大範圍基坑開挖中的抗側墩體組合式圍護結構的製作方法

2023-05-12 17:32:56

大範圍基坑開挖中的抗側墩體組合式圍護結構的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於大範圍地下工程開挖基坑工程的圍護結構，沿基坑圍護的周邊間隔設置有抗側墩體，將大範圍的基坑周邊劃分為若干小區域，抗側墩體間打設有抗側圍護樁，利用圍護樁頂的壓頂梁連接各個抗側墩體，形成完整的抗側墩體組合式圍護結構。本發明的有益效果為：通過使用斜向樁支撐抗側墩體，基坑圍護結構可以不按常規建造造價高昂的內支撐，極大的方便了地下工程施工，同時解決了軟土中使用錨杆可靠性不足或錨杆超紅線無法實施的問題；具有抗側能力強、側向變位控制好、圍護安全可靠、造價低以及無內支撐進行地下工程施工等優點。
【專利說明】大範圍基坑開挖中的抗側墩體組合式圍護結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於大範圍地下工程開挖基坑的圍護結構，尤其涉及一種抗側墩體組合式圍護結構。
【背景技術】
[0002]隨著城市建設的發展，超大型地下車庫、地下商場等地下工程大幅湧現，這些大範圍地下工程的開挖圍護，由於尺度大無法設內撐，一般只能採取自立式圍護做法、周邊設臨時斜撐的中心島施工方式或採取土釘錨杆等圍護形式，但是這些圍護做法存在造價昂貴，施工麻煩，土釘錨杆超紅線等問題。
[0003]同時對於廣大沿海城市的軟土地基，上述做法還存在控制變位困難，可靠性低等問題。目前尚無合理可靠的圍護做法來面對如此大量出現的這類大範圍地下圍護工程，本發明正是針對這類軟土中無法設內支撐的大範圍基坑圍護工程，研發了一種不需設內支撐、圍護安全可靠、施工簡單和造價低的無錨杆超紅線問題的全新圍護形式。
[0004]這種新型圍護結構適用於土木工程各領域中，如民用建設中大型地下車庫工程和大型地下商場工程、水利港口工程中的護岸港口及堤壩工程、道橋領域中的護坡工程等圍護工程。

【發明內容】

[0005]本發明提供了一種適用於大範圍地下工程基坑開挖的圍護結構，解決了傳統基坑圍護結構中使用支撐梁支撐圍護所造成的造價高昂、施工困難、變位控制不易、可靠性低等問題。
[0006]一種用於大範圍地下工程開挖基坑工程的圍護結構，沿基坑圍護的周邊間隔設置有抗側墩體，將大範圍的基坑周邊劃分為若干小區域，抗側墩體問打設有抗側圍護樁，利用圍護樁頂的壓頂梁連接各個抗側墩體，形成完整的抗側墩體組合式圍護結構。
[0007]所述的抗側圍護樁可以根據需要單排分布，雙排分布或者單排結合間隔雙排分布，樁徑根據設計安排。抗側圍護樁可以是現有的現澆鋼筋砼圓樁、預製鋼筋砼方形樁、T形樁、工字形樁、圓形樁或各種型鋼樁等。
[0008]壓頂梁可以為現澆的條狀壓頂梁，也可以為條狀帶錨杆的壓頂梁，還可以為條狀帶凸塊的壓頂梁，根據實際需要適用於多種地下基坑圍護。
[0009]所述的抗側墩體由斜向打設的斜向樁和豎向樁結合樁頂的墩體壓頂板形成；所述的斜向樁與豎向樁共同支撐墩體壓頂板用於抵抗墩體間抗側圍護樁頂壓頂梁傳來的基坑周邊水土壓力；所述的斜向樁斜向打設在基坑內的一端深入到坑底以下的好土層，用以充分提高抗側墩體的抗側能力。
[0010]所述的斜向樁可以為鋼筋砼預製樁或鋼樁形式。豎向樁的樁徑和排數根據需要確定。
[0011]所述的抗側墩體面向基坑一側打設有一排多根相互平行的斜向樁。斜向樁的具體根數根據設計、力學計算確定，保證圍護結構能夠抵抗基坑周邊水土壓力。
[0012]所述的抗側墩體面向基坑一側打設有多排相互間平行的斜向樁。
[0013]所述的斜向樁與水平方向的夾角在30?70度之間，斜向樁的長度及布設位置經力學計算決定，結合墩體壓頂板使圍護結構的抗側向力達到設計要求。
