專利名稱：不規(guī)則基坑支護(hù)及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑領(lǐng)域，特別涉及不規(guī)則基坑支護(hù)及施工方法。
背景技術(shù)：
深基坑工程平面形狀對(duì)基坑穩(wěn)定性和變形有較大的影響，對(duì)于不規(guī)則深基坑 工程，受力情況相對(duì)復(fù)雜，如基坑支護(hù)不當(dāng)常常會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象從而破壞基 坑支護(hù)體系。尤其，對(duì)于跨度大的不規(guī)則深基坑工程，跨度不一致造成受力不均 勻，基坑容易發(fā)生事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種不規(guī)則基坑支護(hù)及施工方法，利用拱形梁受壓力大 且不產(chǎn)生向外推的力的特點(diǎn)，在不規(guī)則基坑內(nèi)部通過拱形梁的設(shè)置大大減少了基 坑內(nèi)支撐的跨度，解決了不規(guī)則梁傳力不明確的問題，從而取得了安全性和經(jīng)濟(jì) 性的效果。
本發(fā)明內(nèi)支撐采用圍梁支頂在拱形梁的方式，在不規(guī)則基坑內(nèi)部設(shè)置拱形
梁，拱形梁內(nèi)設(shè)置十字梁加強(qiáng)橫向剛度。當(dāng)拱形梁小于15m時(shí)，拱形梁下面設(shè) 置4根錨固樁；當(dāng)拱形梁大于或等于15m時(shí)，拱形梁下面設(shè)置8根錨固樁。錨 固樁環(huán)繞拱形梁均勻布置。錨固樁和基坑支護(hù)樁均為擴(kuò)大頭鉆孔灌注樁，鉆孔灌 注樁上設(shè)置圍梁，圍梁與拱形梁通過預(yù)應(yīng)力鋼管連接。內(nèi)支撐采用2 3排，內(nèi)支 撐采用2排時(shí)，第一排設(shè)置在排樁頂部，第二排設(shè)置在排樁中部；內(nèi)支撐采用3 排時(shí)，第一排設(shè)置在排樁頂部，第二排設(shè)置在排樁1/3處，第三排設(shè)置在排樁中 部2/3處。
內(nèi)支撐采用2排時(shí)基坑施工步驟包括
1) 擴(kuò)大頭鉆孔灌注樁施工
采用反循環(huán)鉆進(jìn)成孔，鉆速按下列確定在護(hù)筒下lm范圍內(nèi)，鉆速為1.0m/h; 在淤泥或淤泥質(zhì)土層中，鉆速為0.5~0.8m/min;在松散砂層中，鉆速為2.5 3.0m/h; 在硬土層中，鉆速為1.8~2.0m/h。擴(kuò)底選用硬質(zhì)合金機(jī)械式擴(kuò)底鉆頭或液壓式擴(kuò) 底鉆頭，擴(kuò)底時(shí)鉆速一般不宜大于0.01m/min。
2) 開挖土方至拱形梁底標(biāo)高處 土方開挖采用對(duì)稱分區(qū)的方法。
3) 澆筑圍梁和拱形梁，圍梁和拱形梁均采用C30混凝土。
4) 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼管支頂，完成第一道內(nèi)支撐。
5) 開挖土方至第二道支撐底標(biāo)高處
第二次土方開挖先開挖環(huán)形支撐位置及局部角撐位置土方，保留中間部分土 方，使其形成中心島。
56) 澆筑圍梁和拱形梁
7) 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼管支頂，完成第二道內(nèi)支撐
8) 開挖土方至地下室底標(biāo)高處
最后一次土方開挖時(shí)，先開挖支撐底下即基坑周邊土方，加快周邊墊層成型， 最后挖中心島及宿舍兩邊的土方，并采用抓斗及加長臂挖機(jī)配合人工挖土進(jìn)行收 頭處理。
9) 澆筑地下室底板
10) 拆除第二道支撐
11) 地下室側(cè)壁施工
12) 拆除第一道支撐
13) 地下室頂板施工
內(nèi)支撐采用3排時(shí)基坑基坑施工步驟包括
1) 擴(kuò)大頭鉆孔灌注樁施工
采用反循環(huán)鉆進(jìn)成孔，鉆速宜按下列確定在護(hù)筒下lm范圍內(nèi)，鉆速為 1.0m/h;在淤泥或淤泥質(zhì)土層中，鉆速為0.5 0.8m/min;在松散砂層中，鉆速為 2.5~3.0m/h;在硬土層中，鉆速為1.8 2.0m/h。擴(kuò)底選用硬質(zhì)合金機(jī)械式擴(kuò)底鉆 頭或液壓式擴(kuò)底鉆頭，擴(kuò)底時(shí)鉆速一般不宜大于0.01m/min。
2) 開挖土方至拱形梁底標(biāo)高處 土方開挖采用對(duì)稱分區(qū)的方法。
3) 澆筑圍梁和拱形梁 圍梁和拱形梁均采用C30混凝土。
