CN116065601B - 一种减小深基坑偏压的加固结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减小深基坑偏压的加固结构及施工方法，包括位于高层建筑基坑围护结构和深基坑之间的隔离桩，隔离桩包括连梁、一排斜桩和一排直桩，斜桩的顶部和直桩的顶部均与连梁固定连接，斜桩和直桩一一对应设置；斜桩和直桩均包括桩孔、桩管和第一钢筋笼，第一钢筋笼位于桩管内，桩管位于桩孔内，桩孔、桩管和第一钢筋笼之间设有第一填充层，连梁包括水平设置的沟槽，沟槽内设有第二钢筋笼，直桩的桩管顶部和斜桩的桩管顶部均伸入第二钢筋笼内，且沟槽和第二钢筋笼之间设有第二填充层。本发明采用上述结构的减小深基坑偏压的加固结构及施工方法，利用隔离桩有效阻断高层建筑产生的偏压对新建深基坑造成不利影响。

Description

一种减小深基坑偏压的加固结构及施工方法

技术领域

本发明涉及深基坑加固技术领域，特别是涉及一种减小深基坑偏压的加固结构及施工方法。

背景技术

城市地铁车站多沿城市主干道敷设，为减小地铁施工对主干道交通的不利影响，车站多布设于主干道两侧，在城市的中心区域高楼大厦林立，高楼距离主干道两侧边缘距离较小，地铁车站基坑多为20～25m，有的基坑超过30m，紧邻车站基坑的高层建筑基坑深度多小于车站基坑，高层建筑基坑围护结构多为灌注桩或地连墙，高层建筑荷载通过围护结构传到地层，不可避免的对车站产生偏压，较大的偏压对近邻的车站基坑施工会带来安全隐患，严重时近邻的车站基坑发生变形等问题，对成型结构产生不利影响。

鉴于上述背景技术，有必要研发一种减小诸如车站基坑的深基坑偏压的加固结构及施工方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种减小深基坑偏压的加固结构及施工方法，解决近邻高层建筑的新建深基坑的安全问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种减小深基坑偏压的加固结构，包括位于高层建筑基坑围护结构和深基坑围护结构之间的隔离桩，所述隔离桩包括连梁、与高层建筑基坑围护结构的长度方向平行设置的一排斜桩和一排直桩，所述斜桩的顶部和所述直桩的顶部均与所述连梁固定连接，所述斜桩到所述高层建筑基坑围护结构的距离小于所述直桩到所述高层建筑基坑围护结构的距离，所述斜桩和所述直桩一一对应设置；

所述斜桩和所述直桩均包括桩孔、桩管和第一钢筋笼，所述第一钢筋笼位于所述桩管内，所述桩管位于所述桩孔内，所述桩孔、所述桩管和所述第一钢筋笼之间设有第一填充层，所述直桩的桩孔竖直设置，所述斜桩的桩孔与所述直桩的桩孔之间设有夹角，所述连梁包括水平设置的沟槽，所述沟槽内设有第二钢筋笼，所述直桩的桩管顶部和所述斜桩的桩管顶部均伸入所述第二钢筋笼内，且所述沟槽和所述第二钢筋笼之间设有第二填充层。

优选的，相邻的两个斜桩之间、相邻的两个直桩之间均间隔1米。

优选的，所述第一填充层为水灰质量比为1:1的水泥浆层，所述第二填充层为混凝土。

优选的，所述第一钢筋笼和所述第二钢筋笼均包括相互连接的箍筋和主筋，所述主筋沿所述箍筋的周边均匀分布。

优选的，所述桩管为钢管，单根钢管长度不足时采用对接焊接，焊缝处增设长度0.3m的套管，套管两端与钢管外周焊接。

优选的，所述桩管上设有沿其长度方向均匀分布的注浆孔。

一种减小深基坑偏压的加固结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：高层建筑结构调查：施工现场踏勘，核对待建深基坑与高层建筑的实际位置，调查高层建筑的结构型式、围护结构、桩基结构及施工情况，探勘高层建筑的实际水文地质、周边工程环境情况，调查高层建筑的质量情况、待建深基坑处水文地质情况、深基坑与高层建筑的最小间距；

