專利名稱：蓋壓、錨固、側(cè)擋組合作用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，尤其是ー種PRM基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，中文全稱為蓋壓、錨固、側(cè)擋組合作用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其中的PRM為T(mén)he press-anchor-restrict method的縮寫(xiě)。
背景技術(shù)：
基坑支護(hù)，通過(guò)構(gòu)筑支護(hù)結(jié)構(gòu)抵抗支擋基坑側(cè)向土壓カ，阻止或減緩坑壁變形，保證基坑施工的安全。根據(jù)所采用支護(hù)結(jié)構(gòu)的不同，常用的基坑支護(hù)主要包括排樁幕墻基坑支護(hù)、連續(xù)墻基坑支護(hù)、板樁基坑支護(hù)、土釘拉錨支護(hù)。與排樁幕墻基坑支護(hù)和板樁基坑支護(hù)相比，連續(xù)墻基坑支護(hù)、土釘拉錨支護(hù)無(wú)需打樁作業(yè)，施工時(shí)沖擊振動(dòng)小、噪音低，容易控制沉降及變位，能夠在與相鄰的建筑物及地下管線緊鄰的位置進(jìn)行施工。其中，鋼筋混凝土地下連續(xù)墻的施工，是在基坑開(kāi)挖前進(jìn)行；是采用專用挖槽機(jī)械在泥漿護(hù)壁的情況下，按單元槽依次進(jìn)行開(kāi)挖溝槽-綁扎吊放鋼筋籠-澆筑混凝土施工。具體的說(shuō)，在開(kāi)挖完成ー個(gè)單元槽段的溝槽后，把加工好的鋼筋籠吊放入充滿泥漿的溝槽內(nèi)，然后向溝槽內(nèi)澆筑混凝土并將泥漿置換出來(lái)。各個(gè)單元槽段之間由特制的接頭連接，形成連續(xù)的地下鋼筋混凝土墻。而土釘墻，與基坑開(kāi)挖同時(shí)進(jìn)行，采用邊開(kāi)挖邊構(gòu)筑的方式進(jìn)行；利用打入土層的近似水平的土釘加固土體形成穩(wěn)定的土體結(jié)構(gòu)，然后在坑壁鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土面層形成。但鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，造價(jià)極高，是ー種比鉆孔灌筑樁和深層攪拌樁造價(jià)更昂貴的結(jié)構(gòu)形式；且廢泥漿的處理困難，容易造成環(huán)境污染，極大地限制了其的應(yīng)用。土釘墻相對(duì)鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，造價(jià)較低，也不存在廢泥漿的處理問(wèn)題；但擋墻主體由土釘結(jié)合鋼筋混凝土面層形成，其面層的抵抗作用很小，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)一般不考慮面層的作用，有時(shí)土釘間距需要要布設(shè)的較緊密，且土釘嵌入土體深度需要很長(zhǎng)，施工起來(lái)略顯困難。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種蓋壓、錨固、側(cè)擋組合作用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其具備連續(xù)墻基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)所具有的高強(qiáng)度、施工時(shí)沖擊振動(dòng)小、噪音低的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，與連續(xù)墻基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)相比，造價(jià)低、エ期短。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是蓋壓、錨固、側(cè)擋組合作用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括縱向設(shè)置的擋土板，設(shè)置有水平設(shè)置的覆壓板，所述覆壓板與擋土板的頂部相連，所述擋土板和覆壓板均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)且兩者的鋼筋籠連為一體；在覆壓板和對(duì)應(yīng)基坑外部的穩(wěn)定土體之間設(shè)置有用于固定覆壓板的固定結(jié)構(gòu)。