CN115288155B - 一种方圆组合超深永久基坑支护结构的高效建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方圆组合超深永久基坑支护结构的高效建造方法，提出增加桩柱一体内环支撑结构以支撑内衬墙和连续墙，并突破了传统的技术路线和技术瓶颈，形成了方圆组合超深永久基坑和内衬墙“多层一次开挖、逆顺结合”高效建造方法，确保圆环形超深永久基坑施工效率至少快于方形超深永久基坑两层土方深度，大幅提高了建造效率。高效建造形成方圆组合超深永久基坑“墙墙内环支撑桩”支护结构、两个基坑相交处形成“双内环支撑结构撑墙”和“双梁夹墙”的支护结构，大幅减少了相邻两基坑之间的互相影响和应力集中，并解决了内衬墙之间、内衬墙与连续墙之间施工缝存在复杂应力而常出现开裂漏水的工程技术难题，同时提高了整体支护能力和耐久性。

Description

一种方圆组合超深永久基坑支护结构的高效建造方法

技术领域

本发明属于基坑设计和施工技术领域，具体涉及一种方圆组合超深永久基坑支护结构的高效建造方法。

背景技术

基坑支护工程是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。其中对于超深基坑通常采用连续墙支护结构+内衬墙结构，即“墙墙”支护结构，传统的圆环形超深基坑和方圆组合超深基坑的连续墙支护结构设计和施工存在以下几点不足：

1.圆环形超深基坑的连续墙支护结构的纯理论计算分析方法是将土的水平推力转化为圆环形超深永久基坑连续墙和内衬墙的环向压力，因此，在圆环形超深基坑中不设置内支撑。但是，圆环形超深基坑承受的毕竟是水平方向的水土压力，当遇到周边土层分布不均匀、土方开挖不均匀、周边堆载不均匀、土层开挖深度不一致或不对称、周边有其他地下空间等各种不利情况时，均会导致圆环形超深永久基坑连续墙支护结构受力不均匀甚至于出现圆环形超深永久基坑漂移的情况，使得圆环形超深永久基坑的支护结构不仅受环向的压力，还承受弯压剪等复合应力。

尤其是方圆组合超深基坑在相交处还会互相影响，方圆组合超深基坑的连接相交处存在薄弱环节，容易产生应力集中和裂缝，从而出现渗漏水、影响使用功能和结构耐久性的情况。如果不釆取针对性的措施，提出新的方圆组合超深永久基坑支护结构及其设计计算方法设计构建，仅按传统的方圆组合超深永久基坑支护结构进行纯理论的计算分析方法即仅考虑承受环向压力，极易产生安全风险。

2.由于圆环形超深永久基坑和方圆组合超深基坑连续墙的内衬墙的厚度较厚，一般为1米至3.0米，传统的设计和施工方法是每次向下分层逆作设计和施工3米高内衬墙，传统技术将如此厚的内衬墙悬挂在连续墙的侧面，内衬墙与连续墙支护结构施工缝之间将承受较大的弯剪应力。同时，由于上一层的内衬墙逐层下挂3米高的内衬墙，内衬墙上下之间的施工缝也将承受较大的拉应力，每层内衬墙每平方米向下的荷载为75kPa(3米高)，10层～15层的内衬墙每平方米向下的荷载为750kPa～1125kPa。每层内衬墙与连续墙之间的连接、上下内衬墙之间的连接在施工过程中均会在施工缝处产生很大的复杂应力而导致开裂和大量渗漏水，这对于超深永久地下结构的安全和使用功能均非常不利，严重影响地下结构的安全、耐久性和使用功能，这也是目前类似地下结构存在大量渗漏水的主要原因之一。

3.由于传统的深基坑支护结构为临时性支护结构，如桥梁圆环形锚锭等超深基坑支护结构的使用期为1.5年～2年，当圆环形锚锭超深基坑内的锚锭混凝土浇筑完成以后，圆环形锚锭超深基坑支护的功能和作用已完成，上述每层圆环形内衬墙与连续墙之间的连接、上下内衬墙之间的连接均会在施工缝处产生很大的复杂应力，从而出现大量渗漏水，虽然不影响桥梁圆环形锚锭深基坑支护1.5年～2年的使用期要求，但是却无法满足超深永久基坑支护结构使用寿命为50年～100年的功能和施工要求即不发生渗漏水的要求。同时，临时深基坑支护结构待地下主体结构施工完毕即被废弃并永久置于地下，某些临时支护结构还须拆除，造成较大的资源浪费，还存在施工风险大，施工周期长，环境污染等问题。

