基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法與流程

本發(fā)明涉及一種基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，以及該基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，屬巖土工程的基坑邊坡支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在工程建設(shè)中，常常會(huì)遇到上部雜填土、下部堅(jiān)硬巖土層類似的基坑，不可避免的會(huì)涉及到巖土工程基坑支護(hù)的穩(wěn)定性問題?；拥目逅鹿什粌H給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重的損失，而且對(duì)人民的生命和財(cái)產(chǎn)也構(gòu)成了巨大威脅。

目前的基坑支護(hù)方法，主要有土釘錨固支護(hù)、地下連續(xù)墻支護(hù)、板樁支護(hù)、排樁支護(hù)。土釘錨固支護(hù)、地下連續(xù)墻支護(hù)不需要樁機(jī)作業(yè)，施工時(shí)沖擊振動(dòng)小、噪音低、容易控制基坑的變形。板樁支護(hù)、排樁支護(hù)施工場(chǎng)地要求較高，適合于各種較復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境。

板樁支護(hù)、排樁支護(hù)形成的支護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性較好，但機(jī)械設(shè)備成本高，工程量大。鋼筋混凝土地下連續(xù)墻是一種比人工挖孔樁樁和旋挖樁造價(jià)還高的的結(jié)構(gòu)形式，且廢泥漿處理困難，容易造成環(huán)境污染。土釘錨固支護(hù)相對(duì)以上幾種支護(hù)方式，造價(jià)較低，施工方便，綠色環(huán)保，但其面層的抵抗作用很小，土釘間距布設(shè)較緊密，且土釘嵌入土體深度需要很長(zhǎng)，施工起來略顯困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、對(duì)基坑支護(hù)效果好的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，該支護(hù)結(jié)構(gòu)形式強(qiáng)度高、剛度好、施工振動(dòng)小、造價(jià)低。

為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括主梁、次梁、擋土板和錨固梁，主梁在基坑側(cè)壁表面縱向間隔設(shè)置，次梁在基坑側(cè)壁表面橫向間隔設(shè)置，主梁和次梁相連接后形成的框架梁用于布設(shè)擋土板，錨固梁一端連接于框架梁上、另一端伸入基坑側(cè)壁內(nèi)錨固。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，主梁、次梁、擋土板和錨固梁均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，錨固梁連接于主梁上；錨固梁和主梁的結(jié)合處在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)還布設(shè)有彎曲鋼筋。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，錨固梁設(shè)于滑移面下方；錨固梁傾斜設(shè)置，并且錨固梁伸入基坑側(cè)壁內(nèi)錨固的一端相較于另一端為處于低處的一端；錨固梁與水平面的夾角為15°至20°。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，錨固梁伸入基坑側(cè)壁內(nèi)錨固的一端具有擴(kuò)大端頭。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供上述基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，施工步驟為：

一、準(zhǔn)備工作：根據(jù)地質(zhì)情況完成設(shè)計(jì)圖紙；采用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)為：包括主梁、次梁、擋土板和錨固梁，主梁在基坑側(cè)壁表面縱向間隔設(shè)置，次梁在基坑側(cè)壁表面橫向間隔設(shè)置，主梁和次梁相連接后形成的框架梁用于布設(shè)擋土板，錨固梁一端連接于框架梁上、另一端伸入基坑側(cè)壁內(nèi)錨固；

二、上部基坑開挖：錨固梁與框架梁交接處以上的基坑部分為上部基坑，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，從自然坡面線開挖基坑土，對(duì)上部基坑采用分級(jí)開挖；

三、上部基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)制作：在開挖完每一級(jí)基坑后，立即進(jìn)行相應(yīng)層級(jí)基坑的主梁、次梁、擋土板的鋼筋制作和澆筑混凝土，直到完成上部基坑支護(hù)；

四、鉆孔施工：在完成上部基坑支護(hù)后，進(jìn)行鉆孔施工，直至錨固梁的設(shè)計(jì)深度；

五、錨固梁制作：完成鉆孔施工后，進(jìn)行錨固梁的鋼筋綁扎和澆筑混凝土；

六、下部基坑開挖：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)下部的基坑土采用分級(jí)開挖；

七、下部基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)制作：在開挖完每一級(jí)基坑土后，立即進(jìn)行相應(yīng)層級(jí)基坑的主梁、次梁、擋土板的鋼筋制作和澆筑混凝土，直到開挖到基坑設(shè)計(jì)線，完成下部基坑支護(hù)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中，錨固梁設(shè)于滑移面下方；錨固梁傾斜設(shè)置，并且錨固梁伸入基坑側(cè)壁內(nèi)錨固的一端相較于另一端為處于低處的一端；錨固梁與水平面的夾角為15°至20°；在步驟一所述的準(zhǔn)備工作中，根據(jù)地質(zhì)情況，按土體穩(wěn)定分析法計(jì)算土體自重G和土壓力F，確定出滑移面的位置和錨固梁的鉆孔位置之后，然后再進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中，錨固梁連接于主梁上；錨固梁和主梁的結(jié)合處在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)還布設(shè)有彎曲鋼筋；彎曲鋼筋的綁扎在步驟五所述的錨固梁制作中進(jìn)行。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，在步驟四所述的鉆孔施工中，鉆孔至錨固梁的設(shè)計(jì)深度后，在孔底端進(jìn)行擴(kuò)孔，形成擴(kuò)大端頭。

