CN206706783U - 一种可重复使用的基坑支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可重复使用的基坑支护结构及其设计施工方法，其分布于预开挖基坑的坡面上，所述支护结构包括多个间隔设置的钢桩桩体(3)、用于连接相邻两钢桩桩体(3)的止水带(5)及位于所述钢桩桩体(3)顶端用于固定所述钢桩桩体的冠梁(6)，所述止水带(5)的两端通过连接装置与所述钢桩桩体(3)可拆卸固定连接，所述冠梁(6)与所述钢桩桩体(3)采用柔性连接。本实用新型的基坑支护结构在钢制桩体基础上增加了止水带和冠梁，能够有效地控制地下水渗入，取消或者压缩了集水坑，压缩了基坑底部尺寸，因此，与普通基坑支护方式相比，基坑开挖断面会明显减小。

Description

一种可重复使用的基坑支护结构

技术领域

本实用新型涉及基坑支护的技术领域，具体涉及一种可重复使用的基坑支护结构及其设计施工方法。

背景技术

基坑是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。基坑分为无支护基坑和有支护基坑。当基坑壁土质不稳定，并且有地下水的影响时；采用放坡方式开挖土方工程量过大，不经济时；受到施工场地或邻近建筑物限制，不能采用放坡开挖的方式时，为保证基坑不出现坍塌，需采用有支护基坑。

现有基坑支护方法很多，有围护墙深层搅拌水泥土、高压旋喷桩、槽钢钢板桩、钻孔灌注桩、地下连续墙、土钉墙、劲性水泥土搅拌桩法等，这些支护方法中，桩是最常用的一种方法，但目前基坑支护桩绝大多数采用了垂直桩，也有部分采用灌注斜桩，但最终要在基坑的周边形成地下废桩，严重影响地下空间的使用，特别是一些管线的布置和贯穿，均需碎桩、躲桩实施，另外，在地下水位较高地区，在不设止水带的前提下，需要扩大基坑开挖的尺寸，以便容纳渗水外排，增加了工程投资。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，实现基坑支护的经济合理、低碳环保、安全有效，提供一种可重复使用的基坑支护结构及其设计施工方法，

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一方面，本实用新型提供了一种可重复使用的基坑支护结构，其分布于预开挖基坑的坡面上，所述支护结构包括多个间隔设置的钢桩桩体、用于连接相邻两钢桩桩体的止水带及位于所述钢桩桩体顶端用于固定所述钢桩桩体的冠梁，所述止水带的两端通过连接装置与所述钢桩桩体可拆卸固定连接，所述冠梁与所述钢桩桩体采用柔性连接。

所述钢桩桩体呈等间距分布。

所述钢桩桩体为钢制圆桩和钢制方桩中的一种。

所述连接装置包括位于所述钢桩桩体两侧的且沿着所述钢桩桩体长度方向设置的卡槽，及位于所述止水带两端的且与所述卡槽形成咬合的卡接头。

所述钢桩桩体向预开挖基坑外倾斜，其与地面所形成的倾斜角度为45°～90°。

所述止水带为两端设有所述卡接头的槽钢，所述卡接头与位于所述钢桩桩体上的所述卡槽形成紧密咬合。

所述槽钢外表面背向预开挖基坑侧设置。

所述桩顶冠梁为钢梁，所述钢桩桩体与所述冠梁通过卡扣或螺栓柔性连接。

另一方面，本实用新型还提供了一种可重复使用的基坑支护结构的设计施工方法，包括以下步骤：

S1、根据预开挖的基坑地质数据建立钢质桩体力学模型，获得钢制桩体的打桩结构参数；

S2、根据钢制桩体的打桩结构参数在预开挖基坑周围进行定位打桩；

S3、在相邻两钢制桩体之间夯入止水带，将钢制桩体进行对应连接、固定。

S4、在所有钢桩桩体和止水带施工完成后，再在已施工的钢制桩体顶 部安装冠梁；

S5、对预开挖基坑进行开挖，并在基坑内完成拟建结构施工；

S6、将钢制桩体与拟建结构之间的空间回填后，拆除冠梁，并使用打桩设备将钢质桩体及止水带依次拔出，修模后重复使用。

其中所述步骤S1中打桩结构参数包括钢质桩体的横截面尺寸、长度、倾斜度和间距。

所述步骤S2中定位打桩时需要对钢质桩体的桩顶中心和桩底中心进行四维(X、Y、Z+时间)定位。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