進(jìn)ー步的，所述覆壓板的底面陣列有凸起。進(jìn)ー步的，所述固定結(jié)構(gòu)包括與覆壓板對(duì)應(yīng)鋼筋籠固定連接并嵌入穩(wěn)定土體的上部錨桿。[0010]進(jìn)ー步的，所述固定結(jié)構(gòu)包括與覆壓板相連并嵌入穩(wěn)定土體的嵌入板，所述嵌入板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)且嵌入板、覆壓板和擋土板三者的鋼筋籠連為一體。進(jìn)ー步的，在擋土板和擋土板墻后土體之間設(shè)置有用于固定擋土板的拉錨結(jié)構(gòu)。進(jìn)ー步的，所述拉錨結(jié)構(gòu)包括由擋土板頂部的位置斜向下插入墻后土體的下部錨桿。進(jìn)ー步的，所述擋土板上設(shè)置有ー組形成土拱效應(yīng)的缺ロ，所述擋土板整體呈梳子狀，各缺ロ由擋土板底部向上延伸并沿?fù)跬涟彘L(zhǎng)度方向間隔設(shè)置；由缺口上方的部分擋土板構(gòu)成擋土板的擋土部分，由缺ロ對(duì)應(yīng)的部分擋土板構(gòu)成擋土板的拱效應(yīng)部分。本實(shí)用新型的支護(hù)結(jié)構(gòu)，要求坑周有可以制作覆壓板的空間，適用于具備一定強(qiáng)度土質(zhì)的基坑環(huán)境，如粘土質(zhì)、砂土質(zhì)等；也適用于坑壁中上部土體較為軟弱，中下部及坑底土質(zhì)較好的基坑環(huán)境。對(duì)于松軟土質(zhì)的基坑環(huán)境，需配合相應(yīng)的提高土體穩(wěn)定性的預(yù)處理措施；而地下水位較高時(shí)，需在降水后施工。本實(shí)用新型的有益效果是一、覆壓板和擋土板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因此具備高的強(qiáng)度。通過(guò)覆壓板自身重力的覆壓，覆壓板與頂部土體之間的摩阻效應(yīng)，側(cè)向擋土板的側(cè)限擋土作用，以及固定結(jié)構(gòu)拉結(jié)固定一系列組合作用，壓緊了坑壁土體，限制了其側(cè)向變形，潛在的滑移體不僅被限制在擋土板和覆壓板內(nèi)，而且被錨固在深部穩(wěn)定土體之中，有效的保護(hù)了坑壁的穩(wěn)定與安全。ニ、擋土板通過(guò)覆壓板進(jìn)行頂支撐，通過(guò)覆壓板自身重力的覆壓提高土體自身強(qiáng)度，擋土板無(wú)需深入基坑底部土體，也即擋土板的高度小于基坑深度，溝槽開(kāi)挖深度小，混凝土、鋼筋用量?。豢梢圆捎靡淮伍_(kāi)挖澆筑成型擋土板、也可以采用邊開(kāi)挖邊構(gòu)筑擋土板的方式進(jìn)行施工，簡(jiǎn)化了溝槽的開(kāi)挖，相當(dāng)于地下連續(xù)墻支護(hù)法，但無(wú)需專用挖槽機(jī)械和泥漿護(hù)壁，在具備連續(xù)墻基坑支護(hù)所具有的施工時(shí)沖擊振動(dòng)小、噪音低的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，エ期短、造價(jià)低。三、覆壓板還可以和基坑周邊的硬化場(chǎng)地結(jié)合使用，即覆壓板可以作為周邊的硬化路面，甚至行車道路，也可以將擋土板直接連接到已經(jīng)硬化的道路面層之內(nèi)，節(jié)約了工程造價(jià)。

圖I是實(shí)施例一的斷面示意圖；圖2是實(shí)施例ニ的斷面示意圖；圖3是擋土板的三維土拱示意圖；圖4是土拱斷面示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)ー步說(shuō)明。本實(shí)用新型的蓋壓、錨固、側(cè)擋組合作用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括縱向設(shè)置的擋土板10和水平設(shè)置的覆壓板20，所述覆壓板20與擋土板10的頂部相連，所述擋土板10和覆壓板20均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)且兩者的鋼筋籠連為一體；在覆壓板20和對(duì)應(yīng)基坑30外部的穩(wěn)定土體33之間設(shè)置有用于固定覆壓板20的固定結(jié)構(gòu)。