括若干加固板和加固件，所述加固板设置在所述支撑柱和支撑架靠近基坑一侧，且所述加固板沿竖直方向分布，并通过所述加固件固定。

通过采用上述技术方案，支撑架和支撑柱的底壁伸入基坑之下进行固定，顶壁通过冠梁进行加固和固定，设置的加固板和加固件，能够在支撑架和支撑柱的中间位置进行连接和加固，加强各个支撑架和支撑柱的整体性和稳固性。

可选的，所述加固件包括锚索，所述锚索分布在所述冠梁和加固板上，并穿过冠梁、加固板、支撑架，伸入土壤层固定。

通过采用上述技术方案，设置的锚索，能够将支撑架、支撑柱和冠梁固定在基坑周侧的土壤内，通过锚索固定，减少整个支护结构的晃动，提高稳定性和而可靠性。

第二方面，本申请提供一种市政道路深基坑的施工工艺，采用如下的技术方案：

一种市政道路深基坑的施工工艺，包括如下步骤：

S1：平整场地，测量放样；

S2：测量地下水位线；

S3：开挖基坑，且基坑底壁在高度上高于水位线；

S4：测量放线；

S5：钻孔并安装支撑架；

S6：浇筑支撑柱；

S7：加固

S8：继续开挖基坑，边开挖边进行加固，直至挖设至设计高度。

通过采用上述施工工艺，将基坑分为两部分进行开挖，一方面停留在地下水之上，减少在施工过程中的渗水状况，百年与无水作业，另一方面，减少机械钻孔和向下施工的高度，减少施工难度和力度，提高施工效率，直至完成基坑的支护和防水后再进行基坑的第二部分开挖，减少继续开挖后的渗水状况。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.设置的支撑柱和支撑架，依次连接，一方面能够对周围的土壤进行阻挡和支护，减少周围土壤的冲击，对周围地面上的建筑进行保护，防止施工过程中对周围已建成房屋、市政设施等的破坏；另一方面支撑架的内凹端和支撑柱紧抵，连接更加紧密，提高基坑支护结构的防水性能，能够减少抽出的地下水，进而减少对周侧地下自然环境的破坏，减少基坑周边建筑物的沉降和失稳，减少资源浪费；

2.设置的插板、连板和弧形板，弧形板能够形成支撑柱的浇筑模具，插板和连板连接相邻的连接柱，弧形板伸入插板之间进行连接，从而使得多个支撑柱连接成整体，在支撑架固定后能够同时进行支撑柱的浇筑，实现对基坑的维护的同时，避免多次定位、钻孔、浇筑和凝固的重复和等待时间，提高施工效率；

3.通过采用上述施工工艺，将基坑分为两部分进行开挖，一方面停留在地下水之上，减少在施工过程中的渗水状况，百年与无水作业，另一方面，减少机械钻孔和向下施工的高度，减少施工难度和力度，提高施工效率，直至完成基坑的支护和防水后再进行基坑的第二部分开挖，减少继续开挖后的渗水状况。

附图说明

图1是本申请实施例市政道路深基坑支护结构的整体结构示意图。

图2是图1中冠梁浇筑前的结构示意图。

图3是支撑架的俯视图。

图4是图1中沿A-A的剖视图。

附图标记说明：1、支撑柱；2、支撑架；21、插板；22、连板；23、弧形板；24、卡板；241、抵接段；242、卡设段；243、卡槽；3、钢筋笼；4、加固组件；41、冠梁；42、加固板；43、锚索；5、基坑；6、土壤。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种市政道路深基坑支护结构。参照图1，市政道路深基坑支护结构包括若干交错设置的支撑柱1、支撑架2以及对支撑柱1和支撑架2固定的加固组件4，支撑柱1和支撑架2依次交错设置并围绕成环型，设置在基坑5内壁，加固组件4能够将支撑柱1和支撑架2固定在基坑5周侧的土壤6中。

