CN117868148A - 一种基坑支护结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基坑支护结构，包括：多根支撑柱桩、多段横梁段、钢板桩、多个劲性复合锚固体和多个钢拉杆索；所述多根支撑柱桩沿基坑边缘间隔分布，并竖向设置在基坑边缘的土体内；多段横梁段分别沿基坑边缘方向依次连接在多根支撑柱桩之间，形成一排横梁；至少两排横梁沿基坑深度方向间隔预设距离设置；所述钢板桩竖向设置在基坑边缘的土体内，其前表面紧贴支撑柱桩和横梁段；所述多个劲性复合锚固体设置在基坑外侧的土体内，且各个劲性复合锚固体分别对应位于各根支撑柱桩的正后方预设距离的位置处，每根支撑柱桩与每个劲性复合锚固体之间通过钢拉杆索连接。应用本发明可以解决基坑支护结构形式复杂，换撑拆撑工序较多的问题。

Description

一种基坑支护结构及其施工方法

技术领域

本申请涉及基坑工程技术领域，尤其涉及一种基坑支护结构及其施工方法。

背景技术

对于超宽大尺寸的建筑基坑工程，常采用的支护结构一般为支撑式结构、悬臂式结构、双排桩等结构形式。但是，上述现有技术中的支护结构遇到特殊岩土、复杂环境、工期紧张、投资限制等特种情况时，往往会受到一定的局限性。

对于支撑式结构，往往需要设置若干道内支撑，对大面积基坑支撑形式往往采用较为庞大的桁撑，结构形式复杂，施工繁琐、换撑拆撑工序较多、开挖不便、工期较长、且造价较高。

对于悬臂式或双排桩结构，基坑变形不宜控制，当基坑变形或增加开挖深度时，通常需要增大结构尺寸，加大材料用量，从而导致费时费力，经济性较差。

综上可知，由于现有技术中的基坑支护结构具有如上所述的缺点，因此如何提出一种更好的基坑支护结构及其施工方法，从而可以解决基坑支护结构形式复杂，换撑拆撑工序较多的问题，是本领域中亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基坑支护结构及其施工方法，从而可以解决基坑支护结构形式复杂，换撑拆撑工序较多的问题。

本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种基坑支护结构，包括：多根支撑柱桩、多段横梁段、钢板桩、多个劲性复合锚固体和多个钢拉杆索；

所述多根支撑柱桩沿基坑边缘间隔分布，并竖向设置在基坑边缘的土体内；

多段横梁段分别沿基坑边缘方向依次连接在多根支撑柱桩之间，形成一排横梁；至少两排横梁沿基坑深度方向间隔预设距离设置；

所述钢板桩竖向设置在基坑边缘的土体内，其前表面紧贴支撑柱桩和横梁段；

所述多个劲性复合锚固体设置在基坑外侧的土体内，且各个劲性复合锚固体分别对应位于各根支撑柱桩的正后方预设距离的位置处，每根支撑柱桩与每个劲性复合锚固体之间通过钢拉杆索连接。

较佳的，劲性复合锚固体包括：加固土体和砼刚架；各根支撑柱桩的正后方预设距离的位置处设置有预设体积的加固土体；所述砼刚架竖向设置在加固土体内。

较佳的，砼刚架包括：至少两根砼柱桩和钢架梁；其中，至少两根砼柱桩沿垂直于基坑边缘方向间隔预设距离分布，每根砼柱桩的底端竖向穿过加固土体，并设置于稳定土层内，所述钢架梁固定连接在各根砼柱桩的顶端。

较佳的，所述钢拉杆索的一端固定在支撑柱桩的顶部，其另一端固定在靠近支撑柱桩的砼柱桩的顶部。

较佳的，所述钢拉杆索上设置有内力调节器。

较佳的，位于相邻两根支撑柱桩之间的，沿基坑深度方向设置的两排横梁中的相邻两端横梁段之间设置有撑杆。

较佳的，所述支撑柱桩包括：两个H型截面钢、填筑体和多个连接件；两个H型截面钢并排对接，并通过多个连接件固定连接，两个H型截面钢的中部形成空腔；所述填筑体设置在空腔内。

较佳的，所述多个连接件包括至少两个十字型连接件和多个一字型连接件，所述十字型连接件通过高强螺栓连接在两个H型截面钢的顶部和底部，所述一字型连接件通过高强螺栓连接在两个H型截面钢的中部。

较佳的，所述支撑柱桩中两个H型截面钢的底端相互靠近并封闭连接，形成楔形底端。

一种上述基坑支护结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤A，根据工程需要确定基坑位置，根据软弱土层厚度在基坑外侧预设的土体范围内对土体进行加固处理，形成加固土体；