土體受到荷載作用，土體各點(diǎn)產(chǎn)生法向應(yīng)カ和剪應(yīng)力，在剪應(yīng)力作用下，土體發(fā)生剪切變形，若某點(diǎn)剪應(yīng)カ達(dá)到該點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度，土體即沿著剪應(yīng)力作用方向產(chǎn)生相當(dāng)滑動(dòng)；若荷載繼續(xù)増加，則剪應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度的區(qū)域越來(lái)越大，最終形成連續(xù)的滑動(dòng)面，使整個(gè)土體強(qiáng)度破壞而失穩(wěn)。上述的滑動(dòng)面稱為滑移面32，相對(duì)滑動(dòng)的土體稱為滑移體，而與滑移體相對(duì)應(yīng)的土體稱為穩(wěn)定土體33。基坑30坑壁31對(duì)應(yīng)的土體，滑移通常產(chǎn)生在頂部，如圖I、圖2所示，因此將覆壓板20分為覆壓部分和連接部分兩部分，其中覆壓部分即覆壓板20遠(yuǎn)離擋土板10 —端和滑移面32頂端之間的部分、連接部分即覆壓板20與擋土板10相連一端和滑移面32頂端之間的部分。施工前，根據(jù)場(chǎng)地情況及土體性質(zhì)，分析開(kāi)挖后坑壁31可能出現(xiàn)的變形及潛在滑移面32特征，進(jìn)而確定擋土板10和覆壓板20尺寸以及固定結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式和安裝位置，具體的計(jì)算分析可以根據(jù)現(xiàn)有的各類坑壁穩(wěn)定性分析方法。以業(yè)界常用的條分法為例，計(jì)算分析時(shí)一、忽略坑壁對(duì)擋土板10的側(cè)向作用力，考慮覆壓板20的覆壓部分和土體表面之間的摩阻力f、固定覆壓板20的固定結(jié)構(gòu)的錨固カF、覆壓板20連接部分和擋土板10的總重力G ;ニ、綜合考慮滑移體剰余下滑力、摩阻力f、錨固カF、總重力G以及覆壓部分重力，計(jì)算整體穩(wěn)定性；三、將摩阻力f、錨固カF、總重力G作為外加荷載，對(duì)滑移體穩(wěn)定性進(jìn) 行條分法分析計(jì)算。施工時(shí)，首先平整場(chǎng)地，并進(jìn)行PRM基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)溝槽的開(kāi)挖；開(kāi)挖完成后，設(shè)置固定結(jié)構(gòu)、鋪設(shè)鋼筋籠，然后澆筑混凝土形成PRM基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。除了一次澆筑成型夕卜，當(dāng)土體為砂土質(zhì)等軟性土質(zhì)時(shí)，可以采用先澆筑覆壓板20和部分擋土板10，然后隨基坑30的開(kāi)挖,邊開(kāi)挖邊構(gòu)筑完成擋土板10的施工方式。覆壓板20和擋土板10為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因此具備高的強(qiáng)度。通過(guò)覆壓板20自身重力的覆壓，覆壓板20與頂部土體之間的摩阻效應(yīng)，側(cè)向擋土板10的側(cè)限擋土作用，以及固定結(jié)構(gòu)拉結(jié)固定一系列組合作用，壓緊了坑壁土體，增強(qiáng)墻后土體34自身的內(nèi)摩阻作用和密實(shí)性，使得基坑30周邊可能變形破壞的土體被壓密約束在一起，限制了其側(cè)向變形，潛在的滑移體不僅被限制在擋土板10和覆壓板20內(nèi)，而且被錨固在深部穩(wěn)定土體之中，有效的保護(hù)了坑壁31的穩(wěn)定與安全。通過(guò)覆壓板20自身重力的覆壓提高土體自身強(qiáng)度，基坑30坑壁31中下部的土體能夠通過(guò)土體內(nèi)摩擦及粘聚カ確?；?0的穩(wěn)定，擋土板10僅需抵抗基坑30坑壁31中上部的土體側(cè)壓カ；且擋土板10通過(guò)覆壓板20進(jìn)行頂支撐，因此擋土板10無(wú)需深入基坑30底部土體，也即擋土板10的高度小于基坑30深度，溝槽開(kāi)挖深度小，混凝土、鋼筋用量小。擋土板10通過(guò)覆壓板20進(jìn)行頂支撐，對(duì)首次澆筑成型的擋土板10高度要求不大，因此對(duì)首次溝槽開(kāi)挖深度限制小，擋土板10可以根據(jù)實(shí)際需要采用一次開(kāi)挖澆筑成型也可以采用邊開(kāi)挖基坑30邊構(gòu)筑的方式進(jìn)行施工，因此簡(jiǎn)化了溝槽的開(kāi)挖，溝槽開(kāi)挖的組織更靈活，相當(dāng)于地下連續(xù)墻支護(hù)，但無(wú)需專用挖槽機(jī)械和泥漿護(hù)壁，在具備連續(xù)墻基坑支護(hù)所具有的施工時(shí)沖擊振動(dòng)小、噪音低的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，エ期短、造價(jià)低。