CN203498839U - 控制既有建筑变形的基坑支护结构 - Google Patents

Abstract

一种控制既有建筑变形的基坑支护结构，包括临近既有建筑的前排桩、远离既有建筑的后排桩、刚性连接在前排桩顶部的横向的前排桩顶冠梁、以及刚性连接在后排桩顶部的横向的后排桩顶冠梁，所述前排桩和前排桩顶冠梁位于基坑开挖边线处、为整个基坑的围护结构，所述后排桩和后排桩顶冠梁位于基坑内、为临时结构，所述后排桩与前排桩之间设有预留土条，后排桩顶部的后排桩顶冠梁与前排桩顶部的前排桩顶冠梁之间刚性连接有连系梁，所述预留土条和连系梁也为临时结构。本结构在避免利用内外支撑的条件下，既保证达到控制基坑及既有建筑变形的目标，又充分利用了地下空间，避免了常规双排桩要求基坑周边必须有空间进行第二道桩施工的问题。

Description

控制既有建筑变形的基坑支护结构

技术领域

 本实用新型涉及一种建筑基坑支护结构。

背景技术

城市用地日趋紧张，地下空间开发的规模越来越大，在这种背景条件下，基坑常常处于建筑物密集区域，基坑施工会使土体应力释放，从而引起附近建筑的变形，因此处于建筑物密集区域的基坑开挖不能仅满足于强度和稳定性要求，尤其是附近建筑物对变形十分敏感的基坑施工，已进入变形控制阶段。

受场地条件限制，基坑放坡开挖的可行性越来越差，悬臂桩适用范围小，因此在围护桩上设置支撑作为围护结构得到广泛应用。支撑无非两种，一种为基坑内部受压体系，一种为基坑外部受拉体系，前者主要为直撑或斜撑的受压杆件结构，后者主要为锚杆结构。作为受压结构，直撑和斜撑较锚杆体系存在以下劣势：基坑全范围内设置直撑受力能相互传递，但非超大型基坑，直撑受造价、施工工期等因素很少被选用；斜撑的受力点选取难度大，因其随着开挖深度增加，受力点一直变化，施工难度大。作为外部受拉结构的锚杆体系能最大限度的提供基坑空间面积，综合利用空间效应，适用范围颇为广泛，但是若基坑紧邻既有建筑，而已建建筑物的基坑支护施工方案常常不能完全确定，桩锚支护就不可贸然施工，若锚杆越过建筑红线，有可能破坏既有建筑的桩基础或地下空间结构，因此迫切需要在基坑内采取措施，建立一种既能充分利用基坑平面空间又能有效控制基坑变形的施工方法，双排桩支护在这种条件下应运而生，成为解决该问题的手段之一。

双排桩是在没有锚杆和内支撑的组合支护作用下，利用桩顶连系梁提高整体刚度，与桩间土协同作用，达到控制基坑周边土体变形的目的。目前公知的双排桩支护桩为永久性结构，虽然双排桩整体刚度大，具有明显的抵抗变形的能力，同时具有缩短施工工期、施工方便及节约造价等优点，但双排桩支护的应用具有局限性，其占地空间大，要求基坑周边需要有一定的空间进行第二道桩施工。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种控制既有建筑变形的基坑支护结构，要解决传统的双排桩支护占地空间太大、要求基坑周边需要有一定的空间进行第二道桩施工的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种控制既有建筑变形的基坑支护结构，包括临近既有建筑的前排桩、远离既有建筑的后排桩、刚性连接在前排桩顶部的横向的前排桩顶冠梁、以及刚性连接在后排桩顶部的横向的后排桩顶冠梁，其特征在于：所述前排桩和前排桩顶冠梁位于基坑开挖边线处、为整个基坑的围护结构，所述后排桩和后排桩顶冠梁位于基坑内、为临时结构，所述后排桩与前排桩之间设有预留土条，后排桩顶部的后排桩顶冠梁与前排桩顶部的前排桩顶冠梁之间刚性连接有连系梁，所述预留土条和连系梁也为临时结构。