4) 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼管支頂，完成第一道內(nèi)支撐
5) 開挖土方至第二道支撐底標(biāo)高處
第二次土方開挖先開挖環(huán)形支撐位置及局部角撐位置土方，保留中間部分土 方，使其形成中心島。
6) 澆筑圍梁和拱形梁
7) 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼管支頂，完成第二道內(nèi)支撐
8) 開挖土方至第三道支撐底標(biāo)高處
9) 澆筑圍梁和拱形梁
10) 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼管支頂，完成第三道內(nèi)支撐
11) 開挖土方至地下室底標(biāo)高處
12) 澆筑地下室底板
13) 拆除第二道及第三道支撐
14) 地下室側(cè)壁施工15) 拆除第一道支撐
16) 地下室頂板施工。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)形式簡潔，受力路徑明確，工程造價(jià)低，施工方便，而且支護(hù)結(jié)構(gòu)變形較小，對(duì)周圍建筑物的影響較小。


圖1內(nèi)支撐采用2排時(shí)基坑施工工藝流程圖2內(nèi)支撐采用3排時(shí)基坑施工工藝流程圖3基坑平面示意圖
1、圍梁，2、拱形梁，3、預(yù)應(yīng)力鋼管，4、十字梁
具體實(shí)施例方式
工程概況
某綜合樓工程為大型不規(guī)則深基坑圍護(hù)工程，占地面積為22450m2，由10層辦公樓及二層裙房組成，地下二層，總建筑面積為97000m2，基坑挖深為8.6m?；有螤畋泵娉拾甲中?，南面近三角形，基坑最大跨度達(dá)45m，最小跨度為26m。基坑四周均為市中心道路，其下埋設(shè)有多種市政管線及通訊光纜，環(huán)境復(fù)雜。
因基坑平面的不規(guī)則性及現(xiàn)場(chǎng)工程施工的實(shí)際條件，若采用常規(guī)平面正交的井格式支撐體系則具有很大的局限性，對(duì)整個(gè)體系的受力及平面布置均難以控制?？紤]到拱形梁有較好的受力性能，且又能提供較大的施工操作空間，采用拱形梁內(nèi)支撐及對(duì)撐組成的聯(lián)合支撐體系相對(duì)比較安全且經(jīng)濟(jì)。內(nèi)支撐采用圍梁支頂在拱形梁的方式，在不規(guī)則基坑內(nèi)部設(shè)置拱形梁，拱形梁直徑為14m，拱形梁內(nèi)設(shè)置十字梁加強(qiáng)橫向剛度，圍梁高度為800cm，寬度為600cm;圍梁高度為800cm，寬度為800cm;十字梁高度為800cm，寬度為800cm。拱形梁下面設(shè)置4根錨固樁，錨固樁環(huán)繞拱形梁均勻布置。錨固樁和基坑支護(hù)樁均為擴(kuò)大頭鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁上設(shè)置圍梁，圍梁與拱形梁通過預(yù)應(yīng)力鋼管連接。內(nèi)支撐采用2排時(shí)，第一排設(shè)置在排樁頂部，第二排設(shè)置在4.3111處。
基坑施工順序如下
1) 擴(kuò)大頭鉆孔灌注樁施工
采用反循環(huán)鉆進(jìn)成孔，鉆速按下列確定:在護(hù)筒下lm范圍內(nèi)，鉆速為1.0m/h;在淤泥或淤泥質(zhì)土層中，鉆速為0.5~0.8m/min;在硬土層中，鉆速為1.8~2.0m/h。擴(kuò)底選用硬質(zhì)合金機(jī)械式擴(kuò)底鉆頭或液壓式擴(kuò)底鉆頭，擴(kuò)底時(shí)鉆速一般不宜大于O.Olm/min;擴(kuò)底完成后，擴(kuò)底鉆具提起應(yīng)收攏順暢。如遇障礙，不得強(qiáng)行提起，應(yīng)重新放入孔內(nèi)，并使擴(kuò)刀伸張，重新慢速擴(kuò)孔。
2) 開挖土方至拱形梁底標(biāo)高處
根據(jù)本工程基坑形狀不規(guī)則特征及支撐獨(dú)立受力成型的特點(diǎn)，并且將整個(gè)基
7坑分成2個(gè)區(qū)，同時(shí)進(jìn)行挖土、支撐施工，以滿足支撐受力特點(diǎn)，加快挖土施工 進(jìn)度，減小基坑暴露時(shí)間。
3) 澆筑圍梁和拱形梁 圍梁和拱形梁均采用C30混凝土。
4) 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼管支頂，完成第一道內(nèi)支撐。
5) 開挖土方至第二道支撐底4.3m處