由于圆环形锚锭等超深深基坑为1.5年～2年使用期的临时支护结构，而超深永久基坑支护结构的使用寿命为50年～100年，其建造难度和要求远高于临时圆环形超深基坑和临时方圆组合超深基坑支护结构。因此，临时圆环形超深基坑支护结构和临时方圆组合超深基坑支护结构的设计和施工方法不适用于方圆组合超深永久基坑支护结构的建造。

4.传统圆环形超深基坑支护结构设计和施工方法是先施工好一定厚度的连续墙，然后以3m高为一层逐层向下开挖土方，采用逐层逆作的方法施工圆环形内衬墙，即向下分层(环)开挖土方，每层(环)高度为3米，按照土方开挖、铺设圆环形内衬墙钢筋、支圆环形内衬墙模板、浇注圆环形内衬墙混凝土的流程，依次逐层(环)向下悬挂施工圆环形内衬墙、逐层循环向下逆作施工圆环形内衬墙，直至施工到地下结构底部。根据基坑面积大小和深度不同，每层(环)施工时间一般为20至30天地下45m深的圆环形超深基坑则应分为15层(环)施工，则需300天～450天，同时必须考虑混凝土养护时间(如10天/层)，在混凝土强度达到设计强度的80％时方可继续向下开挖下一层土方，总施工时间将达到450天～600天，效率非常低。长期以来，圆环形超深基坑始终以3m一层(环)向下逐层(环)逆作施工圆环形内衬墙的设计和施工瓶颈始终突破不了；同理，导致方圆组合超深基坑始终以3m一层(环)向下逐层(环)逆作施工内衬墙的设计和施工瓶颈也始终突破不了。

尤其是，方形和圆环形组合超深永久基坑进行施工时，传统的开挖工艺和工况为圆环形超深永久基坑先行开挖3m，待圆环形内衬墙施工完并达到设计强度后，再开始开挖方形超深永久基坑，即圆环形超深永久基坑的施工进度仅快于方形超深永久基坑一环3米高，方形和圆环形组合超深永久基坑逆作施工内衬墙的设计和施工瓶颈也始终突破不了。使得方形超深永久基坑和圆环形超深永久基坑之间的互相影响非常大，施工效率更低；尤其是在长江大堤旁采用该传统的技术，仅圆环形超深永久基坑就需两个长江主汛期的施工周期，影响长江大堤的安全。

因此，亟需研发一种针对方圆组合超深永久基坑支护结构的高效建造方法来解决上述现有技术存在的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于解决上述背景技术中方圆组合超深永久基坑存在的重大工程技术难题，并提出方圆组合超深永久基坑如何高效建造的方法，通过增加桩柱一体内环内撑结构以解决内衬墙和内衬墙之间施工缝存在较大拉应力、内衬墙与连续墙之间施工缝存在复杂应力而经常出现开裂漏水的的工程技术难题，大幅减少方圆组合超深永久基坑之间的互相影响，提高了永久支护结构的整体支护能力和耐久性，满足50年～100年的服役要求；另一方面，突破传统设计和施工的技术路线和技术瓶颈，提出“多层一次开挖、逆顺结合”的高效建造方法对圆环形超深永久基坑和内衬墙进行施工，使圆环形超深永久基坑施工进度至少快于方形超深永久基坑三层土方深度，大幅提高工作效率。

本发明是这样实现的：

一种方圆组合超深永久基坑支护结构的高效建造方法，包括如下步骤：

S1：构建方形和圆环形超深永久基坑的连续墙；所述连续墙沿基坑边缘采用钢筋混凝土浇筑而成，用于对方形超深永久基坑和圆环形超深永久基坑进行支护；

S2：构建桩柱一体内环支撑桩；在方形超深永久基坑和圆环形超深永久基坑的平面内部沿连续墙构建若干桩柱一体内环支撑桩；

S3：在圆环形超深永久基坑中开挖土方、构建圆环形内衬墙、圆环形梁、环形暗梁；对圆环形超深永久基坑和所述圆环形内衬墙采用“多层一次开挖、逆顺结合”的高效建造方法，即先将圆环形超深永久基坑连续向下开挖至少两层土方，每层土方的深度至少为2.5米，然后由下至上分至少两层逐层向上顺做的方式施工所述圆环形内衬墙，同时在每层所述圆环形内衬墙下部水平设置所述圆环形梁，并将所述圆环形梁与上述桩柱一体内环支撑桩相连，使所述桩柱一体内环支撑桩和所述圆环形梁形成桩柱一体内环支撑结构对所述圆环形内衬墙和所述连续墙进行支撑；同时在方圆组合超深永久基坑相交处的所述圆环形内衬墙内部对应方形超深永久基坑的腰梁标高位置水平构建环形暗梁；

