CN117513351A - 一种可回收深基坑斜抛撑体系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及深基坑支护技术领域，提供一种可回收深基坑斜抛撑体系，包括基坑支护结构、斜抛撑和地库底板，所述斜抛撑一端设置在所述基坑支护结构顶端，所述斜抛撑的另一端设置在所述地库底板的顶部边缘位置，所述基坑支护结构、所述斜抛撑和所述地库底板相互连接构成支护受力体系。在深基坑施工中采用由若干段钢管组合而成的钢斜撑对基坑支护结构增加一个水平力，各段钢管采用法兰组合成单根整体钢斜撑，既能满足斜撑刚度要求又能实现快速安拆和循环利用，在地下室底板位置设置支座用于固定钢斜撑，钢斜撑另一端固定于钢管排桩冠梁侧立面预埋的钢板连接，形成了高效安全、高质量的复杂条件下深基坑支护系统。

Description

一种可回收深基坑斜抛撑体系

技术领域

本发明涉及深基坑支护技术领域，尤其涉及一种可回收深基坑斜抛撑体系。

背景技术

随着城市的建设和不断开发，建筑群越来越密集，新旧建筑建设期不同步，新建项目深基坑常常面临毗邻已建建筑物、导致地下各种管线接驳、施工场地紧张、施工条件困难，工期紧张，深基坑施工的难度不断加大。目前常见的基坑支护形式主要有大开挖放坡、地下连续墙、土钉墙、排桩等，然而由于基坑周边的复杂性原因，单纯传统的排桩或者单一的支护方式已经无法解决临近建筑基坑支护问题。

为了解决这个问题，一般采用排桩结合斜抛撑系统的支护形式，传统的斜抛撑多采用钢筋混凝土材料，砼施工养护周期长、后期拆除工作量大，不仅严重影响工期，而且产生大量建筑垃圾，污染环境，且斜抛撑牛腿支座一般在结构底板以下，结构施工时斜抛撑会直接穿过结构底板，导致此节点防水处理成为隐患点，容易造成底板渗水现象。基于此，提出本申请。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可回收深基坑斜抛撑体系，以解决现有技术中一般采用排桩结合斜抛撑系统的支护形式，传统的斜抛撑多采用钢筋混凝土材料，砼施工养护周期长、后期拆除工作量大，不仅严重影响工期，而且产生大量建筑垃圾，污染环境，且斜抛撑牛腿支座一般在结构底板以下，结构施工时斜抛撑会直接穿过结构底板，导致此节点防水处理成为隐患点，容易造成底板渗水现象的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可回收深基坑斜抛撑体系，包括基坑支护结构、斜抛撑和地库底板，所述斜抛撑一端设置在所述基坑支护结构顶端，所述斜抛撑的另一端设置在所述地库底板的顶部边缘位置，所述基坑支护结构、所述斜抛撑和所述地库底板相互连接构成支护受力体系。

优选地，所述基坑支护结构包括三轴水泥搅拌桩、钻孔灌注桩和冠梁，所述三轴水泥搅拌桩位于既有建筑和所述地库底板之间，所述钻孔灌注桩位于所述三轴水泥搅拌桩内侧，所述冠梁设置在所述钻孔灌注桩顶部。

