[发明专利]一种拱形组合基坑支护体系及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种组合基坑支护体系及其施工方法，属于岩土工程基坑支护技术领域。适用于开挖深度大、地下水位埋藏浅的基坑工程围护施工，尤其在软土、粉砂粉土地质条件下更显优势。 

背景技术

基坑支护体系的主要功能是挡土和止水。水泥土搅拌桩挡墙作为基坑刚性支护体系，能够同时起到挡土和止水的作用，但其基坑开挖深度因材料抗拉性能低而受到限制。改进后的型钢水泥土搅拌桩挡墙则是在连续套接的水泥土搅拌桩内插入型钢，形成复合的挡土止水支护结构，该支护结构工艺简单、成桩速度快，墙体防渗性能好，且型钢可回收重复使用，对周围环境影响小等优点。但由于型钢水泥土搅拌桩挡墙的侧向刚度主要由型钢提供，侧向刚度相对较小，且型钢使用量较大。当对基坑支护结构侧向变形要求较高，基坑周边环境对地下水位变化较为敏感，尤其水泥土搅拌桩桩身范围内大部分为粉土、粉砂等透水性较强的土层时，更应慎重选用。 

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种拱形组合基坑支护体系及其施工方法，该拱形组合基坑支护体系结构形式简单，施工方法快捷、充分利用材料性能优点、兼有挡土和止水功能、适用于开挖深度较大的拱形水泥土搅拌桩与预制高强混凝土薄壁钢管桩组合基坑支护体系，及其施工方法。 

技术方案：本发明的拱形组合基坑支护体系包括拱形水泥土搅拌桩墙、高强混凝土薄壁钢管桩、桩顶冠梁和内支撑；其中，高强混凝土薄壁钢管桩分散设置在基坑中，桩顶冠梁将高强混凝土薄壁钢管桩连成一个整体，内支撑位于每一个高强混凝土薄壁钢管桩的外侧，拱形水泥土搅拌桩墙分别位于两个高强混凝土薄壁钢管桩之间并连成一个整体，形成拱形组合基坑支护体系。 

拱形组合基坑支护体系的施工方法包括如下步骤： 

第一步：根据工程地质条件和基坑开挖深度，设计预制高强混凝土薄壁钢管桩间距、直径，设计管桩间每片拱形水泥土搅拌桩墙的厚度、弧度、水泥掺量； 

第二步：设计桩顶冠梁尺寸以及内支撑位置和尺寸； 

第三步：施工拱形水泥土搅拌桩墙； 

第四步：水泥土达到设计要求插入预制高强混凝土薄壁钢管桩； 

第五步：施工桩顶冠梁以及内支撑； 

第六步：基坑内土体开挖，完成地下结构主体施工； 

第七步：拆除内支撑和冠梁，拔出预制高强混凝土薄壁钢管桩，基坑工程施工结束。 

有益效果：本发明采用以上技术方案及相应的施工方法，与现有技术相比较具备如下优点：拱形水泥土搅拌桩墙不仅起到止水作用，更能承担基坑后土水压力的作用，充分发挥水泥土抗压性能，预制高强混凝土薄壁钢管桩传递土水压力并提高挡墙抗弯刚度。本发明的技术方案原理简单，施工工艺简便快捷，缩短施工工期，同时能够节省材料用量。 

附图说明

以下结合附图和实施案例对本发明作进一步说明。 

图1：拱形组合基坑支护体系平面示意图 

以上的图中有：拱形水泥土搅拌桩墙1、高强混凝土薄壁钢管桩2、桩顶冠梁3和内支撑4；基坑内土体5；基坑外土体6。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明： 

该拱形组合基坑支护体系包括拱形水泥土搅拌桩墙1、高强混凝土薄壁钢管桩2、桩顶冠梁3和内支撑4；其中，高强混凝土薄壁钢管桩2分散设置在基坑中，桩顶冠梁3将高强混凝土薄壁钢管桩2连成一个整体，内支撑4位于每一个高强混凝土薄壁钢管桩2的外侧，拱形水泥土搅拌桩墙1分别位于两个高强混凝土薄壁钢管桩2之间并连成一个整体，形成拱形组合基坑支护体系。 

本发明的一种拱形组合基坑支护体系及其施工方法，其特征主要包括如下步骤： 

第一步：根据工程地质条件和基坑开挖深度，设计预制高强混凝土薄壁钢管桩2间距、直径，设计管桩间每片拱形水泥土搅拌桩墙1的厚度、弧度、水泥掺量； 

第二步：设计桩顶冠梁3尺寸以及内支撑4位置和尺寸； 

第三步：施工拱形水泥土搅拌桩墙1； 

第四步：水泥土达到设计要求插入预制高强混凝土薄壁钢管桩2； 

第五步：施工桩顶冠梁3以及内支撑4； 

第六步：基坑内土体5开挖，完成地下结构主体施工； 

第七步：拆除内支撑4和冠梁3，拔出预制高强混凝土薄壁钢管桩2，基坑工程施工结束。