CN215406089U - 一种基于桥墩保护需求的暗埋框架基坑支护结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于桥墩保护需求的暗埋框架基坑支护结构，基坑土方由上至下依据支撑底标高划分为N层，N≥2；每层土体沿着土方运出方向划分为M块，M≥2；第一层土方浇筑有冠梁和第一道钢筋混凝土支撑；依次类推，第N‑1层土方内部安装有第N‑1道钢围檁梁和第N‑1道钢支撑；第N层土方中间部位的坑底，浇筑有主道暗埋框架结构底板垫层；相邻两个主道暗埋框架结构侧壁间填有混凝土；主道和辅道暗埋框架结构侧壁间填有混凝土；主道换撑、辅道暗埋框架结构底板及混凝土形成支护结构；辅道换撑、主道暗埋框架结构顶板及回填的混凝土形成支护结构。本实用新型中形成的支护结构对桥桩的变形进行控制，减少临近既有桥桩的变形，保证交通安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于桥墩保护需求的暗埋框架基坑支护结构。
背景技术
千禧年以来，由于城市土地资源的严重短缺和交通的大幅扩容，交通拥堵已在大型城市普遍存在，对此，地下公路和市域高架铁路应运而生。在某些特定条件下，暗埋框架结构基坑会下穿既有市域铁路，而基坑的土方开挖和内部暗埋框架结构的施工会对高架桥桩的变形和受力产生不利影响，从而影响铁路的正常运行。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，针对背景技术中的问题，提供一种基于桥墩保护需求的暗埋框架基坑支护结构。
为此，本实用新型采用的技术方案是：
一种基于桥墩保护需求的暗埋框架基坑支护结构，基坑土方由上至下依据支撑底标高划分为N层，N≥2，每层厚度不大于5m；每层土体沿着土方运出方向划分为M块，M≥2，每块宽度不大于6m；
第一层土方浇筑有冠梁和第一道钢筋混凝土支撑；
第二层土方底部安装有第二道钢围檁梁和第二道钢支撑；依次类推，第N-1层土方内部安装有第N-1道钢围檁梁和第N-1道钢支撑；
第N层土方中间部位的坑底，浇筑有主道暗埋框架结构底板垫层；
主道暗埋框架结构位于第N层基坑内部，相邻两个主道暗埋框架结构侧壁间填有混凝土；
第N层中部安装有第N层的主道换撑；
第N层两侧土方坑底浇筑有辅道暗埋框架结构底板垫层；在主道和辅道暗埋框架结构侧壁间填有混凝土，使主道换撑、辅道暗埋框架结构底板及混凝土形成支护结构；
主道和辅道暗埋框架结构侧壁间填有混凝土，辅道换撑安装在与主道暗埋框架结构顶板同一标高；使辅道换撑、主道暗埋框架结构顶板及回填的混凝土形成支护结构。
进一步地，第二道钢围檁梁和第二道钢支撑两者同一标高。
进一步地，主道暗埋框架结构的下部为基坑底部，主道暗埋框架结构顶板标高比第一道钢筋混凝土支撑底部低。
进一步地，主道暗埋框架结构顶板标高比第一道钢筋混凝土支撑底部低0.5m。
进一步地，辅道暗埋框架结构一侧为双排桩，另一侧为回填的混凝土，其下部为坑底，其上部是地面。
进一步地，辅道暗埋框架结构顶板的标高比第一道钢筋混凝土支撑顶高。
进一步地，辅道暗埋框架结构顶板的标高比第一道钢筋混凝土支撑顶高出0.5m。
进一步地，所有钢支撑、第一道水平钢筋混凝土支撑、所有主道换撑和所有辅道换撑被拆除，形成所需基坑结构。
进一步地，基坑外设有排水沟。
进一步地，主道换撑、辅道换撑及回填的混凝土形成支护结构。
一种基于桥墩保护需求的暗埋框架结构基坑的分块开挖方法，所述方法可以用于开挖以上所述基坑，包含以下步骤：
(1)将基坑土方由上至下依据支撑底标高划分为N层，N≥2，每层厚度不大于5m；将每层土体沿着土方运出方向划分为M块，M≥2，每块宽度不大于6m；进行场地平整，开挖第一层土方至冠梁底标高，浇筑冠梁和第一道钢筋混凝土支撑，坑外做排水沟；
(2)等待冠梁和第一道钢筋混凝土支撑强度达到设计强度；沿土方运出方向开挖土方，从第二层第一块中间部位开始向左右两侧对称、均匀开挖，并安装第一块的第二道钢围檁梁和钢支撑；
