CN115404871B - 一种深基坑近接既有地下结构连通接驳施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种深基坑近接既有地下结构连通接驳施工方法，涉及深基坑施工领域，技术方案为，包括以下步骤：S1、桩后土体加固；S2、预开洞口上方设置槽钢交叉支撑；S3、既有桩体的部分切除；S4、已切除的桩体型钢梁横向支护加固；S5、第一排下部剩余桩体破除；S6、开洞上方和两侧设置大管棚并注浆加固；S7、第二排止水帷幕桩体的破除；S8、第三排桩体破除；S9、第四排桩体破除；S10、墙体破除并加固。本发明的有益效果是：采用“由上而下”，先进行上部桩体的破除，再进行下部桩体的破除；“先支后拆”，在拆除之前先进行支护，保证安全的前提下再进行桩的拆除。

Description

一种深基坑近接既有地下结构连通接驳施工方法
技术领域
本发明涉及深基坑施工领域，特别涉及一种深基坑近接既有地下结构连通接驳施工方法。
背景技术
在城市规划中，近地铁的工程多为商业综合体，为带动商业发展，地铁周边建筑经常会与地铁车站接驳连通，以达到合二为一的地铁交通商贸中心。但在不靠近地铁车站、却又有轨道交通贯穿地块的情况下，为增加商业潜能，在保证轨道交通正常运营的前提下，工程地块也需接驳连通形成整体，此类情况往往成为近地铁项目设计及施工的重点。对于地下轨道交通（或地铁）建设完成后需要重新设置通道时，主要设计方案是在既有结构侧壁预留通道结构进行接驳处理，使地下室整体连通。但由于地下结构受力复杂，在进行既有地下结构破除和接驳接口处理阶段往往存在巨大风险。特别是多线换乘地铁车站，如处理不当将对城市公共安全造成极大威胁。并且，新旧结构地基受力状态存在较大差异，极有可能发生新旧建筑不均匀沉降造成接口开裂甚至结构破坏，如何有效解决接驳接口受力与防水处理同样是地下结构连通接驳建设的关键。
通过近年来针对既有地下结构连通接驳问题的研究调研，可以看出连通接驳问题是近几年出现的复杂技术难题。前人研究探明了地铁车站结构开口对结构受力的影响规律，但研究主要集中在既有结构开洞对结构本身安全性的影响分析，但对于深基坑近接既有地下结构的连通接驳问题，往往涉及支护结构破除后的深基坑自身稳定性和周围岩土体应力状态问题，由于土体处于有限空间内，其内力分布更加复杂。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种深基坑近接既有地下结构连通接驳施工方法。
其技术方案为，包括以下步骤：
S1、桩后土体加固：在切桩前，应先对桩后土体进行注浆加固作业，注浆作业范围应为预开洞口的外缘。
S2、预开洞口上方设置槽钢交叉支撑：在预开洞口上方的第一排支护桩外侧设置槽钢交叉支撑，将预切除桩与两侧相邻不切除桩体连成整体，预开洞口上方的桩体上安装预埋件；
S3、既有桩体的部分切除：切桩的位置位于预切除洞口上方，切桩截面范围为第一排支护桩靠基坑一侧的半截面桩体，切除高度需满足型钢梁安装要求。
S4、已切除的桩体型钢梁横向支护加固：第一排支护桩半截面范围内的桩体部分切除完毕之后，对已切除的桩体型钢梁横向支护加固；
S5、第一排下部剩余桩体破除：第一排下部剩余桩体采用静力破除的方法将其破除至设计尺寸；
S6、开洞上方和两侧设置管棚并注浆加固：在破除第一排桩体后，在拟开洞上方和侧面向既有结构方向设置管棚并注浆加固，为加大管棚加固区域，管棚成“V”字形结构。
S7、第二排止水帷幕桩体的破除：
S8、第三排桩体破除；
S9、第四排桩体破除：其方法与步骤同第一排桩体；
S10、墙体破除并加固：三排桩体全部破除完成后，采用绳锯静力切割工艺，辅助轻型电镐配合破除墙体，墙体破除位置进行加固处理。
优选为，步骤S2中的预埋件包括矩形的钢板，所述钢板的板体上阵列设置若干个通孔，每个所述通孔内均设置一个长螺杆，所述长螺杆的一端与所述通孔固定连接；
所述钢板的中部开设长条槽，所述长条槽内滑动设置两个滑块，每个所述滑块上分别固定设置一个短钢杆。
优选为，由于桩体施工误差与地层差异，桩体位置往往并不一致，步骤S2中还包括以下两种情况：
S201、凸出桩体：安装预埋件时应将桩侧的弧面刨平，刨平面尺寸为钢板平面尺寸外扩50mm；
S202、凹陷桩体：按照预埋件长螺杆位置钻孔，将钢板上的长螺杆插入钻孔中，再在钢板四周支设模板，向模板内灌浆形成注浆体。
