專利名稱：建筑物基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑施工中的基礎(chǔ)工程，具體涉及一種開(kāi)挖地下室基坑 時(shí)使用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著髙層建筑物越來(lái)越多，基坑深度也越來(lái)越大，開(kāi)挖的地下空間可作 為車庫(kù)、倉(cāng)儲(chǔ)、商場(chǎng)、人防工程等。建筑物基坑開(kāi)挖后，需對(duì)其周邊作支護(hù) 結(jié)構(gòu)，以防止局部或大面積的塌方。現(xiàn)有的支護(hù)結(jié)構(gòu)常用的有兩大類一類是嵌入基坑周邊地面以下的懸臂 式或樁(墻)錨式擋土結(jié)構(gòu)，由鋼板樁或排列的混凝土樁(灌注樁)構(gòu)成豎 向結(jié)構(gòu)的支護(hù)壁面；另一類是土釘墻式結(jié)構(gòu)，利用斜向設(shè)置的土釘與周圍土 體的摩擦力和粘聚力，加固土體形成組合體，使土體結(jié)構(gòu)化，在支護(hù)坡面設(shè) 鋼筋網(wǎng)，噴射細(xì)石混凝土，使開(kāi)挖面處的局部土體和深層穩(wěn)定土體聯(lián)為一體， 構(gòu)成支護(hù)壁面。在基坑較深時(shí)，兩類支護(hù)結(jié)構(gòu)均可搭配預(yù)應(yīng)力錨桿，錨桿向 支護(hù)壁面后方的地基土體中延伸，在錨桿外端穿套有槽鋼，向錨桿內(nèi)灌槳后， 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，最后錨桿端部與槽鋼采用蠊母鎖定，拉緊支護(hù)壁面。以下對(duì)兩類支護(hù)結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行比較支護(hù)方式造價(jià)工期安全性對(duì)環(huán)境影響灌注排樁+預(yù)應(yīng)力錨桿高較長(zhǎng)好較小土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿一般一般一般一般以施工二層地下室基坑支護(hù)為例，如采用灌注排樁+預(yù)應(yīng)力錐桿的支護(hù)方式，工程造價(jià)在每延長(zhǎng)米1.3 2.0萬(wàn)元；如采用土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿的支 護(hù)方式，工程造價(jià)在每延長(zhǎng)米0.7 1.0萬(wàn)元。如上所述，灌注排樁類的支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性高，適用基坑深度深，但工程 費(fèi)用高，施工工期長(zhǎng)；而土釘墻類的支護(hù)結(jié)構(gòu)則具有工程造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，但 基坑安全無(wú)法保證(長(zhǎng)邊側(cè)位移、變形較大，側(cè)向剛度相對(duì)較小)， 一般僅適用于對(duì)10米以下的二、三級(jí)基坑支護(hù)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種造價(jià)適中，安全性髙，工期較短，適用于深層及 軟粘土基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種建筑物基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)， 包括基坑周邊的土釘墻，沿所述土釘墻每隔5 10米設(shè)有一墩柱結(jié)構(gòu)，所述 墩柱結(jié)構(gòu)包括垂直于基坑底面的灌注樁組，分別位于灌注樁組兩側(cè)的經(jīng)土釘 墻穿插于土體內(nèi)的預(yù)應(yīng)力錨桿，以及連接兩側(cè)錨杼位于土釘墻外側(cè)端部的水 平槽鋼，所述灌注樁組包裹于土釘墻內(nèi)，由至少兩根平行排列的灌注樁組成。上述技術(shù)方案中，所述灌注樁組至少包括兩根垂直于基坑底面(即插設(shè) 于土體內(nèi))的鋼筋砼灌注樁構(gòu)成，根據(jù)基坑深度對(duì)護(hù)壁強(qiáng)度的要求，配置灌 注樁的數(shù)量，同時(shí)位于灌注樁組兩側(cè)的預(yù)應(yīng)力錨桿及連接錨桿的槽鋼構(gòu)成對(duì) 灌注樁組的水平鎖緊結(jié)構(gòu)，在同一墩柱結(jié)構(gòu)中，可根據(jù)基坑深度設(shè)置一排或 多排預(yù)應(yīng)力錨桿與槽鋼的組合，以提髙墩柱結(jié)構(gòu)的剛度與承載能力；在具體施工時(shí)，首先進(jìn)行灌注樁的施工樁定位—埋設(shè)護(hù)筒—備 制泥槳 一 鈷孔樁機(jī)就位 一 