软土基坑支护结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了软土基坑支护结构，其包括围护墙和斜向旋喷加劲桩，该斜向旋喷加劲桩沿斜向延伸、在穿过基坑后进入到基坑下部的土体中；斜向旋喷加劲桩的支撑杆连接在围护墙上；在支撑杆与地下结构的交接处设置有止水板；在完成地下结构的施工后，该斜向旋喷加劲桩位于地下结构内部空间中的部分被切除。软土基坑支护结构的施工方法的步骤：围护墙施工；斜向旋喷加劲桩施工；安装围檩；支撑杆与围檩的连接；焊接止水板；地下结构的底板完成施工并达到养护期限后，拆除部分支撑杆。本申请中，基坑支护结构基本可在基坑土方开挖前全部实施完毕，施工速度较快，支护结构的布置方式灵活，作业空间小，适用于不同的地质和场地条件。

【技术实现步骤摘要】
软土基坑支护结构及施工方法
本专利技术涉及一种适用于软土地基的基坑支护结构以及关于该支护结构的施工方法，是关于地下基坑支护领域的技术方案。
技术介绍
软土地区由于土质差，基坑变形大，为控制基坑变形，一般设置水平内支撑，传统的排桩+水平内支撑支护结构具有施工相对简单，为控制变形较为有效的基坑支护形式。在软土基坑支护中被广泛采用，但在实际工程中，排桩+水平内支撑支护结构只适应于开挖面积不大的基坑，特别对开挖较深的基坑显得较为常见。对于大面积的深基坑工程，跨度大，需要设置大量的立柱和立柱桩，使得挖土困难，造价高，工期长，且后期内支撑和立柱等需要拆除。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的之一是提出一种基坑支护结构，该基坑支护结构适用于软土地基，具体的技术方案为：软土基坑支护结构，其包括围护墙和斜向旋喷加劲桩，该围护墙环绕基坑的边缘布置，该斜向旋喷加劲桩从围护墙的顶部起倾斜向下朝基坑内部方向延伸、在穿过基坑的底面后进入到基坑下部的土体中；所述斜向旋喷加劲桩包括倾斜向下延伸的旋喷搅拌桩和固定插设在该旋喷搅拌桩内的支撑杆；支撑杆的上端部与围护墙的上端部固定连接；斜向旋喷加劲桩向下贯穿地下结构的底板；在支撑杆与地下结构的外墙的连接处设置有外墙止水板，在支撑杆与地下结构的底板的连接处设置有底板止水板；在地下结构的底板完成施工且达到养护期限后，至少部分向上超过所述底板的支撑杆被拆除。根据不同的换撑工况，至少部分向上超过所述底板的支撑杆的拆除按以下工况进行：一、当地下结构的底板完成施工且达到养护期限后，立即拆除该部分支撑杆；二、当地下结构的施工到达地面，且侧壁回填完成后，再对该部分支撑杆进行拆除，此时，地下结构的底板已达到养护期限。斜向旋喷加劲桩的水平倾角优选为25-45°。本方案中，基坑支护结构基本可在基坑土方开挖前全部实施完毕，施工速度较快，支护结构的布置方式灵活，无需占用基坑外侧地下空间资源，可设置成任意倾斜角度，错开桩位，所需作业空间不大，适用于不同的地质和场地条件。在传统的斜撑支护方案中，采用中间土方盆式开挖，边上预留土台，并首先浇筑中间的垫层和底板，将斜抛撑设置在已经浇筑好的底板上，然后再掏挖斜抛撑下面的土方。斜撑支护结构中，通常将结构底板作为可靠的支撑受力点，等结构底板达到设计强度时再施工斜撑，且斜撑下面的土方出土困难，底板之间需要设置后浇带，对后续工期造成大幅滞后。因此采用本申请的技术方案后，具有空间开阔、土方开挖与地下结构的施工更为方便等优点，可节约工期20％～50％，节约造价10-30％。为减少对向上超过基坑的底面的旋喷搅拌桩的清理工作，斜向旋喷加劲桩的旋喷搅拌桩向上不超过基坑的底面。