S4：待上述圆环形内衬墙强度达到设计要求后，在方形超深永久基坑中开挖土方、构建方形内衬墙、方形环梁、腰梁、内支撑；先将方形超深永久基坑向下开挖一层土方，每层土方的深度至少为3.5米，然后在所述方形超深永久基坑内施工所述方形内衬墙，同时在每层所述方形内衬墙下部水平设置方形环梁，并将所述方形环梁与上述桩柱一体内环支撑桩相连，使所述桩柱一体内环支撑桩和所述方形环梁形成桩柱一体内环支撑结构对所述方形内衬墙和所述连续墙进行支撑；同时在每层方形内衬墙墙壁上设一圈与所述方形环梁标高相对应的腰梁，并在所述腰梁处水平构建内支撑，以进一步提高对方形超深永久基坑的整体支护能力；

S5：待所述方形内衬墙强度达到设计要求后；再依次重复S3和S4，直至从上至下建造完成整个所述方形内衬墙、圆环形内衬墙和所述桩柱一体内环支撑结构，最后施工底板；

通过上述步骤，形成了方圆组合超深永久基坑的土方开挖和内衬墙“多层一次开挖、逆顺结合”的高效建造方法，确保圆环形超深永久基坑施工进度至少快于方形超深永久基坑两层土方深度；高效建造形成方圆组合超深永久基坑“连续墙+桩柱一体内环支撑结构+内衬墙”——“墙墙内环支撑桩”支护结构、两个基坑相交处形成“双内环支撑结构撑墙”和“双梁夹墙”的支护结构。

进一步地，所述桩柱一体内环支撑桩的中线距所述连续墙的中心线1.8m～8m。

进一步地，同一基坑内相邻的两个所述桩柱一体内环支撑桩的间距为3.5m～10m。

进一步地，所述环形暗梁的长度长于方圆组合超深永久基坑相交处的长度，以确保有效控制方圆组合超深永久基坑相交处连续墙的应力集中。

进一步地，所述环形暗梁的两端分别向相交处的外部延伸一个完整的连续墙槽段宽度。

进一步地，在所述圆环形内衬墙内部的所述环形暗梁的标高与所述方形超深永久基坑腰梁的标高相同。

进一步地，所述桩柱一体内环支撑桩分别垂直布置在所述方形内衬墙外部和所述圆环形内衬墙外部，并且，每层方形内衬墙和圆环形内衬墙下部还设有与所述桩柱一体内环支撑桩相对应的径向连梁，所述径向连梁一端与所述连续墙相连，另一端与所述桩柱一体内环支撑桩相连，将所述桩柱一体内环支撑桩、所述连续墙、所述环形梁、所述径向连梁以及对应的内衬墙共同连成一个整体，实现所述桩柱一体内环支撑桩在内衬墙外部对所述内衬墙和所述连续墙进行支撑。

进一步地，所述桩柱一体内环支撑桩采用斜向设置的方式分别布置在所述方形内衬墙外部和所述圆环形内衬墙外部，并且，每层所述内衬墙下部设置与所述桩柱一体内环支撑桩相对应的径向连梁，所述径向连梁一端与所述连续墙相连，另一端与所述桩柱一体内环支撑桩相连，将所述桩柱一体内环支撑桩、所述连续墙、所述环形梁、所述径向连梁以及对应的内衬墙共同连成一个整体，使所述桩柱一体内环支撑桩在对所述内衬墙和所述连续墙进行斜向支撑的同时，还能承受一定横向水土压力，进一步提高所述连续墙抵抗水土压力的能力。

进一步地，所述桩柱一体内环支撑桩为钢筋混凝土桩、预制桩、钢结构桩或是钢与混凝土的组合桩。

本发明有益效果是：

1.由于在方形和圆环形超深永久基坑中均提出了“连续墙+桩柱一体的内环支撑桩+内衬墙”的“墙墙支撑桩”支护结构、两个基坑相交处形成了“双内环支撑结构撑墙”