校正水平垂直度一成孔清孔一鋼筋籠制 作\安置—導(dǎo)管—二次清孔—澆筑棍凝土 試塊留設(shè)；然后是設(shè) 置土釘墻定位放線及高程測(cè)量—土釘成孔—造漿及注漿—掛網(wǎng)及焊接拉結(jié) 筋—噴射混凝土 —混凝土養(yǎng)護(hù)；最后對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行施工定位—鉆孔— 預(yù)應(yīng)力筋的制作與安裝—灌漿(一次常壓和一次高壓)—外錨頭制作—張拉 鎖定/外錨頭防腐，上述各項(xiàng)工法均可采用現(xiàn)有工法進(jìn)行施工；從而完成的 帶有墩柱結(jié)構(gòu)(灌注樁+土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿)的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，利用墩柱結(jié) 構(gòu)將大面積的基坑分隔成小面積基坑，降底基坑的長(zhǎng)邊效應(yīng)，克服了單獨(dú)采 用土釘墻、復(fù)合土釘墻在基坑強(qiáng)度和剛度上的不足，吸取灌注樁強(qiáng)度高、剛 度大的特點(diǎn)，通過(guò)兩者的結(jié)合，使支護(hù)結(jié)構(gòu)適用的基坑深度得到增大，施工 成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于純剛性灌注排樁的施工費(fèi)用。上述技術(shù)方案中，所述墩柱結(jié)構(gòu)突起于所述基坑周邊表面，構(gòu)成明墩結(jié) 構(gòu)，即以灌注樁相對(duì)于基坑表面的位置不同而區(qū)分，當(dāng)墩柱結(jié)構(gòu)外側(cè)與周邊 基坑表面平齊時(shí)則視為暗墩結(jié)構(gòu)。上述技術(shù)方案中，所述基坑周邊、土釘墻及灌注樁的內(nèi)側(cè)設(shè)有垂直于基 坑底面的三軸攪拌樁層，構(gòu)成支護(hù)結(jié)構(gòu)的防水層。攪拌樁的施工方式為測(cè) 量定位\設(shè)置導(dǎo)向樁—開(kāi)挖導(dǎo)向溝—設(shè)置導(dǎo)向架與定位攪拌機(jī)就位 —成樁鉆進(jìn)\噴槳及攪拌下沉到樁底設(shè)計(jì)標(biāo)髙噴漿及攪拌提升到樁 頂設(shè)計(jì)標(biāo)高—樁機(jī)移機(jī)—下一樁施工；攪拌樁層的設(shè)置是為了達(dá)到止 水效果，而根據(jù)基坑周圍土體的性質(zhì)，'確定實(shí)施單排或是雙排的攪拌樁，當(dāng) 為雙排攪拌樁時(shí)，前后樁體以相互咬合重復(fù)搭接的方式施工，以保證墻體的 連續(xù)性，主要起到對(duì)基坑外承壓水或微承壓水的隔離作用。進(jìn)一步的技術(shù)方案，在每一墩柱結(jié)構(gòu)中，設(shè)有2組上、下設(shè)置的所述預(yù) 應(yīng)力錨桿，每組預(yù)應(yīng)力錨桿的外側(cè)端部分別由一根水平槽鋼連接固定。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)是1、 本發(fā)明通過(guò)墩柱結(jié)構(gòu)與土釘墻的結(jié)合，以墩柱結(jié)構(gòu)減小了大面積的 基坑的長(zhǎng)邊效應(yīng)的影響，以灌注樁提髙土釘墻的抗變形、抗移位的能力，從 而保證了基坑長(zhǎng)期施工過(guò)程中不發(fā)生形變，大大提髙施工安全性；2、 由于墩柱結(jié)構(gòu)是5 10米間隔設(shè)置，因而與連續(xù)布置的灌注排樁支 護(hù)結(jié)構(gòu)相比，在施工費(fèi)用上大大降低，約為純灌注排樁的60%;2、 配合設(shè)置三軸攪拌樁構(gòu)成的防水層，使本發(fā)明亦適用于含水量較髙 的軟粘土以及砂性土質(zhì)土體上，省去了對(duì)特殊地質(zhì)的降水施工；3、 土釘、錨桿施工與挖土可一并進(jìn)行，節(jié)省了基礎(chǔ)施工工期，提髙了 工程綜合效益。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一中基坑的局部平面圖圖2是圖1中墩柱結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1的墩柱結(jié)構(gòu)剖面圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例一的施工流程圖。其中..1、 土釘墻；2、墩柱結(jié)構(gòu)；3、灌注樁；4、槽鋼；5、預(yù)應(yīng)力錨 桿；6、三軸攪拌樁；7、 土釘。