所述后排桩与基坑底面上的远离既有建筑一侧底板之间设有斜支撑和现浇微型混凝土承台，并且斜支撑和现浇微型混凝土承台也为临时结构，所述现浇微型混凝土承台固定在远离既有建筑一侧底板上，所述斜支撑斜撑在后排桩与现浇微型混凝土承台之间。

所述后排桩的桩间距可为前排桩的桩间距的2倍。

每根后排桩均位于其前方的前排桩的正后方，所述连系梁可由纵梁和斜梁组成，其中纵梁的一端刚性连接在前排桩顶冠梁与正后方设有后排桩的前排桩的连接节点处、另一端刚性连接在后排桩顶冠梁与后排桩的连接节点处，所述斜梁的一端刚性连接在前排桩顶冠梁与正后方没有后排桩的前排桩的连接节点处、另一端刚性连接在后排桩顶冠梁与后排桩的连接节点处。

所述后排桩可比前排桩短。

所述斜支撑可为钢管支撑，所述现浇微型混凝土承台上设有作为钢管支撑受力点用的钢管斜孔。

一种应用控制既有建筑变形的基坑支护结构的基坑开挖施工方法，其特征在于施工步骤如下：步骤一、按照施工图要求，进行测量定位放线；步骤二、沿基坑开挖边线布设前排桩和前排桩顶冠梁，在前排桩的后方布设后排桩和后排桩顶冠梁，在前排桩顶冠梁与后排桩顶冠梁之间布设连系梁；步骤三、开挖后排桩后方的远离既有建筑一侧土体，开挖完成后，在开挖好的基坑底面上及时浇筑远离既有建筑一侧底板，并选取斜支撑的受力点，在远离既有建筑一侧底板上浇筑微型混凝土承台，然后设置斜支撑，使斜支撑一端支在混凝土承台上、另一端顶在后排桩上；步骤四、拆除连系梁，分阶段开挖前排桩与后排桩之间的预留土条，并分阶段截断后排桩因开挖预留土条而露出来的桩头，每挖完一个阶段的预留土条并截断完该阶段露出来的桩头后，就按需求调整一次斜支撑的支撑角度；步骤五、开挖预留土条至坑底，截断后排桩露出基坑底面的桩头，拆除斜支撑和微型混凝土承台，在开挖好的基坑底面上快速浇筑紧邻既有建筑一侧底板、并使紧邻既有建筑一侧底板与已浇筑的远离既有建筑一侧底板连接。

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：本实用新型提供了一种紧邻变形敏感的既有建筑的基坑的开挖支护结构和基坑开挖施工方法，在避免利用内外支撑的条件下，既保证达到控制基坑及既有建筑变形的目标，又充分利用了地下空间，避免了常规双排桩要求基坑周边必须有空间进行第二道桩施工的问题。

本实用新型占地空间小，并且充分利用了未开挖土体（即预留土条）的抵抗能力，通过分区卸荷减弱大范围土方工程对邻近建筑的影响，所以完全能够控制基坑开挖引起的既有建筑的变形，且不提高工程造价，保证施工安全。

本实用新型首先进行远离既有建筑一侧的大面积土方开挖（即先开挖对环境要求较低的远离既有建筑区域中的土体），待该区域的远离既有建筑一侧底板浇筑完成之后再开挖小面积的预留土条，在大面积土方开挖之前，对预留土条进行保护，减小卸荷产生的土体不平衡力引起的预留土体移动，从而进一步减小既有建筑变形。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1是应用本实用新型进行基坑开挖施工的步骤二的俯视示意图。

图2是应用本实用新型进行基坑开挖施工的步骤三的立面结构示意图。

图3是应用本实用新型进行基坑开挖施工的步骤四的立面结构示意图。

图4是应用本实用新型进行基坑开挖施工的步骤五的立面结构示意图。

附图标记：1－既有建筑、2－拟建建筑物用地红线、3－基坑开挖边线、4－预留土条、5－远离既有建筑一侧土体、6－前排桩、7－后排桩、8－连系梁、8.1－纵梁、8.2－斜梁、9－前排桩顶冠梁、10－后排桩顶冠梁、11－自然地面、12－远离既有建筑一侧底板、13－斜支撑、14－现浇微型混凝土承台、15－紧邻既有建筑一侧底板。

