CN115045293A - 一种深基坑竖向斜撑结构及其施工方法 - Google Patents

一种深基坑竖向斜撑结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种深基坑竖向斜撑结构及其施工方法，所述深基坑竖向斜撑结构包括斜向水泥搅拌桩，以及设于斜向水泥搅拌桩内的斜撑受力构件；所述斜撑受力构件由设于上部的钢格构柱和设于下部的预制方桩组成或者由设于上部的钢管桩和设于下部的预制管桩组成，且上部结构和下部结构固定连接。本发明的斜撑结构可有效控制基坑支护结构变形，且土方可连续开挖，无需预留三角土，可大大节约基坑支护造价，加快施工进度。

Description

一种深基坑竖向斜撑结构及其施工方法
技术领域
本发明属于岩土工程深基坑支护的技术领域，具体涉及一种深基坑竖向斜撑结构及施工方法。
背景技术
随着我国城市化进程的推进,地下空间的开发越来越受到重视，因此基坑工程大量涌现，如何加快工期及节约工程造价是基坑工程中常常需要面临的问题。对于大面积的基坑开挖，若采用常规的平面混凝土及钢支撑，大量的支撑和立柱往往需要更高昂的成本，而且大大延缓了工期，进一步地增加了成本。探索新的支撑结构以减少成本以及降低工期成为了工程界亟待解决的问题。常规平面支撑往往会约束土方开挖机械的作业空间，而采用围护桩加斜撑的组合式支护结构的基坑内部空间大，极大地方便了土方开挖，推进了工期。另外，暴露在空气中的混凝土支撑受温差影响较大，对于日间温差及季节性温差较大的地区，由于基坑工程工期较长，温差对基坑工程的影响较大，温度的升高会造成支撑轴力的大幅增加，而温度降低则会加剧基坑的变形。因此，围护桩加斜撑的组合式支护结构相比常规的平面支撑具有很大的优势。但是，现有斜撑结构还存在一些问题，如：在插入斜向受力构件前未对土体进行处理，因此插入时遇到较大阻力；桩端承载力不够，从而导致斜向受力构件的支撑能力不够强。本发明基于目前的斜撑结构进行改进和创新，提出一种深基坑竖向斜撑结构及施工方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种深基坑竖向斜撑结构及施工方法，本方法易行可靠，优势明显，适用范围广，可用于深基坑工程中的内支撑结构体系中。
一种深基坑竖向斜撑结构，包括斜向水泥搅拌桩，以及设于斜向水泥搅拌桩内的斜撑受力构件；所述斜撑受力构件由设于上部的钢格构柱和设于下部的预制方桩组成或者由设于上部的钢管桩和设于下部的预制管桩组成，且上部结构和下部结构固定连接；所述斜向水泥搅拌桩的端部设有桩端扩大头，可以有效提高斜撑结构的承载力。斜向水泥搅拌桩使斜向受力构件的插入更轻松，而且改善了地基土体强度，扩大了与地基土体的接触面积，提高了桩侧摩阻力；桩端扩大头可以提高桩端承载力；钢格构柱与预制方桩的组合以及钢管桩与预制管桩的组合装配化程度高，进一步加快了施工进度。
本发明还提供一种深基坑竖向斜撑结构的施工方法，其步骤是：
步骤一：施工准备。
步骤二：钢格构柱与预制桩(或预制方桩与预制管桩)焊接形成斜撑受力构件。步骤三：采用斜向搅拌桩机将水泥浆与地基土体搅拌均匀形成斜向水泥搅拌桩。步骤四：斜向水泥搅拌桩达到设计深度后进行旋喷扩孔以形成桩端扩大头，提高斜撑结构的承载力。
步骤五：在斜向水泥搅拌桩凝固之前，沿导向架插入焊接好的斜撑受力构件，即可得到所述深基坑竖向斜撑结构。
上述的深基坑竖向斜撑结构中，在斜撑受力构件顶部设置压顶梁或围囹，钢格构柱或钢管桩与支护桩通过压顶梁或围囹连接后形成支护体系，从而为基坑提供有效支撑，所述支护桩外侧可以打设竖向水泥搅拌桩作止水帷幕。
本发明的有益效果为：
