一种无需分期浇筑底板的基坑斜抛撑支护体系及施工方法技术

本发明专利技术属于岩土工程领域的一种无需分期浇筑底板的基坑斜抛撑支护体系及施工方法。技术方案为：各所述竖向钢桩之间设置水平连梁，所述水平连梁靠所述竖向钢桩侧壁布置，所述斜抛撑的上端与所述基坑围护结构连接，下端与所述水平连梁连接；基坑中心区域采用盆式挖土，坑边留土放坡，预留土方顶部平台标高低于所述斜抛撑的顶端，留土坡脚至所述斜抛撑与待浇筑的基础底板交界处。进一步，通过竖向钢桩与基础底板接触区域增设隔离套管、与水平连梁连接处增设隔离介质，实现斜抛撑支护体系的竖向钢桩的全桩长整段回收。可以避免基础底板分次浇筑、分期养护，同时全钢结构施工便捷，构件可大范围回收重复利用，最大限度的节能减排，绿色环保。环保。环保。

【技术实现步骤摘要】
一种无需分期浇筑底板的基坑斜抛撑支护体系及施工方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程领域，特别涉及一种无需分期浇筑底板的基坑斜抛撑支护体系及施工方法。

技术介绍

[0002]在规模较大的基坑工程中，通常需要对基坑内侧增设水平内支撑或斜抛撑，以保证地下结构的施工安全及减小对周边环境的不利影响。
[0003]而常规的水平内支撑体系存在挖土空间小、临时竖向立柱多、经济性不佳等问题；若采用现浇混凝土水平内支撑构件，则还存在砼支撑构件养护工期延长、一次性砼支撑构件拆除环境污染问题严重、砼支撑构件立柱桩长增加、造价高昂等诸多问题。
[0004]现有的斜抛撑技术，则需先留土护坡，中心区域采用“盆式”挖土，待中心区域施工底板浇筑完成、并达到设计强度后再架设斜抛撑，斜抛撑一侧顶在围护桩/墙上，一侧顶在已达到设计强度的中心区域底板上以承担基坑的侧向土压力。这种设计相较水平内支撑可增加坑内挖土空间，降低支撑造价，但同时存在底板分两次浇筑，切割底板增大漏水风险、底板分次养护大幅增加工期等问题，不利于工期和成本控制。在一些规模较大的基坑中，如斜抛撑变形控制失效，迅速集中的土压力甚至会影响已完成的基础底板，不利于已完成地下结构的保护。而后续出现的一些斜抛撑改良技术，如斜抛撑留土放坡坡脚处底板面以下设置现浇钢筋混凝土多桩承台、暗墩作为斜抛撑临时基础，虽可避免底板分次浇筑问题，但增加的多桩承台、暗墩待基坑施工完后废弃在底板底下，造价高昂，这在一定程度上造成了较大的浪费，不满足节能环保的倡导。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种无需分期浇筑底板的基坑斜抛撑支护体系及施工方法。可以避免基础底板分次浇筑、分期养护，同时全钢结构施工便捷，构件可大范围回收重复利用，最大限度的节能减排，绿色环保。
[0006]本专利技术的技术方案为：一种无需分期浇筑底板的基坑斜抛撑支护体系，基坑围护结构内设置竖向钢桩；各所述竖向钢桩之间设置水平连梁，所述水平连梁靠所述竖向钢桩侧壁布置，所述斜抛撑的上端与所述基坑围护结构连接，下端与所述水平连梁连接；基坑中心区域采用盆式挖土，坑边留土放坡，预留土方顶部平台标高低于所述斜抛撑的顶端，留土坡脚至所述斜抛撑与待浇筑的基础底板交界处。
[0007]基于上述技术特征：所述竖向钢桩的顶标高不高于所述基础底板的垫层底标高。