[0014]所述的位於一排斜向樁兩側邊的斜向樁向外擴呈外八字形。斜向樁為多排，每排兩根時，斜向樁可以根據需要單排呈外八字形，也可以多排呈外八字形。斜向樁為多排，每排兩根以上時，可以單排外側兩根呈外八字形，也可以多排外側兩根呈外八字形。同理，斜向樁為單排時，也可以呈外八字形。
[0015]當基坑開挖深度較深時，所述的抗側墩體組合式圍護結構可為兩層及兩層以上，所述的斜向樁依次穿過各層墩體壓頂板。各層墩體壓頂板與各層墩體間的壓頂梁、圍囹梁連接共同形成多層複合的抗側墩體組合式圍護結構。
[0016]整個圍護結構在保證圍護強度的同時，節約了材料，降低了造價。
[0017]所述的壓頂梁為桁架結構。桁架結構可以為等角度空腹桁架、變角度折線桁架、曲線桁架等結構。當圍護結構為多層時，圍囹梁也可以為桁架結構。
[0018]所述的各個抗側墩體通過壓頂梁和各層圍囹梁結合弧線狀預應力張拉鋼桁架連接。
[0019]本發明的有益效果:
[0020]1、在基坑圍護中間隔設置抗側墩體，使抗側墩體成為支撐點，通過壓頂梁連接各個支撐點，增強了基坑圍護結構的抗側能力，同時減少了工程造價；
[0021 ] 2、通過使用斜向樁支撐抗側墩體，基坑圍護結構可以不按常規建造造價高昂的內支撐，極大的方便了地下工程施工，同時解決了軟土中使用錨杆可靠性不足或錨杆超紅線無法實施的問題；
[0022]3、通過靈活的增加分布抗側墩體，可方便的解決局部區域圍護結構承受較大水土壓力的問題，也可以解決局部區域要求更嚴格控制側向變位的問題。
[0023]4、本發明具有抗側能力強、側向變位控制好、圍護安全可靠、造價低以及無內支撐進行地下工程施工等優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發明條形壓頂梁圍護結構的俯視圖；
[0025]圖2是圖1所示抗側墩體a-a的剖視圖；
[0026]圖3是本發明條形帶錨杆壓頂梁圍護結構的俯視圖；
[0027]圖4是圖3所示抗側墩體b_b的剖視圖；
[0028]圖5是本發明條形帶凸塊壓頂梁圍護結構的俯視圖；
[0029]圖6是圖5所示抗側墩體c-c的剖視圖；
[0030]圖7是本發明條形桁架圍護結構的俯視圖；
[0031]圖8是圖7所示抗側墩體d-d的剖視圖；
[0032]圖9是本發明等角度空腹桁架圍護結構的俯視圖；
[0033]圖10是本發明變角度折線桁架圍護結構的俯視圖；
[0034]圖11是本發明弧線狀張拉鋼桁架圍護結構的俯視圖；[0035]圖12是圖11所示抗側墩體e-e的剖視圖；
[0036]圖13-14是本發明雙排斜向樁布置的剖視圖；
[0037]圖15是本發明雙層圍護結構抗側墩體的剖視圖；
[0038]圖16是本發明外八字形斜向樁布置的俯視圖。
【具體實施方式】
[0039]實施例1
[0040]如圖1-2所示，一種抗側墩體組合式圍護結構，沿基坑圍護的周邊間隔設置有抗側墩體1，抗側墩體I間打設有抗側圍護樁2，抗側圍護樁2樁頂的條形壓頂梁3連接著各個抗側墩體1，形成完整的抗側墩體組合式圍護結構。
[0041]抗側圍護樁2為預製鋼筋砼圓樁，呈單排布置，其外側布置有擋土止水帷幕7。
[0042]抗側墩體I的間距根據基坑開挖深度、基坑開挖範圍土性和壓頂梁3結構形式綜合取值，取值範圍在10?50m之間。
[0043]抗側墩體I包括斜向樁4、豎向樁5以及墩體壓頂板6。斜向樁4與豎向樁5共同支撐墩體壓頂板6用於抵抗墩體間抗側圍護樁頂壓頂梁3傳來的基坑周邊水土壓力。斜向樁4斜向打設在基坑內的一端深入到坑底以下的好土層，並與水平方向的夾角為60度。
[0044]豎向樁5的直徑為0.32m，呈單排布置，可以採用與抗側圍護樁2相同的結構與材料，也可以根據實際需要調整大小與材料。
[0045]墩體壓頂板6的水平截面呈梯形，梯形短邊一側面向基坑。墩體壓頂板6的厚度與條形壓頂梁3相同。斜向樁4為相互平行的兩根，設置在梯形短邊一側，採用預製鋼筋砼樁或鋼樁，還可以採用預製管樁，樁尖進入硬土層中，樁長根據硬土層的埋深決定，樁體在地下底板處進行防水處理。
[0046]斜向樁4也可以呈外八字形布置，如圖16所示。