具体实施方式

实施例参见图1、图2所示，这种控制既有建筑变形的基坑支护结构，包括临近既有建筑1的前排桩6、远离既有建筑1的后排桩7、刚性连接在前排桩6顶部的横向的前排桩顶冠梁9、以及刚性连接在后排桩7顶部的横向的后排桩顶冠梁10。

所述前排桩6和前排桩顶冠梁9位于基坑开挖边线3处、为整个基坑的围护结构（即基坑围护桩），所述后排桩7和后排桩顶冠梁10位于基坑内、为临时结构（为非永久结构），所述后排桩7与前排桩6之间设有预留土条4，后排桩7顶部的后排桩顶冠梁10与前排桩6顶部的前排桩顶冠梁9之间刚性连接有连系梁8，所述预留土条4和连系梁8也为临时结构，预留土条4的宽度根据场地条件确定。

所述前排桩6、前排桩顶冠梁9、后排桩7、后排桩顶冠梁10和连系梁8施作于基坑开挖前。

所述后排桩的桩径、桩长根据所处部位的土层状况及上部建筑确定，并且后排桩的强度可低于前排桩。

所述后排桩7将基坑待开挖区域分割为邻近既有建筑区域和远离既有建筑区域两部分。

所述连系梁8与前排桩顶冠梁9、后排桩顶冠梁10同时用混凝土浇筑完成，连系梁可增加侧向刚度并起变形协调作用。

所述后排桩7与基坑底面上的远离既有建筑一侧底板12之间设有斜支撑13和现浇微型混凝土承台14，并且斜支撑13和现浇微型混凝土承台14也为临时结构，所述现浇微型混凝土承台14固定在远离既有建筑一侧底板12上（可根据场地条件浇筑），所述斜支撑13斜撑在后排桩7与现浇微型混凝土承台14之间（即一端支在现浇微型混凝土承台14处，另一端顶在后排桩7上）。本实施例中，斜支撑13为钢管支撑，斜支撑13与后排桩7之间为可拆卸的连接，斜支撑13的水平面布置形式不局限于一桩一撑，可采用两桩一撑或多桩一撑的形式；所述现浇微型混凝土承台14上设有作为钢管支撑受力点用的钢管斜孔。

参见图1，作为最优选的实施例，所述后排桩7的桩间距为前排桩6的桩间距的2倍，每根后排桩7均位于其前方的前排桩6的正后方。所述连系梁8由纵梁8.1和斜梁8.2组成，其中纵梁8.1的一端刚性连接在前排桩顶冠梁9与正后方设有后排桩的前排桩6的连接节点处、另一端刚性连接在后排桩顶冠梁10与后排桩7的连接节点处，所述斜梁8.1的一端刚性连接在前排桩顶冠梁9与正后方没有后排桩的前排桩6的连接节点处、另一端刚性连接在后排桩顶冠梁10与后排桩7的连接节点处。上述连系梁8的结构形式也可以称为双三角式（如图1中所表示的结构），由水平部分（即纵梁8.1）和锯齿状部分（即斜梁8.2）组成，连系梁8设计成这样，与传统的门式结构相比，刚度及抗弯性都得到了进一步的增强。上述连系梁8的结构还可以称为M形式。

作为最优选的实施例，所述后排桩7的桩间距为前排桩6的桩间距的2倍，并且后排桩7比前排桩短（即后排桩较前排桩疏且短），因此成本并未增加。

参见图1-4，应用所述的控制既有建筑变形的基坑支护结构的基坑开挖施工方法，其施工步骤如下：

步骤一、按照施工图要求，进行测量定位放线。

步骤二、沿基坑开挖边线3布设前排桩6和前排桩顶冠梁9，在前排桩6的后方布设后排桩7和后排桩顶冠梁10，在前排桩顶冠梁9与后排桩顶冠梁10之间布设连系梁8。所述前排桩6的桩类型根据地质及施工等条件确定。

