一種拱形基坑支護體系及施工方法
2023-09-10 06:24:00
專利名稱：一種拱形基坑支護體系及施工方法
技術領域：
本發明涉及建築領域，特別涉及拱形基坑支護體系及施工方法。
背景技術：
目前深基坑支護普遍採用懸臂式支護體系，例如擋土樁、樁加錨杆、地下連續牆、 重力式擋土牆等，雖然能滿足基坑支護需要，但是這種懸臂式支護的受力狀態是很不利的， 必須要設置內支撐。拱式結構可以將土壓力對平面結構產生的拉彎應力轉化為沿拱軸方向 的軸壓力，因此如果能將這種結構形式應用於基坑支護，與懸臂式支護方式相比顯然造價 低，施工周期短。
發明內容
本發明的目的是提供一種拱形基坑支護體系及施工方法，通過拱圈內土壓力自身 平衡起到了內支撐的效果，解決了懸臂式支護體系工期長和造價高的問題。本發明沿支護 高度分道施工，每道拱圈分別承受該道拱圈高度內的土壓力，不相互影響。拱圈施工與基坑 開挖可交叉進行，節省工期；同時與懸臂受力結構相比，材料與用量都明顯經濟節約。
本發明沿支護高度分成3 4道拱圈施工，第一道拱圈高度不超過2m，拱圈厚度為 0. 1 0. 2拱高，並且插入預應力錨杆。第二道、第三道、第四道拱圈高度為2 3m，拱圈厚 度為0. 1 0. 2拱高。在每段拱圈拱腳做拱腳基礎，拱腳基礎長度為0. 3 0. 6拱高，拱腳 基礎高度為長度的1/3 1/2。拱圈採用分段施工，對於可塑 硬塑土層，每10 15m為一 段；對於軟塑土層，每6 10m為一段；對於流塑土層，每4 6m為一段。本發明施工步驟包括1)挖土2)插入預應力錨杆3)澆築第一道拱圈4)預應力張拉拱圈閉合後，以拱圈為反力支座利用穿心千斤頂對錨杆施加預應力。5)澆築第一道拱圈基礎6)挖土7)澆築第二道拱圈8)澆築第二道拱圈基礎9)重複6)、7)、S)至支護底部。10)澆築地下室11)回填非地下室部位土本發明適用於基坑四周場地具備起拱條件的工程。為了適應施工場地限制的情
況，本發明還可以在具備條件的基坑的一邊、兩邊或多邊起拱，採用部分拱圈與其它擋土結 構形成混合支護體系，如拱樁組合支護體系、拱牆組合支護體系、拱樁錨杆組合支護體系。
本發明是受壓為主的結構，拱圈上彎矩很小，能充分發揮混凝土抗壓強度高的材 料特性，並可降低造價，節省工期，提高安全性。
圖1拱形基坑剖面圖
圖2拱形基坑平面圖
1、錨杆，2、拱圈，3、拱圈基礎
具體實施方式
工程概況 某基坑開挖面積為2萬餘平方米、基坑深為6. lm。擬建場地原始地貌單元屬一級 海積階地，後經人工整平改造，場地內地勢尚平坦，孔口標高變化於3. 6 4. 7m。根據鑽探 揭露，場地內分布的地層有人工填土、海積層、衝洪積層、殘積層。現將上述主要土層描述如 下 (1)人工填土層 主要由粘性土、碎石、碎磚等建築垃圾構成，為新近堆填，層厚為2. 2 2. 6m。
(2)第四系海積層 淤泥層層厚為3. 5 10. 0m，流 軟塑。
(3)第四系衝洪積層 a :粉質粘土 褐黃、褐紅色，層厚為0. 4 6. 7m。 b、細砂以細砂為主，含含較多粘粒，飽和，鬆散 稍密，層厚為0. 8 4. 8m。
c、礫砂以石英礫砂為主，含較多粘粒，飽和，鬆散 稍密，層厚為0. 7 6. 4m。
(4)第四系殘積層 系由花崗巖風化殘積而成，含石英砂礫20%，可塑 硬塑。層厚為0.70 18.7m。
地下水控制土方開挖時在場地內每隔25米挖2mX2mX3m降水坑一個，在開挖的 同時放入汙水泵抽水；基坑開挖時，坑頂四周設排水溝進行外排，每隔50m設一集水井。