考慮到本工程支撐體系為中間環(huán)形支撐的特點(diǎn)，第二次土方開挖先開挖環(huán) 形支撐位置及局部角撐位置土方，保留中間部分土方，使其形成中心島。這樣做 的目的有三個(gè) 一是加快整個(gè)支撐體系的形成；二是通過保留中心島的土方以增 加坑內(nèi)土的被動(dòng)土壓力，加大基坑的安全系數(shù)；三是可以采用抓斗及加長臂挖機(jī) 進(jìn)行中心島的集中取土，加快土方外運(yùn)的速度。
6) 澆筑圍梁和拱形梁。 圍梁和拱形梁均采用C30混凝土。
7) 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼管支頂，完成第二道內(nèi)支撐
8) 開挖土方至地下室底標(biāo)高處
最后一次土方開挖時(shí)，先開挖支撐底下即基坑周邊土方，加快周邊墊層成 型，最后挖中心島及宿舍兩邊的土方，并采用抓斗及加長臂挖機(jī)配合人工挖土進(jìn) 行收頭處理。
9) 澆筑地下室底板
10) 拆除第二道支撐
11) 地下室側(cè)壁施工
12) 拆除第一道支撐
13) 地下室頂板施工。
本工程基坑位移和沉降大部出現(xiàn)在基坑最長邊的中間部位，基坑最長邊的中 間部位是由于受到的被動(dòng)土壓力最大而引起的，最大基坑位移僅5mm，最大沉 降僅6mm，基坑支護(hù)施工比較成功。
權(quán)利要求
1、一種不規(guī)則基坑支護(hù)及施工方法，其特征是內(nèi)支撐采用圍梁支頂在拱形梁的方式，在不規(guī)則基坑內(nèi)部設(shè)置拱形梁，拱形梁內(nèi)設(shè)置十字梁加強(qiáng)橫向剛度，拱形梁下設(shè)置錨固樁，錨固樁環(huán)繞拱形梁均勻布置。錨固樁和基坑支護(hù)樁均為擴(kuò)大頭鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁上設(shè)置圍梁，圍梁與拱形梁通過預(yù)應(yīng)力鋼管連接。內(nèi)支撐采用2～3排，內(nèi)支撐采用2排時(shí)，第一排設(shè)置在排樁頂部，第二排設(shè)置在排樁中部；內(nèi)支撐采用3排時(shí)，第一排設(shè)置在排樁頂部，第二排設(shè)置在排樁1/3處，第三排設(shè)置在排樁中部2/3處。
2、 按照權(quán)利要求1所述的一種不規(guī)則基坑支護(hù)及施工方法，其特征是內(nèi)支撐采用2排時(shí)基坑施工步驟包括1) 擴(kuò)大頭鉆孔灌注樁施工采用反循環(huán)鉆進(jìn)成孔，擴(kuò)底選用硬質(zhì)合金機(jī)械式擴(kuò)底鉆頭或液壓式擴(kuò)底鉆頭，擴(kuò)底時(shí)鉆速一般不宜大于0.01m/min。2) 開挖土方至拱形梁底標(biāo)高處土方開挖采用對(duì)稱分區(qū)的方法。3) 澆筑圍梁和拱形梁，圍梁和拱形梁均采用C30混凝土。4) 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼管支頂，完成第一道內(nèi)支撐。5) 開挖土方至第二道支撐底標(biāo)高處第二次土方開挖先開挖環(huán)形支撐位置及局部角撐位置土方，保留中間部分土方，使其形成中心島。6) 澆筑圍梁和拱形梁7) 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼管支頂，完成第二道內(nèi)支撐8) 開挖土方至地下室底標(biāo)高處最后一次土方開挖時(shí)，先開挖支撐底下即基坑周邊土方，加快周邊墊層成型，最后挖中心島及宿舍兩邊的土方，并采用抓斗及加長臂挖機(jī)配合人工挖土進(jìn)行收頭處理。9) 澆筑地下室底板10) 拆除第二道支撐11) 地下室側(cè)壁施工12) 拆除第一道支撐13) 地下室頂板施工
3、 按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種不規(guī)則基坑支護(hù)及施工方法，其特征是施工步驟包括1)擴(kuò)大頭鉆孔灌注樁施工采用反循環(huán)鉆進(jìn)成孔，擴(kuò)底選用硬質(zhì)合金機(jī)械式擴(kuò)底鉆頭或液壓式擴(kuò)底鉆頭，擴(kuò)底時(shí)鉆速一般不宜大于0.01m/min。2) 開挖土方至拱形梁底標(biāo)高處 土方開挖采用對(duì)稱分區(qū)的方法。3) 澆筑圍梁和拱形梁 圍梁和拱形梁均采用C30混凝土。4) 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼管支頂，完成第一道內(nèi)支撐5) 開挖土方至第二道支撐底標(biāo)高處第二次土方開挖先開挖環(huán)形支撐位置及局部角撐位置土方，保留中間部分土 方，使其形成中心島。