一種考慮土拱和變形空間效應(yīng)的軟土基坑雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種考慮土拱和變形空間效應(yīng)的軟土基坑雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括前排支護(hù)樁、后排支護(hù)樁及蓋板，在前排支護(hù)樁與后排支護(hù)樁之間設(shè)有拱形攪拌樁止水帷幕，在前排支護(hù)樁與后排支護(hù)樁之間設(shè)有加筋水泥土墻，坑前設(shè)有格柵式攪拌樁，蓋板連接前排支護(hù)樁與后排支護(hù)樁，構(gòu)成空間共同承載結(jié)構(gòu)，有效地提高空間抗彎扭剛度；拱形攪拌樁止水帷幕的拱形布置與雙排樁間荷載傳遞的路徑吻合，可顯著提高承載拱內(nèi)土體的強(qiáng)度，有效的控制承載拱內(nèi)土體壓縮；加筋水泥土墻與前排支護(hù)樁、后排支護(hù)樁共同形成復(fù)合墻墩，在不增加支護(hù)結(jié)構(gòu)占地空間的情況下，可有效抑制軟土基坑開挖存在的變形空間效應(yīng)。
【專利說明】
一種考慮土拱和變形空間效應(yīng)的軟土基坑雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及建筑基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于軟土基坑的雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)可用場(chǎng)地狹小、周邊環(huán)境復(fù)雜的大面積軟土基坑，雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)具有變形控制強(qiáng)、占地空間小等特點(diǎn)，且避免了設(shè)內(nèi)撐造價(jià)高、工期長(zhǎng)、施工難度大等缺點(diǎn)，因此在軟土基坑中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有雙排粧支護(hù)設(shè)計(jì)中常認(rèn)為前排支護(hù)粧分擔(dān)主要的土壓力，后排支護(hù)粧承擔(dān)小部分土壓且起支擋和拉錨的作用；但實(shí)際上，前排支護(hù)粧和后支護(hù)排粧共同作用分擔(dān)粧后土壓愈均勻?qū)﹄p排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力變形愈有利。傳統(tǒng)的雙排粧通過連梁連接前排支護(hù)粧與后排支護(hù)粧形成整體共同作用，然而工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，受軟土地區(qū)不均勻變形影響雙排粧支護(hù)易出現(xiàn)空間剛度不足連梁扭壞而引起前、后排粧頂部自由位移和轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0004]對(duì)于大面積的軟土基坑開挖存在顯著的變形空間效應(yīng)，雙排粧支護(hù)也表現(xiàn)出了明顯的承載土拱效應(yīng)?，F(xiàn)階段場(chǎng)地受限的軟土基坑開挖過程中變形空間效應(yīng)大多通過內(nèi)支撐來控制，導(dǎo)致總體工程費(fèi)用增加和工期增長(zhǎng);此外，雙排粧間施作攪拌粧用以止水且加固粧間土體，攪拌粧的布置型式大多未考慮雙排粧間土壓力傳遞機(jī)理，并由此引起的承載土拱效應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)存在的不足，本發(fā)明提出一種相對(duì)變形小、工期短、造價(jià)低并適用于開挖深度Sm內(nèi)，土質(zhì)差且周邊環(huán)境復(fù)雜，大面積開挖軟土基坑的雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案:一種考慮土拱和變形空間效應(yīng)的軟土基坑雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括前排支護(hù)粧、后排支護(hù)粧及連接在前排支護(hù)粧與后排支護(hù)粧頂部的蓋板，在所述前排支護(hù)粧與后排支護(hù)粧之間設(shè)有拱形攪拌粧止水帷幕并間隔預(yù)定距離設(shè)有加筋水泥土墻，在所述前排支護(hù)粧前還設(shè)有用于坑前加固的格柵式攪拌粧。
[0007]進(jìn)一步地，所述前排支護(hù)粧、后排支護(hù)粧均為灌注粧，所述前排支護(hù)粧與后排支護(hù)粧的排距為4?5倍粧徑，且布置為梅花形或矩形。
[0008]進(jìn)一步地，所述前排支護(hù)粧、后排支護(hù)粧通過主筋錨入蓋板中形成空間共同承載結(jié)構(gòu)，所述蓋板的厚度多0.8倍粧徑，所述前排支護(hù)粧和后排支護(hù)粧的粧頂伸入蓋板的厚度多10mm，所述主筋錨入蓋板的長(zhǎng)度多40倍鋼筋直徑。
[0009]進(jìn)一步地，所述拱形攪拌粧止水帷幕與前排支護(hù)粧、后排支護(hù)粧之間的側(cè)向土壓傳遞路徑一致，所述拱形攪拌粧止水帷幕采用三軸攪拌粧。
[0010]進(jìn)一步地，所述前排支護(hù)粧、后排支護(hù)粧及粧間加筋水泥土墻組成復(fù)合墻墩，所述復(fù)合墻墩沿基坑邊間隔20m?40m或者6?8倍的粧排距布置。
[0011]進(jìn)一步地，所述拱形攪拌粧止水帷幕的拱腳與前排支護(hù)粧相切，所述拱形攪拌粧止水帷幕的軸線設(shè)為合理拱軸線以最大限度地發(fā)揮拱內(nèi)土體的強(qiáng)度。