[0008]基于上述技术特征：所述竖向钢桩的顶标高高于所述基础底板顶标高；所述竖向钢桩穿过所述基础底板的接触处外套隔离套管，所述隔离套管嵌在所述基础底板内固定，所述竖向钢桩可通过所述隔离套管整体拔出；所述水平连梁与所述竖向钢桩可脱卸连接，且所述水平连梁的顶标高低于所述基础底板的垫层底标高。
[0009]基于上述技术特征：所述水平连梁与所述竖向钢桩之间设置隔离介质。
[0010]基于上述技术特征：所述水平连梁下设有素砼垫层；所述素砼垫层与所述竖向钢桩之间设置所述隔离介质。
[0011]基于上述技术特征：所述隔离介质为隔离毛毡或脱模剂。
[0012]一种无需分期浇筑底板的基坑斜抛撑支护体系的施工方法一，步骤为：
[0013]步骤一：在施工基坑围护结构的同时，在基坑内施工竖向钢桩；所述竖向钢桩的顶标高不高于待浇筑的基础底板的垫层底标高；
[0014]步骤二：基坑中心区域采用盆式挖土，坑边留土放坡，预留土方顶部平台标高低于斜抛撑上端的底标高，留土坡脚至所述斜抛撑与所述基础底板交界处；
[0015]步骤三：开槽施工水平连梁，所述水平连梁与所述竖向钢桩的侧壁连接；
[0016]步骤四：定位放样架设所述斜抛撑，所述斜抛撑顶部与所述基坑围护结构连接，下部与所述水平连梁足强度连接；
[0017]步骤五：开挖坑边留土放坡区域的土方，直至整个基坑开挖到坑底；
[0018]步骤六：所述基础底板直接浇筑一次养护到位；
[0019]步骤七：待所述基础底板和换撑达到设计强度后，割除露在所述基础底板外的所述斜抛撑。
[0020]一种无需分期浇筑底板的基坑斜抛撑支护体系的施工方法二，步骤为：
[0021]步骤一：在施工基坑围护结构的同时，在所述基坑围护结构内施工竖向钢桩；所述竖向钢桩的顶标高高于待浇筑的基础底板顶标高；
[0022]步骤二：基坑中心区域采用盆式挖土，坑边留土放坡，预留土方顶部平台标高低于斜抛撑上端的底标高，留土坡脚至所述斜抛撑与所述基础底板交界处；
[0023]步骤三：开槽施工水平连梁，所述水平连梁与所述竖向钢桩的侧壁连接；所述水平连梁与所述竖向钢桩之间设置隔离介质；
[0024]步骤四：定位放样架设所述斜抛撑，所述斜抛撑顶部与所述基坑围护结构连接，下部与所述水平连梁足强度连接；
[0025]步骤五：开挖坑边留土放坡区域的土方，直至整个基坑开挖到坑底；
[0026]步骤六：在所述基础底板施工前，将所述竖向钢桩外包隔离钢管，随后浇筑所述基础底板直接浇筑一次养护到位；所述隔离钢管贯穿所述基础底板；
[0027]步骤七：待所述基础底板和换撑达到设计强度后，割除露在所述基础底板外的所述斜抛撑，并整体拔出所述竖向钢桩。
[0028]上述基坑斜抛撑支护体系包括斜抛撑、竖向钢桩和水平连梁，均为预制钢构件。设计方法如下：
[0029]①
基于竖向弹性地基梁法进行基坑围护剖面计算，根据斜抛撑布置间距，分析单根斜抛撑所需承担的水平土压力荷载F。
[0030]②
结合场地条件及基坑围护剖面验算确定斜抛撑的倾角θ，根据倾角将水平土压力荷载F分解，根据斜抛撑基础需提供的水平承载力F和竖向承载力F
×
tan θ计算初步选定斜抛撑支护体系竖向钢桩和水平连梁的截面形式、截面尺寸。斜抛撑支护体系的竖向钢桩可采用H型钢、圆钢管、方钢管等，水平连梁的截面形式可采用H型钢、方钢管、双拼型钢、组合截面等多种。
[0031]③
采用平面杆系弹性支点法分析斜抛撑支护体系的竖向钢桩桩身土反力分布，考