和“双梁夹墙”的支护结构，大幅减少方圆组合超深永久基坑间的互相影响和应力集中，提高了整体支护能力和抗变形能力、耐久性，可有效应对周边土层分布不均匀、土方开挖不均匀、周边的堆载不均匀、土层开挖的深度不一致和不对称、近接地下空间等不利情况，有效控制方圆组合超深永久基坑的安全风险，满足50年

～100年服役要求。

2.解决了方形和圆环形超深永久基坑内衬墙与连续墙之间施工缝存在较大弯剪应力和内衬墙之间施工缝存在较大拉应力，从而极易开裂而产生渗漏水的工程技术难题，从而使得基坑支护结构可以满足超深永久基坑使用寿命50年～100年不发生渗漏水的功能要求和结构耐久性要求。并且本基坑支护结构还能直接作为地下主体结构的一部分，有效避免了资源浪费和环境污染，缩短了施工周期，降低了施工风险，减少了工程造价。

3.由于提出了“连续墙+桩柱一体的内环支撑桩+内衬墙”的“墙墙支撑桩”的方圆组合超深永久基坑的支护结构，从而形成了圆环形超深永久基坑“多层一次开挖，逆顺结合”新的设计和施工工艺，例如一次可以开挖7.5m深的土方(即以2.5m高为一小层，连续向下开挖三小层土方，共计高7.5m的一大层土方)，然后连续向上顺做施工三层内衬墙(即每层施工2.5m高内衬墙)或两层内衬墙(即每层施工3.75m高内衬墙)，突破了传统圆环形超深永久基坑内衬墙始终以3m一层(环)向下逐层(环)逆作施工的设计和施工瓶颈、大幅提高了工效，实现了在一个长江主汛期周期内完成圆环形超深永久基坑的施工。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种方圆组合超深永久基坑支护结构的立体图；

图2为本发明实施例提供的一种方圆组合超深永久基坑支护结构的俯视图；

图3为本发明实施例提供的一种方圆组合超深永久基坑支护结构的桩柱一体内环支撑桩垂直设置在内衬墙内的剖视图；

图4为本发明实施例提供的一种方圆组合超深永久基坑支护结构的桩柱一体内环支撑桩垂直设置在内衬墙外的剖视图；

图5为本发明实施例提供的一种方圆组合超深永久基坑支护结构的桩柱一体内环支撑桩倾斜设置在内衬墙外的剖视图；

图6为传统超深永久基坑支护结构的内衬墙与连续墙之间和内衬墙上下之间的施工缝受力情况剖视图；其中P为下层内衬墙作用在上层内衬墙上的拉应力，M为内衬墙作用在连续墙上的弯曲应力，F为内衬墙对连续墙产生的剪应力。

图中：1-连续墙，2-桩柱一体内环支撑桩，3-圆环形内衬墙，4-方形内衬墙，5-圆环形梁，6-方形环梁，7-环形暗梁，8-腰梁，9-径向连梁，10-内支撑，11-土层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

实施例一：

本发明提供了一种方圆组合超深永久基坑支护结构的高效建造方法，具体如图1至图5所示，包括如下步骤：

S1：构建方形和圆环形超深永久基坑的连续墙1；所述连续墙1沿基坑边缘采用钢筋混凝土浇筑而成，用于对方形超深永久基坑和圆环形超深永久基坑进行支护；

在此步骤中，所述连续墙1先采用挖槽机械，沿着方圆组合超深永久基坑的周边轴线，在泥浆护壁条件下，开挖出一条狭长的深槽，清槽后，在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法灌筑水下混凝土筑成一个单元槽段，如此逐段进行，从而在土层11下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁，作为方形和圆环形超深永久基坑的截水、防渗、承重、挡水结构。

S2：构建桩柱一体内环支撑桩2；在方形超深永久基坑和圆环形超深永久基坑的沿所述连续墙1构建若干桩柱一体内环支撑桩2；

在此步骤中，先根据在基坑上测量的点位，利用成孔设备沿圆环形基坑和方形超深永久基坑的连续墙1内侧以3.5m～10m的间距成孔，然后吊放钢筋笼，并浇筑混凝土构成桩柱一体内环支撑桩2。当后续对基坑土方进行开挖时，所述桩柱一体内环支撑桩2便会逐渐露出地面，作为支撑柱来对内衬墙和连续墙1进行支撑。