步骤B，在加固土体内施工钻孔，在钻孔内下入至少两根砼柱桩，并在砼柱桩的顶部施工钢架梁，形成砼刚架；

步骤C，拼接两个H型截面钢，并将其底端加工成楔形底端，打入基坑边缘的土层后，向两个H型截面钢之间形成的空腔内灌注高强混凝土，形成填筑体，完成多个支撑柱桩的施工；然后打入钢板桩；

步骤D，施工钢拉杆索，并通过其上的内力调节器将钢拉杆索张紧至设计拉力值；

步骤E，开挖基坑至第一预设深度，安装第一排横梁；

步骤F，继续开挖基坑至第二预设深度，安装第二排横梁，同时安装撑杆；

步骤G，根据工程实际需要，重复步骤F，安装多排横梁和对应的撑杆，直至开挖至基坑底面。

如上可见，在本发明中的基坑支护结构及其施工方法中，通过沿基坑边缘间隔设置多根支撑柱桩，对基坑边缘的土体起到主要的支撑作用，作为一级主支撑构件；通过在支撑柱桩之间设置多段横梁段，从而可以连接多根支撑柱桩，作为二级次支撑构件，加强结构的牢靠性；通过紧贴支撑柱桩和横梁设置钢板桩，作为三级次支撑构件，对基坑外侧的土体起到抵挡作用，同时支撑柱桩和横梁段可以加强钢板桩的刚度，防止钢板桩在土体作用下发生变形；通过在基坑外侧的土体内设置劲性复合锚固体，起到对基坑外侧土体的锚固作用。因此，在本发明中可以多重保证基坑支护结构的可靠性，且无需过多多余零部件，无需换撑拆撑等过多工序，从而简化了结构形式，减少了施工工序，缩短了施工工期，进而节约了工程投资。进一步地，本发明提供的基坑支护结构还能应用于含有软弱土层的特殊地质，从而提高了上述基坑支护结构的适用范围。

附图说明

图1为本发明实施例中的基坑支护结构的结构示意图。

图2为本发明实施例中的基坑支护结构的俯视图。

图3为本发明实施例中的基坑支护结构的侧视图。

图4为本发明实施例中的支撑柱桩的截面图。

图5为本发明实施例中的支撑柱桩的侧视图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图5所示，本发明提供了一种基坑支护结构，包括：多根支撑柱桩1、多段横梁段2、钢板桩4、多个劲性复合锚固体5和多个钢拉杆索6；

所述多根支撑柱桩1沿基坑边缘间隔分布，并竖向设置在基坑边缘的土体内；

多段横梁段2分别沿基坑边缘方向依次连接在多根支撑柱桩1之间，形成一排横梁；至少两排横梁沿基坑深度方向间隔预设距离设置；

所述钢板桩4竖向设置在基坑边缘的土体内，其前表面紧贴支撑柱桩1和横梁段2；

所述多个劲性复合锚固体5设置在基坑外侧的土体内，且各个劲性复合锚固体5分别对应位于各根支撑柱桩1的正后方预设距离的位置处，每根支撑柱桩1与每个劲性复合锚固体5之间通过钢拉杆索6连接。

在本发明的技术方案中，通过沿基坑边缘间隔设置多根支撑柱桩1，对基坑边缘的土体起到主要的支撑作用，作为一级主支撑构件；通过在支撑柱桩1之间设置多段横梁段2，从而可以连接多根支撑柱桩1，作为二级次支撑构件，加强结构的牢靠性；通过紧贴支撑柱桩1和横梁2设置钢板桩，作为三级次支撑构件，对基坑外侧的土体起到抵挡作用，同时支撑柱桩1和横梁段2可以加强钢板桩的刚度，防止钢板桩在土体作用下发生变形；通过在基坑外侧的土体内设置劲性复合锚固体5，起到对基坑外侧土体的锚固作用。因此，在本发明中可以多重保证基坑支护结构的可靠性，且无需过多多余零部件，无需换撑拆撑等过多工序，从而简化了结构形式，减少了施工工序，缩短了施工工期，进而节约了工程投资。

在本发明的技术方案中，可以使用多种实现方法来实现上述的基坑支护结构。以下将以其中的一种实现方式为例对本发明的技术方案进行详细的介绍。

例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，如图1至图3所示，劲性复合锚固体5可以包括：加固土体51和砼刚架52；各根支撑柱桩1的正后方预设距离的位置处设置有预设体积的加固土体51；所述砼刚架52竖向设置在加固土体51内。