优选为，步骤S2的具体步骤为：将槽钢与钢板焊接连成整体，组成交叉桁架，在交叉支撑交点处安装一对平行的应变计。
优选为，步骤S3的具体步骤为：切桩的位置位于预切除洞口上方，切桩截面范围为第一排支护桩靠基坑一侧的半截面桩体，切除高度需满足型钢梁安装要求；
切桩时由中间向两侧对称切除；对于待破除桩体相邻两侧的两根桩体，则切除1/4截面。
优选为，步骤S4的具体步骤为：型钢梁连接方法包括钢垫板连接和预埋件连接；在待切除桩体底部截面上使用植筋胶加设钢垫板，在相邻不切除桩体上预埋钢板件，可便于型钢梁两端固定，型钢梁两端底部设置轴力计，在型钢梁的两端与预埋件、既有桩体钢筋进行焊接；焊接完成后进行封堵注浆，型钢梁上安装一对平行的应变计。
优选为，步骤S6的具体步骤为：当基坑支护结构与既有结构有距离时，其支护结构间土体在开洞施工过程中容易产生失稳破坏；
在破除第一排桩体后，在拟开洞上方和侧面向既有结构方向打入管棚并注浆加固，为加大管棚加固区域，管棚成“V”字形。
优选为，步骤S6还包括：破除止水帷幕时需及时进行前方土体的支护，采用超前小导管配合喷射混凝土的方式对止水帷幕后方洞周土体进行支护，同时开挖采用台阶法开挖；
格栅支护由两根钢立柱与一根型钢组成，位置位于两止水帷幕中点处。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：1、采用“由上而下”，先进行上部桩体的破除，再进行下部桩体的破除；“先支后拆”，在拆除之前先进行支护，保证安全的前提下再进行桩的拆除；“加固超前”，在拆除桩体前，即对土体进行加固，包括深孔注浆加固、管棚加固和超前小导管加固，保证施工安全。最大限度的降低了改造施工过程中对既有结构的影响，确保了既有结构的安全。
2、切除桩体前，预先使用交叉槽钢对第一排桩体进行加固，组成交叉桁架，以此增强支护结构的整体性，使连通接驳施工更加安全，以免造成不必要的人员伤亡以及经济损失。
3、通过型钢梁半截面桩体安装设置方法，可实现在完全破除桩体前，即采用型钢梁将上部预切除桩体的荷载传递至两侧不切除桩体，大大减小了上部桩体的变形，降低了破除桩体的危险性。
4、施工方案充分考虑到由于型钢梁造成的洞口尺寸问题，采用阶梯式开洞加固方式对开洞尺寸进行调整，满足后续施工的可行性，保证开洞、接驳施工作业空间。
5、剪力墙开洞采用绳锯静力切割工艺，辅助轻型电镐配合作业，有效的保障了既有车站剪力墙破除受力合理，安全受力体系转换，减少对既有结构稳定性产生影响。
6、新增预埋件安装方便，可灵活解决桩体位置不一的问题，并且预埋件钢板可拆卸回收，减少用料成本。
7、为了后期施工的安全和位移变形控制，采用型钢加固支护，并在型钢上安装应变计（便于实时监控型钢梁的受力变形），在型钢梁下面安装轴力计，从而保证施工作业面的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例的施工位置示意图。
图2为本发明实施例的槽钢交叉支撑示意图。
图3为本发明实施例的预埋件示意图。
图4为本发明实施例的S201突出桩体示意图。
图5为本发明实施例的S202凹陷桩体示意图。
图6为本发明实施例的既有桩体的部分切除示意图。
图7为本发明实施例的已切除桩体型钢梁横向支护加固示意图。
图8为本发明实施例的管棚加固示意图。
图9为本发明实施例的管棚加固区域的俯视图。
图10为本发明实施例的墙体破除示意图。
其中，附图标记为：1、地基；2、冠梁；3、预注浆区域；4、预开洞区域；5、槽钢；6、应变计；7、预埋件；8、钢板；9、长螺杆；10、长条槽；11、短钢杆；12、第一排桩；13、第二排桩；14、第三排桩；15、既有通道；16、第四排桩；17、型钢梁；18、轴力计；19、钢垫板；20、钢立柱；21、管棚；22、型钢；23、模板；24、注浆体。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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创造和简化描述，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创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