当然，所述桩柱一体内环支撑桩2不仅可以是上述的钢筋混凝土桩、也可以为预制桩、钢结构桩、或是钢与混凝土的组合桩。

S3：在圆环形超深永久基坑中开挖土方、构建圆环形内衬墙3、圆环形梁5以及环形暗梁7；所述圆环形内衬墙3和圆环形梁5均采用钢筋混凝土浇筑而成，由于增加了所述桩柱一体内环支撑桩2，使得本发明中的圆环形内衬墙3的绝大部分荷载由桩柱一体内环支撑桩2承担，因此本发明对圆环形超深永久基坑和圆环形内衬墙3采用“多层一次开挖、逆顺结合”的建造方法。

具体的，在本实施例中，先将圆环形超深永久基坑连续向下开挖三层土方(每层土方的深度为3米，共计深9m)，然后以所述桩柱一体内环支撑桩2作为主要支撑，采用由下至上分三层(每层3m高)逐层向上顺做的方式施工圆环形内衬墙3。需要补充说明的是，从整个超深永久基坑总体上讲，逐层向下每一大层施工9m高圆环形内衬墙3，称之为逆作；但是，由于每一大层9m高的圆环形内衬墙3又是分为三层向上施工，称之为顺作；即总体上是逆作，但分层向上施工圆环形内衬墙3又是顺做，因此，本发明提供的这种新的设计和施工工艺称之为“多层一次开挖，逆顺结合”。

在对圆环形内衬墙3进行施工的同时，还在每层圆环形内衬墙3下部水平设置圆环形梁5，并将所述圆环形梁5与上述桩柱一体内环支撑桩2相连，使所述桩柱一体内环支撑桩2和所述圆环形梁5形成桩柱一体内环支撑结构来对所述圆环形内衬墙3和所述连续墙1进行支撑；通过桩柱一体内环支撑结构对圆环形内衬墙3进行支撑，高效改变了如图6所示的现有技术中将圆环形内衬墙3的全部荷载由圆环形内衬墙3与连续墙1之间的连接施工缝承担的不利受力状态，大幅减少圆环形内衬墙3与连续墙1支护结构之间的弯剪应力，同时有效改变了上下相邻的两层圆环形内衬墙3之间施工缝承担拉应力的不利受力状态，从而高效解决了上下相邻的两层圆环形内衬墙3之间施工缝、圆环形内衬墙3与连续墙1之间施工缝开裂、漏水的重大工程技术难题，并大幅减少方圆组合超深永久基坑之间的互相影响，提高了整体支护能力和抗变形能力、支护结构的安全性能。另一方面，突破传统设计和施工的技术路线和技术瓶颈，提出“多层一次开挖、逆顺结合”的高效建造方法对圆环形超深永久基坑和圆环形内衬墙3进行施工，使得圆环形超深永久基坑能够一次性向下开挖的深度更深(即一次性能够下挖三层，每层3m，共计9m高)，并使圆环形内衬墙3能够从下至上分三层(每层3m)连续高效顺作施工，不仅更易于连成整体，不易出现渗漏水，而且施工效率更高，施工周期更短，大幅提高建造效率；

由于方圆组合超深永久基坑相交处的连续墙1为整个连续墙的薄弱环节，因此在施工圆环形内衬墙3的同时，还在方圆组合超深永久基坑相交处的圆环形超深永久基坑的圆环形内衬墙3内部水平构建有环形暗梁7，所述环形暗梁7也由钢筋混凝土浇筑而成，通过所述环形暗梁7对方圆组合超深永久基坑相交处连续墙进行进一步加强，在所述连续墙1的两侧形成“双梁夹墙”的支护结构，进一步增强支护结构整体性的耐久性。并且，在此步骤中，所述环形暗梁7的标高与方形超深永久基坑的腰梁8的标高相对应，所述环形暗梁7的长度长于方圆组合超深永久基坑相交处的长度，即所述环形暗梁7的两端分别向相交处的外部延伸一个完整的连续墙1槽段宽度，以确保有效控制方圆组合超深永久基坑相交处连续墙1的应力集中。