6) 澆筑圍梁和拱形梁7) 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼管支頂，完成第二道內(nèi)支撐8) 開挖土方至第三道支撐底標(biāo)高處第三次土方開挖先開挖環(huán)形支撐位置及局部角撐位置土方，保留中間部分土 方，使其形成中心島。9) 澆筑圍梁和拱形梁10) 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼管支頂，完成第三道內(nèi)支撐11) 開挖土方至地下室底標(biāo)高處最后一次土方開挖時(shí)，先開挖支撐底下即基坑周邊土方，加快周邊墊層成型， 最后挖中心島及宿舍兩邊的土方，并采用抓斗及加長臂挖機(jī)配合人工挖土進(jìn)行收頭 處理。12) 澆筑地下室底板13) 拆除第二道及第三道支撐14) 地下室側(cè)壁施工15) 拆除第一道支撐16) 地下室頂板施工
4、 按照權(quán)利要求1所述的一種不規(guī)則基坑支護(hù)及施工方法，其特征是當(dāng)拱形 梁小于15m時(shí)，拱形梁下面設(shè)置4根錨固樁；當(dāng)拱形梁大于或等于15m時(shí)，拱形 梁下面設(shè)置8根錨固樁。
5、 按照權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的一種不規(guī)則基坑支護(hù)及施工方法，其 特征是當(dāng)拱形梁小于15m時(shí)，拱形梁下面設(shè)置4根錨固樁；當(dāng)拱形梁大于或等于 15m時(shí)，拱形梁下面設(shè)置8根錨固樁。
6、 按照權(quán)利要求1所述的一種不規(guī)則基坑支護(hù)及施工方法，其特征是擴(kuò)大頭 鉆孔灌注樁施工中鉆速按下列確定在護(hù)筒下lm范圍內(nèi)，鉆速為1.0m/h;在淤泥 或淤泥質(zhì)土層中，鉆速為0.5~0.8m/min;在松散砂層中，鉆速為2.5~3.0m/h;在硬土層中，鉆速為1.8 2.0m/h。
7、 按照權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的一種不規(guī)則基坑支護(hù)及施工方法，其特征是擴(kuò)大頭鉆孔灌注樁施工中鉆速按下列確定在護(hù)筒下lm范圍內(nèi)，鉆速為1.0m/h;在淤泥或淤泥質(zhì)土層中，鉆速為0.5~0.8m/min;在松散砂層中，鉆速為2.5 3.0m/h;在硬土層中，鉆速為1.8 2.0m/h。
8、 按照權(quán)利要求4所述的一種不規(guī)則基坑支護(hù)及施工方法，其特征是擴(kuò)大頭鉆孔灌注樁施工中鉆速按下列確定在護(hù)筒下lm范圍內(nèi)，鉆速為1.0m/h;在淤泥或淤泥質(zhì)土層中，鉆速為0.5 0.8m/min;在松散砂層中，鉆速為2.5~3.0m/h;在硬土層中，鉆速為1.8 2.0m/h。
全文摘要
本發(fā)明公開一種不規(guī)則基坑支護(hù)及施工方法，其特征是內(nèi)支撐采用圍梁支頂在拱形梁的方式，在不規(guī)則基坑內(nèi)部設(shè)置拱形梁，拱形梁內(nèi)設(shè)置十字梁加強(qiáng)橫向剛度。當(dāng)拱形梁小于15m時(shí)，拱形梁下面設(shè)置4根錨固樁；當(dāng)拱形梁大于或等于15m時(shí)，拱形梁下面設(shè)置8根錨固樁。錨固樁環(huán)繞拱形梁均勻布置。錨固樁和基坑支護(hù)樁均為擴(kuò)大頭鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁上設(shè)置圍梁，圍梁與拱形梁通過預(yù)應(yīng)力鋼管連接。內(nèi)支撐采用2～3排，內(nèi)支撐采用2排時(shí)，第一排設(shè)置在排樁頂部，第二排設(shè)置在排樁中部；內(nèi)支撐采用3排時(shí)，第一排設(shè)置在排樁頂部，第二排設(shè)置在排樁1/3處，第三排設(shè)置在排樁中部2/3處。本發(fā)明結(jié)構(gòu)形式簡潔，受力路徑明確，工程造價(jià)低，施工方便，而且支護(hù)結(jié)構(gòu)變形較小，對(duì)周圍建筑物的影響較小。
文檔編號(hào)E02D17/02GK101666095SQ20091017322
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者奎 朱 申請(qǐng)人:奎 朱