一种深基坑侧壁的半刚性半柔性支护结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种深基坑侧壁的半刚性半柔性支护结构，属于地基基础工程技术领域。一种深基坑半刚性半柔性支护结构包括劲性桩、锚杆支护结构和喷射混凝土面层，所述劲性桩包括工字钢和工字钢灌浆，所述锚杆支护结构包括锚杆和腰梁，所述腰梁固定在劲性桩上，由地面向基坑底部按一定距离水平布置。本实用新型专利技术提出的深基坑侧壁的半刚性半柔性支护结构，结合了刚性支护和柔性支护的优点，同时克服了刚性支护和柔性支护的缺点。该结构具有稳定性好、变形小、造价低、工期短、施工简便等优点，可对较深的深基坑进行支护，特别适用于邻近老旧建筑物或古建筑的基坑开挖。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于地基基础工程
，具体涉及一种深基坑侧壁的半刚性半柔性支护结构，用于深基坑侧壁的支护。
技术介绍
近年来，我国城市建设发展迅速，高层建筑越来越多，深基坑工程的数量也逐年上升，深基坑的规模、深度和施工难度也越来越高。特别是在旧城区中，深基坑邻近旧建筑或古建筑的情况，基坑开挖将对老旧建筑产生非常严重的影响，如下沉、开裂、甚至倒塌等。目前深基坑支护方法有刚性支护方法和柔性支护方法。刚性支护方法是指由护壁桩或连续墙与锚索或内支撑联合支护的形式，因支护坑壁的护壁桩或连续墙刚度大而形成了刚性支护。刚性支护方法可用于地质条件较差的深基坑，具有强度高、刚度大、支护稳定性好等优点，但施工时需要大型机械、噪声大、使用大量泥浆，对周边环境污染较大，施工时产生的震动对周边老旧建筑或古建筑等有不良影响，且需要大量钢筋和混凝土，存在工程造价高及施工工期长等严重缺陷。基坑柔性支护方法，包括预应力锚杆支护、土钉支护及复合土钉支护，由锚索、锚杆或土钉与喷射混凝土面层组成的支护形式，其支护坑壁的喷射混凝土面层刚度小，而形成柔性支护。柔性支护方法具有造价低、工期短、施工方便等优点，但是支护基坑的深度不大。根据《建筑基坑支护技术规程》，基坑周围有特别邻近建筑物时，不应使用锚杆支护，且土钉支护不适用于安全等级为一级的基坑。另一方面，基坑柔性支护方法不能较好的控制基坑变形，其支护的深基坑变形量相对较大，基坑附近沉降较大，周边若有老旧建筑物或古建筑，可能使其因不均匀沉降产生裂缝，甚至倒塌。本技术采用劲性桩、喷射混凝土、锚杆及腰梁形成的联合支护。支护坑壁的劲性桩与喷射混凝土其二者形成支护结构的刚度介于上述刚性支护与柔性支护之间，其刚度比传统护壁桩或连续墙的刚度小，比喷射混凝土刚度大，故名半刚性半柔性支护。
技术实现思路
鉴于上述现有基坑支护方法各自存在的缺点，本技术旨在提供一种新的基坑支护结构，克服现有技术存在的缺点，如：(1)刚性支护方法的工程造价高且施工工期长，施工时需要较大空地，在拥挤的老城区难以使用，且施工时震动对周边老旧建筑物或古建筑物影响较大；(2)柔性支护方法支护基坑的深度不大，且支护的基坑侧壁变形较大，基坑周边地面沉降也较大且不均匀，容易使周围老建筑或古建筑因不均匀沉降产生下沉、开裂甚至倒塌等情况。深基坑侧壁的半刚性半柔性支护结构结合刚性支护和柔性支护，利用现有两种技术的优点，如稳定性好、施工便捷、造价低廉，与单纯的锚杆或土钉支护相比，可以适用于较深的深基坑。而且施工时使用小型机械设备，震动小、对周边环境影响小、施工后基坑周边地面沉降较小、对周边老旧建筑物或古建筑的影响小。将其用于复杂地质和不利的周边建筑环境，特别是在老城区中，邻近老旧建筑或古建筑的基坑使用，具有同时达到支护基坑的深度大、变形小、造价低、工期短、施工便利的特点。本技术一种深基坑侧壁的半刚性半柔性支护结构，包括劲性桩、锚杆支护结构和喷射混凝土面层，劲性桩包括工字钢和工字钢灌浆，所述锚杆支护结构包括锚杆和腰梁，所述腰梁固定在劲性桩上，由地面向基坑底按一定距离水平布置。腰梁将劲性桩和锚杆连接成一体，使劲性桩和锚杆协同工作，共同发挥支护作用，使得整体成为半刚性半柔性支护结构。所述劲性桩沿基坑边缘排列，间距为0.8～1.5m，所述锚杆采用梅花状排列或矩形排列，锚杆之间的水平间距和垂直间距均为1.5～2.0m。按此种方法布置，可使各支护结构共同作用，均匀分摊承载力，结合刚性支护和柔性支护的优点，达到预计的支护效果，对周边老旧建筑物影响较小。优选所述腰梁包括横向延伸的两根相对设置的槽钢，缀板将两根槽钢连接为整体，每根槽钢翼缘之间设置的加劲肋。腰梁翼缘间喷满混凝土，与锚杆支护结构中的喷射混凝土凝固连为一体，这样使锚杆的锚固力有效、连续均匀地传递至喷射混凝土面层和基坑侧壁，并能保障基坑的整体稳定有效。