S4：待上述圆环形内衬墙3强度达到设计要求后，在方形超深永久基坑中开挖土方、构建方形内衬墙4和方形环梁6、腰梁8、内支撑10；先将方形超深永久基坑向下开挖一层土方，每层土方的深度至少为3.5米，然后在所述方形超深永久基坑内施工方形内衬墙4，同时在每层方形内衬墙4下部水平设置所述方形环梁6，并将所述方形环梁6与上述桩柱一体内环支撑桩2相连，使所述桩柱一体内环支撑桩2和所述方形环梁6形成桩柱一体内环支撑结构来对所述方形内衬墙4和所述连续墙1进行支撑；

并且，在此步骤中，每层方形内衬墙4墙壁上还设有一圈与所述方形环梁6标高相同的腰梁8，所述腰梁8上还水平构建有方形超深永久基坑的内支撑10，以进一步提高对方形超深永久基坑的整体支护能力。

S5：待方形内衬墙4强度达到设计要求后，再依次重复上述S3～S4，直至从上至下建造完成整个所述方形内衬墙4、所述圆环形内衬墙3和所述桩柱一体内环支撑结构，最后施工底板；

通过上述步骤，形成了方圆组合超深永久基坑的土方开挖和内衬墙“多层一次开挖、逆顺结合”的高效建造方法，确保圆环形超深永久基坑施工进度至少快于方形超深永久基坑两层土方深度；高效建造形成方圆组合超深永久基坑“连续墙+桩柱一体内环支撑结构+内衬墙”——“墙墙内环支撑桩”支护结构、两个基坑相交处形成“双内环支撑结构撑墙”和“双梁夹墙”(即在所述连续墙1的两侧均有桩柱一体内环支撑结构、在所述连续墙1的两侧的方形内衬墙4和圆环形内衬墙3上分别有腰梁8和环形暗梁7)的支护结构。

进一步地，所述桩柱一体内环支撑桩2的中线距所述连续墙1的中心线1.8m～8m，使所述桩柱一体内环支撑结构能够根据不同的使用和施工要求对内衬墙进行灵活支撑。如图1至图3所示，当内衬墙较厚或需要桩柱一体内环支撑桩2承担基坑水土压力较小时，将所述桩柱一体内环支撑桩2垂直布置在内衬墙内部，以提高对内衬墙和所述连续墙1的整体支撑效果。

如图4所示，当内衬墙的厚度较薄或需要桩柱一体内环支撑桩2承担基坑水土压力较大时，将所述桩柱一体内环支撑桩2垂直布置在内衬墙外部，并分别在所述方形内衬墙4和所述圆环形内衬墙3的底部设置与所述桩柱一体内环支撑2桩相对应的径向连梁9，所述径向连梁9一端与连续墙1相连，另一端与所述桩柱一体内环支撑桩2相连，从而使所述连续墙1、圆环形内衬墙3、桩柱一体内环支撑桩2以及圆环形梁5共同连成一个整体(或使所述连续墙1、方形内衬墙4、桩柱一体内环支撑桩2以及方形环梁6共同连成一个整体)；实现在内衬墙外部的对所述内衬墙和所述连续墙1进行支撑，使其能有效承受钢筋混凝土内衬墙的大部分荷载以及圆环形超深永久基坑和方形超深永久基坑发生漂移时的部分水平力。

同样的，如图5所示，所述桩柱一体内环支撑桩2还可以采用斜向设置的方式布置在内衬墙外部，并在每层内衬墙底部设置径向连梁9，从而将所述连续墙1、圆环形内衬墙、桩柱一体内环支撑桩2以及圆环形梁5共同连成一个整体(或将所述连续墙1、方形形内衬墙、桩柱一体内环支撑桩2以及方形环梁6共同连成一个整体)；使所述桩柱一体内环支撑桩2在对所述内衬墙和所述连续墙1进行斜向支撑的同时，还能承受一定横向压力，进一步提高所述连续墙1的抵抗水土压力的能力。

