CN214783977U - 一种全杂填土地层的复合基坑支护结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种全杂填土地层的复合基坑支护结构，属于基坑支护的技术领域；其包括设于基坑坑壁上的土钉，基坑坑壁上还铺设有一层混凝土护面层；土钉为多个且阵列均匀分布在基坑坑壁上；基坑坑壁上开设有疏干井；基坑底面设置有基底肥槽，基底肥槽内部安装有疏水管，混凝土护面层铺设有双向钢筋网，双向钢筋网上铺设有双向压网筋，且双向压网筋和土钉焊接在一起。本申请具有提高对全杂填土地层深基坑支护效能的效果。

Description

一种全杂填土地层的复合基坑支护结构

技术领域

本申请涉及基坑支护的技术领域，尤其是涉及一种全杂填土地层的复合基坑支护结构。

背景技术

杂填土是由人类活动而任意堆填产生的建筑垃圾、工业废物和生活垃圾。由于是任意堆填而成，其必然存在结构松散、密实度低的缺陷。其工程性质表现为强度低、压缩性高，往往均匀性也差。尤其是含生活垃圾或有机质废料的填土，成分复杂。常见内含腐殖质以及亲水性和水溶性物质。将导致地基产生大的沉降及浸水湿陷性。故这类填土未经处理不宜作为建筑物地基。

目前北京地区遇到全杂填土地层深基坑往往想到桩锚支护型式需要很长的嵌固，而且整体稳定性还是不易算过去，造成施工难度大、周期长、成本高；于是普遍认为桩撑或地连墙加内撑是较好的选择，很显然，这样做的结果仍然是要有长的嵌固，且施工难度大，工期长，成本高，还有泥浆污染及外运的难题。

所以为了在全杂填土地层深基坑支护能安全有效，快速经济施工就有必要寻求一种新的支护型式。

实用新型内容

为了使基坑支护能够适用全杂填土地层深基坑，本申请提供一种全杂填土地层的复合基坑支护结构。

本申请提供的一种全杂填土地层的复合基坑支护结构采用如下的技术方案：

一种全杂填土地层的复合基坑支护结构，包括设于基坑坑壁上的土钉，基坑坑壁上还铺设有一层混凝土护面层；

土钉为多个且阵列均匀分布在基坑坑壁上；基坑坑壁上开设有疏干井；

基坑底面设置有基底肥槽，基底肥槽内部安装有疏水管，混凝土护面层铺设有双向钢筋网，双向钢筋网上铺设有双向压网筋，且双向压网筋和土钉焊接在一起。

通过采用上述技术方案，土钉打入基坑坑壁内，能够对基坑坑壁进行加固，同时土钉配合钢筋网能够对基坑坑壁加固的更加稳定，减少基坑产生塌陷的概率，同时通过开设有基坑坑壁以及基坑底面上的疏干井、基底肥槽上开设的疏水管对基坑内部产生的积水及时排出，从而减少积水对基坑造成的影响，进一步减少基坑产生塌陷的概率。

可选的，所述土钉采用打入钢花管然后注入砂浆的形式形成。

通过采用上述技术方案，钢花管能够承受更大的变行力度，进而能够更好的对基坑坑壁进行支撑，在钢花管内注入砂浆，能够对钢花管进行填充，从而能够防止钢花管受力变形，从而进一步提高土钉对基坑坑壁进行支撑加固的效果。

可选的，多个所述土钉在水平方向上的间距为1.5m，垂直方向上的间距为1.0-1.5m之间。

通过采用上述技术方案，多个土钉在基坑坑壁上均匀分布，多个点位对基坑进行加固，配合钢筋网能够对基坑坑壁进行更好的加固，同时多个水平方向上的间距为1.5m，垂直方向上的间距为1.0-1.5m之间这样设置，能够确保加固的效果，还不会导致土钉的浪费。