A.本实用新型的基坑支护结构在钢制桩体基础上增加了止水带和冠梁，能够有效地控制地下水渗入，取消或者压缩了集水坑，压缩了基坑底部尺寸，因此，与普通基坑支护方式相比，基坑开挖断面会明显减小。

B.本实用新型基坑支护采用钢桩桩体向基坑外倾斜的斜向支撑方法进行基坑的施工，降低了支护成本，并且斜向支撑结构有利于地下主体的施工，利用斜桩自重和冠梁的卯和，有效控制了基坑的安全完整性，基坑镜像两侧，无需横梁支撑，加快基坑内设施的施工进度。

C.本实用新型适用基坑支护，在基坑内设施施工完成，钢质桩体、止水带与设施墙壁之间的空间回填后，作为辅助施工的临建设施，钢质桩体、钢质冠梁、止水带等材料可拔出重复使用，与混凝土灌注桩等其他无回收价值的支护桩相比，临建施工垃圾变废为宝，实现了低碳、节能、环保。

D.另外，本实用新型在基坑四周全部使用土石回填，有利用后期地下管线的设计和施工。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本 实用新型的一些实施方式，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为本实用新型的整体结构体系示意图；

图2为本实用新型基坑支护结构水平剖面图；

图3为钢制圆桩(带卡槽和止水带)截面结构示意图；

图4为钢制方桩(带卡槽和止水带)截面结构示意图。

附图标记说明：

1-预开挖基坑；2-拟建结构；3-钢桩桩体；4-卡槽；5-止水带,51-卡接头；6-冠梁。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，一种可重复使用的基坑支护结构，其分布于预开挖基坑的坡面上，包括多个间隔设置的钢桩桩体3、用于连接相邻两钢桩桩体3的止水带5及钢桩桩体3顶端固定钢桩桩体的冠梁6，止水带5的两端通过连接装置与钢桩桩体形成可拆卸固定连接，冠梁6与钢桩桩体3采用柔性连接，这里的柔性连接为可拆卸连接方式。

本实用新型在钢制桩体基础上增加了止水带和冠梁，能够有效地控制地下水渗入，取消或者压缩了集水坑，压缩了基坑底部尺寸，因此，与普通基坑支护方式相比，基坑开挖断面会明显减小。

优选地，钢桩桩体3呈等间距分布，其中的钢桩桩体3的横截面可以采用如图3所示的钢制圆桩，也可以采用如图4所示的钢制方桩结构，呈现向预开挖基坑外倾斜，如图1所示，其倾斜角度需根据基坑深度、地质 结构、地下水位与地面、地下既有设施的空间关系，经计算确定，通常在45°～90°之间，本实用新型可优选采用50度。

其中的连接装置优选包括位于钢桩桩体3两侧的且沿着钢桩桩体3长度方向设置的卡槽4，及位于止水带5两端的且与卡槽4形成咬合的卡接头51。当将钢桩桩体定位后，通过止水带4两端的卡接头直接与钢桩桩体上的卡槽形成卡扣连接，方便拆卸，有利于材料的二次重复使用。

本实用新型提供的止水带5为槽钢结构，卡接头固定在槽钢的两端位置，且卡接头51与位于钢桩桩体3上的卡槽4形成紧密咬合，起到很好的连接作用。

为了优化止水带的挡土及防渗效果，在安装止水带时，将槽钢外表面背向预开挖基坑侧设置。这里优选将钢桩桩体3与冠梁6通过卡扣或螺栓柔性连接。

另外，本实用新型将冠梁采用钢梁结构，与现有技术中所采用的钢筋混泥土结构相比，采用钢梁结构更有利于实现标准施工、钢桩桩体的稳固及材料的二次重复使用。

本实用新型还提供了一种可重复使用的基坑支护结构的设计施工方法，包括如下步骤：

S1、钢质桩体力学模型的建立：

依据地质勘探资料中的参数，按照基坑内拟建结构基础的深度，鉴于基坑内拟建结构与既有设施的空间距离，初步确定钢质桩体、止水带的倾斜度和长度(可以突出地面)，按照现有钢质斜桩、止水带的断面尺寸，计算出钢质斜桩、止水带的排布，同时检验钢质桩体各点在各种状态下的受力；