由於土壓力是只隨深度而線性增加的分布荷載，沒有集中力，所以可採用閉合的 水平拱圈來支擋基坑土壓力是可行的。作用在拱圈上四周的土壓力大部分在拱圈內自身平 衡，相互抵消，實際上起到了內支撐的效果。另外，拱圈以受壓為主，彎矩很小，本身強度破 壞或失穩的可能性很小，因此支護採用拱圈支護，沿支護高度分成3道拱圈施工，第一道拱 圈高度為1. 8m，拱圈厚度為0. 3m，並且插入預應力錨杆，第二道拱圈高度為2m，第三道拱圈 高度為2. 3m，拱圈厚度均為0. 3m。在每段拱圈拱腳做拱腳基礎，第一道拱圈拱腳基礎長度 為lm，拱腳基礎高度為0. 5m ;第二道拱圈拱腳基礎長度為lm，拱腳基礎高度為0. 5m ;第三 道拱圈拱腳基礎長度為1. 2m，拱腳基礎高度為0. 6m。拱圈長度太長會導致土體滑坡，太短 又增加工期。拱圈採用分段施工，對於可塑 硬塑土層，每12m為一段；對於軟塑土層，每6m 為一段；對於流塑土層，每4m為一段。
施工步驟包括
1)挖土
2)插入預應力錨杆
3)澆築第一道拱圈 [OO41] 4)預應力張拉 對拱圈施加預拉力，使拱圈與土體緊密接觸，並對土體施加了一定的壓力，能有效
地減小基坑邊坡的水平位移，充分發揮錨杆與土體界面的摩阻力。拱圈閉合後，以拱圈為反
力支座利用穿心千斤頂對錨杆施加預應力。 5)澆築第一道拱圈基礎 6)挖土 7)澆築第二道拱圈 8)澆築第二道拱圈基礎 9)挖土至支護底部 10)澆築第二道拱圈 11)澆築第二道拱圈基礎 12)澆築地下室 13)回填非地下室部位土 如遇暴雨氣候，用塑料薄膜把拱圈后土體覆蓋住，避免地表降水或生活排水浸滲 拱圈後面土體，防止土體滑坡。 施工過程中實行基坑位移檢測，檢測結果表明位移在8mm之內，本實施例中支護 結構性能良好，保證了基礎的正常施工，取得了良好的效果。
權利要求
一種拱形基坑支護體系及施工方法，其特徵是沿支護高度分成3～4道拱圈施工，第一道拱圈高度不超過2m，拱圈厚度為0.1～0.2拱高，並且插入預應力錨杆。第二道、第三道、第四道拱圈高度為2～3m，拱圈厚度為0.1～0.2拱高。在每段拱圈拱腳做拱腳基礎，拱腳基礎長度為0.3～0.6拱高，拱腳基礎高度為長度的1/3～1/2。拱圈根據土質情況採用分段施工。
2. 按照權利要求1所述的一種拱形基坑支護體系及施工方法，其特徵是施工步驟包括1) 挖土2) 插入預應力錨杆3) 澆築第一道拱圈4) 預應力張拉拱圈閉合後，以拱圈為反力支座利用穿心千斤頂對錨杆施加預應力。5) 澆築第一道拱圈基礎6) 挖土7) 澆築第二道拱圈8) 澆築第二道拱圈基礎9) 重複6)、7)、S)至支護底部。10) 澆築地下室11) 回填非地下室部位土
3. 按照權利要求1或權利要求2所述的一種拱形基坑支護體系及施工方法，其特徵是 對於可塑 硬塑土層，拱圈施工每10 15m為一段；對於軟塑土層，拱圈施工每6 10m為 一段；對於流塑土層，拱圈施工每4 6m為一段。
全文摘要
本發明公開一種拱形基坑支護體系及施工方法，其特徵是沿支護高度分成3～4道拱圈施工，第一道拱圈高度不超過2m，拱圈厚度為0.1～0.2拱高，並且插入預應力錨杆。第二道、第三道、第四道拱圈高度為2～3m，拱圈厚度為0.1～0.2拱高。在每段拱圈拱腳兩側做拱腳基礎，拱腳基礎長度為0.3～0.6拱高，拱腳基礎高度為長度的1/3～1/2。拱圈採用分段施工，對於可塑～硬塑土層，每10～15m為一段；對於軟塑土層，每6～10m為一段；對於流塑土層，每4～6m為一段。本發明充分發揮混凝土抗壓強度高的材料特性，並可降低造價，節省工期，提高安全性。
文檔編號E02D17/02GK101698991SQ20091017322
公開日2010年4月28日 申請日期2009年9月11日 優先權日2009年9月11日
發明者朱奎 申請人:朱奎