虑水平连梁的支撑力，简化成板式支护构件体系模型，验算竖向钢桩和水平连梁的内力和变形(应根据环境保护要求严格控制变形)，确保斜抛撑支护体系的水平承载力和竖向承载力。
[0032]④
深化并完成斜抛撑支护体系的设计图，注意避让主体结构的基础工程桩和承台。
[0033]本专利技术适用于开挖面积大、水平内支撑结构不方便大范围挖土的基坑工程，同时也适用于放坡、土钉等无内支撑支护的基坑但局部坑外施工场地受限需采用内支撑的基坑工程。与现有的斜抛撑体系中心区域底板需先浇筑养护、斜抛撑基础桩和承台废弃在底板以下等设计相比，本专利技术具有以下显著的优势：
[0034]1)采用开槽施工斜抛撑支护体系的水平连梁与斜抛撑连接，竖向钢桩桩顶标高在底板垫层底，或高于底板顶标高且增设方便整根回收的隔离套管、隔离介质等，解决了传统斜抛撑底板需要分两次浇筑、养护要求高等问题，可大幅节约工期。
[0035]2)在底板垫层底本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无需分期浇筑底板的基坑斜抛撑支护体系，其特征在于：基坑围护结构(10)内设置竖向钢桩(1)；各所述竖向钢桩(1)之间设置水平连梁(2)，所述水平连梁(2)靠所述竖向钢桩(1)侧壁布置，所述斜抛撑(3)的上端与所述基坑围护结构(10)连接，下端与所述水平连梁(2)连接；基坑中心区域采用盆式挖土，坑边留土放坡，预留土方顶部平台(11)标高低于所述斜抛撑(3)的顶端，留土坡脚(12)至所述斜抛撑(3)与待浇筑的基础底板(8)交界处。2.根据权利要求1所述的一种无需分期浇筑底板的基坑斜抛撑支护体系，其特征在于：所述竖向钢桩(1)的顶标高不高于所述基础底板(8)的垫层底标高。3.根据权利要求1所述的一种无需分期浇筑底板的基坑斜抛撑支护体系，其特征在于：所述竖向钢桩(1)的顶标高高于所述基础底板(8)顶标高；所述竖向钢桩(1)穿过所述基础底板(8)的接触处外套隔离套管(9)，所述隔离套管(9)嵌在所述基础底板(8)内固定，所述竖向钢桩(1)可通过所述隔离套管(9)整体拔出；所述水平连梁(2)与所述竖向钢桩(1)可脱卸连接，且所述水平连梁(2)的顶标高低于所述基础底板(8)的垫层底标高。4.根据权利要求3所述的一种无需分期浇筑底板的基坑斜抛撑支护体系，其特征在于：所述水平连梁(2)与所述竖向钢桩(1)之间设置隔离介质(7)。5.根据权利要求4所述的一种无需分期浇筑底板的基坑斜抛撑支护体系，其特征在于：所述水平连梁(2)下设有素砼垫层(16)；所述素砼垫层(16)与所述竖向钢桩(1)之间设置所述隔离介质(7)。6.根据权利要求4或5所述的一种无需分期浇筑底板的基坑斜抛撑支护体系，其特征在于：所述隔离介质(7)为隔离毛毡或脱模剂。7.一种无需分期浇筑底板的基坑斜抛撑支护体系的施工方法，其特征在于：步骤一：在施工基坑围护结构(10)的同时，在基坑内施工竖向钢桩(1)；所述竖向钢桩(1)的顶标高不高于待浇筑的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁志荣，魏祥，罗玉珊，刘静德，李伟，李成巍，黄开勇，刘侃，阮晓波，赵军，王杰烽，
申请(专利权)人：上海申元岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：