一种圆环形超深永久基坑支护结构的高效建造方法技术

本发明专利技术提供了一种圆环形超深永久基坑支护结构的高效建造方法，提出增加桩柱一体内环支撑结构对内衬墙和连续墙进行支撑，解决了内衬墙和内衬墙之间施工缝存在较大拉应力、内衬墙与连续墙之间施工缝存在复杂应力而经常出现开裂漏水的的工程技术难题，并提高了永久支护结构的整体支护能力和耐久性，满足50年～100年的服役要求；另一方面，突破了原有设计和施工方法的技术路线和技术瓶颈，提出“多层一次开挖、逆顺结合”的高效建造方法对圆环形超深永久基坑和内衬墙进行施工，即先连续向下开挖至少两层土方，每层土方的高度至少为2.5米，然后分至少两层逐层向上高效顺作施工内衬墙，如此往复直至施工到基坑底部，大幅提高工作效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种圆环形超深永久基坑支护结构的高效建造方法


[0001]本专利技术属于基坑设计和施工
，具体涉及一种圆环形超深永久基坑支护结构的高效建造方法。

技术介绍

[0002]基坑支护工程是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。其中对于超深基坑通常采用连续墙支护结构+内衬墙结构，即“墙墙”支护结构，传统的圆环形超深基坑支护结构设计和施工存在以下几点不足：
[0003]1.圆环形超深基坑的连续墙支护结构的纯理论计算分析方法是将土的水平推力转化为圆环形超深永久基坑连续墙和内衬墙的环向压力，因此，在圆环形超深基坑中不设置内支撑。但是，圆环形超深基坑承受的毕竟是水平方向的水土压力，当遇到周边土层分布不均匀、土方开挖不均匀、周边堆载不均匀、土层开挖深度不一致或不对称、周边有其他地下空间等各种不利情况时，均会导致圆环形超深永久基坑连续墙支护结构受力不均匀甚至于出现圆环形超深永久基坑漂移的情况，使得圆环形超深永久基坑的支护结构不仅受环向的压力，还承受弯压剪等复合应力。如果不釆取针对性的措施，提出新的设计、构建和施工方法，仅按传统的纯理论的计算分析方法即仅考虑承受环向压力，极易产生安全风险。
[0004]2.由于圆环形超深基坑连续墙的内衬墙的厚度较厚，一般为1米至3.0米，传统的设计和施工方法是每次向下分层逆作设计和施工3米高内衬墙，传统技术将如此厚的内衬墙悬挂在连续墙的侧面，内衬墙与连续墙支护结构施工缝之间将承受较大的弯剪应力。同时，由于上一层的内衬墙逐层下挂3米高的内衬墙，内衬墙上下之间的施工缝也将承受较大的拉应力，每层内衬墙每平方米向下的荷载为75kPa(3米高)，10层～15层的内衬墙每平方米向下的荷载为750kPa～1125kPa。每层内衬墙与连续墙之间的连接、上下内衬墙之间的连接在施工过程中均会在施工缝处产生很大的复杂应力而导致开裂和大量渗漏水，这对于超深永久地下结构的安全和使用功能均非常不利，严重影响地下结构的安全、耐久性和使用功能，这也是目前类似地下结构存在大量渗漏水的主要原因之一。
[0005]3.由于传统的深基坑支护结构为临时性支护结构，如桥梁圆环形锚锭等超深基坑支护结构的使用期为1.5年～2年，当圆环形锚锭超深基坑内的锚锭混凝土浇筑完成以后，圆环形锚锭超深基坑支护的功能和作用已完成，上述每层内衬墙与连续墙之间的连接、上下内衬墙之间的连接均会在施工缝处产生很大的复杂应力，从而出现大量渗漏水，虽然不影响桥梁圆环形锚锭深基坑支护1.5年～2年的使用期要求，但是却无法满足永久超深基坑(注明：基坑的使用深度＝基坑开挖深度—底板厚度，即基坑的使用深度与基坑的开挖深度相差底板厚度，称之为永久基坑。如基坑开挖深度为45m，底板厚度为4m，基坑的使用深度为41m，即为永久超深基坑)支护结构使用寿命为50年～100年的功能和施工要求即不发生渗漏水的要求。同时，临时深基坑支护结构待地下主体结构施工完毕即被废弃并永久置于地下，某些临时支护结构还须拆除，造成较大的资源浪费，还存在施工风险大，施工周期长，环境污染等问题。
[0006]并且由于圆环形锚锭等超深深基坑为1.5年～2年使用期的临时支护结构，而永久超深基坑支护结构的使用寿命为50年～100年，其建造难度和要求也要远高于临时圆环形超深基坑支护结构。因此，临时圆环形超深基坑支护结构的设计和施工方法不适用于圆环形超深永久基坑支护结构的建造。
[0007]4.传统圆环形超深基坑支护结构设计和施工方法是先施工好一定厚度的连续墙，然后以3m高为一层逐层向下开挖土方，采用以3m高为一层逐层逆作的方法施工内衬墙，即向下分层(环)开挖土方，每层(环)高度为3米，按照土方开挖、铺设内衬墙钢筋、支内衬墙模板、浇注内衬墙混凝土的流程，依次逐层(环)向下悬挂施工内衬墙、逐层循环向下逆作施工内衬墙，直至施工到地下结构底部。根据基坑面积大小和深度不同，每层(环)施工时间一般为20至30天地下45m深的圆环形超深基坑则应分为15层(环)施工，则需300天～450天，同时必须考虑混凝土养护时间(如10天/层)，在混凝土强度达到设计强度的80％时方可继续向下开挖下一层土方，总施工时间将达到450天～600天，效率非常低。长期以来，圆环形超深基坑始终以3m一层(环)向下逐层(环)逆作施工内衬墙的设计和施工瓶颈始终突破不了，导致圆环形超深基坑往往需要两个长江主汛期的施工周期，影响长江大堤的安全。