[0012]進(jìn)一步地，所述復(fù)合墻墩中加筋水泥土墻嵌入坑底的深度為0.8?I倍基坑深度。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明采用一定厚度的蓋板連接前排支護(hù)粧與后排支護(hù)粧，構(gòu)成空間共同承載結(jié)構(gòu)，形成的雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)整體性更好，空間抗彎扭剛度顯著增大，可有效防止現(xiàn)有常規(guī)雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)中連梁扭壞的情況，且支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形明顯減小；
2、本發(fā)明在前排支護(hù)粧與后排支護(hù)粧之間沿基坑邊線間隔設(shè)置水泥土墻形成復(fù)合墻墩，在不增加支護(hù)結(jié)構(gòu)占地空間的情況下，可有效抑制軟土基坑開挖存在的變形空間效應(yīng)；所述墻墩利用加筋水泥土墻，較灌注粧墻經(jīng)濟(jì)且不會(huì)留下地下障礙物；
3、本發(fā)明基于雙排粧側(cè)向荷載傳遞機(jī)理，在前排支護(hù)粧與后排支護(hù)粧間施作拱形攪拌粧止水帷幕，拱形攪拌粧止水帷幕不僅作為止水帷幕用于止水，而且，其拱形布置與雙排粧間側(cè)向荷載傳遞路徑吻合，可顯著提高承載拱內(nèi)土體的強(qiáng)度，有效的控制承載拱內(nèi)土體壓縮，有利于雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)受力變形；
4、本發(fā)明中拱形攪拌粧止水帷幕與墻墩均在前排支護(hù)粧與后排支護(hù)粧之間，這樣無需額外增加地下施作空間，充分利用了雙排粧占地空間小的優(yōu)勢(shì)，適用于周邊建筑環(huán)境復(fù)雜場(chǎng)地受限的建筑基坑。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明；
圖1為本發(fā)明實(shí)施例的立體示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例的剖面示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例的復(fù)合墻墩和蓋板示意圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例中拱形攪拌粧止水帷幕的示意圖；
附圖標(biāo)記:I一前排支護(hù)粧、2—后排支護(hù)粧、3—蓋板、4一拱形攪拌粧止水帷幕、5—加筋水泥土墻、6一格柵式攪拌粧、7一型鋼、8一既有管線、9一土層。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參照?qǐng)D1至圖4，本發(fā)明一種考慮土拱和變形空間效應(yīng)的軟土基坑雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括前排支護(hù)粧1、后排支護(hù)粧2及連接在前排支護(hù)粧I與后排支護(hù)粧2頂部的蓋板3，在前排支護(hù)粧I與后排支護(hù)粧2之間設(shè)有拱形攪拌粧止水帷幕4并間隔預(yù)定距離設(shè)有加筋水泥土墻5，在前排支護(hù)粧I前還設(shè)有用于坑前加固的格柵式攪拌粧6。
[0016]其中，前排支護(hù)粧I和后排支護(hù)粧2中各粧基的直徑選取為800mm?1000mm，采用長(zhǎng)螺旋或旋挖灌注粧，前排支護(hù)粧I與后排支護(hù)粧2之間的間距視地質(zhì)條件和建筑環(huán)境而定，排距選取4?5倍粧徑，平面布置為梅花形或者矩形，如本實(shí)施例中，采用的梅花形布置。
[0017]前排支護(hù)粧I與后排支護(hù)粧2頂部通過主筋錨入由鋼筋混凝土構(gòu)成的蓋板3中，前排支護(hù)粧1、后排支護(hù)粧2及蓋板3三者構(gòu)成共同承載結(jié)構(gòu)，使得空間抗彎扭剛度顯著增大，其中，蓋板3厚度多0.8倍粧徑，支護(hù)粧頂伸入蓋板3為10mm?150mm，其主筋錨入長(zhǎng)度多40倍鋼筋直徑。
[0018]前排支護(hù)粧1、后排支護(hù)粧2之間設(shè)置與支護(hù)粧側(cè)向土壓傳遞路徑一致的拱形攪拌粧止水帷幕4，拱形攪拌粧止水帷幕4采用直徑<650mm的三軸攪拌粧咬合而成，粧位布置偏差不得大于20mm，成粧垂直度不超過1/200，水灰比為1.5?2，水泥摻入比不應(yīng)小于20%。
[0019]在前排支護(hù)粧I與后排支護(hù)粧2之間沿基坑邊方向間隔預(yù)定距離設(shè)有多個(gè)加筋水泥土墻5，前排支護(hù)粧1、后排支護(hù)粧2及加筋水泥土墻5構(gòu)成復(fù)合墻墩，復(fù)合墻墩沿基坑邊緣隔20m?40m或者6?8倍雙排粧排距布置，墻長(zhǎng)取I倍排距，由此形成加強(qiáng)支撐點(diǎn)，抑制由空間效應(yīng)引起的局部大變形。
[0020]拱形攪拌粧止水帷幕4為粧承拱，即前排支護(hù)粧I為土拱的直接拱腳，拱形攪拌粧止水帷幕4的拱腳與前排支護(hù)粧I相切，其軸線基于三鉸拱合理拱軸線設(shè)為二次拋物線，最大限度地發(fā)揮拱內(nèi)土體的強(qiáng)度。
[0021]各個(gè)復(fù)合墻墩中，加筋水泥土墻5嵌入坑底的深度為0.8?I倍基坑深度，加筋水泥土墻5通過型鋼插入水泥攪拌粧形成，如本實(shí)施例中，采用“隔一插一”方式在水泥攪拌粧中插入H型鋼;地下結(jié)構(gòu)施工完成后H型鋼可回收利用，通過“拔一跳二”的方式拔出H型鋼，逐步釋放應(yīng)力，避免引起大的擾動(dòng)。