[0047]如圖3-6所示，連接各個抗側墩體的壓頂梁3可以為條形帶錨杆形或者條形帶凸塊形，用於加強圍護結構的抗側向能力。
[0048]也可以如圖7-10所示，壓頂梁3為桁架結構，桁架結構可以為等角度空腹桁架、變角度折線桁架、曲線桁架等結構，以便於適應多種基坑圍護結構。
[0049]還可以如圖11-12所示，各個抗側墩體I通過條形壓頂梁3結合弧線狀預應力張拉鋼桁架連接，此種圍護結構適用於基坑圍護風險較高，需要較大抗側圍護向力，保證基坑安全。
[0050]除了上述所示採用加強壓頂梁3來提高基坑的抗側向能力，還可以通過加強抗側墩體I的抗側向能力來提高基坑的安全性。
[0051]如圖13所示，通過設置雙排斜向樁4加強抗側墩體I的抗側向能力。不同形式的抗側墩體1，採用的加強形式也可以不同，如圖14所示。
[0052]如圖15，基坑開挖深度較深時，抗側墩體組合式圍護結構為兩層，斜向樁4依次穿過各層墩體壓頂板6，與各層墩體壓頂板6結合，既加強了圍護結構的抗側向能力，又節約了造價。根據力學計算要求，抗側墩體I的豎向樁5為兩排布置，加強圍護結構整體的抗側向力。
[0053]其中各層墩體壓頂板6與各層墩體間的壓頂梁3、圍圖梁共同形成了多層複合的抗側墩體組合式圍護結構。
[0054]圍囹梁也可以採用桁架結構或壓頂梁結合桁架結構。
[0055]除上述實施方式外，本發明還可以有類似其它的實施方式，凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求保護範圍。
【權利要求】
1.一種用於大範圍地下工程開挖基坑工程的圍護結構，其特徵在於:沿基坑圍護的周邊間隔設置有抗側墩體(1)，將大範圍的基坑周邊劃分為若干小區域，抗側墩體間打設有抗側圍護樁(2)，利用圍護樁頂的壓頂梁(3)連接各個抗側墩體(1)，形成完整的抗側墩體組合式圍護結構。
2.根據權利要求1所述的用於大範圍地下工程開挖基坑工程的圍護結構，其特徵在於:所述的抗側墩體⑴由斜向打設的斜向樁⑷和豎向樁(5)結合樁頂的墩體壓項板(6)形成；所述的斜向樁(4)與豎向樁(5)共同支撐墩體壓頂板(6)用於抵抗墩體間抗側圍護樁頂壓頂梁(3)傳來的基坑周邊水土壓力；所述的斜向樁(4)斜向打設在基坑內的一端深入到坑底以下的好土層。
3.根據權利要求2所述的用於大範圍地下工程開挖基坑工程的圍護結構，其特徵在於:所述的抗側墩體(1)面向基坑一側打設有一排多根相互平行的斜向樁(4)。
4.根據權利要求2所述的用於大範圍地下工程開挖基坑工程的圍護結構，其特徵在於:所述的抗側墩體(1)面向基坑一側打設有多排相互間平行的斜向樁(4)。
5.根據權利要求3或4所述的用於大範圍地下工程開挖基坑工程的圍護結構，其特徵在於:所述的斜向樁⑷與水平方向的夾角在30~70度之間。
6.根據權利要求3所述的用於大範圍地下工程開挖基坑工程的圍護結構，其特徵在於:所述的位於一排斜向樁⑷兩側邊的斜向樁⑷向外擴呈外八字形。
7.根據權利要求2所述的用於大範圍地下工程開挖基坑工程的圍護結構，其特徵在於:當基坑開挖較深時，所述的抗側墩體組合式圍護結構可為兩層及兩層以上，所述的斜向樁(4)依次穿過各層墩體壓頂板(6);墩體間各層壓頂梁及圍囹梁與各層墩體壓頂板連接。
8.根據權利要求7所述的用於大範圍地下工程開挖基坑工程的圍護結構，其特徵在於:所述的壓頂梁(3)及圍囹梁為桁架結構。
9.根據權利要求7所述的用於大範圍地下工程開挖基坑工程的圍護結構，其特徵在於:所述的各個抗側墩體(1)通過壓頂梁(3)和各層圍囹梁結合弧線狀預應力張拉鋼桁架連接。
【文檔編號】E02D17/04GK103485348SQ201310340059
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月5日 優先權日:2013年8月5日
【發明者】嚴平 申請人:杭州南聯土木工程科技有限公司, 嚴平