(3)重复上一步直至第二层土方开挖完成且第二道钢围檁梁和钢支撑安装完毕；
(4)重复上述步骤直至第N-1层土方开挖完成且第N-1道钢围檁梁和钢支撑安装完毕；
(5)开挖第N层第一块土方中间部位至坑底，修整基底并浇筑主道底板垫层；
(6)浇筑第一块主道暗埋框架结构侧壁至第N-1道钢支撑底标高，安装第一块的第一道主道换撑并在主道暗埋框架结构侧壁间回填混凝土；为避免两侧辅道框架底面超挖，第N层第一块两侧土方开挖至坑底标高以上30cm，接着进行人工清底并浇筑辅道底板垫层；
(7)浇筑第一块辅道暗埋框架结构侧壁至第N-1道钢支撑底标高并在主道和辅道暗埋框架结构侧壁间回填混凝土，使主道换撑、辅道底板及回填的混凝土形成支护结构；
(8)待混凝土强度到达设计强度85％以上时，经设计同意，拆除第一块的第N-1道钢支撑；
(9)重复上述步骤直至暗埋框架结构侧壁施工至第N道钢支撑底标高；浇筑主道和辅道暗埋框架结构侧壁至第N-2道钢支撑底标高，安装第二道主道换撑和第一道辅道换撑，并在暗埋框架结构侧壁间回填混凝土，使主道换撑、辅道换撑及回填的混凝土形成支护结构；
(10)待混凝土强度到达设计强度85％以上时，拆除第N-2道钢支撑；
(11)重复上述步骤直至主道暗埋框架结构侧壁施工完成；
(12)浇筑主道暗埋框架结构侧壁和顶板并在主道暗埋框架结构侧壁间回填混凝土，一般主道暗埋框架结构顶板设计标高略低于第一道钢筋混凝土支撑底；
(13)浇筑辅道暗埋框架结构侧壁至第一道钢筋混凝土支撑底标高，安装第N-2道辅道换撑并在主道和辅道侧壁间回填混凝土，使主道顶板、辅道换撑及回填的混凝土形成支护结构；
(14)待混凝土强度到达设计强度85％以上时，经设计同意，拆除第一道水平钢筋混凝土支撑和所有主道换撑；
(15)浇筑辅道暗埋框架结构侧壁和顶板并在主道和辅道暗埋框架结构侧壁间回填混凝土，一般辅道暗埋框架结构顶板设计标高略高于第一道钢筋混凝土支撑顶；
(16)待混凝土强度到达设计强度85％以上时，经设计同意，拆除所有辅道换撑；
(17)暗埋框架结构施工完成，对暗埋框架结构外观检查合格后施工防水层、保护层，回填混凝土至地面标高。
当基坑内支撑数大于三道时，才存在步骤(9)和步骤(10)。如果基坑内只有两道支撑，例如实施例中的例子，当步骤(8)完成时，步骤(11)中的主道暗埋框架结构侧壁施工就完成了，因此步骤(9)和步骤(10)被跳过。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型中，利用换撑、暗埋框架结构和回填的混凝土组成支护结构对高架桥桩的变形进行控制，比如主道换撑、辅道暗埋框架结构底板及混凝土形成支护结构；辅道换撑、主道暗埋框架结构顶板及回填的混凝土形成支护结构。分层、分块、限时的方式进行土方开挖，从而使得基坑应力分步释放；本实用新型能减少临近市政道路暗埋框架结构基坑的既有市域铁路桥桩的变形，从而保证市域铁路的交通安全。
(2)本实用新型中，基坑结构围护墙采用小间距双排桩，排与排之间的间距较小(排距为2-3倍桩的直径即为小排距)，能够增大墙体刚度，支撑和换撑的布置与分块挖土、暗埋框架结构(箱涵)施工相配合，能减少邻近桥桩的变形。
附图说明
图1为本实用新型的主视图，以N＝3为例，图1中：1-辅道暗埋框架结构；2-辅道换撑；3-主道暗埋框架结构；4-第一道钢筋混凝土支撑；5-主道换撑；6-第二道钢支撑；7-临近桥桩；8-双排桩；9-工程桩。
图2为本实用新型的俯视图，以M＝6块为例。
图3为本实用新型基坑开挖的示意图，以N＝3，M＝6为例。
图4为实施例1中，浇筑了冠梁与第一道钢筋混凝土支撑后的结构示意图。
图5为实施例1中，基坑开挖至1.3米处，安装了第二道钢支撑之后的示意图。
图6为实施例1中，基坑开挖至第三层坑底的示意图。