覆壓板20可以和基坑30周邊的硬化場(chǎng)地結(jié)合使用，即覆壓板20可以作為周邊的硬化路面，甚至行車道路，也可以將擋土板10直接連接到已經(jīng)硬化的道路面層之內(nèi)，節(jié)約了工程造價(jià)。為了增強(qiáng)覆壓板20與對(duì)應(yīng)土體之間的摩阻力，所述覆壓板20的底面21陣列有凸起22。通過(guò)在基坑30周邊土體表面形成凹凸面，然后通過(guò)澆筑混凝土成型凸起22。上述的固定結(jié)構(gòu)可以采用多種結(jié)構(gòu)，如錨桿、土釘、錨索等，但固定結(jié)構(gòu)的選用應(yīng)滿足固定結(jié)構(gòu)的固定力加上覆壓板20與對(duì)應(yīng)土體的摩阻力大于滑移體剰余下滑力的相應(yīng)量，該剩余下滑力的相應(yīng)量指剰余下滑力的水平分量或沿滑移面分量。如圖I所示的實(shí)施例一，土體為粘土質(zhì)，固定結(jié)構(gòu)采用與覆壓板20相連并嵌入穩(wěn)定土體33的嵌入板23，所述嵌入板23為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)且嵌入板23、覆壓板20和擋土板10三者的鋼筋籠連為一體。土拱效應(yīng)是由于介質(zhì)的不均勻位移引起的，土拱的形成改變了介質(zhì)中的應(yīng)カ狀態(tài)，引起應(yīng)カ重新分布，把作用于拱后或拱上的壓カ傳遞到拱腳及周圍穩(wěn)定介質(zhì)中去。巖土工程中，土拱效應(yīng)通常表現(xiàn)為一部分土體產(chǎn)生不均勻位移或變形，而其余部分不動(dòng)。此時(shí)，由于土體內(nèi)摩擦及粘聚カ的存在,發(fā)生位移的土體與不動(dòng)土體之間產(chǎn)生摩擦阻力,增加 了不動(dòng)土體上的支撐壓力，而減少了移動(dòng)土體上的支撐壓力，達(dá)到ー種“避輕就重”的效果，是土體調(diào)動(dòng)自身抗剪強(qiáng)度的體現(xiàn)。因此進(jìn)一歩，在如圖I所示的實(shí)例一中，所述擋土板10上設(shè)置有ー組形成土拱效應(yīng)的缺ロ 13，所述擋土板10整體呈梳子狀，各缺ロ 13由擋土板10底部向上延伸并沿?fù)跬涟?0長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置；由缺ロ 13上方的部分擋土板10構(gòu)成擋土板10的擋土部分12，由缺ロ 13對(duì)應(yīng)的部分擋土板10構(gòu)成擋土板10的拱效應(yīng)部分11，如圖3所示。如圖4所示，在缺ロ 13處形成土拱35，通過(guò)發(fā)揮土體的土拱效應(yīng)，提高土體自身強(qiáng)度和抵抗外力的能力，在減小施エ量的同時(shí)保證基坑的安全和穩(wěn)定，能夠有效縮短エ期、降低造價(jià)。圖2所示為實(shí)施例ニ，與實(shí)施例一的不同之處在于土體為砂土質(zhì)，固定結(jié)構(gòu)采用嵌入穩(wěn)定土體33的上部錨桿24，在擋土板10和擋土板10墻后土體34之間設(shè)置拉錨結(jié)構(gòu)。拉錨結(jié)構(gòu)可以采用錨桿、土釘?shù)?。在圖2所示的實(shí)例中，所述拉錨結(jié)構(gòu)包括由擋土板10頂部的位置斜向下插入墻后土體34的下部錨桿14。下部錨桿14由對(duì)應(yīng)擋土板10頂部的位置斜向下插入墻后土體34，從而能通過(guò)下部錨桿14將擋土板10、滑移體及穩(wěn)定土體33連為一體；同時(shí),下部錨桿14由對(duì)應(yīng)擋土板10頂部插入，不受擋土板10對(duì)應(yīng)溝槽寬度的限制，安裝更方便。在基坑深度較大時(shí)，可以進(jìn)一歩的在各段擋土板10和墻后土體34之間設(shè)置土釘或錨桿。
權(quán)利要求1.蓋壓、錨固、側(cè)擋組合作用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括縱向設(shè)置的擋土板(10)，其特征在于設(shè)置有水平設(shè)置的覆壓板(20)，所述覆壓板(20)與擋土板(10)的頂部相連，所述擋土板(10)和覆壓板(20)均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)且兩者的鋼筋籠連為一體；在覆壓板(20)和對(duì)應(yīng)基坑(30)外部的穩(wěn)定土體(33)之間設(shè)置有用于固定覆壓板(20)的固定結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I所述的蓋壓、錨固、側(cè)擋組合作用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述覆壓板(20)的底面(21)陣列有凸起(22)。