较佳的，作为示例，可以通过注浆和复合地基土等处理方法将基坑外侧预设体积的松散或软弱土层的土体进行加固处理，形成加固土体51。

较佳的，作为示例，在本发明的一个具体实施例中，如图1至图3所示，所述砼刚架52可以包括：至少两根砼柱桩522和钢架梁521；其中，至少两根砼柱桩522沿垂直于基坑边缘方向间隔预设距离分布，每根砼柱桩522的底端竖向穿过加固土体51，并设置于稳定土层10内，所述钢架梁521固定连接在各根砼柱桩522的顶端，从而形成较大刚度的砼刚架。

在本发明的技术方案中，通过设置加固土体52，并将砼刚架52设置在加固土体52内，从而形成稳定性好、刚度大、抗水平力大的整体锚固，进一步加强基坑支护结构对基坑外侧土体的抵挡作用，提高支护结构支护效果的稳定性。

再例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，如图1至图3所示，所述钢拉杆索6的一端可以固定在支撑柱桩1的顶部，其另一端固定在靠近支撑柱桩1的砼柱桩522的顶部，从而实现支撑柱桩1与劲性复合锚固体5之间的连接，起到传力作用，使基坑边缘的支撑柱桩1、横梁段2、钢板桩4以及基坑外侧的劲性复合锚固体5能够共同作用，对基坑外侧土体起到强劲有力的支撑和抵挡。

此外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，如图3所示，所述钢拉杆索6上还可以设置有内力调节器8，内力调节器8既可以起到张紧钢拉杆索6的作用，还能检测钢拉杆索上的内力。

另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，如图1和图3所示，位于相邻两根支撑柱桩1之间的，沿基坑深度方向设置的两排横梁中的相邻两端横梁段2之间还可以设置有撑杆3，从而可以增大了横梁的刚度和稳定性，提高了横梁的承载能力。

另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述钢板桩4可以由多块凹凸形状的钢板沿基坑边缘方向拼接而成。

另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，如图4所示，所述支撑柱桩1可以包括：两个H型截面钢11、填筑体12和多个连接件13；两个H型截面钢11并排对接，并通过多个连接件13固定连接，两个H型截面钢11的中部形成空腔；所述填筑体12设置在空腔内。

较佳的，作为示例，所述填筑体12可以由高强混凝土凝固后形成。

此外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，如图5所示，所述多个连接件13可以包括至少两个十字型连接件131和多个一字型连接件132，所述十字型连接件131可以通过高强螺栓15连接在两个H型截面钢11的顶部和底部，所述一字型连接件132可以通过高强螺栓15连接在两个H型截面钢11的中部。

在本发明的技术方案中，为了加强支撑柱桩1中两个H型截面钢11之间连接的牢靠性，可以在两个H型截面钢11的受力较大的顶部和底部连接强度较强的十字型连接件131，而在受力相对较小的中部间隔连接多个一字型连接件132，从而既可以保证连接的可靠性，还能避免材料的浪费。

另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，如图5所示，所述支撑柱桩1中两个H型截面钢11的底端相互靠近并封闭连接，形成楔形底端14，从而可以便于支撑柱桩1施工到土体内。

另外，本发明还提供了一种上述基坑支护结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤101，根据工程需要确定基坑位置，根据软弱土层厚度在基坑外侧预设的土体范围内对土体进行加固处理，形成加固土体51；

步骤102，在加固土体内施工钻孔，在钻孔内下入至少两根砼柱桩522，并在砼柱桩522的顶部施工钢架梁521，形成砼刚架52；

步骤103，拼接两个H型截面钢11，并将其底端加工成楔形底端14，打入基坑边缘的土层后，向两个H型截面钢11之间形成的空腔内灌注高强混凝土，形成填筑体12，完成多个支撑柱桩1的施工；然后打入钢板桩4；

