[发明专利]一种基坑支护结构及其施工方法

说明书

本发明涉及建筑物一种基坑支护结构及其施工方法。    

城市建设的飞速发展造成建筑物密度愈来愈大。人们在有限的土地上为了取得更多的使用面积，除了向高空发展之处，向地下发展也就成了必然的途径，而且建筑物向地下发展还可取得很好的节能效果。目前国内外迅速发展起来的岩土支护工程正是迎合了这种需要。

当前国内外岩土支护工程所采取的手段主要有钢板桩一锚杆，地下连续墙一锚杆等做法，中国建筑工业出版社1989年4月出版的《地基工程处理手册》介绍了美国西雅图Columbia大厦基坑护壁工程，该大厦高出街面287米，76层，基坑深37米，基坑护壁肋柱间隔4米，肋柱之间采用10～15cm厚的挡土墙，每根37米长的肋柱需用20-30根锚杆。中国发明专利公开了名称为“空间结构支护坡桩”申请号为88100236它包括多根钢筋混凝土竖桩组成的桩墙在该桩顶设有连梁，该桩顶还连有沿桩墙侧向的拱形架，该架包括拱圈和拉杆。采用这些桩当挖开深度较大时亦需设锚杆，使得工程造价高，施工周期长，有些桩在施工中对周围居民产生噪声和震动干扰，有时还存在护壁泥浆排放污染等。

把这些桩引用到主要承受侧向荷载的支护结构中，难以发挥最佳效益，因支护桩主要功能在于抗弯，要求桩本身具有尽量大的抗弯截面模量，并且其布筋与构造也应有相应的要求。

本发明的目的在于提供一种基坑支护结构及其施工方法，它能充分发挥支护桩本身的抗弯功能不需设置锚杆，不需对支护桩间土后期进行二次支护，可大大缩短桩的嵌入深度，可节省钢材、水泥、降低工程造价。该基坑支护结构包括该工作桩本身，以及由该工作桩组成的能承受桩顶刚架或拱架反力的抗推排桩墙，和桩顶刚架或拱架构成。

1.多层位工作桩是该支护体系的核中心，它是一种钢筋混凝土制成的由共同工作的下列几部分组成，用于增大桩与土层摩擦力呈锯齿状混凝土护壁3。该护壁含外环筋17及竖筋19，混凝土内壁4含内环筋18及有方位性的竖筋5，桩空心内沿竖向依受力特点设置肋板或肋环6，它能有效地发挥整体抗弯剪性功能，桩底单向伸出前后趾8，前后趾8内含受力钢筋20，用于增大桩抗倾覆力矩，并有效地增强抵抗因挖开而导致的倾覆，桩内空心部位密填砂土7；桩顶设圈梁2，桩壁厚度和布筋密可按受力大小由计算确定，有关公式略。

2.抗推排桩墙，当控开基坑如图5所示成平面14形状时，其AB及DE拱架推力由BC及CD上的排桩承受，从而构成抗推排桩墙10，它的密排相切的左右相邻桩护壁切点，保持有不小于240毫米宽的混凝土接触面，接触面以企口状15相连，在受力较大处增设连接左右桩的拉结筋，该拉结筋有水平连接16A或斜向连接16B、16C。

3.桩顶封闭刚架或拱架，其中桩顶封闭刚架9是带有纵筋和箍筋的钢筋混凝土结构：桩顶拱架由卧于地面之下同一水平面或同一斜面之内的拱圈11，拉梁12和拉杆13构成，其中拱圈是在地面所挖折线形原槽内浇注混凝土，内配有构造钢筋，拉梁用于平衡拱圈左右端推力，而拉杆是由两端焊有锚板的钢筋制成。用于连接拉梁12和拱圈11。

该基坑支护结构的施工方法包括：

a、挖土护壁成孔工艺，采用分节连续向下制作：

按设计要求挖孔→绑扎护壁竖筋19，外环筋17→支模(用若干块弧形模板块21和加劲角钢22拼成)→折模(经一段时间后，当混凝土达到可折模强度时进行)→重复上述工序达到设计标高，进行扩底，设置前后趾8，成孔结束。

b、桩身内壁成型工艺：

在孔内绑扎前后趾受力钢筋20，竖筋5，内环筋18→扩底部混凝土浇注至设计要求高度→支内滑模如图10，图11所示，内滑模由薄钢板23，吊钩24和加劲角钢25构成→边浇注混凝土，边提内滑模，并密填砂土7，空提内滑模后浇注肋板6混凝土，→重复上述工序达到设计桩顶标高为止。

c、桩顶封闭刚架或拱架的制作：

桩顶封闭刚架9是布有纵筋和箍筋的钢筋混凝土结构；桩顶拱架由拱圈11，拉梁12和拉杆13构成，拱圈是在地面所挖折线原槽内浇注混凝土，配有构造钢筋，拉杆是由两端焊有锚板的钢筋制成，用于连接拉梁和拱圈。

在上述工艺过程中必须注意：

1.挖孔护壁分节连续向下做成，上下节间的竖筋19要求有足够的搭接长度，环筋17按要求制作：

2.护壁内外两侧做成锯齿形，上下节护壁要连成整体，以利于共同工作；