优选地，所述斜抛撑采用钢管，钢管长度不足时，采用法兰栓接的方法将多段钢管组合成单根整体所述斜抛撑，若干所述斜抛撑并排设置形成整体劲性结构。

优选地，所述冠梁侧立面内预留有钢板，所述钢板与所述斜抛撑的一端连接。

优选地，所述地库底板顶部边缘位置设有牛腿，所述牛腿与所述斜抛撑的另一端连接。

优选地，所述牛腿为钢筋混凝土牛腿。

优选地，所述斜抛撑和所述冠梁预埋的所述钢板通过螺栓连接。

优选地，所述斜抛撑与所述冠梁预埋的所述钢板之间通过钢锲块锁定。

优选地，所述斜抛撑和所述地库底板之间的部位节点防水采用后浇带处理。

优选地，所述斜抛撑的钢管规格为φ508x12mm。

本发明实施例中上述的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、在深基坑施工中采用由若干段钢管组合而成的钢斜撑对基坑支护结构增加一个水平力，各段钢管采用法兰组合成单根整体钢斜撑，既能满足斜撑刚度要求又能实现快速安拆和循环利用，在地下室底板位置设置支座用于固定钢斜撑，钢斜撑另一端固定于钢管排桩冠梁侧立面预埋的钢板连接，形成了高效安全、高质量的复杂条件下深基坑支护系统；通过斜向钢管支撑传力分解成水平力和竖向力代替传统的水平砼支撑与砼立柱庞大系统，大大地降低了空间占用，腾出了更多施工作业面，解决了水平砼支撑体系时大面积布置及后期破碎拆除等繁琐工序影响结构施工的弊端，可极大的节约工期和空间。

2、斜抛撑采用多段钢管连接，钢管之间采用法兰螺栓连接组合，利用活络头液压千斤顶施加预应力，如此使得钢斜抛撑刚度大、安拆方便，可回收循环多次利用，绿色节材，成本低。

3、钢斜撑与底板部位节点防水处理采用牛腿预埋件钢板连接的创新方法，通过螺栓连接钢斜撑与基础预埋钢板，后期直接螺栓拆除，减少直接切除钢斜撑后再进行防水封堵造成的渗水隐患，同时大大降低了材料的损坏浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基坑平面俯视示意图；

图2为本发明实施例提供的基坑剖面图及斜抛撑支撑体系示意图；

其中，图中各附图标记：

1、基坑支护结构；11、三轴水泥搅拌桩；12、钻孔灌注桩；13、冠梁；2、斜抛撑；3、地库底板；4、牛腿。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-2，本申请实施例提供了一种可回收深基坑斜抛撑体系，包括基坑支护结构1、斜抛撑2、地库底板3，斜抛撑2一端设置在基坑支护结构1顶端，斜抛撑2的另一端设置在地库底板3的顶部边缘位置，使得基坑支护结构1、斜抛撑2和地库底板3相互连接构成支护受力体系。通过斜抛撑2支撑传力分解成水平力和竖向力代替传统的水平砼支撑与砼立柱庞大系统，大大地降低了空间占用，腾出了更多施工作业面，解决了水平砼支撑体系时大面积布置及后期破碎拆除等繁琐工序影响结构施工的弊端，可极大的节约工期和空间。

进一步，基坑支护结构1包括三轴水泥搅拌桩11、钻孔灌注桩12和冠梁13，三轴水泥搅拌桩11位于既有建筑和地库底板3之间，钻孔灌注桩12位于三轴水泥搅拌桩11内侧，冠梁13设置在钻孔灌注桩12顶部，钻孔灌注桩12在具体在施工时，首先进行场地平整后放线定位各桩点坐标，钻机安装就位后开始准备钻孔作业，在钻进过程中，不可进尺太快，由于采取泥浆护壁，因此要给一定的护壁时间，在提钻时须及时向孔内补浆，以保证泥浆高度，钻到设计标高后即开始清孔作业，用孔内钻斗带挡板的钻斗)来掏除钻渣，如果沉淀时间较长，则用水泵进行浊水循环。钻孔完成后开始吊放钢筋笼，钢筋笼入孔要对准孔位，保持垂直轻放，钢筋笼须严格按设计要求方向放置，角度允许偏差不得超过5度，吊点加强焊接，确保吊装稳固；需要说明的是，为保证排桩施工不对成型桩进行挤压，施工时采用隔一打一方式进行；