本發(fā)明的有益效果是：

1、形成“丁”字型基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，通過土壓力和土體自重作用在錨固梁上，使得主梁受到向坑壁內(nèi)的拉力，限制次梁和擋土板緊扣在坑壁上，達(dá)到覆壓的目的，從而提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2、通過在錨固梁端部擴(kuò)孔形成擴(kuò)大端頭，當(dāng)上部基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)受到較大土壓力時(shí)，起到抗拔的作用，提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗傾覆能力，增加了支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性。

3、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，剛度好，并且通過在主梁與錨固梁的結(jié)合處，附加彎曲鋼筋，增加了“丁”字型結(jié)構(gòu)的剛度，將土壓力和土體自重有效地分解和傳遞，從而提高了整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

4、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)采用邊開挖邊支護(hù)，保證了基坑的穩(wěn)定性，不需要采用大型機(jī)械設(shè)備，噪音小、工期短、工程造價(jià)低。

本發(fā)明主要適用于上部軟弱下部堅(jiān)硬的巖土環(huán)境，主要應(yīng)用于具有二元結(jié)構(gòu)環(huán)境的邊坡支護(hù)、基坑支護(hù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖2為本發(fā)明中基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的正立面示意圖；

圖中零部件、部位及編號(hào)：1-基坑土；2-自然坡面線；3-滑移面；4-主梁；5-錨固梁；6-擴(kuò)大端頭；7-次梁；8-擋土板；9-基坑設(shè)計(jì)線；10-附加彎曲筋；G-土體自重；F-土壓力。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1、圖2所示，對(duì)于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括主梁4、次梁7、擋土板8和錨固梁5，主梁4在基坑側(cè)壁表面縱向間隔設(shè)置，次梁7在基坑側(cè)壁表面橫向間隔設(shè)置，主梁4和次梁7相連接后形成的框架梁用于布設(shè)擋土板8，錨固梁5一端連接于框架梁上、另一端伸入基坑側(cè)壁內(nèi)錨固。其中錨固梁5優(yōu)選連接于主梁4上。本發(fā)明中，錨固梁5相對(duì)于主梁4、次梁7、擋土板8形成“丁”字型支護(hù)結(jié)構(gòu)，通過土壓力和土體自重作用在錨固梁5上，使得主梁4受到向坑壁內(nèi)的拉力，限制次梁7和擋土板8緊扣在坑壁上，達(dá)到覆壓的目的，從而提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

主梁4、次梁7、擋土板8和錨固梁5均優(yōu)選采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度高，剛度好；另外，錨固梁5和主梁4的結(jié)合處在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)還布設(shè)有彎曲鋼筋10，增加了“丁”字型結(jié)構(gòu)的剛度，將土壓力和土體自重有效地分解和傳遞，從而提高了整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

優(yōu)選地，錨固梁5設(shè)于滑移面3下方；錨固梁5傾斜設(shè)置，并且錨固梁5伸入基坑側(cè)壁內(nèi)錨固的一端相較于另一端為處于低處的一端；錨固梁5與水平面的夾角為15°至20°；而錨固梁5的深度需根據(jù)土壓力F和土體自重G作用在擋土板及主梁上的反作用力決定。采用該結(jié)構(gòu)，可提高整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

優(yōu)選地，錨固梁5伸入基坑側(cè)壁內(nèi)錨固的一端具有擴(kuò)大端頭6。當(dāng)上部基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)受到較大土壓力時(shí)，起到抗拔的作用，提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗傾覆能力，增加了支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性。

對(duì)于上述優(yōu)選實(shí)施例的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，施工步驟為：

一、準(zhǔn)備工作：根據(jù)地質(zhì)情況，按土體穩(wěn)定分析法計(jì)算土體自重G和土壓力F，確定出滑移面3的位置和錨固梁5的鉆孔位置之后，進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，完成基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙；

二、上部基坑開挖：錨固梁5與主梁4交接處以上的基坑部分為上部基坑，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，從自然坡面線2開挖基坑土1，對(duì)上部基坑采用分級(jí)開挖；

三、上部基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)制作：在開挖完每一級(jí)基坑后，立即進(jìn)行相應(yīng)層級(jí)基坑的主梁4、次梁7、擋土板8的鋼筋制作和澆筑混凝土，直到完成上部基坑支護(hù)；澆筑混凝土?xí)r，需在離錨固梁鉆孔處預(yù)留2.0m，待綁扎完成附加彎曲筋10后再澆筑混凝土；

四、鉆孔施工：在完成上部基坑支護(hù)后，進(jìn)行鉆孔施工，直至錨固梁5的設(shè)計(jì)深度，并在孔底端進(jìn)行擴(kuò)孔，以便形成擴(kuò)大端頭6；

五、錨固梁5制作：完成鉆孔施工后，進(jìn)行錨固梁5的鋼筋綁扎和澆筑混凝土；在進(jìn)行錨固梁鋼筋5制作時(shí)，需完成附加彎曲筋10的制作，并澆筑混凝土；錨固梁5制作時(shí)，在錨固梁5與主梁4交接處，需向下開挖部分土，預(yù)留出附加彎曲筋的制作空間；

六、下部基坑開挖：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)下部的基坑土1采用分級(jí)開挖；

七、下部基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)制作：在開挖完每一級(jí)基坑土后，立即進(jìn)行相應(yīng)層級(jí)基坑的主梁4、次梁7、擋土板8的鋼筋制作和澆筑混凝土，直到開挖到基坑設(shè)計(jì)線9，完成下部基坑支護(hù)。