可选的，多个所述土钉的两种长度分成长短不同的两种，且两种长度的土钉相互间隔交叉设置，且在垃圾聚集区处的基坑坑壁上打入长度较长的土钉。

通过采用上述技术方案，采用两种长度的土钉，且两种长度的土钉相互间隔交叉设置，能够充分的对基坑坑壁进行加固的同时，还能够有效的控制土钉成本，且在垃圾聚集区处全部采用长的土钉进行加固，能够避免垃圾聚集区产生塌陷。

可选的，所述基坑坑壁的中间部分开设有水平的台阶，疏干井开设在台阶上。

通过采用上述技术方案，水平的台阶，一个是方便疏干井的施工，同时在进行抽水的过程中，也方便在疏干井附近安装抽水设备。

可选的，所述基坑坑壁的坡顶固定连接有挡水墙。

通过采用上述技术方案，挡水墙能够对地面上的积水进行阻挡，避免地面上的积水流入基坑内。

可选的，所述挡水墙远离基坑内部的一侧设有固定在地面上的护栏。

通过采用上述技术方案，护栏能够对挡水墙进行保护，避免意外情况造成挡水墙的损坏，从而使挡水墙一直起到阻挡水流的目的。

可选的，所述基坑坑壁的坡顶上端铺设有硬化地面，挡水墙设置于硬化地面上，且硬化地面远离基坑的一端还浇筑有加固桩。

通过采用上述技术方案，硬化地面能够和基坑坑壁上的混凝土护面层连接成一体，然后配合挡水墙能够进一步防止积水的流动，加固桩和混凝土护面层连接成一体，能够对混凝土护面层和硬化地面进行后拉，形成整体受力，对边坡稳定极为有力。

可选的，所述基坑坑壁靠近基坑底部的厚填土区浇筑有微型桩。

通过采用上述技术方案，微型桩作为地基处理的一部分，对厚填土区进行加固，能够提高填土部分地基的稳定性。

可选的，所述基坑坑壁上设有横向的槽钢，基坑坑壁上打入预应力锚杆，预应力锚杆和槽钢固定连接；槽钢处于双向钢筋网远离基坑坑壁的一侧。

通过采用上述技术方案，槽钢和预应力锚杆的配合，能够对双向钢筋网进行初步的固定，从而方便压网筋的安装。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过疏干井、挡水墙、疏水管能够对基坑内部的积水进行排空，而多个土钉的设置能够对基坑坑壁进行加固，进而能够更好的对基坑进行加固，且土钉能避免垃圾聚集区塌孔，省去跟管钻机的费用及使用水对边坡造成的不利，方便施工。

2.钢花管土钉能避免垃圾聚集区塌孔，省去跟管钻机的费用及使用水对边坡造成的不利；预应力锚杆对控制边坡变形十分有利，还可以与坡中的钢管微型桩结合并在桩顶锁定，受力机理明确，预应力锁定值容易控制；微型桩除了保证边坡稳定，尚有地基处理的功能，跟后期地基处理协调，起到保护桩的作用。边坡疏干井的设置，减少了基坑边坡中的水的不利影响，对边坡稳定及基坑快速开挖极为有利。该型式既能满足安全稳定要求，又能使得施工周期短，容易实施，经济适用。

附图说明

图1是实施例中复合基坑支护结构的示意图。

图2是图1中A部放大图。

图3是图1中B部放大图。

图4是图1中C部放大图。

附图标记说明：1、基坑坑壁；11、混凝土护面层；12、钢筋网；13、槽钢；14、台阶；15、疏干井；2、基坑坑底；3、厚填土区；31、微型桩；4、土钉；5、基底肥槽；51、疏水管；6、硬化地面；61、挡水墙；62、护栏；63、加固桩；7、预应力锚杆。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

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；基坑坑壁1靠近基坑坑底2的坡脚部分一般都是厚填土区3，从而使基坑坑壁1的坡度比符合设计要求。