[0008]因此，亟需研发一种圆环形超深永久基坑支护结构的高效建造方法来解决上述现有技术存在的问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的主要目的在于解决上述
技术介绍
存在的4个重大工程技术难题，并提出圆环形超深永久基坑如何高效建造的方法，通过增加桩柱一体内环内撑结构以解决内衬墙和内衬墙之间施工缝存在较大拉应力、内衬墙与连续墙之间施工缝存在复杂应力而经常出现开裂漏水的的工程技术难题，并提高了永久支护结构的整体支护能力和耐久性，满足50年～100年的服役要求；另一方面，突破传统设计和施工的技术路线和技术瓶颈，提出“多层一次开挖、逆顺结合”的高效建造方法对圆环形超深永久基坑和内衬墙进行施工，大幅提高工作效率。
[0010]本专利技术是这样实现的：
[0011]本专利技术提供了一种圆环形超深永久基坑支护结构的高效建造方法，包括如下步骤：
[0012]S1：构建圆环形超深永久基坑的连续墙；所述连续墙沿基坑边缘采用钢筋混凝土浇筑而成，用于对基坑进行支护；
[0013]S2：构建桩柱一体内环支撑桩，在圆环形超深永久基坑的平面内部沿所述连续墙设置若干所述桩柱一体内环支撑桩；
[0014]S3：在圆环形超深永久基坑中开挖土方、构建内衬墙和环形梁，对圆环形超深永久基坑和所述内衬墙采用“多层一次开挖、逆顺结合”的建造方法，即先将圆环形超深永久基坑连续向下开挖至少两层土方，每层土方的高度至少为2.5米，然后采用由下至上分至少两层逐层向上顺做的方式施工所述内衬墙，同时在每层所述内衬墙下部水平设置所述环形梁，并将所述环形梁与所述桩柱一体内环支撑桩相连，使所述桩柱一体内环支撑桩和所述环形梁形成桩柱一体内环支撑结构对所述内衬墙和所述连续墙进行支撑；
[0015]S4：待内衬墙强度达到设计要求后再重复S3，直至从上至下建造完成整个内衬墙，
然后施工底板。
[0016]通过上述步骤，高效建造形成“连续墙+桩柱一体内环支撑结构+内衬墙”的圆环形超深永久基坑支护结构。
[0017]进一步地，同一基坑内相邻的两个所述桩柱一体内环支撑桩的间距为3.5m～10m。
[0018]进一步地，所述桩柱一体内环支撑桩的中线距所述连续墙的中心线1.8m～8m。
[0019]进一步地，所述桩柱一体内环支撑桩也可以垂直布置在所述内衬墙外部，并在每层所述内衬墙下部设置与所述桩柱一体内环支撑桩相对应的径向连梁，所述径向连梁一端与所述连续墙相连，另一端与所述桩柱一体内环支撑桩相连，将所述桩柱一体内环支撑桩、所述连续墙、所述内衬墙、所述径向连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆环形超深永久基坑支护结构的高效建造方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：构建圆环形超深永久基坑的连续墙；所述连续墙沿基坑边缘采用钢筋混凝土浇筑而成，用于对圆环形超深永久基坑进行支护；S2：构建桩柱一体内环支撑桩，在圆环形超深永久基坑的平面内部沿所述连续墙设置若干桩柱一体内环支撑桩；S3：在圆环形超深永久基坑中开挖土方、构建内衬墙和环形梁，对圆环形超深永久基坑和内衬墙采用“多层一次开挖、逆顺结合”的建造方法，即先将圆环形超深永久基坑连续向下开挖至少两层土方，每层土方的高度至少为2.5米，然后采用由下至上分至少分两层，逐层向上顺做的方式施工内衬墙，同时在每层内衬墙下部水平设置环形梁，并将所述环形梁与上述桩柱一体内环支撑桩相连，使所述桩柱一体内环支撑桩和所述环形梁形成桩柱一体内环支撑结构对所述内衬墙和所述连续墙进行支撑；S4：待内衬墙强度达到设计要求后再重复S3，直至从上至下建造完成整个内衬墙，然后施工底板；通过上述步骤，高效建造形成“连续墙+桩柱一体内环支撑结构+内衬墙”的圆环形超深永久基坑支护结构。2.如权利要求1所述的一种圆环形超深永久基坑支护结构的高效建造方法，其特征在于：两个所述桩柱一体内环支撑桩的间距为3.5m～10m。3.如权利要求1所述的一种圆环形超深永久基坑支护结构的高效建造方法，其特征在于：所述桩柱一体内环支撑桩的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，廖红玉，
申请(专利权)人：中国一冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：