参照图2和图3，支撑架2包括两块平行的插板21、两条连板22和两条弧形板23，两连板22互相平行并焊接在两插板21之间，连接两块插板21，插板21紧靠基坑5侧壁插入基坑5之下进行固定。弧形板23设置为半圆形，并设置在插板21两侧，弧形板23的弧形段伸入两插板21之间，相邻的两个弧形板23互相抵接拼接成支撑柱1的浇筑模。两相互抵接的弧形板23之间和两插板21之间均放置并固定有钢筋笼3，且钢筋笼3顶壁超出支撑柱1和插板21高度设置，两插板21之间的空腔和弧形板23之间均浇筑有混凝土。

参照图3，弧形板23靠近两卡板24的两侧设置有卡板24，卡板24的水平截面设置为“L”型，包括抵接段241和卡设段242。抵接段241垂直于插板21并与弧形板23的轴向切面平齐，卡设段242与弧形板23设置在抵接段241的同侧，即设置在相邻两弧形板23互相背离的一侧；卡设段242、弧形板23和抵接段241形成供插板21伸入的卡槽243。

参照图1和图4，加固组件4包括冠梁41、多个加固板42和加固件，加固件采用锚索43。冠梁41设置在支撑柱1和支撑架2顶壁，通过在支撑架2上搭设模具，在模具内绑扎钢筋，与将支撑柱1和插板21之间的钢筋笼3固定，再进行混凝图浇筑形成冠梁41，对支撑柱1和支撑架2进行加固。

参照图1，加固板42水平并通过锚索43固定在支撑柱1和支撑架2靠近基坑5一侧，且多个加固板42沿竖直方向分布，间距根据基坑5高度而定。锚索43穿过冠梁41伸入土壤6内部对冠梁41位置进行加固，锚索43依次穿过加固板42和支撑架2再伸入土壤6层对加固板42进行固定。

本申请实施例一种市政道路深基坑支护结构的实施原理为：依次连接且围设在基坑5内圈的支撑柱1和支撑架2，能够对周围的土壤6进行阻挡和支护，减少周围土壤6的冲击，提高基坑5支护结构的防水性能，能够减少抽出的地下水，进而减少对周侧地下自然环境的破坏，减少基坑5周边建筑物的沉降和失稳，减少资源浪费，防止施工过程中对周围已建成房屋、市政设施等的破坏。弧形板23之间和插板21之间形成浇筑空腔，能够在安装完毕后同时浇筑，等待自固，更加稳定，施工效率更高。最后通过浇筑冠梁41连接和固定所有支撑柱1和支撑架2，通过加固板42和锚索43在支护结构的中间部位进行加固，使得整个支护的整体性和稳固性。

本申请实施例还公开一种市政道路深基坑支护结构的施工工艺，参照图1-图4，采用上述的一种市政道路深基坑支护结构，包括如下步骤：

S1：平整场地，测量放样，圈出待施工的基坑5区域；

S2：测量地下水位线，并计算第一次开挖基坑5的深度；

S3：开挖基坑5，直至到达计算后的第一次开挖基坑5的深度，且基坑5底壁在高度上高于水位线；

S4：平整基坑5底壁和侧壁，测量并圈出支撑架2和支撑柱1的安装配合区域；

S5：钻孔并安装支撑架2；

S51：按照测量的区域依次进行钻孔，直至孔深到达设计基坑5的深度之下，并将拼接好的两块相邻的弧形板23放置在已完成的钻孔内；

S52：下压插板21并定位；将两插板21的两端分别伸入圆心相背的两卡槽243内，并自上而下将插板21压至弧形板23深度，同时在下压插板21的过程中将两插板21之间的积土清理出插板21之间的空间外；

S6：在两对接的弧形板23之间和两插板21之间放置钢筋笼3并固定，钢筋笼3的高度超出弧形板23和插板21顶壁高度，再向插板21之间的空腔和弧形板23之间浇筑混凝土，形成支撑柱1并对支撑架2进行加固；

S7：加固；

S71：在支撑柱1顶壁安装锚索43；安装锚索43设计长度在支撑柱1上方的基坑5周侧钻斜孔，斜孔靠近基坑5一侧高于基坑5内部分，安装锚索43并利用锚固法注浆固定，锚索43穿出斜孔部分与钢筋笼3交错设置；