步骤三、开挖后排桩7后方的远离既有建筑一侧土体5（即远离既有建筑区域中的土体，该区域的土体对环境要求较低），在开挖该侧大面积土方时，要做到快速施工，以减小基坑变形，开挖完成后，在开挖好的基坑底面上及时浇筑远离既有建筑一侧底板12，并选取斜支撑的受力点，在远离既有建筑一侧底板12上浇筑微型混凝土承台14，然后设置斜支撑13，使斜支撑一端支在混凝土承台上、另一端顶在后排桩上。

步骤四、拆除连系梁8，分阶段开挖前排桩6与后排桩7之间的预留土条4（即邻近既有建筑区域中的土体，该区域的土体对环境要求较高），并分阶段截断后排桩因开挖预留土条而露出来的桩头（后排桩桩顶标高随预留土条开挖阶段截断桩头而变化），每挖完一个阶段的预留土条4并截断完该阶段露出来的桩头后，就按需求调整一次斜支撑13的支撑角度（根据开挖阶段变换斜支撑与后排桩的连接位置）。

步骤五、开挖预留土条4至坑底，截断后排桩露出基坑底面的桩头（使后排桩的桩顶标高与基坑底面一致），拆除斜支撑13和微型混凝土承台14，在开挖好的基坑底面上快速浇筑紧邻既有建筑一侧底板15、并使紧邻既有建筑一侧底板15与已浇筑的远离既有建筑一侧底板12连接。

Claims (5)

1.一种控制既有建筑变形的基坑支护结构，包括临近既有建筑（1）的前排桩（6）、远离既有建筑（1）的后排桩（7）、刚性连接在前排桩（6）顶部的横向的前排桩顶冠梁（9）、以及刚性连接在后排桩（7）顶部的横向的后排桩顶冠梁（10），其特征在于：

所述前排桩（6）和前排桩顶冠梁（9）位于基坑开挖边线（3）处、为整个基坑的围护结构，所述后排桩（7）和后排桩顶冠梁（10）位于基坑内、为临时结构，所述后排桩（7）与前排桩（6）之间设有预留土条（4），后排桩（7）顶部的后排桩顶冠梁（10）与前排桩（6）顶部的前排桩顶冠梁（9）之间刚性连接有连系梁（8），所述预留土条（4）和连系梁（8）也为临时结构；

所述后排桩（7）与基坑底面上的远离既有建筑一侧底板（12）之间设有斜支撑（13）和现浇微型混凝土承台（14），并且斜支撑（13）和现浇微型混凝土承台（14）也为临时结构，所述现浇微型混凝土承台（14）固定在远离既有建筑一侧底板（12）上，所述斜支撑（13）斜撑在后排桩（7）与现浇微型混凝土承台（14）之间。

2.根据权利要求1所述的控制既有建筑变形的基坑支护结构，其特征在于：所述后排桩（7）的桩间距为前排桩（6）的桩间距的2倍。

3.根据权利要求2所述的控制既有建筑变形的基坑支护结构，其特征在于：每根后排桩（7）均位于其前方的前排桩（6）的正后方，所述连系梁（8）由纵梁（8.1）和斜梁（8.2）组成，其中纵梁（8.1）的一端刚性连接在前排桩顶冠梁（9）与正后方设有后排桩的前排桩的连接节点处、另一端刚性连接在后排桩顶冠梁（10）与后排桩（7）的连接节点处，所述斜梁（8.1）的一端刚性连接在前排桩顶冠梁（9）与正后方没有后排桩的前排桩的连接节点处、另一端刚性连接在后排桩顶冠梁（10）与后排桩（7）的连接节点处。

4.根据权利要求1所述的控制既有建筑变形的基坑支护结构，其特征在于：所述后排桩（7）比前排桩（6）短。

5.根据权利要求1所述的控制既有建筑变形的基坑支护结构，其特征在于：所述斜支撑（13）为钢管支撑，所述现浇微型混凝土承台（14）上设有作为钢管支撑受力点用的钢管斜孔。

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