本申请实施例公开一种全杂填土地层的复合基坑支护结构。参照图1和图2，复合基坑支护结构包括设于基坑坑壁1上的土钉4以及开设于基坑坑底2上的基底肥槽5，基底肥槽5的底面安装有疏水管51；基坑的坡顶铺设有一层硬化地面6，硬化地面6上安装又挡水墙61；土钉4为多个且呈阵列均匀分布在基坑坑壁1上，土钉4能够对基坑坑壁1进行加固，基坑坡顶的挡水墙61、安装在基底肥槽5上的疏水管51能够对积水进行阻挡和排出，配合设于基坑坑壁1上的土钉4，能够更好的对基坑进行支护，减少基坑产生塌陷的概率。

参照图1，多个土钉4的水平间距为1.5m，垂直间距为1.0-1.5m，使土钉4呈多点均匀分布在基坑坑壁1上，使土钉4对基坑坑壁1的加固效果最大时，也能够使土钉4的数量不会太多，控制施工成本，减少打入土钉4的工作量，间接提高施工的效率。

参照图1，土钉4的长度为两种，分别是2-3m，5-6m，两种不用长度的土钉4相互间隔均匀设置，两种不同长度的土钉4设置，在确保对基坑坑壁1加固效果的同时，还能够控制土钉4的成本，避免成本过高，造成资源的浪费。

参照图1，土钉4采用在基坑坑壁1上打入钢花管然后注入砂浆形成，钢花管本身的强度高，能够使土钉4对基坑坑壁1进行更加稳固的支撑，而砂浆能够对钢花管内部进行填充，从而避免钢花管受力产生变行，使土钉能够更好的对基坑坑壁1进行支撑加固，减少基坑坑壁1产生塌陷的概率，同时不采用实心的钢柱，能够降低成本，重量轻的钢花管更加容易运输以及施工，提高施工效率。

参照图1，垃圾聚集区形成的基坑坑壁1部分的土钉均采用长度为6m的土钉进行固定，长度长的土钉4能够伸入基坑坑壁1内部，进而能够对此处的坑壁进行更加稳定的加固，使垃圾聚集区形成的坑壁不容易产生塌陷。

参照图1，在基坑坑壁1的坡面上铺设有一层混凝土护面层11，混凝土护面层11能够对基坑坑壁1进行覆盖，起到辅助加固的作用，还能够防止落石的产生。

参照图1和图3，混凝土护面层11上还铺设有一层双向钢筋网12，双向钢筋网12上还设于双向压网筋；双向压网筋和土钉4焊接，从而能够对双向钢筋网12进行固定，双向钢筋网12能够进一步对基坑坑壁1进行加固。

参照图1，厚填土区3设于微型桩31，故局部深厚填土区坡脚采用微型桩支护形式，并作为地基处理一部分，保证基础之外一定范围填土地基的稳定性。微型桩31采用下方钢管注入砂浆的形式形成。

参照图1和图4，基坑坑壁1的中间部分处设于多个预应力锚杆7，预应力锚杆7在基坑坑壁1上沿着平行于地面的方向均匀分布；双向钢筋网12远离基坑坑壁1的一侧设有槽钢13，槽钢13和长度方向和预应力锚杆7的分布方向相同，槽钢13和预应力锚杆7连接在一起，故槽钢13能够对双向钢筋网12进行初步固定，方便双向钢筋网12的安装。预应力锚杆7对控制边坡变形十分有利，预应力锚杆7通过双向钢筋网12和土钉4间接连接成一个整体，受力机理明确，预应力锁定值容易控制。

参照图1，基坑坑壁1的坡面中间部分开设于水平的台阶14，台阶14上开设有多个疏干井15，多个疏干井15沿着台阶14的长度方向均匀分布，疏干井15深入大地内，通过疏干井15更加方便渗透水的排出。基坑的底面上也开设于多个疏干井15（图中未示出），且基坑底面上的疏干井15和坡面上的疏干井15相互平行，从而也能够对基坑底面下渗透的地下水进行排出。