图7为实施例1中，浇筑辅道与主道暗埋框架结构侧壁至第二道钢支撑底标高，安装主道换撑后的示意图。
图8为实施例1中，拆除第二道钢支撑后的示意图。
图9为实施例1中，浇筑主道暗埋框架结构侧壁和顶板，浇筑辅道暗埋框架结构侧壁至第一道钢筋混凝土支撑底标高后的示意图。
图10为实施例1中，拆除第一道水平钢筋混凝土支撑和主道换撑后的基坑示意图。
图11为实施例1中，拆除辅道换撑后的基坑示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细说明，应当指出的是，实施例只是对本实用新型的具体阐述，不应视为对本实用新型的限定。
实施例1，参照附图1-11。
如图1-2，11所示，本实用新型提供一种基于桥墩保护需求的暗埋框架结构(即箱涵)基坑，基坑土方由上至下依据支撑底标高划分为N层，N≥2，每层厚度不大于5m；每层土体沿着土方运出方向划分为M块，M≥2，每块宽度不大于6m；本实施例中，N＝3，M＝6。
第一层土方浇筑有冠梁和第一道钢筋混凝土支撑4，基坑外设有排水沟；
第二层土方底部安装有第二道钢围檁梁和第二道钢支撑6；两者同一标高。
第三层第一块土方中间部位的坑底，浇筑有主道暗埋框架结构底板垫层；主道暗埋框架结构位于基坑内部，主道暗埋框架结构的下部为基坑底部，主道暗埋框架结构3顶板标高比第一道钢筋混凝土支撑4底部低0.5m；主道暗埋框架结构3侧壁间填有混凝土；
主道换撑5位于第三层第一块的中部，具体为与基坑辅道暗埋框架结构底部同一标高。
第三层第一块两侧土方坑底浇筑辅道底板垫层；
在主道和辅道暗埋框架结构1侧壁间回填有混凝土，使主道换撑5、辅道底板及回填的混凝土形成支护结构；
辅道暗埋框架结构一侧为双排桩，另一侧为回填的混凝土，其下部为坑底，其上部是地面。
主道和辅道暗埋框架结构1侧壁间填有混凝土，辅道换撑2安装在与主道暗埋框架结构顶板同一标高。使辅道换撑2、主道顶板及回填的混凝土形成支护结构；
辅道暗埋框架结构1顶板的标高略高于第一道钢筋混凝土支撑4顶。辅道暗埋框架结构顶板的标高比第一道钢筋混凝土支撑4顶高出0.5m。
在一些优选的方式中，拆除第二道钢支撑6；拆除第一道水平钢筋混凝土支撑4和主道换撑5，拆除辅道换撑2。
本实例中，工程主体结构包括4孔分离式框架涵(即箱涵，箱身宽度：8.3m+8.3m+8.3m+8.3m)，横断面宽度约39.1米。辅道箱身高度为7.45m，主道箱身高度为7.25m，净高均为5.75米，箱身沿线路方向长度为15m一节，箱身采用C40钢筋砼，砼抗渗等级不小于P8。
基坑围护结构：采用φ100@120cm双排钻孔灌注桩+2道内支撑+2道换撑形式，桩长32m。基坑压顶梁(即冠梁)采用1.4*1.2m钢筋砼梁，第一道内支撑梁采用1.2*1.2m钢筋砼梁支撑，内支撑水平间距4.0-6.0m,共6道，第2道内支撑(即第二道钢支撑)及2道换撑均采用Φ609×16mm钢管支撑。本实用新型中，基坑围护结构中，采用小排距带撑双排桩。基坑靠近桥桩，场地条件限制，采用小排距双排桩，可以减小桥桩变形。
坑底加固：框架箱函基底采用Φ60cm高压旋喷桩裙边式抽条加固形式进行复合地基处理，并设置Φ80cm坑底桩，横向间距2.4米，桩底标高为-45.0米，坑底桩兼做抗浮桩，复合地基加固区厚度为15米。加固后的地基承载力不小于120Kpa。坑底桩越密越好，加固后的地基承载力越高越好，加固厚度越厚越好。坑底桩的三个作用：抗浮，保证基坑整体不被抬起；坑底桩刚度大，相当于对地基进行加固；四个暗埋框架结构的重力作用在坑底桩上，通过坑底桩将框架结构重力和行驶车辆压力传入地下。
一种基于桥墩保护需求的暗埋框架结构基坑开挖及施工方法，包括以下步骤：
(1)将基坑土体由上至下依据支撑底标高划分为3层；将每层土体沿着土方运出方向划分为6块，如图2-3所示；进行场地平整，开挖第一层土方至冠梁底标高，浇筑冠梁和第一道钢筋混凝土支撑4，基坑外做排水沟；本实例中，冠梁顶标高为地面，第一道钢筋混凝土支撑4架设在冠梁上方，如图4所示。