本发明的斜撑结构可替代传统的水平支撑，有效控制基坑支护结构变形，且土方可连续开挖，无需预留三角土，可大大节约基坑支护造价，加快施工进度。与现有常用的斜撑结构相比，本发明采用装配化程度高的预制构件，大大加快了施工进度，采用斜向水泥搅拌桩方便了斜向受力构件的插入，并且改善了地基土强度，扩大了与地基土体的接触面积，提高了桩侧摩阻力，并在桩端形成桩端扩大头，桩端扩大头提高了桩端承载力，使本发明斜撑结构可以适应更广泛的地基土体，在软弱土体中相较现有斜撑有更高的承载力，且能适应更大的基坑开挖深度。
说明书附图
图1～4为本发明的一种深基坑竖向斜撑结构剖面示意图，其中图1及图3为斜撑构件与支护桩通过压顶梁连接，图2及图4为斜撑受力构件与支护桩通过围囹连接，图1及图2中斜撑受力构件为钢格构柱与预制方桩，图3及图4中斜撑受力构件为钢管桩与预制管桩；
图5及图7为斜撑构件与支护桩通过压顶梁连接的俯视图，图6及图8为斜撑受力构件与支护桩通过围囹连接的俯视图，图5及图6中斜撑受力构件为钢格构柱与预制方桩，图7及图8中斜撑受力构件为钢管桩与预制管桩；
其中，1为压顶梁，2为竖向水泥搅拌桩，3为支护桩，4为围囹，5为钢格构柱，6为斜向水泥搅拌桩，7为预制方桩，8为桩端扩大头，9为钢管桩，10为预制管桩。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行进一步地说明。
如图1所示为本发明的一种深基坑竖向斜撑结构。支护桩3外侧可以打设竖向水泥搅拌桩2作止水帷幕。
一种深基坑竖向斜撑结构，包括斜向水泥搅拌桩6，以及设于斜向水泥搅拌桩6内的斜撑受力构件；所述斜撑受力构件由设于上部的钢格构柱5和设于下部的预制方桩7(图1和图2)组成或由设于上部的钢管桩9和设于下部的预制管桩10(图3和图4)组成，且上部结构和下部结构固定连接；
所述斜向水泥搅拌桩6的端部设有桩端扩大头8。
本发明还提供一种深基坑竖向斜撑结构的施工方法，其步骤是：
步骤一：施工准备。
步骤二：钢格构柱5与预制方桩7(或钢管桩9与预制管桩10)焊接形成斜撑受力构件。
步骤三：采用斜向搅拌桩机将水泥浆与地基土体搅拌均匀形成斜向水泥搅拌桩6。步骤四：斜向水泥搅拌桩6达到设计深度后进行旋喷扩孔以形成桩端扩大头8，提高斜撑结构的承载力。
步骤五：在斜向水泥搅拌桩6凝固之前，沿导向架插入焊接好的斜撑受力构件。
斜撑受力构件顶部设有压顶梁1，钢格构柱5与支护桩3通过压顶梁1连接后形成支护体系。所述钢格构柱5与支护桩3还可以通过设于支护桩3旁侧的围囹4连接形成支护体系。

Claims (3)

1.一种深基坑竖向斜撑结构，其特征在于，包括斜向水泥搅拌桩，以及设于斜向水泥搅拌桩内的斜撑受力构件；所述斜撑受力构件由设于上部的钢格构柱和设于下部的预制方桩组成或者由设于上部的钢管桩和设于下部的预制管桩组成，且上部结构和下部结构固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种深基坑竖向斜撑结构，其特征在于，所述斜向水泥搅拌桩的端部设有桩端扩大头。
3.如权利要求1或2所述的深基坑竖向斜撑结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：施工准备；
步骤二：将钢格构柱与预制方桩或者钢管桩与预制管桩固定连接形成斜撑受力构件；
步骤三：采用斜向搅拌桩机将水泥浆与地基土体搅拌均匀形成斜向水泥搅拌桩；
步骤四：斜向水泥搅拌桩达到设计深度后进行旋喷扩孔以形成桩端扩大头；
步骤五：在斜向水泥搅拌桩凝固之前，沿导向架插入斜撑受力构件，即可得到所述深基坑竖向斜撑结构。
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