步骤2：计算高层建筑对地层的应力值：根据步骤1中高层建筑调查资料，核算高层建筑质量，根据桩基结构计算高层建筑对地层的应力值；

步骤3：隔离桩设计方案确认、验算：根据高层建筑对地层的应力值确定对待建深基坑的影响程度，设计隔离桩，验算隔离桩的承载力，确认隔离桩设计方案的可靠性；

步骤4：隔离桩施工：先进行场地平整、制作桩管，其次施工斜桩，即根据步骤三中的隔离桩设计方案进行斜桩的钻孔和清孔、下斜桩的桩管及第一钢筋笼、注浆管路检查、实施斜桩注浆以完成斜桩的第一填充层的施工，然后施工直桩，即根据步骤三中的隔离桩设计方案进行直桩的钻孔和清孔、下直桩的桩管及第一钢筋笼、注浆管路检查、实施直桩注浆以完成直桩的第一填充层的施工，最后根据步骤三中的隔离桩设计方案开挖连梁的沟槽、施工垫层、绑设第二钢筋笼，斜桩和直桩的桩管顶端均置于第二钢筋笼内，支设模板，浇筑混凝土以完成第二填充层的施工，形成可靠连梁。

优选的，斜桩钻孔时和直桩钻孔时时均采用间隔钻孔方法，钻孔间隔2～5个孔位。

优选的，隔离桩与深基坑围护结构冲突时先施工隔离桩，待深基坑围护结构开挖时，在深基坑围护结构外周施工圈梁后将冲突部分割除。

因此，本发明采用上述结构的减小深基坑偏压的加固结构及施工方法，解决了近邻高层建筑的新建深基坑的安全问题，隔离桩的实施有效阻断高层建筑产生的偏压对新建深基坑造成不利影响，结构受力稳定、施工工艺简单、成本低，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明减小深基坑偏压的加固结构的施工方法的实施例的流程图；

图2是本发明减小深基坑偏压的加固结构中隔离桩的实施例的结构示意图；

图3是本发明减小深基坑偏压的加固结构中直桩的实施例的横截面示意图；

图4是本发明减小深基坑偏压的加固结构中桩管的实施例的结构示意图；

图5是本发明减小深基坑偏压的加固结构的施工方法中直桩或斜桩的实施例的施工流程图；

图6是本发明减小深基坑偏压的加固结构的施工方法中隔离桩与深基坑围护结构冲突时圈梁结构实施例的示意图；

图7是本发明减小深基坑偏压的加固结构的施工方法中桩管对接焊接示意图；

图8是图1中A处的放大图。

附图标记

1、高层建筑基坑围护结构；2、深基坑围护结构；3、隔离桩；31、连梁；32、斜桩；33、直桩；4、桩管；5、第一钢筋笼；51、箍筋；52、主筋；6、套管；7、圈梁；8、注浆孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

一种减小深基坑偏压的加固结构，包括位于高层建筑基坑围护结构1和深基坑围护结构2之间的隔离桩3，隔离桩3包括连梁31、与高层建筑基坑围护结构1的长度方向平行设置的一排斜桩32和一排直桩33，斜桩32的顶部和直桩33的顶部均与连梁31固定连接，斜桩32到高层建筑基坑围护结构1的距离小于直桩33到高层建筑基坑围护结构1的距离。斜桩32和直桩33一一对应设置，相邻的两个斜桩32之间、相邻的两个直桩33之间均间隔1米。

斜桩32和直桩33均包括桩孔、桩管4和第一钢筋笼5，第一钢筋笼5位于桩管4内，桩管4位于桩孔内，桩孔、桩管4和第一钢筋笼5之间设有第一填充层，第一填充层为水灰质量比为1:1的水泥浆层。桩管4上设有沿其长度方向均匀分布的注浆孔8，注浆孔8方便将第一填充层流至桩孔内，进而利用第一填充层实现桩孔、桩管4和第一钢筋笼5的连接固定。桩管4为钢管，单根钢管长度不足时采用对接焊接，焊缝处增设长度0.3m的套管6，套管6两端与钢管外周可靠焊接。直桩33的桩孔竖直设置，斜桩32的桩孔与直桩33的桩孔之间设有夹角，斜桩32和直桩33形成近似的三角形结构，有效阻断高层建筑产生的偏压对新建深基坑造成不利影响。

连梁31包括水平设置的沟槽，沟槽内设有第二钢筋笼，直桩33的桩管4顶部和斜桩32的桩管4顶部均伸入第二钢筋笼内，且沟槽和第二钢筋笼之间设有第二填充层，第二填充层为混凝土，如C40混凝土。第一钢筋笼5和第二钢筋笼均包括相互连接的箍筋51和主筋52，主筋52沿箍筋51的周边均匀分布。