实施例1
参见图1至图10，本发明提供一种深基坑近接既有地下结构连通接驳施工方法，包括以下步骤：
S1、桩后土体加固：在切桩前，应先对桩后土体进行注浆加固作业，注浆作业范围应为预开洞口的外缘，预注浆区域3位于预开洞区域4的上方；
S2、预开洞口上方设置槽钢5交叉支撑：在预开洞口上方的第一排支护桩外侧设置槽钢5交叉支撑，将预切除桩与两侧相邻不切除桩体连成整体，预开洞口上方的桩体上安装预埋件7；
S3、既有桩体的部分切除：切桩的位置位于预切除洞口上方，切桩截面范围为第一排支护桩靠基坑一侧的半截面桩体，切除高度需满足型钢梁17安装要求。
S4、已切除的桩体型钢梁17横向支护加固：第一排支护桩半截面范围内的桩体部分切除完毕之后，对已切除的桩体型钢梁17横向支护加固；
S5、第一排下部剩余桩体破除：第一排下部剩余桩体采用静力破除的方法将其破除至设计尺寸；
S6、开洞上方和两侧设置管棚21并注浆加固：在破除第一排桩12体后，在拟开洞上方和侧面向既有结构方向设置管棚21并注浆加固，为加大管棚21加固区域，管棚21成“V”字形结构。
S7、第二排桩13体的破除：
S8、第三排桩14体破除；
S9、第四排桩16体破除：其方法与步骤同第一排桩12体；
S10、墙体破除并加固：三排桩体全部破除完成后，采用绳锯静力切割工艺，辅助轻型电镐配合破除墙体，墙体破除位置进行加固处理。
步骤S2中的预埋件7包括矩形的钢板8，所述钢板8的板体上阵列设置若干个通孔，每个所述通孔内均设置一个长螺杆9，所述长螺杆9的一端与所述通孔固定连接；
所述钢板8的中部开设长条槽10，所述长条槽10内滑动设置两个滑块，每个所述滑块上分别固定设置一个短钢杆11。
由于桩体施工误差与地层差异，桩体位置往往并不一致，步骤S2中还包括以下两种情况：
S201、凸出桩体：安装预埋件7时应将桩侧的弧面刨平，刨平面尺寸为钢板8平面尺寸外扩50mm；
S202、凹陷桩体：先按照预埋件7长螺杆9位置钻孔，将钢板8上的长螺杆9插入钻孔中，再在钢板8四周支模灌浆，将预埋件7与既有桩体结构牢固连接。
步骤S2的具体步骤为：将槽钢5与新增钢板8焊接连成整体，组成交叉桁架，在交叉支撑交点处安装一对平行的应变计6。
步骤S3的具体步骤为：桩体开始破除位置应根据设计洞口要求、型钢梁17的高度和架设数量确定，对洞口尺寸进行扩大，高度约扩大400-600mm，宽度根据设计洞口尺寸左右均扩大约桩体直径的范围；
切桩的位置位于预切除洞口上方，切桩截面范围为第一排支护桩靠基坑一侧的半截面桩体，切除高度需满足型钢梁17安装要求；
切桩时由中间向两侧对称切除，各桩体切除底面和侧面需保证平整光滑，保证型钢梁17安装时受力较为均匀；
对于待破除桩体相邻两侧的两根桩体，则切除1/4截面，原则上将混凝土破除，但原有钢筋保持原状，并使用钢丝刷将钢筋表面清理干净，需后续与型钢梁17共同浇筑受力。
步骤S4的具体步骤为：型钢梁17连接方法包括钢垫板19连接和预埋件7连接；在待切除桩体底部截面上使用植筋胶加设钢垫板19，在相邻不切除桩体上预埋钢板8件，可便于型钢梁17两端固定，型钢梁17两端底部设置轴力计18，在型钢梁17的两端与预埋件7、既有桩体钢筋进行焊接；焊接完成后进行封堵注浆，注浆材料可选水泥基材料或者植筋胶；为便于实时监测型钢22的受力变形情况，在型钢梁17上安装一对平行的应变计6。
步骤S6的具体步骤为：当基坑支护结构与既有结构有距离时，其支护结构间土体在开洞施工过程中容易产生失稳破坏。因此，在此工况时，应在破除第一排桩12体后，在拟开洞上方和侧面向既有结构方向打入管棚21并注浆加固，为加大管棚21加固区域，管棚21施作成“V”字形结构。
步骤S6还包括：同时在破除止水帷幕时需及时进行前方土体的支护，采用超前小导管配合喷射混凝土的方式对止水帷幕后方洞周土体进行支护，同时开挖采用台阶法开挖，确保开挖面前方土体稳定必要时可配合格栅支架支护，格栅支护由两根钢立柱20与一根型钢22组成，位置位于两止水帷幕中点处；为防止已破除结构的上部碎石渣土掉落，须挂网喷射素混凝土。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种深基坑近接既有地下结构连通接驳施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、桩后土体加固：在切桩前，应先对桩后土体进行注浆加固作业，注浆作业范围应为预开洞口的外缘；
