一种基于老旧排桩的基坑支护结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种基于老旧排桩的基坑支护结构，包括围护结构、冠梁、腰梁和用于平衡来自围护结构水土压力的内支撑结构，冠梁设于围护结构的顶部，腰梁设于围护结构的顶部以下，内支撑结构设于围护结构的内侧，内支撑结构通过冠梁和腰梁与围护结构相连。本发明专利技术的施工方法包括加固土体、破除原冠梁并施作地下连续墙和竖向支撑、施作旋喷桩冠梁和水平支撑、开挖土体并在老旧排桩内侧挂网喷混凝土、施作腰梁和水平支撑等步骤，通过重复执行开挖土体施作腰梁水平支撑等步骤直至基坑开挖完成。本发明专利技术能利用老旧围护结构的剩余价值、消除围护结构施工对既有建筑的影响，具有利旧节能、缩短施工工期、降低施工成本、减小施工对环境影响等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于老旧排桩的基坑支护结构及其施工方法
本专利技术属于基坑工程领域，尤其涉及一种基于老旧排桩的基坑支护结构及其施工方法。
技术介绍
随着国家经济的发展，城市化建设步伐的加快，出现了大量的基坑工程，随即产生大量的围护结构，这些围护结构成为地层中的永久性建筑垃圾，不仅影响其他基础设施的建设，而且还会污染周边环境。同时，由于城市用地紧张，基坑周边密布着建筑物，建筑物原有老旧围护结构位于用地红线附近情况越来越多，用地红线以内的老旧围护结构通常做清除处理，不仅提高了施工成本，增加了工程造价，而且重新施作基坑围护结构将影响紧邻建筑物的安全。在目前基坑大规模建设的背景下，如何在基坑施工过程中减少施工成本、缩短施工工期、降低施工对周边影响、利用既有围护结构的剩余价值、保护邻近建筑物的安全以及实现基坑绿色环保施工是目前技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种能利用老旧围护结构的剩余价值、消除围护结构施工对既有建筑的影响、利旧节能、能有效缩短施工工期、降低施工成本、减小施工对环境影响的基于老旧排桩的基坑支护结构及其施工方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种基于老旧排桩的基坑支护结构，包括基于老旧排桩的围护结构、冠梁、腰梁和用于平衡来自所述围护结构水土压力的内支撑结构，所述冠梁设于所述围护结构的顶部，所述腰梁设于所述围护结构的顶部以下，所述内支撑结构设于所述围护结构的内侧，所述内支撑结构通过所述冠梁和腰梁与所述围护结构相连。冠梁和腰梁的连接作用保证了围护结构的整体刚度，围护结构和内支撑在冠梁和腰梁的连接作用下共同受力组成基坑支护结构，围护结构是在老旧排桩的基础之上进行建造，因此充分利用了老旧排桩的剩余价值，能有效降低成本，缩短工期。上述的基坑支护结构，优选的，所述围护结构包括地下连续墙和邻近既有建筑物的老旧排桩，所述地下连续墙的两端与所述老旧排桩的两端连接构成所述围护结构。上述的基坑支护结构，优选的，所述内支撑结构包括水平支撑和用于承受所述水平支撑自重荷载的竖向支撑，所述水平支撑水平设于所述围护结构之间，所述水平支撑垂直于所述围护结构的长边等间距布置，所述竖向支撑竖直设于所述水平支撑的中间位置，所述水平支撑和竖向支撑间设有用于连接的抗剪连接件。采用抗剪钢筋或抗剪螺栓作为抗剪连接件将竖向支撑与水平支撑连接，水平支撑能平衡围护结构外侧的水平作用力，竖向支撑主要用于承受水平支撑的自重荷载，保证水平支撑的纵向稳定。上述的基坑支护结构，优选的，所述水平支撑包括水平混凝土支撑和水平钢支撑，自上而下的第一道水平支撑为水平混凝土支撑，所述腰梁包括混凝土腰梁和钢腰梁。上述的基坑支护结构，优选的，所述竖向支撑包括钢立柱和立柱桩，所述钢立柱插入所述立柱桩内，所述钢立柱为钢管立柱和钢格构立柱，所述立柱桩为混凝土立柱桩，混凝土立柱桩的桩径为1.2～1.6m。