S2、定位打桩：

按照模型计算的结果以及施工图纸，对钢质桩体进行桩顶中心、桩底中心的四维(X、Y、Z+时间)定位，使用打夯机设备打桩，按照时间为施工进度单位，动态计算各个时间点的受力状态。

S3、桩、带施工：

紧邻已施工钢质桩体的位置，在其卡槽内，对应夯入止水带，使桩卡槽与止水带卡槽紧密咬合；然后按照钢制桩体、止水带顺序依次交替施工，最终按照施工图的要求全部完成桩、带的打入。

S4、冠梁施工：

在已施工的钢制桩体顶部安装冠梁，使用与钢制桩体配套的卡扣件，固定桩头，再由螺栓连接件对卡扣件进行连接，形成一个整体钢质冠梁。

S5、基坑开挖：

按照设计图纸，开挖基坑，并清除基坑内的土石杂质，提供拟建结构施工的空间；

S6、冠梁拆除：

在基坑内拟建结构施工完成，钢制桩体、止水带与拟建结构墙壁之间的空间回填后，拆除冠梁的连接件以及桩体的卡扣件，拆除冠梁；

S7、钢质桩体、止水带回收：

在冠梁拆除后，使用打桩设备，将钢质桩体、止水带一根根依次拔出，检查钢质桩体、止水带的破损程度，按照其既有断面尺寸进行修模，合格后重复使用。

在基坑内设施施工完成，钢质桩体、止水带与设施墙壁之间的空间回填后，作为辅助施工的临建设施，钢质桩体、钢质冠梁、止水带等材料可拔出重复使用，与混凝土灌注桩等其他无回收价值的支护桩相比，临建施工垃圾变废为宝，实现了低碳、节能、环保。另外，本实用新型在基坑四周全部使用土石回填，有利用后期地下管线的设计和施工。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造 的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种可重复使用的基坑支护结构，其分布于预开挖基坑的坡面上，其特征在于，所述支护结构包括多个间隔设置的钢桩桩体(3)、用于连接相邻两钢桩桩体(3)的止水带(5)及位于所述钢桩桩体(3)顶端用于固定所述钢桩桩体的冠梁(6)，所述止水带(5)的两端通过连接装置与所述钢桩桩体(3)可拆卸固定连接，所述冠梁(6)与所述钢桩桩体(3)采用柔性连接。

2.根据权利要求1所述的基坑支护结构，其特征在于，所述钢桩桩体呈等间距分布。

3.根据权利要求1所述基坑支护结构，其特征在于，所述钢桩桩体(3)为钢制圆桩和钢制方桩中的一种。

4.根据权利要求1所述基坑支护结构，其特征在于，所述连接装置包括位于所述钢桩桩体(3)两侧的且沿着所述钢桩桩体长度方向设置的卡槽(4)，及位于所述止水带(5)两端的且与所述卡槽形成咬合的卡接头(51)。

5.根据权利要求4所述基坑支护结构，其特征在于，所述钢桩桩体(3)向预开挖基坑外倾斜，其与地面所形成的倾斜角度为45°～90°。

6.根据权利要求5所述基坑支护结构，其特征在于，所述止水带(5)为两端设有所述卡接头(51)的槽钢，所述卡接头(51)与位于所述钢桩桩体上的所述卡槽(4)形成紧密咬合。

7.根据权利要求6所述基坑支护结构，其特征在于，所述桩顶冠梁(6)为钢梁，所述钢桩桩体(3)与所述冠梁(6)通过卡扣或螺栓柔性连接。