然后开挖冠梁13顶土方，按设计冠梁13底标高预留50mm方人工清理，进行桩顶凿除，首先在高出桩顶标高100mm处用水准仪测量好凿除标高，并用红漆做好标记；用冲击风镐沿标记上方四周按顺序依次打凿，凿除桩顶应先沿凿除线开口，开口深度一般不小于100mm，然后可根据情况选择凿除方向，保证桩顶锚入冠梁13的长度不小于100mm；配筋加工、安装与钢支撑连接的预埋钢板，然后进行混凝土浇筑及养护，浇筑完毕后，每天派专人浇水保养。

进一步，斜抛撑2采用规格为φ508x12mm的钢管，钢管长度不足时，采用法兰栓接的方法将多段钢管组合成单根整体斜抛撑2，若干斜抛撑2并排设置形成整体劲性结构，具体安装时，根据施工现场尺寸图纸需求，对若干段钢管通过法兰试拼装连接成一根斜抛撑2。

进一步，冠梁13侧立面内预留有钢板，钢板与斜抛撑2的一端通过螺栓连接，具体施工时，斜抛撑2在吊装前，基坑开挖至第一层土下时，即冠梁13下100mm后，立即放测出支撑位置线，凿出冠梁13内的预埋钢板并进行牛腿4的焊接加工。

进一步，地库底板3顶部边缘位置设有牛腿4，牛腿4为钢筋混凝土牛腿4，钢筋混凝土牛腿4与斜抛撑2的另一端连接，具体施工时，地库底板3浇筑完成后，开始绑扎地库底板3与牛腿4钢筋，使其形成一个整体，按设计要求配好牛腿4钢筋，钢筋接头长度按35d搭接，且在同一截面主筋接头大于50％主筋根数，主筋及U型箍筋插入基础底板35d，浇筑混凝土，浇筑前检查保护层垫块是否完好，钢筋绑扎是否牢固，确认后开始浇筑混凝土，边浇筑边振捣，混凝土浇筑完成后定期进行浇水养护由于牛腿4设置在底板面上方，且与底板形成整体浇筑，大大的减少了地下室地面渗水概率；需要说明的是，斜抛撑2与地库底板3部位采用牛腿预埋件钢板连接的创新方法，减少直接切除斜抛撑2后再进行防水封堵造成的渗水隐患，同时大大降低了材料的损坏浪费。

上述可回收深基坑斜抛撑体系的施工方法，具体步骤如下：

S1：排桩及冠梁13施工，首先进行钻孔清孔作业，吊放钢筋笼，然后开挖冠梁13顶土方，配筋加工、并在冠梁13内安装与钢支撑连接的预埋钢板，最后进行混凝土浇筑及养护；

S2：盆式挖土护坡，土方挖土至冠梁13以下，然后放坡至底板垫层设计标高位置，采用喷锚护坡固土；

S3：完成施工缝以外的底板与牛腿4施工，地库底板3垫层浇筑完成后，绑扎地库底板3和牛腿4钢筋，确认绑扎牢固后，开始浇筑混凝土，边浇筑边振捣，混凝土浇筑完成后定期进行浇水养护；

S4：测量标出支撑水平标高，根据设计图纸要求及施工现场实际情况放处支撑点位置及标高，在基坑内部标出支座牛腿4位置控制点，开始吊装安装支撑并与预埋件焊牢，为确保工程施工，在开挖过程中，必须进行施工监测，观察支撑稳定状况和受压压力变化情况，发现不利因素便于及时采取相应防范、补救措施；

S5：斜抛撑2的架设，对若干段钢管通过法兰试拼装连接成一根斜抛撑2，将斜抛撑2吊放在牛腿4上，并用固定端旋转法使活动端较宽位置支撑于护坡桩上，需要微调时采用钢楔块；

S6：预应力施加，对斜抛撑2预加轴力，吊机将液压千斤顶放入活络端顶压位置，接通油管后开泵，按设计要求逐级施加预应力，预应力施加到位后，放入刚锲块并烧焊牢固以固定活络端，千斤顶压力的合力点应与支撑轴线重合，千斤顶应在支撑轴线两侧对称、等距放置，且应同步施加压力；