竖向支撑能够承担来自水平支撑的自重荷载以及竖向施工荷载。上述的基坑支护结构，优选的，所述老旧排桩靠近基坑的一侧挂设有钢筋网并喷射有混凝土维护层。钢筋网和混凝土维护层能确保老旧排桩的桩间土体的稳定性。上述的基坑支护结构，优选的，所述老旧排桩与所述地下连续墙连接位置的外侧设有用于确保老旧排桩与地下连续墙连接位置防水要求的旋喷桩。旋喷桩能够提高两者连接处的防水性能。上述的基坑支护结构，优选的，钢筋网的钢筋直径为6～9mm，钢筋网的钢筋可为圆钢HPB300或螺纹钢HRB235，钢筋网间距150～200mm，喷射混凝土强度等级不低于C25，喷射混凝土厚度100～120mm。上述的基坑支护结构，优选的，所述老旧排桩靠近基坑的一侧设有内加固体，所述内加固体紧邻老旧排桩设于基坑底部，所述老旧排桩靠近既有建筑物的一侧设有外加固体，所述外加固体设于既有建筑物与老旧排桩之间，所述外加固体在竖直方向从地表延伸至既有建筑物地下室底部。对老旧排桩内外两侧的土体进行预加固，内加固体提高了地基土的承载力，减小坑底土体的压缩变形和挡土结构的水平位移，增加了基坑底部抗隆起稳定性和开挖边坡的稳定性，外加固体能减少挡土结构外侧土体的土压力，减弱基坑开挖对既有建筑物的影响，保证既有建筑物的安全。上述的基坑支护结构，优选的，所述地下连续墙的顶部固接有地下连续墙冠梁，所述老旧排桩的顶部固接有老旧排桩冠梁。这样设置以确保围护结构的整体刚度。上述的基坑支护结构，优选的，老旧排桩冠梁外侧距老旧排桩外侧10cm，老旧排桩与老旧排桩冠梁之间通过焊接连接，以保证老旧排桩与老旧排桩冠梁之间牢固连接，使老旧排桩整体刚度得以保证。一种对上述基于老旧排桩的基坑支护结构的施工方法，包括以下步骤，S1、加固老旧排桩内外两侧部分土体，得到内加固体和外加固体；S2、破除老旧排桩顶部的原冠梁，导墙施工完成后，在泥浆护壁条件下，开挖出一条狭长的深槽，清槽后，在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法灌筑水下混凝土筑成一个单元槽段，如此逐段进行，形成地下连续墙；使用全站仪测定竖向支撑点位，在泥浆护壁条件下开挖成孔，清孔后，将钢筋笼和钢立柱吊装至孔内，进行混凝土立柱桩的浇筑，最后对空孔进行回填，竖向支撑施作完成；S3、待地下连续墙施作完成后，在地下连续墙与老旧排桩相交位置的外侧施作旋喷桩，凿除地下连续墙和老旧排桩顶部混凝土至冠梁底设计标高，坑内土体开挖至第一道水平支撑底标高，绑扎冠梁和第一层水平支撑的钢筋笼，在模板支立完成后进行混凝土浇筑，形成冠梁和第一层的水平支撑；S4、开挖第一层土体，然后在老旧排桩靠近基坑的一侧挂设钢筋网并喷射混凝土得到混凝土维护层；S5、凿除每道预埋钢筋范围内的地下连续墙混凝土，直至预埋筋全部露出为止，扳直腰梁的预埋筋，将松动的混凝土块清除掉，绑扎腰梁钢筋，完成下一层的腰梁施作过程，然后施作下一层的水平支撑；S6、重复步骤S4和S5，直至基坑开挖完成。上述的施工方法，优选的，所述步骤S1中，内加固体的断面尺寸水平方向不小于5m，在竖直方向不小于3m，内加固体的断面布置可为平板式、回掺式、分层式或阶梯式，内加固体的置换率为0.5～0.8，内加固体28天龄期无侧限抗压强度不低于1.5MPa；外加固体的断面尺寸水平方向自老旧排桩外侧至既有建筑物地下室外墙外侧，在竖直方向自地表至既有建筑物地下室底部，外加固体的断面布置为平板式，外加固体的置换率为0.8～1.0，外加固体28天龄期无侧限抗压强度不低于1.5MPa。采用上述条件进行加固后，有效增加了地基土的承载力，增加围护结构内侧土体的被动土压力，降低围护结构外侧主动土压力，有利于基坑开挖时挡土结构的安全稳定，对既有建筑物的影响最小。