值得一提的是，本发明中的桩柱一体内环支撑桩2与传统的超深基坑的排桩支护桩虽然外观相似，但安装方式和作用却有着根本不同的特点，即传统的排桩支护桩为连续小间距密布方式，间距较小，一般间距为0.5米～0.8米，坑外支护桩也为连续小间距密布方式，间距较小，一般间距为0.5米～2.0米，坑外支护桩与被支护的土体紧密相连设置，主要承担土体传来的水平力，同时起到挡土的作用，坑内支护桩如果大间距布置则会出现桩间漏水、流土的情况；尤其是传统的双排桩支护方式在土方开挖之前，已在双排桩的顶部设冠梁和压顶梁将双排桩顶部相连(但其他标高处无法相连)，即将前排桩(坑内桩)和后排桩(坑外桩)在桩顶连成整体后，再进行土方开挖，土方开挖后前排支护桩和后排支护桩同时共同受力。而本发明的桩柱一体内环支撑桩2与上述排桩的设置位置不同、受力不同、连接方式不同、发挥的作用不同，一是本发明的桩柱一体内环支撑桩2设置在基坑内部，而不是基坑外部；二是基坑开挖前，由于本发明的桩柱一体内环支撑桩2尚未与连续墙1直接相连，基坑开挖土方后连续墙1已经开始受力时，而位于基坑内部的桩柱一体内环支撑桩2尚未受力；由于先进行土方开挖再施工内衬墙，然后再将内衬墙与连续墙1通过桩柱一体内环支撑结构2相连成整体，待内衬墙的混凝土强度达到设计要求后，再继续向下开挖土方时，桩柱一体内环支撑桩2才开始与连续墙1共同受力。三是桩柱一体内环支撑桩2与连续墙1在每层内衬墙处均相连；四是桩柱一体内环支撑桩2采用大间距布置，间距为3.5m～10m，且不与被支护的土体紧密相连，主要起支撑内衬墙竖向荷载的作用，同时承担一定的水平力。

本发明通过在内衬墙中或内衬墙外增加桩柱一体内环支撑结构，由桩柱一体内环支撑桩2承担所述内衬墙的绝大部分荷载，所述桩柱一体内环支撑结构与所述连续墙1和内衬墙共同形成“连续墙1+内衬墙+内环桩柱一体内环支撑结构”的“墙墙支撑桩”新型支护结构，解决了传统技术导致所述内衬墙与所述连续墙1之间施工缝存在较大弯剪应力、所述内衬墙上下之间施工缝存在较大拉应力，从而极易开裂而产生渗漏水的工程技术难题。并在方圆组合超深永久基坑相交处的圆环形内衬墙3内部位于方形基坑内支撑10的对应标高处设置环形暗梁7，对方圆组合超深永久基坑相交处的所述连续墙1形成“双梁夹墙”的支护结构，大幅减少方圆组合超深永久基坑之间的互相影响，提高了永久支护结构的耐久性，并提高方圆组合超深永久基坑整体支护能力和抗变形能力，满足50年～100年的服役要求。同时通过对圆环形超深永久基坑实施“多层一次开挖，逆顺结合”、圆环形超深永久基坑施工进度至少快于方形超深永久基坑三层土方深度的新的设计和施工工艺和方法，突破了传统施工工艺中圆环形超深基坑内衬墙始终只能以3m一层(环)向下逐层(环)逆作施工方式，大幅提高了工作效率，缩短了施工周期，实现了40m超深永久基坑在一个长江主汛期周期内高效安全完成方圆组合超深永久基坑支护结构的目标。

实施例二：

与实施例一相比，本发明提供的这种方圆组合超深永久基坑支护结构的高效建造方法与实施例一基本相同，区别在于：在S3中，在对圆环形超深永久基坑中开挖土方、构建圆环形内衬墙3、圆环形梁5以及环形暗梁7时，当圆环形超深永久基坑连续向下开挖出9m深的一大层土方后，所述圆环形内衬墙3还可以以所述桩柱一体内环支撑桩2作为主要支撑，采用由下至上分两层(每层4.5m高)逐层向上顺做的方式施工所述圆环形内衬墙3，从而更加高效快速的进行施工，进一步缩短施工周期。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种方圆组合超深永久基坑支护结构的高效建造方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：构建方形和圆环形超深永久基坑的连续墙；所述连续墙沿基坑边缘采用钢筋混凝土浇筑而成，用于对方形超深永久基坑和圆环形超深永久基坑进行支护；

S2：构建桩柱一体内环支撑桩；在方形超深永久基坑和圆环形超深永久基坑的平面内部沿连续墙构建若干桩柱一体内环支撑桩；

其中，所述桩柱一体内环支撑桩分别垂直布置在方形内衬墙外部和圆环形内衬墙外部，并且，每层方形内衬墙和圆环形内衬墙下部还设有与所述桩柱一体内环支撑桩相对应的径向连梁，所述径向连梁一端与所述连续墙相连，另一端与所述桩柱一体内环支撑桩相连，将所述桩柱一体内环支撑桩、所述连续墙、环形梁、所述径向连梁以及对应的内衬墙共同连成一个整体，实现所述桩柱一体内环支撑桩在内衬墙外部对内衬墙和连续墙进行支撑；