S7：挖除盆边三角土，施工剩余底板结构施工，斜抛撑2安装及预应力施加完成后，进行剩余土方的开挖至垫层设计标高，开始地库底板3的施工，由于斜抛撑2必须在地库底板3施工完成后才可以拆除，地库底板3强度达到设计要求后，利用地库底板3换撑的方式，拆除斜抛撑2及牛腿4部位；

S8：斜抛撑2拆除，首先放置三角支撑架支托斜抛撑2→利用电动葫芦从上部对斜抛撑2进行拉吊→利用千斤顶支顶斜抛撑2→解除斜抛撑2预应力→通过法兰拆除各钢管段的连接→千斤顶逐步回油卸力→电动葫芦下放，平稳放置斜抛撑2→装运至场外，拆撑过程必须加强监测，如有情况必需时立即停止施工，及时反馈信息通知有关各方，确保钢支撑拆除的安全施工；

进一步，在步骤S5中，1、在吊装前，对若干段钢管通过法兰试拼装连接成一根斜抛撑2，基坑开挖至第一层土下时，即冠梁13下100mm后，立即放测出支撑位置线，凿出冠梁13内的预埋钢板并进行牛腿4支座的焊接加工，牛腿4位置与支撑位置一一对应。

2、用汽车吊吊放斜抛撑2到钢牛腿4上，并用固定端旋转法使活动端较宽位置支撑于护坡桩上。

3、将活接头安置于由工字钢组成的活接头箱室内，拼装成一端固定一端活动的钢支撑，钢支撑的长度由现场实际长度确定，微调采用钢楔，完成钢支撑组装的各种工作。

4、为防止斜抛撑2在施加轴力时产生过大的挠度，在对斜抛撑2施加预应力前先将斜抛撑2自重挠度校正至水平。

5、在三角形钢支架下方焊接防坠钢板及千斤顶支托板，完成施加预应力前的各种准备。

6、钢支撑的安装在基坑竖向平面内严格遵守分层开挖，先支撑后开挖的原则，支撑安装与土方开挖密切配合。

进一步，在步骤S6中，安装到位后对斜抛撑2预加轴力，吊机将液压千斤顶放入活络端顶压位置，接通油管后开泵，按设计要求逐级施加预应力。预应力施加到位后，放入刚锲块并烧焊牢固以固定活络端(预加轴力值200kN)，千斤顶压力的合力点应与支撑轴线重合，千斤顶应在支撑轴线两侧对称、等距放置，且应同步施加压力，斜抛撑2施加轴力为设计轴力的100％，分四次逐级施加；

第一次施加到设计支撑轴力的30％，第二次施加到设计支撑轴力的50％，第三次施加到设计支撑轴力的80％，第四次施加到设计支撑轴力的105％-110％。每级施加荷载完成后，稳定持荷5分钟左右再进行下一级应力施加。预加轴力施加至终压后，千斤顶停止加压，在压力表读数稳定10分钟后，且预加轴力与钢支撑轴力监测数据一致时用钢楔子将活动端锁定。考虑锁定后轴力消减，支撑施加轴力终压为设计预加力的105％-110％保证钢斜在锁定后轴力为设计轴力的100％左右。施加终压控制范围可根据现场第一根支撑试验情况进行适当调整。

进一步，在步骤S8中，先用素混凝土回填地下室外基坑肥槽,待混凝土达到设计强度80％后，采用底板换撑的方式，开始拆除钢斜撑。拆除时根据现场发生的实际状况进行，一般按照先装先拆，后装后拆原则进行拆除。支撑体系拆除过程其实就是支撑的“倒换”过程，即把由排桩和钢斜撑所承受的侧土压力转至永久支护结构或其它临时支护结构。拆除时应分级释放轴力，避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂，同时对围护桩的桩顶位移、桩心侧压力进行监测。