[0022]在復(fù)雜環(huán)境軟土基坑支護(hù)中，本發(fā)明雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工步驟如下:
(1)根據(jù)項(xiàng)目場(chǎng)地勘察報(bào)告和初步設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，確定前排支護(hù)粧1、后排支護(hù)粧2、拱形攪拌粧止水帷幕4、加筋水泥土墻5及格柵式攪拌粧6的粧徑、粧位及工序等施工參數(shù);測(cè)量放樣定線，標(biāo)出前排支護(hù)粧1、后排支護(hù)粧2、拱形攪拌粧止水帷幕4、加筋水泥土墻5、格柵式攪拌粧6及H型鋼插入位置；
(2)攪拌粧機(jī)就位并校核其垂直度，進(jìn)行拱形攪拌粧止水帷幕4、加筋水泥土墻5中攪拌粧及格柵式攪拌粧6施工，加筋水泥土墻5攪拌粧施工完成后3小時(shí)內(nèi)在三軸攪拌粧中插入H型鋼7;
(3)在拱形攪拌粧止水帷幕4、加筋水泥土墻5及格柵式攪拌粧6質(zhì)量穩(wěn)定前，施作前排支護(hù)粧1、后排支護(hù)粧2，并將主筋伸出粧頂一段，至少為40倍鋼筋直徑；
(4)開挖蓋板3處土方，支模并綁扎鋼筋，澆筑混凝土，澆筑完成后做好保溫工作；
(5 )雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行基內(nèi)土方開挖，開挖完施作地下結(jié)構(gòu)后回收H型鋼。
[0023]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在所述技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種考慮土拱和變形空間效應(yīng)的軟土基坑雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括前排支護(hù)粧(I)、后排支護(hù)粧(2 )及連接在前排支護(hù)粧(I)與后排支護(hù)粧(2)頂部的蓋板(3)，在所述前排支護(hù)粧(I)與后排支護(hù)粧(2)之間設(shè)有拱形攪拌粧止水帷幕(4)并間隔預(yù)定距離設(shè)有加筋水泥土墻(5)，在所述前排支護(hù)粧(I)前還設(shè)有用于坑前加固的格柵式攪拌粧(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮土拱和變形空間效應(yīng)的軟土基坑雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述前排支護(hù)粧(I)、后排支護(hù)粧(2)均為灌注粧，所述前排支護(hù)粧(I)與后排支護(hù)粧(2 )的排距為4?5倍粧徑，且布置為梅花形或矩形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮土拱和變形空間效應(yīng)的軟土基坑雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述前排支護(hù)粧(1)、后排支護(hù)粧(2)通過主筋錨入蓋板(3)中形成空間共同承載結(jié)構(gòu)，所述蓋板(3)的厚度多0.8倍粧徑，所述前排支護(hù)粧(I)和后排支護(hù)粧(2)的粧頂伸入蓋板(3 )的厚度彡I OOmm，所述主筋錨入蓋板(3 )的長(zhǎng)度彡40倍鋼筋直徑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮土拱和變形空間效應(yīng)的軟土基坑雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述拱形攪拌粧止水帷幕(4)與前排支護(hù)粧(1)、后排支護(hù)粧(2)之間的側(cè)向土壓傳遞路徑一致，所述拱形攪拌粧止水帷幕(4)采用三軸攪拌粧。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮土拱和變形空間效應(yīng)的軟土基坑雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述前排支護(hù)粧(1)、后排支護(hù)粧(2)及粧間加筋水泥土墻(5)組成復(fù)合墻墩，所述復(fù)合墻墩沿基坑邊間隔20m?40m或者6?8倍的粧排距布置。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的考慮土拱和變形空間效應(yīng)的軟土基坑雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述拱形攪拌粧止水帷幕(4)的拱腳與前排支護(hù)粧(I)相切，所述拱形攪拌粧止水帷幕(4)的軸線設(shè)為合理拱軸線以最大限度地發(fā)揮拱內(nèi)土體的強(qiáng)度。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的考慮土拱和變形空間效應(yīng)的軟土基坑雙排粧支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述復(fù)合墻墩中加筋水泥土墻(5)嵌入坑底的深度為0.8?I倍基坑深度。
【文檔編號(hào)】E02D17/04GK105970973SQ201610508578
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】楊春山, 魏立新, 劉芳, 劉力英
【申請(qǐng)人】廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院