S2、预开洞口上方设置槽钢（5）交叉支撑：在预开洞口上方的第一排支护桩外侧设置槽钢（5）交叉支撑，将预切除桩与两侧相邻不切除桩体连成整体，预开洞口上方的桩体上安装预埋件（7）；
S3、既有桩体的部分切除：切桩的位置位于预切除洞口上方，切桩截面范围为第一排支护桩靠基坑一侧的半截面桩体，切除高度需满足型钢梁（17）安装要求；
S4、已切除的桩体型钢梁（17）横向支护加固：第一排支护桩半截面范围内的桩体部分切除完毕之后，对已切除的桩体型钢梁（17）横向支护加固；
S5、第一排下部剩余桩体破除：第一排下部剩余桩体采用静力破除的方法将其破除至设计尺寸；
S6、开洞上方和两侧设置管棚（21）并注浆加固：在破除第一排桩（12）体后，在拟开洞上方和侧面向既有结构方向设置管棚（21）并注浆加固，为加大管棚（21）加固区域，管棚（21）成“V”字形结构；
S7、第二排桩（13）体的破除：
S8、第三排桩（14）体破除；
S9、第四排桩（16）体破除：其方法与步骤同第一排桩（12）体；
S10、墙体破除并加固：三排桩体全部破除完成后，采用绳锯静力切割工艺，辅助轻型电镐配合破除墙体，墙体破除位置进行加固处理。
2.根据权利要求1所述的深基坑近接既有地下结构连通接驳施工方法，其特征在于，步骤S2中的预埋件（7）包括矩形的钢板（8），所述钢板（8）的板体上阵列设置若干个通孔，每个所述通孔内均设置一个长螺杆（9），所述长螺杆（9）的一端与所述通孔固定连接；
所述钢板（8）的中部开设长条槽（10），所述长条槽（10）内滑动设置两个滑块，每个所述滑块上分别固定设置一个短钢杆（11）。
3.根据权利要求2所述的深基坑近接既有地下结构连通接驳施工方法，其特征在于，由于桩体施工误差与地层差异，桩体位置往往并不一致，步骤S2中还包括以下两种情况：
S201、凸出桩体：安装预埋件（7）时应将桩侧的弧面刨平，刨平面尺寸为钢板（8）平面尺寸外扩50mm；
S202、凹陷桩体：按照预埋件（7）长螺杆（9）位置钻孔，将钢板（8）上的长螺杆（9）插入钻孔中，再在钢板（8）四周支设模板（23），向模板（23）内灌浆形成注浆体（24）。
4.根据权利要求3所述的深基坑近接既有地下结构连通接驳施工方法，其特征在于，步骤S2的具体步骤为：将槽钢（5）与钢板（8）焊接连成整体，组成交叉桁架，在交叉支撑交点处安装一对平行的应变计（6）。
5.根据权利要求4所述的深基坑近接既有地下结构连通接驳施工方法，其特征在于，步骤S3的具体步骤为：切桩的位置位于预切除洞口上方，切桩截面范围为第一排支护桩靠基坑一侧的半截面桩体，切除高度需满足型钢梁（17）安装要求；
切桩时由中间向两侧对称切除；对于待破除桩体相邻两侧的两根桩体，则切除1/4截面。
6.根据权利要求5所述的深基坑近接既有地下结构连通接驳施工方法，其特征在于，步骤S4的具体步骤为：型钢梁（17）连接方法包括钢垫板（19）连接和预埋件（7）连接；在待切除桩体底部截面上使用植筋胶加设钢垫板（19），在相邻不切除桩体上预埋钢板（8）件，可便于型钢梁（17）两端固定，型钢梁（17）两端底部设置轴力计（18），在型钢梁（17）的两端与预埋件（7）、既有桩体钢筋进行焊接；焊接完成后进行封堵注浆，型钢梁（17）上安装一对平行的应变计（6）。
7.根据权利要求6所述的深基坑近接既有地下结构连通接驳施工方法，其特征在于，步骤S6的具体步骤为：当基坑支护结构与既有结构有距离时，其支护结构间土体在开洞施工过程中容易产生失稳破坏；
在破除第一排桩（12）体后，在拟开洞上方和侧面向既有结构方向打入管棚（21）并注浆加固，为加大管棚（21）加固区域，管棚（21）成“V”字形。
8.根据权利要求7所述的深基坑近接既有地下结构连通接驳施工方法，其特征在于，步骤S6还包括：破除止水帷幕时需及时进行前方土体的支护，采用超前小导管配合喷射混凝土的方式对止水帷幕后方洞周土体进行支护，同时开挖采用台阶法开挖；
格栅支护由两根钢立柱（20）与一根型钢（22）组成，位置位于两止水帷幕中点处。
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