本技术还提供一种深基坑侧壁的半刚性半柔性支护结构的支护方法，包括如下步骤：劲性桩施工过程：在坑边按预设劲性桩的位置钻劲性桩孔，孔中放入工字钢，工字钢翼缘面向基坑，然后向孔中灌浆，形成劲性桩；锚杆施工过程：从地面向下挖1.5-3m，朝迎土面斜向下钻锚杆孔，在孔中放入锚杆的杆体，然后向孔中灌浆；向基坑壁喷射混凝土至二分之一设计厚度时，在基坑侧壁安放钢筋网片，将腰梁固定在劲性桩上，将锚杆固定在腰梁上，在基坑侧壁上喷射混凝土至设计厚度，并将腰梁翼缘间喷满喷射混凝土形成喷射混凝土面层；待锚杆孔中灌浆强度和喷射混凝土强度达到设计强度的80％时，对锚杆施加预应力，完成第一层锚杆的施工，重复上述锚杆施工过程，直至基底。所述锚杆通过钢垫板和锚具固定在腰梁上。所述劲性桩孔孔径为150～350mm，锚杆孔孔径为100～150mm。所述灌浆工艺宜采用二次压力注浆。所述工字钢灌浆可以为水泥砂浆或细石混凝土。劲性桩孔深至少为基坑深度与三倍劲性桩直径的和，保证整体稳定性和满足坑底隆起稳定性。所述劲性桩的工字钢规格按桩径和受力情况选取；工字钢灌浆材料可为水泥砂浆或细石混凝土。锚杆的杆体可用钢绞线或钢筋，分为自由段和锚固段，锚杆自由段部分缠塑料布或套塑料套管，使锚杆的杆体与水泥砂浆分离。所述劲性桩沿基坑边缘排列，间距为0.8～1.5m，所述锚杆采用梅花状排列或矩形排列，锚杆之间的水平间距和垂直间距均为1.5～2.0m。所述腰梁包括横向延伸的两根相对设置的槽钢，缀板将两根槽钢连接为整体，每根槽钢翼缘之间设置的加劲肋。所述喷射混凝土面层的厚度为100～150mm，强度为C25～C30，按2.0m×2.0m的间距安装泄水孔。本技术深基坑侧壁的半刚性半柔性支护结构相比传统刚性支护和柔性支护具有以下显著优点：(1)对于柔性支护，支护的基坑深度不宜大于12m，对于劲性桩，一般深度为8m，将劲性桩和柔性支护结合之后，支护的基坑深度可达18m以上，而且相比柔性支护，结合劲性桩之后，支护结构有一定刚度，稳定性好，变形小；(2)相比刚性支护，施工便捷、造价低、工期短，此半刚性半柔性支护结构及方法结合了刚性支护和柔性支护的优点，支护效果好于单纯的预应力锚杆支护，经济效益和施工简便性好于刚性支护；(3)由于该方法施工可采用小型机械设备，施工时对邻近建筑物地下结构和临近的建筑影响较小，可适用于周围有邻近建筑物，特别是邻近老旧建筑物或古建筑的基坑。附图说明图1为本技术劲性桩钻孔示意图；图2为本技术劲性桩安放工字钢与灌浆示意图；图3为本技术完成第一层锚杆施工的示意图；图4为本技术深基坑侧壁的半刚性半柔性支护完成的整体结构示意图；图5为图3A-A剖面图；图6为本技术各结构在挡土面上排列的示意图；图2～图6中，1是劲性桩，2是工字钢，3是劲性桩的灌浆，4是喷射混凝土面层，5是钢筋网片，6是腰梁，7是钢垫板，8是锚具，9是缀板，10是锚杆，11是泄水孔。具体实施方式本技术提出的深基侧壁的坑半刚性半柔性支护结构，如图4-6所示，包括劲性桩1、锚杆支护结构和喷射混凝土面层4，劲性桩1包括工字钢和工字钢灌浆。所述锚杆支护体系包括锚杆10和腰梁6，所述腰梁6固定在劲性桩1上，由地面向基坑底按一定距离水平布置。所述劲性桩沿基坑边缘分布，间距0.8～1.5m，锚杆在基坑侧壁按梅花状或矩形排列本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深基坑侧壁的半刚性半柔性支护结构，其特征在于：包括劲性桩(1)、劲性桩孔、锚杆孔、锚杆支护结构和喷射混凝土面层(4)，所述劲性桩(1)包括工字钢和工字钢灌浆，所述锚杆支护结构包括锚杆(10)和腰梁(6)，所述腰梁(6)固定在劲性桩(1)上，由地面向基坑底部按一定距离水平布置。

【技术特征摘要】
1.一种深基坑侧壁的半刚性半柔性支护结构，其特征在于：包括劲性桩(1)、劲性桩孔、锚杆孔、锚杆支护结构和喷射混凝土面层(4)，所述劲性桩(1)包括工字钢和工字钢灌浆，所述锚杆支护结构包括锚杆(10)和腰梁(6)，所述腰梁(6)固定在劲性桩(1)上，由地面向基坑底部按一定距离水平布置。2.如权利要求1所述的一种深基坑侧壁的半刚性半柔性支护结构，其特征在于：所述腰梁(6)包括横向延伸的两根相对设置的槽钢，缀板(9)将两根槽钢连接为整体，每根槽钢翼缘之间设置加劲肋。3.如权利要求1或2所述的一种深基坑侧壁的半刚性半柔性支护结构，其特征在于：所述劲性桩(1)沿基坑边缘排列，间距为0.8～1.5m，所述锚杆(10)呈梅花状排列或矩形排列，锚杆(10)之间的水平间距和垂直间距均为...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾金青，高仁哲，涂兵雄，崔瑶，曹旗，刘伟，王海涛，刘春梅，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21