(2)等待冠梁和第一道钢筋混凝土支撑4强度达到设计强度；沿土方运出方向开挖土方，如图3所示，从第二层第一块中间部位开始向左右两侧对称、均匀开挖，并安装第一块的第二道钢围檁梁和第二道钢支撑6，如图5所示；第二道钢围檁梁和第二道钢支撑6均处于第二层底部，两者同一标高。
(3)重复上述步骤(2)直至第二层土方开挖完成且第二道钢围檁梁和钢支撑安装完毕；
(4)开挖第三层第一块土方中间部位至坑底，如图6所示；修整基底并浇筑主道底板垫层；
(5)浇筑第一块主道暗埋框架结构3(主道暗埋框架结构即图7中C与D所表示的结构)侧壁至第二道钢支撑6底标高，安装第一块的主道换撑5并在主道暗埋框架结构3侧壁间回填混凝土；为避免两侧辅道暗埋框架(两侧辅道暗埋框架即图7中B、E所表示的结构)底面超挖，第三层第一块两侧土方开挖至坑底标高以上30cm，接着进行人工清底并浇筑辅道底板垫层；
如图7所示，主道暗埋框架结构侧壁由底部向上施工至第二道钢支撑6底标高。图1标号为3的两个矩形结构为主道暗埋框架结构。主道换撑5位于第三层第一块的中部，具体为与基坑辅道底部同一标高。此处说明了防止超挖的具体位置，具体为图1中标号为1的结构底部及其对称处。
(6)如图7所示，浇筑第一块辅道暗埋框架结构1侧壁至第二道钢支撑6底标高并在主道和辅道暗埋框架结构1侧壁间回填混凝土，使主道换撑5、辅道底板及回填的混凝土形成支护结构；
辅道暗埋框架结构1为图1中标号为1的矩形结构及其对称处。辅道暗埋框架结构的侧壁自下而上浇筑。图1中，以左边的矩形(左辅道暗埋框架结构)为例，左辅道暗埋框架结构的左边为双排桩，其右边为主道暗埋框架结构与辅道暗埋框架结构间的混凝土，其下部为坑底，其上部是地面。
(7)待混凝土强度到达设计强度85％以上时，拆除第一块的第二道钢支撑6，如图8所示；
(8)重复上述步骤直至主道暗埋框架结构和辅道暗埋框架结构侧壁施工至第二道钢支撑6底标高；浇筑主道暗埋框架结构3侧壁和顶板并在主道暗埋框架结构3侧壁间回填混凝土，如图9所示，主道暗埋框架结构3顶板设计标高略低于第一道钢筋混凝土支撑4底部；本实施例中，主道暗埋框架结构3顶板标高比第一道钢筋混凝土支撑4底部低0.5m；暗埋框架结构用于车辆通行，满足车辆通行标准即可。
图1中标号为3的两个矩形结构为主道暗埋框架结构，同样地，图9中C与D表示的结构即为主道暗埋框架结构；矩形底边为底板，顶边为顶板，两侧为侧壁。图1中，以左侧的结构为例，其左边为主道暗埋框架结构和辅道暗埋框架结构间的回填混凝土，右侧为两个主道暗埋框架结构侧壁间回填的混凝土，其上部为步骤(13)中回填的混凝土，底部为坑底。
(9)浇筑辅道暗埋框架结构1侧壁至第一道钢筋混凝土支撑4底标高，如图9所示，安装辅道换撑2并在主道暗埋框架结构和辅道暗埋框架结构侧壁间回填混凝土，使辅道换撑2、主道顶板及回填的混凝土形成支护结构；
辅道换撑2安装在与主道暗埋框架结构顶板同一标高。说明一下，第一道主道换撑标高为辅道暗埋框架结构坑底，最后一道辅道换撑标高与主道暗埋框架结构顶板相同，其余换撑架设在当前步骤浇筑的辅道暗埋框架结构1侧壁中央。
图1，9中，在左辅道暗埋框架结构的右侧壁和左主道暗埋框架结构的左侧壁间、右辅道暗埋框架结构的左侧壁和右主道暗埋框架结构的右侧壁间回填混凝土。
(10)待混凝土强度到达设计强度85％以上时，拆除第一道水平钢筋混凝土支撑4和主道换撑5，如图10所示，第一道水平钢筋混凝土支撑4与主道换撑5被拆除。
(11)浇筑辅道暗埋框架结构1侧壁和其顶板，并在主道和辅道暗埋框架结构1侧壁间回填混凝土，一般辅道暗埋框架结构顶板的标高略高于第一道钢筋混凝土支撑4顶；辅道暗埋框架结构1即为图1中标号为1的结构；在一些优选的方式中，辅道暗埋框架结构顶板的标高比第一道钢筋混凝土支撑4顶高出0.5m。
(12)待混凝土强度到达设计强度85％以上时，拆除辅道换撑2，如图11所示。