本实施例是为了减小济南地铁4号线段店站基坑偏压的加固结构施工，如图1所示，加固结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：高层建筑结构调查：施工现场踏勘，核对待建深基坑与高层建筑的实际位置，调查高层建筑的结构型式、围护结构、桩基结构及施工情况，探勘高层建筑的实际水文地质、周边工程环境情况，调查高层建筑的质量情况、待建深基坑处水文地质情况、深基坑与高层建筑的最小间距。

济南地铁4号线段店站位于经十路南侧，沿东西向敷设，地下两层岛式车站。车站西南侧为28层在建商住楼，东南侧为财富时代广场停车场及6层舜和酒店停车场，车站D号出入口距高层建筑基坑约10m。车站所处地层从上至下依次为杂填土、粉质黏土、粉质黏土、全风化闪长岩、强风化闪长岩，车站底板位于粉质黏土层；场地以第四纪松散层孔隙水为主，含水层为砂层、粉质黏土层、碎石层和卵石层为主，水位埋深2.2m～11.9m，水位标高24.3m～42.0m。

步骤2：计算高层建筑对地层的应力值：根据步骤1中高层建筑调查资料，核算高层建筑质量，根据桩基结构计算高层建筑对地层的应力值。

步骤3：隔离桩设计方案确认、验算：根据高层建筑对地层的应力值，采用有限元计算并确定对待建深基坑的影响程度，设计隔离桩3，隔离桩3的结构示意图如图2中所示。采用有限元及力学计算公式验算隔离桩3的承载力，确认隔离桩3设计方案的可靠性。

根据工程实际的水文地质、工程环境情况，本工程中隔离桩3设计方案为：斜桩32的桩孔的倾斜角度为15°，直桩33与斜桩32的顶部中心相距0.3m，相邻两个直桩33之间、相邻两个斜桩32之间的距离均为1.0m，斜桩32和直桩33的桩管4均为Φ219×16的钢管，钢管上设有沿其长度方向均匀分布的注浆孔8，本实施例中注浆孔8设有相错设置的两列，第一钢筋笼5的主筋52为4×Φ20螺纹钢筋HRB400，箍筋51为Φ12圆钢，第二钢筋笼的主筋52为4×Φ25螺纹钢筋HRB400，上下水平面为6根钢筋，竖直面4根钢筋，箍筋51为Φ12螺纹钢筋HRB400，连梁31的横断面为0.8×0.6m。如图7所示，单根钢管长度不足时采用对接焊接，钢管的接长根据现场施工情况可接长后吊装放入成孔中，也可下放过程焊接，焊缝处增设长0.3m的Φ245×12套管6，Φ219钢管材质的桩管4在焊接前加工焊接坡口8×45°，对接焊口应平滑，保证Φ245×12套管6顺利穿入后可靠焊接，焊缝高度不低于5mm，钢管接头处的注浆孔8可适当调整。

步骤4：隔离桩3施工：先进行场地平整、制作桩管4，其次施工斜桩32，即根据步骤三中的隔离桩设计方案进行斜桩32的钻孔和清孔、下斜桩32的桩管4及第一钢筋笼5、注浆管路检查、实施斜桩32注浆以完成斜桩32的第一填充层的施工，然后施工直桩33，即根据步骤三中的隔离桩3设计方案进行直桩33的钻孔和清孔、下直桩33的桩管及第一钢筋笼5、注浆管路检查、实施直桩33注浆以完成直桩33的第一填充层的施工。斜桩32钻孔时和直桩33钻孔时均采用间隔钻孔方法，钻孔间隔2～5个孔位。最后根据步骤三中的隔离桩3设计方案开挖连梁31的沟槽、施工垫层、绑设第二钢筋笼，斜桩32和直桩33的桩管4顶端均置于第二钢筋笼内，支设模板，浇筑混凝土以完成第二填充层的施工，形成可靠连梁31。

本实施例中注浆时，水泥浆水灰比：1:1(质量比)；注浆压力：0.3MPa；浆液扩散半径0.5m；注浆标准：1)注浆压力达到设计设计注浆量的80％以上时；2)注浆压力为达到终压，注浆量已达到设计注浆量的1.5倍，且无漏浆现象，可节省单孔注浆。

本步骤中隔离桩3与深基坑围护结构2冲突时先施工隔离桩3，待深基坑围护结构2开挖时，在深基坑围护结构2外周施工圈梁7后将冲突部分割除，圈梁7可作为围护结构的组成部分，根据实际施工情况优化调整。