所述桩柱一体内环支撑桩或采用斜向设置的方式分别布置在方形内衬墙外部和圆环形内衬墙外部，并且，每层所述内衬墙下部设置与所述桩柱一体内环支撑桩相对应的径向连梁，所述径向连梁一端与所述连续墙相连，另一端与所述桩柱一体内环支撑桩相连，将所述桩柱一体内环支撑桩、所述连续墙、环形梁、所述径向连梁以及对应的内衬墙共同连成一个整体，使所述桩柱一体内环支撑桩在对所述内衬墙和所述连续墙进行斜向支撑的同时，还能承受一定横向水土压力，进一步提高所述连续墙抵抗水土压力的能力；

所述桩柱一体内环支撑桩为钢筋混凝土桩、预制桩、钢结构桩或是钢与混凝土的组合桩；

S3：在圆环形超深永久基坑中开挖土方、构建圆环形内衬墙、圆环形梁、环形暗梁；对圆环形超深永久基坑和所述圆环形内衬墙采用“多层一次开挖、逆顺结合”的高效建造方法，即先将圆环形超深永久基坑连续向下开挖至少两层土方，每层土方的深度至少为2.5米，然后由下至上分至少两层逐层向上顺做的方式施工所述圆环形内衬墙，同时在每层所述圆环形内衬墙下部水平设置所述圆环形梁，并将所述圆环形梁与上述桩柱一体内环支撑桩相连，使所述桩柱一体内环支撑桩和所述圆环形梁形成桩柱一体内环支撑结构对所述圆环形内衬墙和所述连续墙进行支撑；同时在方圆组合超深永久基坑相交处的所述圆环形内衬墙内部水平构建环形暗梁；

其中：所述环形暗梁的长度长于方圆组合超深永久基坑相交处的长度，以确保有效控制方圆组合超深永久基坑相交处连续墙的应力集中；所述环形暗梁的两端分别向相交处的外部延伸一个完整的连续墙槽段宽度；所述环形暗梁的标高与方形超深永久基坑腰梁的标高相同；

S4：待上述圆环形内衬墙强度达到设计要求后，在方形超深永久基坑中开挖土方、构建方形内衬墙、方形环梁、腰梁、内支撑；先将方形超深永久基坑向下开挖一层土方，每层土方的深度至少为3.5米，然后在所述方形超深永久基坑内施工所述方形内衬墙，同时在每层所述方形内衬墙下部水平设置方形环梁，并将所述方形环梁与上述桩柱一体内环支撑桩相连，使所述桩柱一体内环支撑桩和所述方形环梁形成桩柱一体内环支撑结构对所述方形内衬墙和所述连续墙进行支撑；同时在每层方形内衬墙墙壁上设一圈与所述方形环梁标高相对应的腰梁，并在所述腰梁处水平构建内支撑，以进一步提高对方形超深永久基坑的整体支护能力；

S5：待所述方形内衬墙强度达到设计要求后；再依次重复S3和 S4，直至从上至下建造完成整个方形内衬墙、圆环形内衬墙和所述桩柱一体内环支撑结构，最后施工底板；

通过上述步骤，形成了方圆组合超深永久基坑的土方开挖和内衬墙“多层一次开挖、逆顺结合”的高效建造方法，确保圆环形超深永久基坑施工进度至少快于方形超深永久基坑两层土方深度；高效建造形成方圆组合超深永久基坑“连续墙+桩柱一体内环支撑结构+内衬墙”——“墙墙内环支撑桩”支护结构、两个基坑相交处形成“双内环支撑结构撑墙”和“双梁夹墙”的支护结构。

2.如权利要求1所述的一种方圆组合超深永久基坑支护结构的高效建造方法，其特征在于：所述桩柱一体内环支撑桩的中线距所述连续墙的中心线1.8m~8m。

3.如权利要求1所述的一种方圆组合超深永久基坑支护结构的高效建造方法，其特征在于：同一基坑内相邻的两个所述桩柱一体内环支撑桩的间距为3.5m~10m。