参照图2，挡水墙61远离基坑内部的一侧设有安装在硬化地面6上的护栏62，护栏62能够对挡水墙61进行保护，避免挡水墙61受损，使挡水墙61能够一直起到阻挡积水的作用，同时护栏62也能够避免工人意外跌入基坑内，提高安全性。硬化地面6远离基坑的一端浇筑有加固桩63，加固桩63和硬化地面6连接成一体，故加固桩63对硬化地面形成后拉力，硬化地面和混凝土护面层11连接，形成整体受力，对边坡的稳定极为有利。

钢花管形成的土钉4能避免垃圾聚集区塌孔，省去跟管钻机的费用及使用水对边坡造成的不利；预应力锚杆7对控制边坡变形十分有利，还可以与坡中的土钉4结合并在桩顶锁定，受力机理明确，预应力锁定值容易控制；坡顶加固桩63实现后拉，形成整体受力，对边坡稳定极为有利，坡脚微型桩31除了保证边坡稳定，尚有地基处理的功能，跟后期地基处理协调，起到保护桩的作用。边坡及槽底疏干井15的设置，减少了基坑边坡中的水的不利影响，对边坡稳定及基坑快速开挖极为有利。该形式既能满足安全稳定要求，又能使得施工周期短，容易实施，经济适用。同时施工方便，施加预应力受理机理清晰，预应力值容易控制，控制变形作用明显。跟前述桩锚、桩撑或地连墙加内撑或锚杆方案相比，整体优势明显。

应用例：工程场地位于北京市朝阳区东北五环路外侧，共3个基坑，本工程基坑支护计算设计按临时支护结构，支护结构使用期为一年，基坑安全等级为二级。项目包括1~10产业用房及地下车库，地上2~8层，地下3层。基坑面积30760㎡。基坑整体呈东西向长方形，场地整体整平至39.5m标高，东北角地势较低，工程采用复合预应力土钉4墙，基坑整体深度10.2m。基坑北侧现有部分单层及多层建筑。

场地地貌单元属温榆河洪冲积扇中部，现状地形基本平坦。根据本次现场钻探地层揭露、原位测试及土工试验成果，按照各地基土层的工程特性，将地层分为7大层：①层为人工填土层；②—⑦层为一般第四纪沉积土层。

人工填土层：杂填土，以碎石、碎砖、灰渣和黏性土等为主，成分不均，含建筑垃圾和生活垃圾，局部生活垃圾含量达30%～70%。本大层及其亚层厚1.80～33.10m，层底标高6.93～34.75m。黏质粉土填土，含少量砖渣、白灰渣、碎石等。层厚0.50～11.50m。

一般第四纪沉积土层：

a. 黏质粉土—砂质粉土②：褐黄色—灰色，湿，中密—密实，含少量云母、氧化铁。夹粉质黏土—重粉质黏土②1、黏土②2层及透镜体。本大层及其亚层厚2.30～11.30m，层底标高22.45～25.24m。

b. 粉质黏土—重粉质黏土②1：褐黄色，局部灰色，很湿，可塑，含少量云母、氧化铁。层厚0.50～2.20m。

c. 黏土②2：褐黄色，局部灰黄色，很湿，可塑—软塑，含少量云母、氧化铁。层厚5.40m。

d. 粉质黏土—重粉质黏土③：灰黄色—褐黄色，很湿，可塑，含少量云母、氧化铁。夹黏土③1、黏质粉土③2层及透镜体。本大层及其亚层厚0.70～8.80m，层底标高15.02～21.07m。

e. 黏土③1：褐黄色，很湿，可塑，含少量云母、氧化铁。层厚0.80～3.10m。

f. 黏质粉土③2：褐黄色，很湿，中密—密实，含少量云母、氧化铁。层厚0.80～3.00m。

g. 粉细砂④：褐黄色，局部灰色，湿，中密，主要成分为长石、石英。本次钻探部分钻孔未揭露本层层底，本次揭露本层最大厚度3.70m，揭露最低标高15.02m。

h. 黏土—重粉质黏土⑤：褐黄色，局部黄灰色，很湿，可塑，含少量云母、氧化铁。夹粉质黏土⑤1、黏质粉土⑤2层及透镜体。本次钻探部分钻孔未揭露本层层底，本次揭露本层最大厚度9.00m，揭露最低标高8.33m。