因此，本发明采用上述结构的减小深基坑偏压的加固结构及施工方法，解决了近邻高层建筑的新建深基坑的安全问题，隔离桩的实施有效阻断高层建筑产生的偏压对新建深基坑造成不利影响，结构受力稳定、施工工艺简单、成本低，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种减小深基坑偏压的加固结构，其特征在于：包括位于高层建筑基坑围护结构和深基坑围护结构之间的隔离桩，所述隔离桩包括连梁、与高层建筑基坑围护结构的长度方向平行设置的一排斜桩和一排直桩，所述斜桩的顶部和所述直桩的顶部均与所述连梁固定连接，所述斜桩到所述高层建筑基坑围护结构的距离小于所述直桩到所述高层建筑基坑围护结构的距离，所述斜桩和所述直桩一一对应设置；

所述斜桩和所述直桩均包括桩孔、桩管和第一钢筋笼，所述第一钢筋笼位于所述桩管内，所述桩管位于所述桩孔内，所述桩孔、所述桩管和所述第一钢筋笼之间设有第一填充层，所述直桩的桩孔竖直设置，所述斜桩的桩孔与所述直桩的桩孔之间设有夹角，所述连梁包括水平设置的沟槽，所述沟槽内设有第二钢筋笼，所述直桩的桩管顶部和所述斜桩的桩管顶部均伸入所述第二钢筋笼内，且所述沟槽和所述第二钢筋笼之间设有第二填充层；

所述第一钢筋笼和所述第二钢筋笼均包括相互连接的箍筋和主筋，所述主筋沿所述箍筋的周边均匀分布；

所述桩管为钢管，单根钢管长度不足时采用对接焊接，焊缝处增设长度0.3m的套管，套管两端与钢管外周焊接；

减小深基坑偏压的加固结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：高层建筑结构调查：施工现场踏勘，核对待建深基坑与高层建筑的实际位置，调查高层建筑的结构型式、围护结构、桩基结构及施工情况，探勘高层建筑的实际水文地质、周边工程环境情况，调查高层建筑的质量情况、待建深基坑处水文地质情况、深基坑与高层建筑的最小间距；

步骤2：计算高层建筑对地层的应力值：根据步骤1中高层建筑调查资料，核算高层建筑质量，根据桩基结构计算高层建筑对地层的应力值；

步骤3：隔离桩设计方案确认、验算：根据高层建筑对地层的应力值，确定对待建深基坑的影响程度，设计隔离桩，验算隔离桩的承载力，确认隔离桩设计方案的可靠性；

步骤4：隔离桩施工：先进行场地平整、制作桩管，其次施工斜桩，即根据步骤3中的隔离桩设计方案进行斜桩的钻孔和清孔、下斜桩的桩管及第一钢筋笼、注浆管路检查、实施斜桩注浆以完成斜桩的第一填充层的施工，然后施工直桩，即根据步骤3中的隔离桩设计方案进行直桩的钻孔和清孔、下直桩的桩管及第一钢筋笼、注浆管路检查、实施直桩注浆以完成直桩的第一填充层的施工，最后根据步骤3中的隔离桩设计方案开挖连梁的沟槽、施工垫层、绑设第二钢筋笼，斜桩和直桩的桩管顶端均置于第二钢筋笼内，支设模板，浇筑混凝土以完成第二填充层的施工，形成可靠连梁。

2.根据权利要求1所述的减小深基坑偏压的加固结构，其特征在于：相邻的两个斜桩之间、相邻的两个直桩之间均间隔1米。

3.根据权利要求2所述的减小深基坑偏压的加固结构，其特征在于：所述第一填充层为水灰质量比为1:1的水泥浆层，所述第二填充层为混凝土。

4.根据权利要求3所述的减小深基坑偏压的加固结构，其特征在于：所述桩管上设有沿其长度方向均匀分布的注浆孔。

5.根据权利要求1所述的减小深基坑偏压的加固结构，其特征在于：斜桩钻孔时和直桩钻孔时均采用间隔钻孔方法，钻孔间隔2～5个孔位。

6.根据权利要求2所述的减小深基坑偏压的加固结构，其特征在于：隔离桩与深基坑围护结构冲突时先施工隔离桩，待深基坑围护结构开挖时，在深基坑围护结构外周施工圈梁后将冲突部分割除。