【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑施工，尤其涉及土层钻进的基坑支护结构及其施工技术。
技术介绍
1、地下空间结构基坑的支护设计是其建设的首要一步。随着城市的发展，地铁、管廊等地下空间工程建设日益向“深”、“大”方向发展。尤其位于城市中心的地铁车站等地下空间结构，往往多条地铁线换乘，车站基坑体量大。受地面道路交通、周边既有建筑物以及市政管线等的限制，基坑周边施工空间十分局促。
2、传统的桩加挡土墙支护形式，通常围护桩顶位于地表下2~6m（米），桩顶设连续钢筋混凝土冠梁，冠梁顶设置1-5m高挡土墙。该支护形式需要先施工完围护桩后在基坑外侧放坡开挖至桩顶（为施作围护桩顶上的冠梁和挡土墙创造施工的空间），再施作桩顶冠梁和挡土墙，最后回填地面。在部分土质不好的地区，尤其遇到雨季施工时，常常会发生滑塌事故。
3、上述支护形式占用施工空间大，开挖回填工序繁琐，放坡易滑塌，施工安全性差，后期路面恢复时为给市政管线预留空间，桩顶挡土墙破除工程量大。
4、如果采用围护桩顶与地表平齐的方案，则冠梁位于桩顶高于地表，支撑架设于对侧冠梁上。这种方案虽可以避免放坡开挖，适应基坑周边施工空间十分局促的施工需求，但冠梁及支撑高于地表，背后没有土压力与支撑力平衡，支撑背后脱空，受力不合理，甚至会出现掉撑的安全事故，因此不被采用。
5、为更好地理解上述论述，并与现有技术对比理解本专利技术，将现有基坑放坡施工支护结构施工方法叙述如下：
6、第一是先打围护桩（间隔排布，整体围绕预定的地下空间结构位置围成矩形），间隔打孔（达到
7、第二是放坡开挖（开挖上大下小的基坑，边坡倾斜）至围护桩顶。
8、第三是在各围护桩顶处支模板，浇注混凝土形成冠梁（矩形的圈梁），冠梁连接所有各围护桩的桩顶。以水平面内指向基坑中心的方向为内向，冠梁向内凸出围护桩。在冠梁上方支模板，浇注挡土墙，形成水平截面呈矩形的连续挡土墙，冠梁的模板和挡土墙的模板可以是相通的，这样可以同时浇注冠梁和挡土墙，一次浇注成型冠梁和挡土墙。
9、第四是挡土墙和冠梁凝固并达到设计强度后，在挡土墙和冠梁外侧（挡土墙与基坑斜坡之间）回填土。
10、第五是做支撑。冠梁整体形成矩形的圈梁，在冠梁矩形的两条相对侧边之间顶压设置支撑杆。做好支撑后，就可以在放坡开挖的基础上继续向下开挖至设计的地下空间结构的底板位置，施做地下结构。
11、以上是现有基坑放坡施工支护结构施工方法。为适应基坑周边施工空间十分局促的场合（如城市内地铁换乘站点）的施工需求（放坡开挖负面影响过大），同时避免冠梁支撑无反力带来的缺陷（受力不合理，可能出现支撑掉落等安全事故），本专利技术的技术思路是：
12、围护桩（圆桩）向上一体延伸出半圆桩，利用半圆桩与围护桩的一体特性承受侧向土压力，从而不需要放坡开挖，即可施作挡土薄板形成完整的挡土墙。挡土墙形成后完全挡住侧向土体，同时因不是放坡开挖，冠梁处自始至终都有侧向土压力提供支撑的反作用力，不仅避免支撑背后脱空的现象，而且相比传统放坡开挖，也不需要在挡土板外侧回填土方、不必等到回填土后再在冠梁处安装支撑，整体施工效率较高，并且支撑杆、挡土板和冠梁可以拆卸后重复利用（现有技术中为固定结构，不可拆卸，也无法重复利用）。本专利技术针对的是地下空间结构设计为矩形的工程。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种桩墙一体化桩结构单元，为免放坡开挖进行基坑支护提供结构基础。
2、为实现上述目的，本专利技术的桩墙一体化桩结构单元在地下空间结构施工中用于支护基坑，地下空间结构具有设计的底板位置和顶板位置，以水平面内指向基坑中心的方向为内向，反向为外向；包括一体浇筑而成的围护桩和挡土桩；
3、围护桩的水平截面为圆形，围护桩向下延伸至底板位置下方并向上延伸至顶板位置上方，围护桩的桩顶低于地面；