在完成基坑的开挖工作后，需要在支撑杆对应地下结构的底板的位置设置底板止水板，需要对该区域的旋喷搅拌桩进行处理。另外，在完成地下结构的施工后，地下结构的底板往上区域的斜向旋喷加劲桩均会被处理掉，因此上述设计，在保证基坑安全的情况下，可以后效地减少处理旋喷搅拌桩的工作量。进一步，在旋喷搅拌桩位于基坑底面下侧的部分上至少设置有一个扩大头。优选地，在旋喷搅拌桩的下端部形成有一个第一扩大头，在旋喷搅拌桩临近基坑底面处形成有一个第二扩大头，该第二扩大头向上不超过基坑的底面。在形成旋喷搅拌桩的过程中，从喷嘴的注浆管喷出的浆液会使桩体周围的土体得到加固，土体强度提高，扩大头的设置，使旋喷搅拌桩与土体具有更好的连接效果，增强旋喷搅拌桩的抗压和抗拔承载力，也即增强斜向旋喷加劲桩的抗压和抗拔承载力。为增强围护墙的强度，在围护墙的外侧设置有若干支撑在围护墙上的H型钢桩，相临的H型钢桩间隔布置。该H型钢桩既可以直接抵靠在围护墙上，也可以经连接件间接抵靠在维护墙上。本申请的另一目的是提出一种软土基坑支护结构的施工方法，以更好地实现上述技术方案，具体包括如下步骤：(1)围护墙施工：沿设定基坑的边缘下沉钢板桩，相邻的钢板桩之间相互锁合形成的围护墙；(2)斜向旋喷加劲桩施工：沿设定角度施工旋喷搅拌桩，并在旋喷搅拌桩上形成扩大头，然后在该旋喷搅拌桩内插入支撑杆，使支撑杆的底部到达旋喷搅拌桩的底部；在施工旋喷搅拌桩时，形成扩大头的旋喷注浆压力大于其余部分的旋喷注浆压力；(3)在围护墙的内侧安装围檩；(4)将支撑杆的上端部固定连接到围檩上；(5)进行基坑内土方的挖掘并完成后，首先在支撑杆上焊接底板止水板和外墙止水板；然后进行地下结构的施工，在地下结构的底板完成施工且达到养护期限后，将至少部分向上超过所述底板的支撑杆拆除；所述底板止水板位于拟建地下结构的底板的位置，所述外墙止水板位于拟建地下结构的外墙的位置。根据不同的换撑工况，至少部分向上超过所述底板的支撑杆的拆除按以下工况进行：一、当地下结构的底板完成施工且达到养护期限后，立即拆除该部分支撑杆；二、当地下结构的施工到达地面，且侧壁回填完成后，再对该部分支撑杆进行拆除，此时，地下结构的底板已达到养护期限。在该施工方法中，软土基坑支护结构的各部件能够根据具体的土质情况进行相应的调整，在施工过程中，当上部地层为较厚淤泥质地层，而地层下部有较好土层时，可适当增大倾角或桩长，将锚固端伸入下部较好土层内，能有效提高钢管支撑的可靠度。斜向旋喷加劲桩的布置灵活，无需占用基坑外侧地下空间资源，可设置成任意倾斜角度，错开桩位，所需作业空间不大，适用于不同的地质和场地条件。采用更高的喷浆压力来形成扩大头，在形成扩大头时，无需设置专门的喷浆管，以及在该喷浆管上设置用于形成扩大头的布袋等结构，进一步，在钢板桩的外侧设置有锁扣，在完成钢板桩的施工后，将H型钢桩卡合在锁扣内、沿钢板桩的外侧面下沉到地下，使H型钢桩抵靠在钢板桩的外侧面上。或者，随着钢板桩的下沉，在钢板桩的外侧下沉H型钢桩，该H型钢桩与钢板桩之间具有距离，H型钢桩经连接件固定连接在钢板桩上。相邻的H型钢间隔设置。该H型钢桩既可以直接抵靠在围护墙上，也可以经连接件间接抵靠在维护墙上。增设H型钢桩后，可有效地提高围护墙的抗压能力，减少围护墙在外部土体的压力作用下，向基坑内部方向产生弯曲的趋势。在一具体的实施例中，所述支撑杆为钢管，在完成支撑杆的切割后，将钢管切断处的内壁清洗干净，然后在钢管的孔内填充微膨胀砼，微膨胀砼的等级与浇注底板的砼的等级相同，并在钢管的孔内满焊止水板。