3.如權(quán)利要求I所述的蓋壓、錨固、側(cè)擋組合作用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述固定結(jié)構(gòu)包括與覆壓板(20)對(duì)應(yīng)鋼筋籠固定連接并嵌入穩(wěn)定土體(33)的上部錨桿(24)。
4.如權(quán)利要求I所述的蓋壓、錨固、側(cè)擋組合作用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述固定結(jié)構(gòu)包括與覆壓板(20 )相連并嵌入穩(wěn)定土體(33 )的嵌入板(23 )，所述嵌入板(23 )為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)且嵌入板(23)、覆壓板(20)和擋土板(10)三者的鋼筋籠連為一體。
5.如權(quán)利要求I所述的蓋壓、錨固、側(cè)擋組合作用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于在擋土板(10)和擋土板(10)墻后土體(34)之間設(shè)置有用于固定擋土板(10)的拉錨結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的蓋壓、錨固、側(cè)擋組合作用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述拉錨結(jié)構(gòu)包括由擋土板(10)頂部的位置斜向下插入墻后土體(34)的下部錨桿(14)。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的蓋壓、錨固、側(cè)擋組合作用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述擋土板(10)上設(shè)置有一組形成土拱效應(yīng)的缺口( 13)，所述擋土板(10)整體呈梳子狀，各缺口(13)由擋土板(10)底部向上延伸并沿?fù)跬涟?10)長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置；由缺口( 13)上方的部分擋土板(10)構(gòu)成擋土板(10)的擋土部分(12)，由缺口( 13)對(duì)應(yīng)的部分擋土板(10)構(gòu)成擋土板(10)的拱效應(yīng)部分(11)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，尤其是一種PRM基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，全稱蓋壓、錨固、側(cè)擋組合作用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括縱向設(shè)置的擋土板、水平設(shè)置的覆壓板，覆壓板與擋土板的頂部相連，擋土板和覆壓板均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)且兩者的鋼筋籠為一體捆扎成型；在覆壓板和對(duì)應(yīng)基坑外部的穩(wěn)定土體之間設(shè)置有用于固定覆壓板的固定結(jié)構(gòu)。通過(guò)覆壓板蓋壓、覆壓板與對(duì)應(yīng)土體的摩阻、固定結(jié)構(gòu)系固、擋土板的側(cè)限抵擋等綜合作用，阻止坑壁的進(jìn)一步變形，保持基坑的穩(wěn)定與安全，強(qiáng)度高、造價(jià)低、工期短、施工時(shí)沖擊振動(dòng)小、噪音低。適用于土體具備一定強(qiáng)度的基坑支護(hù)，以及坑壁中下部及坑底土體性質(zhì)較為穩(wěn)定的基坑支護(hù)。
文檔編號(hào)E02D17/04GK202610808SQ201220097518
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者宋明健, 趙善德, 陸本燕 申請(qǐng)人:十九冶成都建設(shè)有限公司, 中國(guó)十九冶集團(tuán)有限公司