S72：在支撑柱1和支撑架2之上绑扎钢筋，连接整个支护结构的钢筋笼3，锚索43穿过钢筋笼3；

S73：在绑扎完成的钢筋两侧安装模板，并浇筑混凝土，自固后拆卸冠梁41的模板，使得冠梁41连接支撑柱1、支撑架2和锚索43；

S74：锚索43张拉，连接千斤顶、油管、压力表和高压油泵，在冠梁41上进行锚索43张拉和补偿；

S75：根据基坑5高度在支护结构的内部安装横向的加固板42，连接支撑柱1和支撑架2，并通过锚索43固定；

S8：继续开挖基坑5，在开挖过程中根据基坑5的深度进行加固板42的固定，对整个支护结构进行加固，直至基坑5的开挖深度到达设计深度。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种市政道路深基坑支护结构，其特征在于：包括加固组件(4)和若干交错设置的支撑柱(1)和支撑架(2)，所述支撑柱(1)通过混凝土浇筑成型，所述支撑架(2)和支撑柱(1)一端插入基坑(5)底壁，并用于围绕基坑(5)设置；所述支撑架(2)靠近支撑柱(1)的两侧均设置为轴向竖直的内凹型，相邻所述支撑架(2)两端紧抵在所述支撑柱(1)上；所述加固组件(4)设置在所述支撑柱(1)和支撑架(2)上，并对所述支撑架(2)和支撑柱(1)进行加固；

所述支撑架(2)包括两块平行的插板(21)、连板(22)和两条弧形板(23)，所述插板(21)用于插入基坑(5)底壁固定，所述连板(22)连接两所述插板(21)；所述弧形板(23)的弧形段伸入两所述插板(21)之间设置，且相邻的两所述弧形板(23)相互抵接形成所述支撑柱(1)的浇筑模；所述弧形板(23)两侧设置有卡板(24)，所述卡板(24)设置在两所述插板(21)互相背离的外侧壁上；所述弧形板(23)设置为半圆形，所述卡板(24)的水平截面设置为“L”型，包括抵接段(241)和卡设段(242)；所述抵接段(241)垂直于所述插板(21)并与弧形板(23)的轴向切面平齐，所述卡设段(242)与弧形板(23)设置在抵接段(241)的同侧，且所述卡设段(242)、弧形板(23)和抵接段(241)形成供所述插板(21)伸入的卡槽(243)；

所述加固组件(4)包括冠梁(41)、若干加固板(42)和加固件，所述冠梁(41)设置在所述支撑柱(1)和支撑架(2)顶壁，并连接若干所述支撑架(2)和支撑柱(1)；所述加固板(42)设置在所述支撑柱(1)和支撑架(2)靠近基坑(5)一侧，且所述加固板(42)沿竖直方向分布，并通过所述加固件固定；所述加固件包括锚索(43)，所述锚索(43)分布在所述冠梁(41)和加固板(42)上，且所述锚索(43)穿过所述冠梁(41)、加固板(42)、支撑架(2)，并伸入土壤(6)固定。

2.根据权利要求1所述的市政道路深基坑支护结构，其特征在于：两所述插板(21)之间通过浇筑混凝土加固。

3.根据权利要求1所述的市政道路深基坑支护结构，其特征在于：两相互抵接的所述弧形板(23)之间和两所述插板(21)之间均设置有钢筋笼(3)，且所述钢筋笼(3)顶壁超出所述支撑柱(1)和插板(21)设置，并插入所述冠梁(41)设置。

4.一种市政道路深基坑的施工工艺，其特征在于：采用如权利要求1-3任一所述的一种市政道路深基坑支护结构，包括如下步骤：

S1：平整场地，测量放样；

S2：测量地下水位线；

S3：开挖基坑(5)，且基坑(5)底壁在高度上高于水位线；

S4：测量放线；

S5：钻孔并安装支撑架(2)；

S6：浇筑支撑柱(1)；

S7：加固

S8：继续开挖基坑(5)，边开挖边进行加固，直至挖设至设计高度。