一种方圆组合超深永久基坑支护结构的高效建造方法技术

本发明专利技术公开了一种方圆组合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以支撑内衬墙和连续墙，并突破了传统的技术路线和技术瓶颈，形成了方圆组合超深永久基坑和内衬墙“多层一次开挖、逆顺结合”高效建造方法，确保圆环形超深永久基坑施工效率至少快于方形超深永久基坑两层土方深度，大幅提高了建造效率。高效建造形成方圆组合超深永久基坑“墙墙内环支撑桩”支护结构、两个基坑相交处形成“双内环支撑结构撑墙”和“双梁夹墙”的支护结构，大幅减少了相邻两基坑之间的互相影响和应力集中，并解决了内衬墙之间、内衬墙与连续墙之间施工缝存在复杂应力而常出现开裂漏水的工程技术难题，同时提高了整体支护能力和耐久性。力和耐久性。力和耐久性。

【技术实现步骤摘要】
一种方圆组合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
，具体涉及一种方圆组合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和方圆组合超深基坑的连续墙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。
[0004]尤其是方圆组合超深基坑在相交处还会互相影响，方圆组合超深基坑的连接相交处存在薄弱环节，容易产生应力集中和裂缝，从而出现渗漏水、影响使用功能和结构耐久性的情况。如果不釆取针对性的措施，提出新的方圆组合超深永久基坑支护结构及其设计计算方法设计构建，仅按传统的方圆组合超深永久基坑支护结构进行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。
[0005]2.由于圆环形超深永久基坑和方圆组合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。
[0006]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，上述每层圆环形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，但是却无法满足超深永久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。
[0007]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，而超深永久基坑支护结构的使用寿命为50年～100年，其建造难度和要求远高于临时圆环形超深基坑和临时方圆组合超深基坑支护结构。因此，临时圆环形超深基坑支护结构和临时方圆组合超深基坑支护结构的设计和施工方法不适用于方圆组合超深永久基坑支护结构的建造。
[0008]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，采用逐层逆作的方法施工圆环形内衬墙，即向下分层(环)开挖土方，每层(环)高度为3米，按照土方开挖、铺设圆环形内衬墙钢筋、支圆环形内衬墙模板、浇注圆环形内衬墙混凝土的流程，依次逐层(环)向下悬挂施工圆环形内衬墙、逐层循环向下逆作施工圆环形内衬墙，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)逆作施工圆环形内衬墙的设计和施工瓶颈始终突破不了；同理，导致方圆组合超深基坑始终以3m一层(环)向下逐层(环)逆作施工内衬墙的设计和施工瓶颈也始终突破不了。
[0009]尤其是，方形和圆环形组合超深永久基坑进行施工时，传统的开挖工艺和工况为圆环形超深永久基坑先行开挖3m，待圆环形内衬墙施工完并达到设计强度后，再开始开挖方形超深永久基坑，即圆环形超深永久基坑的施工进度仅快于方形超深永久基坑一环3米高，方形和圆环形组合超深永久基坑逆作施工内衬墙的设计和施工瓶颈也始终突破不了。使得方形超深永久基坑和圆环形超深永久基坑之间的互相影响非常大，施工效率更低；尤其是在长江大堤旁采用该传统的技术，仅圆环形超深永久基坑就需两个长江主汛期的施工周期，影响长江大堤的安全。
[0010]因此，亟需研发一种针对方圆组合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

[0011]本专利技术的主要目的在于解决上述
技术介绍
中方圆组合超深永久基坑存在的重大工程技术难题，并提出方圆组合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，大幅减少方圆组合超深永久基坑之间的互相影响，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，使圆环形超深永久基坑施工进度至少快于方形超深永久基坑三层土方深度，大幅提高工作效率。
[0012]本专利技术是这样实现的：
[0013]一种方圆组合超深永久基坑支护结构的高效建造方法，包括如下步骤：
[0014]S1：构建方形和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，用于对方形超深永久基坑和圆环形超深永久基坑进行支护；
[0015]S2：构建桩柱一体内环支撑桩；在方形超深永久基坑和圆环形超深永久基坑的平面内部沿连续墙构建若干桩柱一体内环支撑桩；
[0016]S3：在圆环形超深永久基坑中开挖土方、构建圆环形内衬墙、圆环形梁、环形暗梁；对圆环形超深永久基坑和所述圆环形内衬墙采用“多层一次开挖、逆顺结合”的高效建造方法，即先将圆环形超深永久基坑连续向下开挖至少两层土方，每层土方的深度至少为2.5米，然后由下至上分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方圆组合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：构建方形和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，用于对方形超深永久基坑和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；在方形超深永久基坑和圆环形超深永久基坑的平面内部沿连续墙构建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、构建圆环形内衬墙、圆环形梁、环形暗梁；对圆环形超深永久基坑和所述圆环形内衬墙采用“多层一次开挖、逆顺结合”的高效建造方法，即先将圆环形超深永久基坑连续向下开挖至少两层土方，每层土方的深度至少为2.5米，然后由下至上分至少两层逐层向上顺做的方式施工所述圆环形内衬墙，同时在每层所述圆环形内衬墙下部水平设置所述圆环形梁，并将所述圆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圆环形梁形成桩柱一体内环支撑结构对所述圆环形内衬墙和所述连续墙进行支撑；同时在方圆组合超深永久基坑相交处的所述圆环形内衬墙内部水平构建环形暗梁；S4：待上述圆环形内衬墙强度达到设计要求后，在方形超深永久基坑中开挖土方、构建方形内衬墙、方形环梁、腰梁、内支撑；先将方形超深永久基坑向下开挖一层土方，每层土方的深度至少为3.5米，然后在所述方形超深永久基坑内施工所述方形内衬墙，同时在每层所述方形内衬墙下部水平设置方形环梁，并将所述方形环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方形环梁形成桩柱一体内环支撑结构对所述方形内衬墙和所述连续墙进行支撑；同时在每层方形内衬墙墙壁上设一圈与所述方形环梁标高相对应的腰梁，并在所述腰梁处水平构建内支撑，以进一步提高对方形超深永久基坑的整体支护能力；S5：待所述方形内衬墙强度达到设计要求后；再依次重复S3和S4，直至从上至下建造完成整个方形内衬墙、圆环形内衬墙和所述桩柱一体内环支撑结构，最后施工底板；通过上述步骤，形成了方圆组合超深永久基坑的土方开挖和内衬墙“多层一次开挖、逆顺结合”的高效建造方法，确保圆环形超深永久基坑施工进度至少快于方形超深永久基坑两层土方深度；高效建造形成方圆组合超深永久基坑“连续墙+桩柱一体内环支撑结构+内衬墙”——“墙墙内环支撑桩”支护结构、两个基坑相交处形成“双内环支撑结构撑墙”和“双梁夹墙”的支护结构。2.如权利要求...

【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：