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)一步描述實(shí)施例一參見(jiàn)圖1至圖4所示， 一種建筑物基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括基坑 周邊的土釘墻1及經(jīng)土釘墻穿插于土體內(nèi)的預(yù)應(yīng)力錨桿5，沿所述土釘墻每 隔5 10米設(shè)有一突起于所述基坑周邊表面的墩柱結(jié)構(gòu)2 (明墩結(jié)構(gòu))，所 述墩柱結(jié)構(gòu)包括垂直于基坑底面的灌注樁組，分別位于灌注樁組兩側(cè)的所述 預(yù)應(yīng)力錨桿，以及連接兩側(cè)錨桿位于土釘墻外側(cè)端部的水平槽鋼4，所述灌 注樁組包裹于土釘墻內(nèi)，由2根平行排列的灌注樁3組成，所述基坑周邊、 土釘墻及灌注樁的內(nèi)側(cè)設(shè)有垂直于基坑底面的雙排三軸攪拌樁6,構(gòu)成支護(hù) 結(jié)構(gòu)的防水層。參見(jiàn)圖4所示，其施工工序?yàn)棰?攪拌樁施工平整場(chǎng)地\清除地下障礙物—測(cè)量定位\設(shè)置導(dǎo)向樁 —開(kāi)挖導(dǎo)向溝—設(shè)置導(dǎo)向架與定位攪拌機(jī)就位—成樁鉆進(jìn)\噴漿及 攪拌下沉到樁底設(shè)計(jì)標(biāo)髙—噴漿及攪拌提升到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)髙一樁機(jī)移 機(jī)一下一樁施工；② 灌注樁施工樁定位—埋設(shè)護(hù)筒—備制泥漿一鉆孔樁機(jī)就位 —校正水平垂直度一成孔清孔一鋼筋籠制作\安置一導(dǎo)管—二 次清孔—澆搗混凝土 —試塊留設(shè)；③ 土釘墻施工定位放線及高程測(cè)量—土釘成孔—造漿及注漿—掛網(wǎng) 及焊接拉結(jié)筋—噴射混凝土—混凝土養(yǎng)護(hù)；④ 預(yù)應(yīng)力錨桿施工定位一鉆孔—預(yù)應(yīng)力筋的制作與安裝一灌漿(一次 常壓和一次髙壓)—外錨頭制作—張拉鎖定/外錨頭防腐。以施工二層地下室基坑支護(hù)為例，如采用灌注樁加預(yù)應(yīng)力錨桿的支護(hù)方 式，工程造價(jià)在每延長(zhǎng)米1.3 2.0萬(wàn)元；如單獨(dú)采用復(fù)合土釘(深層攪拌樁 +土釘墻)，工程造價(jià)在每延長(zhǎng)米0.7 1.0萬(wàn)元，但基坑安全無(wú)法保證(位移、 變形較大)；采用本實(shí)施例施工，不僅基坑的安全性得到保證，同時(shí)工程造 價(jià)僅高于復(fù)合土釘10%,是采用灌注樁加預(yù)應(yīng)力錨桿的支護(hù)方式造價(jià)的 60%,工程造價(jià)在每延長(zhǎng)米0.8 1.1萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。應(yīng)用實(shí)例海天廣場(chǎng)工程位于蘇州工業(yè)園區(qū)，是新建的大型商業(yè)酒店綜合性公建工程。該項(xiàng)工程占地面積19354m2，總建筑面積168478. 77m2，由2幢塔樓、 多層裙房及2.5層地下室組成。建筑場(chǎng)地屬于長(zhǎng)江三角洲沖積平原，地形開(kāi) 闊平坦，局部低洼，有少量積水，地面標(biāo)高介于2.23 3.12米之間。本工 程±0. 000相當(dāng)于黃海標(biāo)高3. 45米，室外地面標(biāo)高取黃海高程2. 60米，本 工程基坑底板標(biāo)高和承臺(tái)面標(biāo)高均為-9. 30米，基坑挖深按承臺(tái)埋深計(jì)算， 分別為9.95米、10.45米、11.65米。本工程根據(jù)周邊環(huán)境和開(kāi)挖深度按一 級(jí)基坑考慮。本工程地下室為樁筏基礎(chǔ)，二層半地下室，縱橫向軸網(wǎng)間距8600X8600。 工程?hào)|西向總長(zhǎng)[l]軸-[26]軸間距186. 00m,南北向總寬[A]軸 [M]軸間距 85.80m,支護(hù)方式為(1) 基坑北側(cè)、南側(cè)和西側(cè)采用加墩式復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，沿基坑邊施 工兩排三軸攪拌樁止水，基坑側(cè)壁自上而下按設(shè)計(jì)要求布設(shè)土釘?？紤]到基 坑走向較長(zhǎng)，基坑中部變形大，在每一軸線處的承臺(tái)部位施工兩個(gè)鉆孔灌注 樁+拉錨有效控制變形；(2) 基坑?xùn)|側(cè)開(kāi)挖深度為10.45米，場(chǎng)地外側(cè)埋有眾多重要管道、管線， 采用鉆孔灌注樁+拉錨支護(hù)結(jié)構(gòu)，灌注樁外側(cè)施工一排三軸攪拌樁止水?；?東側(cè)每一軸線承臺(tái)部位攪拌樁外側(cè)1.5米處施工一個(gè)灌注樁作為加墩結(jié)構(gòu) 有效控制變形；(3) 本基坑采用的灌注樁直徑均為* 850，樁頂標(biāo)高為-0.85米，樁長(zhǎng)21 米、23米，樁身砼等級(jí)為水下C30;圈梁砼C30，圈梁頂標(biāo)高-O. 850米；(4) 基坑?xùn)|側(cè)和基坑四周加墩處支護(hù)結(jié)構(gòu)上施工兩道拉錨，拉錨位置分別 在-3. 