i. 粉质黏土⑤1：褐黄色，局部灰黄色，很湿，可塑，含少量云母、氧化铁。层厚0.50～2.30m。

j. 黏质粉土—砂质粉土⑤2：褐黄色，局部灰黄色，湿，密实，含少量云母、氧化铁。层厚0.70～2.30m。

k. 粉细砂⑥：褐黄色—灰黄色，很湿，密实，主要成分为长石、石英。夹粉质黏土⑥1、黏质粉土⑥2、有机质黏土⑥3层及透镜体。本次钻探部分钻孔未揭露本层层底，本次揭露本层最大厚度15.00m，揭露最低标高-5.25m。

l. 粉质黏土⑥1：灰黄色，很湿，可塑，含少量云母、氧化铁。层厚0.40～1.40m。

m. 黏质粉土⑥2：灰黄色，很湿，密实，含少量云母、氧化铁。层厚1.40～1.70m。

n. 有机质黏土⑥3：灰色，局部灰黑色，很湿，可塑，含少量云母、有机质，有机质含量4.4%～7.1%。层厚0.90～7.40m。

o. 粉细砂⑦：灰色，很湿，密实，主要成分为长石、石英。夹粉质黏土⑦1、黏土⑦2薄层及透镜体。本次钻探未揭露本层层底，本次揭露本层最大厚度12.00m，揭露最低标高-16.37m。

l. 粉质黏土⑦1：灰色，很湿，可塑，含少量云母、氧化铁。层厚1.40m。

m. 黏土⑦2：灰色，很湿，可塑，含少量云母、氧化铁。层厚0.80m。

地下水：

本次勘察期间，在水位观测孔46.0m深度以内观测到三层地下水，第一层地下水类型为上层滞水，稳定水位埋深1.20～7.80m，稳定水位标高为34.98～36.27m；第二层地下水类型为微承压水，水头距地面距离为18.30～20.10m，水头标高18.02～21.69m；第三层地下水类型为层间潜水（仅26#钻孔揭露），稳定水位埋深17.50m，稳定水位标高23.27m。

综上所述，故本次施工基坑采用复合预应力土钉4墙支护形式；基于实际情况，基坑坑壁1的边坡坡面及基底内设置疏干井15。基底以上土钉4墙护面设置疏水管51，基底肥槽5设置集水沟进行疏排，并应对雨季场地明排工作。

肥槽宽度为700mm（填土厚度小于5m区域）/1100mm（填土厚度大于5m区域），对于接近基底标高以下存在厚填土区3，增加微型桩31注浆方式，加强支护安全性，并应对地基处理影响。

土方开挖放坡坡度1:0.85～1:1.8，混凝土护面层11厚度为80mm，混凝土强度C20，面层铺设Φ6.5@200mm双向钢筋网12，采用Φ14双向压网筋，双向压网筋与土钉4的焊接；土钉4水平间距1.5m，垂直间距1.0～1. 5m，土钉4采用打入DN40钢花管注浆形式，注浆量不少于40kg/m，遇生活垃圾聚集的塌陷区采用打入式3～6m长钢花管预加固；预应力锚杆7采用1束Φs15.2（钢绞线1860MPa），预应力锚杆7孔径150mm，预应力锚杆7水平间距1.5m。一次注浆采用M20水泥浆或水泥砂浆，二次注浆采用水泥浆，二次注浆量不少于200kg。

本工程局部深厚填土区3坡脚采用微型桩31支护形式，并作为地基处理一部分，保证基础之外一定范围填土地基的稳定性。微型桩31成孔直径150mm，长度6m，间距1.5m，下放DN80钢管及二次注浆管，采用M30水泥浆或水泥砂浆，注浆要求与预应力锚杆7相同，二次注浆量不少于400kg。DN80钢管底部2m按每0.5m间距对称布置4个直径5mm钻孔，微型桩31顶部与相应部位土钉4连接。