钢管由于具有一内腔，该内腔会成为外部水体进入到地下结构内部的通道，采用上述方法后，可以将钢管的内腔有效地封闭，阻断外部水体进入到地下结构内部的通道，以保证地下结构的安全和正常使用。具体地，为保证旋喷搅拌桩具有足够的强度，在施工旋喷搅拌桩时，形成扩大头的旋喷注浆压力为25-35MPa；在除扩大头外的其余部分、旋喷注浆压力为18-25MPa。水泥浆液的水灰比优选为0.5-1.0。附图说明图1是软土基坑支护结构的一种实施例的结构示意图。图2是图1中A部分的局部放大图。图3是软土基坑支护结构的另一种实施例的结构示意图。图4是软土基坑支护结构在完成围护墙、斜向旋喷加劲桩和H型钢桩施工后的示意图。图5完成基坑开挖后，并完成止水板的安装后的示意图。图6完成地下结构施工后的示意图。图7拆除围护墙和H型钢桩时的示意图。具体实施方式在本申请，所述的外侧或内侧是相对于基坑而言，朝向基坑内部方向的一侧成为内侧，与该内侧相反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.软土基坑支护结构，其特征在于，包括围护墙和斜向旋喷加劲桩，该围护墙环绕基坑的边缘布置，该斜向旋喷加劲桩从围护墙的顶部起倾斜向下朝基坑内部方向延伸、在穿过基坑的底面后进入到基坑下部的土体中；所述斜向旋喷加劲桩包括倾斜向下延伸的旋喷搅拌桩和固定插设在该旋喷搅拌桩内的支撑杆；支撑杆的上端部与围护墙的上端部固定连接；斜向旋喷加劲桩向下贯穿地下结构的底板；在支撑杆与地下结构的外墙的连接处设置有外墙止水板，在支撑杆与地下结构的底板的连接处设置有底板止水板；在地下结构的底板完成施工且达到养护期限后，至少部分向上超过所述底板的支撑杆被拆除。

【技术特征摘要】
1.软土基坑支护结构，其特征在于，包括围护墙和斜向旋喷加劲桩，该围护墙环绕基坑的边缘布置，该斜向旋喷加劲桩从围护墙的顶部起倾斜向下朝基坑内部方向延伸、在穿过基坑的底面后进入到基坑下部的土体中；所述斜向旋喷加劲桩包括倾斜向下延伸的旋喷搅拌桩和固定插设在该旋喷搅拌桩内的支撑杆；支撑杆的上端部与围护墙的上端部固定连接；斜向旋喷加劲桩向下贯穿地下结构的底板；在支撑杆与地下结构的外墙的连接处设置有外墙止水板，在支撑杆与地下结构的底板的连接处设置有底板止水板；在地下结构的底板完成施工且达到养护期限后，至少部分向上超过所述底板的支撑杆被拆除。2.根据权利要求1所述的软土基坑支护结构，其特征在于，斜向旋喷加劲桩的旋喷搅拌桩向上不超过基坑的底面。3.根据权利要求1所述的软土基坑支护结构，其特征在于，在旋喷搅拌桩位于基坑底面下侧的部分上至少设置有一个扩大头。4.根据权利要求1所述的软土基坑支护结构，其特征在于，在旋喷搅拌桩的下端部形成有一个第一扩大头，在旋喷搅拌桩临近基坑底面处形成有一个第二扩大头，该第二扩大头向上不超过基坑的底面。5.根据权利要求1所述的软土基坑支护结构，其特征在于，在围护墙的外侧设置有若干支撑在围护墙上的H型钢桩，相临的H型钢桩间隔布置。6.软土基坑支护结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)围护墙施工：沿设定基坑的边缘下沉钢板桩，相邻的钢板桩之间相互锁合形成的围护墙；(2)斜向旋喷加劲桩施工：沿设定角度施工旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仁民，王建兰，王涛，
申请(专利权)人：江苏东合南岩土科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32