步骤104，施工钢拉杆索6，并通过其上的内力调节器8将钢拉杆索6张紧至设计拉力值；

步骤105，开挖基坑至第一预设深度(例如，可以是第一排横梁以下0.5米的位置处)，安装第一排横梁；

步骤106，继续开挖基坑至第二预设深度(例如，可以是第二排横梁以下0.5米的位置处)，安装第二排横梁，同时安装撑杆3；

步骤107，根据工程实际需要，重复步骤106，安装多排横梁和对应的撑杆，直至开挖至基坑底面9。

综上所述，在本发明的技术方案中，通过沿基坑边缘间隔设置多根支撑柱桩1，对基坑边缘的土体起到主要的支撑作用，作为一级主支撑构件；通过在支撑柱桩1之间设置多段横梁段2，从而可以连接多根支撑柱桩1，作为二级次支撑构件，加强结构的牢靠性；通过紧贴支撑柱桩1和横梁2设置钢板桩，作为三级次支撑构件，对基坑外侧的土体起到抵挡作用，同时支撑柱桩1和横梁段2可以加强钢板桩的刚度，防止钢板桩在土体作用下发生变形；通过在基坑外侧的土体内设置劲性复合锚固体5，起到对基坑外侧土体的锚固作用。因此，在本发明中可以多重保证基坑支护结构的可靠性，且无需过多多余零部件，无需换撑拆撑等过多工序，从而简化了结构形式，减少了施工工序，缩短了施工工期，进而节约了工程投资。进一步地，本发明提供的基坑支护结构还能应用于含有软弱土层的特殊地质，从而提高了上述基坑支护结构的适用范围。

以上所述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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种基坑支护结构，其特征在于，包括：多根支撑柱桩、多段横梁段、钢板桩、多个劲性复合锚固体和多个钢拉杆索；

所述多根支撑柱桩沿基坑边缘间隔分布，并竖向设置在基坑边缘的土体内；

多段横梁段分别沿基坑边缘方向依次连接在多根支撑柱桩之间，形成一排横梁；至少两排横梁沿基坑深度方向间隔预设距离设置；

所述钢板桩竖向设置在基坑边缘的土体内，其前表面紧贴支撑柱桩和横梁段；

所述多个劲性复合锚固体设置在基坑外侧的土体内，且各个劲性复合锚固体分别对应位于各根支撑柱桩的正后方预设距离的位置处，每根支撑柱桩与每个劲性复合锚固体之间通过钢拉杆索连接。

2.根据权利要求1所述的基坑支护结构，其特征在于，劲性复合锚固体包括：加固土体和砼刚架；各根支撑柱桩的正后方预设距离的位置处设置有预设体积的加固土体；所述砼刚架竖向设置在加固土体内。

3.根据权利要求2所述的基坑支护结构，其特征在于，砼刚架包括：至少两根砼柱桩和钢架梁；其中，至少两根砼柱桩沿垂直于基坑边缘方向间隔预设距离分布，每根砼柱桩的底端竖向穿过加固土体，并设置于稳定土层内，所述钢架梁固定连接在各根砼柱桩的顶端。

4.根据权利要求3所述的基坑支护结构，其特征在于，所述钢拉杆索的一端固定在支撑柱桩的顶部，其另一端固定在靠近支撑柱桩的砼柱桩的顶部。

5.根据权利要求1所述的基坑支护结构，其特征在于，所述钢拉杆索上设置有内力调节器。

6.根据权利要求1所述的基坑支护结构，其特征在于，位于相邻两根支撑柱桩之间的，沿基坑深度方向设置的两排横梁中的相邻两端横梁段之间设置有撑杆。

7.根据权利要求1所述的基坑支护结构，其特征在于，所述支撑柱桩包括：两个H型截面钢、填筑体和多个连接件；两个H型截面钢并排对接，并通过多个连接件固定连接，两个H型截面钢的中部形成空腔；所述填筑体设置在空腔内。

8.根据权利要求7所述的基坑支护结构，其特征在于，所述多个连接件包括至少两个十字型连接件和多个一字型连接件，所述十字型连接件通过高强螺栓连接在两个H型截面钢的顶部和底部，所述一字型连接件通过高强螺栓连接在两个H型截面钢的中部。

9.根据权利要求7所述的基坑支护结构，其特征在于，所述支撑柱桩中两个H型截面钢的底端相互靠近并封闭连接，形成楔形底端。

10.一种如权利要求1至9任一项所述的基坑支护结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A，根据工程需要确定基坑位置，根据软弱土层厚度在基坑外侧预设的土体范围内对土体进行加固处理，形成加固土体；

步骤B，在加固土体内施工钻孔，在钻孔内下入至少两根砼柱桩，并在砼柱桩的顶部施工钢架梁，形成砼刚架；

步骤C，拼接两个H型截面钢，并将其底端加工成楔形底端，打入基坑边缘的土层后，向两个H型截面钢之间形成的空腔内灌注高强混凝土，形成填筑体，完成多个支撑柱桩的施工；然后打入钢板桩；

步骤D，施工钢拉杆索，并通过其上的内力调节器将钢拉杆索张紧至设计拉力值；

步骤E，开挖基坑至第一预设深度，安装第一排横梁；

步骤F，继续开挖基坑至第二预设深度，安装第二排横梁，同时安装撑杆；

步骤G，根据工程实际需要，重复步骤F，安装多排横梁和对应的撑杆，直至开挖至基坑底面。