85米、-6. 85米處，上道拉錨長(zhǎng)為28米(錨固段20. 0米，自由段8. 0 米)，下道拉錨長(zhǎng)為30米(錨固段25.0米，自由段5.0米)。每道拉錨腰梁 采用兩個(gè)22a槽鋼；(5) 基坑四周采用攪拌樁均為三軸攪拌樁，深層攪拌樁采用三軸深層攪拌 樁機(jī)施工，有效樁長(zhǎng)19.0米，樁徑650mm，樁頂標(biāo)高為-0.85米，在樁頂澆 筑1150 mm X200咖的壓頂。(6) 基坑采用管井降水的方式進(jìn)行疏干降水。管井長(zhǎng)18.0米，共布設(shè)管 井24 口，要求管井降水至每層土方開(kāi)挖標(biāo)高下1.0米方可進(jìn)行該層土方開(kāi) 挖?；颖O(jiān)測(cè)由業(yè)主委托江蘇省建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 施工開(kāi)挖土方從06.8. 12開(kāi)始至11.28地下二層結(jié)構(gòu)施工完畢，監(jiān)測(cè)設(shè)置原 始點(diǎn)時(shí)間為06. 7. 20。監(jiān)測(cè)結(jié)果圍護(hù)墻頂最大水平位移為19.90mm;周邊道路沉降最大為 17.65mm;周邊管線最大沉降為10.35mm;測(cè)斜管測(cè)得最大基坑面變形量為 25.34mm;錨桿最大軸力為141. 97KN，錨桿抗拔測(cè)試極限承載力為357. OKN。
權(quán)利要求
1.一種建筑物基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括基坑周邊的土釘墻(1)，其特征在于沿所述土釘墻每隔5～10米設(shè)有一墩柱結(jié)構(gòu)(2)，所述墩柱結(jié)構(gòu)包括垂直于基坑底面的灌注樁(3)組，分別位于灌注樁組兩側(cè)的經(jīng)土釘墻穿插于土體內(nèi)的預(yù)應(yīng)力錨桿(5)，以及連接兩側(cè)錨桿位于土釘墻外側(cè)端部的水平槽鋼(4)，所述灌注樁組包裹于土釘墻內(nèi)，由至少兩根平行排列的灌注樁組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述墩 柱結(jié)構(gòu)突起于所述基坑周邊表面，構(gòu)成明墩結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述墩柱結(jié)構(gòu)外側(cè)與基坑周邊表面平齊，構(gòu)成暗墩結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述基 坑周邊、土釘墻及灌注樁的內(nèi)側(cè)設(shè)有垂直于基坑底面的三軸攪拌樁(6)層，構(gòu)成支護(hù)結(jié)構(gòu)的防水層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于在每一 墩柱結(jié)構(gòu)中，設(shè)有2組上、下設(shè)置的所述預(yù)應(yīng)力錨桿，每組預(yù)應(yīng)力錨桿的外側(cè)端部分別由一根水平槽鋼連接固定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種建筑物基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括基坑周邊的土釘墻及經(jīng)土釘墻穿插于土體內(nèi)的預(yù)應(yīng)力錨桿，其特征在于沿所述土釘墻每隔5～10米設(shè)有一墩柱結(jié)構(gòu)，所述墩柱結(jié)構(gòu)包括垂直于基坑底面的灌注樁組，分別位于灌注樁組兩側(cè)的所述預(yù)應(yīng)力錨桿，以及連接兩側(cè)錨桿位于土釘墻外側(cè)端部的水平槽鋼，所述灌注樁組包裹于土釘墻內(nèi)，由至少兩根平行排列的灌注樁組成。本發(fā)明利用墩柱結(jié)構(gòu)將大面積的基坑分隔成為小面積基坑，灌注樁+預(yù)應(yīng)力錨桿+土釘墻的有機(jī)結(jié)合，提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗變形、抗位移的能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)深層基坑的支護(hù)，且施工費(fèi)用僅為剛性灌注排樁的60％。
文檔編號(hào)E02D5/74GK101220594SQ20071019054
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者程月紅 申請(qǐng)人:蘇州二建建筑集團(tuán)有限公司