4、挡土桩的水平截面为半圆形，其外轮廓线包括外侧的弧形部分和内侧的直线部分；
5、挡土桩的直径与围护桩相同，挡土桩的圆心与围护桩的圆心位于同一竖向直线上，挡土桩水平截面的弧形部分与围护桩外侧半桩的外轮廓线的竖向投影相重合；
6、挡土桩的顶端高于地面，挡土桩的底端与围护桩的顶端一体浇筑在一起；
7、所述直线部分位于挡土桩的内表面，挡土桩内预埋有水平设置的螺栓套筒，螺栓套筒开口在挡土桩的内表面并用于通过螺栓连接挡土板；螺栓套筒上下均匀间隔设有若干个，相邻螺栓套筒的高差为80～100厘米（包括两端值）。
8、本专利技术还提供了一种免放坡开挖基坑支护结构，使用上述桩墙一体化桩结构单元，共同为免放坡开挖进行基坑支护提供结构基础。地下空间结构整体呈矩形，围绕预定的地下空间结构均匀间隔设有一圈权利要求1中所述的桩墙一体化桩结构单元，相邻桩墙一体化桩结构单元之间的距离为1.2～1.6米，各桩墙一体化桩结构单元的水平截面围成矩形；
9、位于所述矩形的同一条边上的各桩墙一体化桩结构单元的挡土桩的内表面均与同一套平面状的挡土板相连接；
10、同一套挡土板包括若干层挡土板，上下相邻的两层挡土板通过水平插接凸棱和水平插接槽相插接；水平插接凸棱设置于各挡土板的上端面或下端面，水平插接槽相应设置于各挡土板的下端面或上端面；
11、同一层挡土板包括若干排挡土板，水平相邻的两排挡土板通过竖向插接凸棱和竖向插接槽相插接；竖向插接凸棱设置于各挡土板的一侧端面，竖向插接槽相应设置于各挡土板的另一侧端面；
12、将位于最下方一层的各挡土板称为底层挡土板；所述矩形的相对两条边所对应的底层挡土板之间连接有支撑结构；各挡土板均与其所对应的挡土桩内预埋的螺栓套筒通过螺栓相连接。
13、所述支撑连接结构包括h型钢制成的冠梁和支撑杆，
14、冠梁沿周向连接底层挡土板的内表面，冠梁围绕基坑周圈布置呈矩形；底层挡土板的相对两侧面的内表面一一对应预埋有两排连接结构，连接结构包括预埋在底层挡土板内的钢板，钢板向内水平连接有螺杆；冠梁上开设有螺栓孔，螺杆内端穿过螺栓孔并拧紧有螺母；支撑杆紧压固定于冠梁的相对两条边之间；支撑杆左右延伸或前后延伸，支撑杆在同一水平面上均匀间隔设有多个，相邻支撑杆的间距为3～6米。
15、本专利技术具有如下的优点：
16、本专利技术公开了一种免放坡开挖桩墙一体化基坑支护结构，适用于地铁、管廊等地下工程基坑支护。本专利技术中上部半圆形桩即挡土桩兼做抵抗侧向土压力的支护结构，实现围护桩与挡土墙结构一体化（本专利技术中的挡土桩和挡土板形成挡土墙），避免放坡开挖施做桩顶挡土墙及冠梁，极大节省了施工占地空间。桩与桩间采用预制混凝土挡土薄板（挡土板），冠梁采用h型钢冠梁，并采用螺栓连接，可实现挡土板及钢冠梁装配式重复利用，减少后期挡土墙、冠梁破除工程量，施工速度快，经济效益显著。
17、本专利技术提供的桩墙一体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.桩墙一体化桩结构单元，在地下空间结构施工中用于支护基坑，地下空间结构具有设计的底板位置和顶板位置，以水平面内指向基坑中心的方向为内向，反向为外向；
2.免放坡开挖基坑支护结构，地下空间结构整体呈矩形，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的免放坡开挖基坑支护结构，其特征在于：所述支撑连接结构包括H型钢制成的冠梁和支撑杆，
【技术特征摘要】
1.桩墙一体化桩结构单元，在地下空间结构施工中用于支护基坑，地下空间结构具有设计的底板位置和顶板位置，以水平面内指向基坑中心的方向为内向，反向为外向；
2.免放坡...
【专利技术属性】
技术研发人员：黎莹，孙雨斐，梁娟萍，宋浪，张瑜，
申请(专利权)人：西安交通大学城市学院，
类型：发明
国别省市：
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