(13)暗埋框架结构施工完成，经各有关责任单位对暗埋框架结构外观检查合格后施工防水层、保护层，回填混凝土至地面标高。
显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
Claims (9)
1.一种基于桥墩保护需求的暗埋框架基坑支护结构，其特征是，基坑土方由上至下依据支撑底标高划分为N层，N≥2；每层土体沿着土方运出方向划分为M块，M≥2；
第一层土方浇筑有冠梁和第一道钢筋混凝土支撑；
第二层土方底部安装有第二道钢围檁梁和第二道钢支撑；依次类推，第N-1层土方内部安装有第N-1道钢围檁梁和第N-1道钢支撑；
第N层土方中间部位的坑底，浇筑有主道暗埋框架结构底板垫层；
主道暗埋框架结构位于第N层基坑内部，相邻两个主道暗埋框架结构侧壁间填有混凝土；
第N层中部安装有第N层的主道换撑；
第N层两侧土方坑底浇筑有辅道暗埋框架结构底板垫层；在主道和辅道暗埋框架结构侧壁间填有混凝土，使主道换撑、辅道暗埋框架结构底板及混凝土形成支护结构；
主道和辅道暗埋框架结构侧壁间填有混凝土，辅道换撑安装在与主道暗埋框架结构顶板同一标高；使辅道换撑、主道暗埋框架结构顶板及回填的混凝土形成支护结构。
2.根据权利要求1所述的一种基于桥墩保护需求的暗埋框架基坑支护结构，其特征是，第二道钢围檁梁和第二道钢支撑两者同一标高。
3.根据权利要求1所述的一种基于桥墩保护需求的暗埋框架基坑支护结构，其特征是，主道暗埋框架结构的下部为基坑底部，主道暗埋框架结构顶板标高比第一道钢筋混凝土支撑底部低。
4.根据权利要求3所述的一种基于桥墩保护需求的暗埋框架基坑支护结构，其特征是，主道暗埋框架结构顶板标高比第一道钢筋混凝土支撑底部低0.5m。
5.根据权利要求1所述的一种基于桥墩保护需求的暗埋框架基坑支护结构，其特征是，辅道暗埋框架结构一侧为双排桩，另一侧为回填的混凝土，其下部为坑底，其上部是地面。
6.根据权利要求1所述的一种基于桥墩保护需求的暗埋框架基坑支护结构，其特征是，辅道暗埋框架结构顶板的标高比第一道钢筋混凝土支撑顶高。
7.根据权利要求6所述的一种基于桥墩保护需求的暗埋框架基坑支护结构，其特征是，辅道暗埋框架结构顶板的标高比第一道钢筋混凝土支撑顶高出0.5m。
8.根据权利要求1所述的一种基于桥墩保护需求的暗埋框架基坑支护结构，其特征是，基坑外设有排水沟。
9.根据权利要求1所述的一种基于桥墩保护需求的暗埋框架基坑支护结构，其特征是，主道换撑、辅道换撑及回填的混凝土形成支护结构。
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Cited By (1)
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| CN115404757A (zh) * | 2022-09-09 | 2022-11-29 | 上海市隧道工程轨道交通设计研究院 | 一种下立交地下管线桥系统 |
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Cited By (2)
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| CN115404757A (zh) * | 2022-09-09 | 2022-11-29 | 上海市隧道工程轨道交通设计研究院 | 一种下立交地下管线桥系统 |
| CN115404757B (zh) * | 2022-09-09 | 2024-06-04 | 上海市隧道工程轨道交通设计研究院 | 一种下立交地下管线桥系统 |
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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