上述的施工方法，优选的，所述步骤S2中，老旧排桩原冠梁的素混凝土采用人工破除，钢筋混凝土部分采用静态爆破方法破除，静态膨胀力取20～60MPa。采用静态爆破方法破除钢筋混凝土具有安全、环保、经济、精确和实用等优点，静态爆破产生的振动和噪声小，对紧邻既有建筑物和老旧排桩的影响较小。上述的施工方法，优选的，所述步骤S3中，水平支撑沿待建基坑长度方向等间隔布置。上述的施工方法，优选的，所述步骤S4中，待混凝土强度达到设计强度的75％后，再开挖第一层土体。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1.本专利技术的基于老旧排桩的基坑支护本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于老旧排桩的基坑支护结构，其特征在于：包括基于老旧排桩的围护结构(1)、冠梁(2)、腰梁(3)和用于平衡来自所述围护结构(1)水土压力的内支撑结构(4)，所述冠梁(2)设于所述围护结构(1)的顶部，所述腰梁(3)设于所述围护结构(1)的顶部以下，所述内支撑结构(4)设于所述围护结构(1)的内侧，所述内支撑结构(4)通过所述冠梁(2)和腰梁(3)与所述围护结构(1)相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于老旧排桩的基坑支护结构，其特征在于：包括基于老旧排桩的围护结构(1)、冠梁(2)、腰梁(3)和用于平衡来自所述围护结构(1)水土压力的内支撑结构(4)，所述冠梁(2)设于所述围护结构(1)的顶部，所述腰梁(3)设于所述围护结构(1)的顶部以下，所述内支撑结构(4)设于所述围护结构(1)的内侧，所述内支撑结构(4)通过所述冠梁(2)和腰梁(3)与所述围护结构(1)相连。2.根据权利要求1所述的基坑支护结构，其特征在于：所述围护结构(1)包括地下连续墙(11)和邻近既有建筑物(5)的老旧排桩(12)，所述地下连续墙(11)的两端与所述老旧排桩(12)的两端连接构成所述围护结构(1)。3.根据权利要求1所述的基坑支护结构，其特征在于：所述内支撑结构(4)包括水平支撑(41)和用于承受所述水平支撑(41)自重荷载的竖向支撑(42)，所述水平支撑(41)水平设于所述围护结构(1)之间，所述水平支撑(41)垂直于所述围护结构(1)的长边等间距布置，所述竖向支撑(42)竖直设于所述水平支撑(41)的中间位置，所述水平支撑(41)和竖向支撑(42)间设有用于连接的抗剪连接件。4.根据权利要求3所述的基坑支护结构，其特征在于：所述水平支撑(41)包括水平混凝土支撑(411)和水平钢支撑(412)，自上而下的第一道水平支撑(41)为水平混凝土支撑(411)，所述腰梁(3)包括混凝土腰梁(31)和钢腰梁(32)，所述竖向支撑(42)包括钢立柱(421)和立柱桩(422)，所述钢立柱(421)插入所述立柱桩(422)内，所述钢立柱(421)为钢管立柱和钢格构立柱，所述立柱桩(422)为混凝土立柱桩。5.根据权利要求2所述的基坑支护结构，其特征在于：所述老旧排桩(12)靠近基坑的一侧挂设有钢筋网(121)并喷射有混凝土维护层(122)。6.根据权利要求2所述的基坑支护结构，其特征在于：所述老旧排桩(12)与所述地下连续墙(11)连接位置的外侧设有用于确保老旧排桩(12)与地下连续墙(11)连接位置防水要求的旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳军生，刘守花，石庆能，梁晓亮，洪源，张聪，周超云，鬲浩然，王健宏，黄靓钰，杨宇，夏显辉，谭相如，程珠峰，肖欣，
申请(专利权)人：中南大学，中国水利水电第八工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43