进一步，上述可回收深基坑斜抛撑体系在施工时采用预警监测装置，监测内容为基坑施工期间全过程监测，以及参数收集、测试、数据对比、分析并提出相应建议，定期提供相应的第三方监测报告以及最终的完整第三方监测报告。主要监测项目如下：1、支护结构体系监测主要包括：排桩顶竖向水平向位移、斜抛撑2轴力、基坑外地表沉降、坑外地下水位等。

2、周边环境监测包括：既有建筑物沉降位移、周边建(构)筑物竖水平位移倾斜、周围地下管线变形、裂缝观测。

监测方法包括1、排桩桩顶水平位移，排桩顶监测点在浇捣压顶时就要开始布设，在压顶混凝土浇捣3-5h后，按测点布置图插入监测标，监测标顶部必须高于压顶梁顶标高5mm左右，待混凝终凝后、强度满足要求时开始初读数，排桩顶水平位移采用轴线投影法进行观测。

2、斜抛撑2轴力，钢斜撑轴力是利用各传感器的率定曲线计算得到的，在钢斜撑上按照180°对称位置焊接安装应力计，利用振弦式频率读数仪读数，计算出斜撑轴力。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可回收深基坑斜抛撑体系，其特征在于，包括基坑支护结构(1)、斜抛撑(2)和地库底板(3)，所述斜抛撑(2)一端设置在所述基坑支护结构(1)顶端，所述斜抛撑(2)的另一端设置在所述地库底板(3)的顶部边缘位置，所述基坑支护结构(1)、所述斜抛撑(2)和所述地库底板(3)相互连接构成支护受力体系。

2.根据权利要求1所述的一种可回收深基坑斜抛撑体系，其特征在于，所述基坑支护结构(1)包括三轴水泥搅拌桩(11)、钻孔灌注桩(12)和冠梁(13)，所述三轴水泥搅拌桩(11)位于既有建筑和所述地库底板(3)之间，所述钻孔灌注桩(12)位于所述三轴水泥搅拌桩(11)内侧，所述冠梁(13)设置在所述钻孔灌注桩(12)顶部。

3.根据权利要求2所述的一种可回收深基坑斜抛撑体系，其特征在于，所述斜抛撑(2)采用钢管，钢管长度不足时，采用法兰栓接的方法将多段钢管组合成单根整体所述斜抛撑(2)，若干所述斜抛撑(2)并排设置形成整体劲性结构。

4.根据权利要求3所述的一种可回收深基坑斜抛撑体系，其特征在于，所述冠梁(13)侧立面内预留有钢板，所述钢板与所述斜抛撑(2)的一端连接。

5.根据权利要求3所述的一种可回收深基坑斜抛撑体系，其特征在于，所述地库底板(3)顶部边缘位置设有牛腿(4)，所述牛腿(4)与所述斜抛撑(2)的另一端连接。

6.根据权利要求5所述的一种可回收深基坑斜抛撑体系，其特征在于，所述牛腿(4)为钢筋混凝土牛腿。

7.根据权利要求3所述的一种可回收深基坑斜抛撑体系，其特征在于，所述斜抛撑(2)和所述冠梁(13)预埋的所述钢板通过螺栓连接。

8.根据权利要求3所述的一种可回收深基坑斜抛撑体系，其特征在于，所述斜抛撑(2)与所述冠梁(13)预埋的所述钢板之间通过钢锲块锁定。

9.根据权利要求3所述的一种可回收深基坑斜抛撑体系，其特征在于，所述斜抛撑(2)和所述地库底板(3)之间的部位节点防水采用后浇带处理。

10.根据权利要求1所述的一种可回收深基坑斜抛撑体系，其特征在于，所述斜抛撑(2)的钢管规格为φ508x12mm。