基坑内部设有2种疏干井15，即坑内疏干井15与坡面疏干井15。

坑内疏干井15：纵横向间距30m，孔径600mm，井深16~20m；外缚两层细度60~80目尼龙网以及竹帘保护层；降水井管外采用2~10mm滤料填充。基底以上土钉4墙护面设置疏水管51，基底肥槽5设置集水沟进行疏排，并应对雨季场地明排工作。基坑内部疏干井15应保留至地基处理施工完成，水位控制标高保证地基处理施工条件。

坡面疏干井15：布置于边坡中间平台上（绝对标高35.50m），间距10m；降水井钻孔设计孔径600mm，井深18～20m，外缚两层细度60～80目尼龙网以及竹帘保护层；降水井管外采用2～10mm滤料填充。

由于基底渗水通道通畅，为防止施工期间汛期暴雨对地下室上浮影响，基础底板施工时，可保留部分疏干井15并置泵作降压使用，并保留50%周边坡面疏干井15。除满足基槽开挖要求外，还应满足地基处理的施工要求。

通过第三方监测单位的竣工监测结果看无论基坑水平位移、竖向位移、基坑周边地表竖向位移及深层水平位移等数据显示，均在预警值范围之内。说明基坑安全可控，取得了成功。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全杂填土地层的复合基坑支护结构，其特征在于：包括设于基坑坑壁(1)上的土钉(4)，基坑坑壁(1)上还铺设有一层混凝土护面层(11)；

土钉(4)为多个且阵列均匀分布在基坑坑壁(1)上；基坑坑壁(1)上开设有疏干井(15)；

基坑底面设置有基底肥槽(5)，基底肥槽(5)内部安装有疏水管(51)，混凝土护面层(11)上铺设有双向钢筋网(12)，双向钢筋网(12)上铺设有双向压网筋，且双向压网筋和土钉(4)焊接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种全杂填土地层的复合基坑支护结构，其特征在于：所述土钉(4)采用打入钢花管然后注入砂浆的形式形成。

3.根据权利要求1所述的一种全杂填土地层的复合基坑支护结构，其特征在于：多个所述土钉(4)在水平方向上的间距为1.5m，垂直方向上的间距为1.0-1.5m之间。

4.根据权利要求1所述的一种全杂填土地层的复合基坑支护结构，其特征在于：多个所述土钉(4)的长度分成长短不同的两种，且两种长度的土钉(4)相互间隔设置，且在垃圾聚集区处的基坑坑壁(1)上打入长度较长的土钉(4)。

5.根据权利要求1所述的一种全杂填土地层的复合基坑支护结构，其特征在于：所述基坑坑壁(1)的中间部分开设有水平的台阶(14)，疏干井(15)开设在台阶(14)上。

6.根据权利要求1所述的一种全杂填土地层的复合基坑支护结构，其特征在于：所述基坑坑壁(1)的坡顶固定连接有挡水墙(61)。

7.根据权利要求6所述的一种全杂填土地层的复合基坑支护结构，其特征在于：所述挡水墙(61)远离基坑内部的一侧设有固定在地面上的护栏(62)。

8.根据权利要求6所述的一种全杂填土地层的复合基坑支护结构，其特征在于：所述基坑坑壁(1)的坡顶上端铺设有硬化地面(6)，挡水墙(61)设置于硬化地面(6)上，且硬化地面(6)远离基坑的一端还浇筑有加固桩(63)。

9.根据权利要求1所述的一种全杂填土地层的复合基坑支护结构，其特征在于：所述基坑坑壁(1)靠近基坑底部的厚填土区(3)浇筑有微型桩(31)。

10.根据权利要求1所述的一种全杂填土地层的复合基坑支护结构，其特征在于：所述基坑坑壁(1)上设有横向的槽钢(13)，基坑坑壁(1)上打入预应力锚杆(7)，预应力锚杆(7)和槽钢(13)固定连接；槽钢(13)处于双向钢筋网(12)远离基坑坑壁(1)的一侧。

Images