一种超大深基坑分区开挖后加内支撑结构及施工方法技术

本发明专利技术涉及一种超大深基坑分区开挖后加内支撑结构及施工方法，其特征在于先在基坑外侧壁设置外侧支护桩、内侧支护桩和桩顶固化土层，并在内侧支护桩上植入下部冠梁定位筋体和上部冠梁定位筋体；然后自基坑中间向基坑两边放坡开挖基坑中间部位土体，再在已开挖区域的基坑底部设置坑底排水层、土工格栅层、后浇带地梁、抗浮锚杆、固化水泥土层；随后在后浇带地梁上的可调支托与桩顶冠梁之间设置后加内支撑，再开挖后加内支撑下部土体，然后在后加内支撑下部的坑底处设置坑底补强桩、坑底排水层、坑底排水沟、固化水泥土层，最后将后加内支撑拆除，不但可以改善基坑支护体系的受力性状，而且可以加快基坑开挖速率，还可以节省基坑支护材料用量。

A large deep foundation pit excavation and supporting structure partition and construction method

The invention relates to a super deep foundation pit excavation and supporting structure partition and construction method, which is characterized in that the first lateral wall in foundation pit is arranged on the outer side of supporting pile, inner supporting piles and pile top solidified soil, and on the inner side of the supporting pile implanted on the lower and upper crown beam positioning bar crown beam positioning bar; then since the middle of the pit to pit slope excavation soil on both sides of the middle part of the pit, and then in the pit excavated at the bottom of the region set bottom drainage layer and geogrid layer, pouring belt beam, anti floating anchor, curing cement soil; then in the post pouring belt beam on the adjustable support and pile caps after setting the internal supporting beam, and then after the excavation and support of lower soil, and then in the pit at the lower part of the inner support set bottom reinforcing piles, bottom drainage layer and bottom drainage ditch, curing cement soil, finally after internal support Supporting demolition not only can improve the mechanical properties of foundation pit supporting system, but also can accelerate the excavation rate of foundation pit, and also can save the amount of foundation pit support material.

【技术实现步骤摘要】
一种超大深基坑分区开挖后加内支撑结构及施工方法
本专利技术属于地下工程领域，具体涉及一种超大深基坑分区开挖后加内支撑结构及施工方法。
技术介绍
随着建筑技术的发展和城市地下空间的不断开发，深基坑工程越来越多；在诸多深基坑工程施工时，时常会遇到平面尺寸大、地质条件复杂、变形控制严格的情况。工程实践表明，在超大深基坑开挖施工时，不仅要考虑基坑支护安全等级、地质条件、基坑深度、周边环境、基坑平面尺寸及形状、施工场地条件等因素，还应从技术经济角度对基坑支护形式和施工工艺进行分析。实际工程中，如何提升复杂环境下超大深基坑的设计与施工技术水平，提高工程建设效益，已成为基坑施工面临的重要问题。目前深基坑支护型式主要有：放坡开挖、悬臂式、重力式、内撑式、拉锚式、土钉墙及其它支护结构(门架式、拱式组合、沉井支护、冻结法和逆作法等)，这些支护形式在适宜的工况下取得了较好的支护效果，但在如何提升基坑支护稳定性、降低支护工程造价、动态控制基坑支护强度、优化基坑支护体系等方面尚存可进一步优化的空间。现有专利号为CN201210024780.4所公开的一种深基坑支护方法，具体包括如下步骤：(1)在待支护坑基周围打入若干根下端设有闭合桩尖的空心管桩；(2)在上述空心管桩内放入设有注浆管的钢筋笼并将其固定于空心管桩内的中心部位；(3)在所述空心管桩内浇注一定强度的混凝土，振捣密实；(4)上述混凝土初凝后，从注浆管上端向空心管桩内部注入一定浓度的水泥浆，在所述空心管桩内的混凝土和水泥浆终凝后，支护桩完成。该结构虽在空心管桩的受力性能提升和支护结构整体增强方面进行了一些创新，但未能解决支护结构受力性状改善、土体支护性能发挥、施工效率提升等工程问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超大深基坑分区开挖后加内支撑结构及施工方法，可充分发挥基坑内部土体自稳能力，降低现场施工难度，节省建筑材料用量，提升基坑稳定性；有效改善超大深基坑施工质量，提升现场施工效率，改善基坑支护结构受力性状，适用于超大深基坑开挖工程。为实现上述技术目的，本专利技术的主要技术解决手段是提供一种超大深基坑分区开挖后加内支撑结构，包括基坑，基坑侧壁由表到里依次设有内侧支护桩、桩顶固化土层和外侧支护桩，基坑底部由下到上顺次设有坑底排水层、土工格栅层和固化水泥土层，基坑底部设有顺次连接的后浇带地梁、后加内支撑底部承压板和可调支托，基坑侧壁表面的内侧支护桩上设有支护桩冠梁，支护桩冠梁上设有后加内支撑顶部承压板，后加内支撑顶部承压板和可调支托之间设有后加内支撑。所述基坑底部紧靠内侧支护桩处设有坑底补强桩植入孔，坑底补强桩植入孔内设有坑底补强桩，坑底排水层与坑底补强桩的连接处设有坑底排水沟。所述固化水泥土层设有贯穿土工格栅层、坑底排水层和基坑底部的抗浮锚杆布设孔，抗浮锚杆布设孔内设有抗浮锚杆，抗浮锚杆的底部设有锚杆扩大头。所述地锚螺栓采用1.0～1.5m长的土钉。所述后加内支撑表面焊接或粘贴有表面应变计。所述支护桩冠梁顶部设有固定在内侧支护桩上的上部冠梁定位筋体，支护桩冠梁底部设有固定在内侧支护桩上的下部冠梁定位筋体，支护桩冠梁包括由冠梁底模板、冠梁侧模板和上部冠梁定位连接体围绕连接构成的支护桩冠梁模，上部冠梁定位连接体通过上部冠梁定位筋体螺栓与上部冠梁定位筋体连接，冠梁底模板固定在下部冠梁定位筋体上，支护桩冠梁模内设有与后加内支撑顶部承压板连接的冠梁钢筋笼，后加内支撑顶部承压板两端分别与冠梁底模板和冠梁侧模板连接，支护桩冠梁模内浇筑有混凝土，经养护形成支护桩冠梁。所述冠梁底模板和冠梁侧模板的连接是通过冠梁侧模板的底部插入冠梁底模板设有的冠梁侧模板布设槽内实现的。所述后浇带地梁包括由插在基坑底部的地锚螺栓和设在地锚螺栓旁的地梁钢筋笼构成的后浇带地梁模，地梁钢筋笼与后加内支撑底部承压板连接，后浇带地梁模内浇筑有混凝土。所述固化水泥土层包括先期固化水泥土层和后加内支撑下方的后期固化水泥土层，先期固化水泥土层和后期固化水泥土层之间连接有隔水条带，所述隔水条带采用橡胶隔水条带，隔水条带的侧面与固化水泥土层粘贴连接。所述内侧支护桩和外侧支护桩均采用直径0.8m的水泥搅拌桩，桩间距1.2m，内侧支护桩的桩长为12m，外侧支护桩的桩长为10m。所述桩顶固化土层厚度为2.5m，水泥浆注浆内侧支护桩和外侧支护桩之间的土形成。所述后加内支撑采用直径200mm、壁厚2mm、长8m、强度等级为Q235的钢管切割而成。所述支护桩冠梁和后浇带地梁尺寸相同，截面宽300mm、高400mm，混凝土强度等级为C30。所述上部冠梁定位筋体直径32mm的螺纹钢筋预制而成，面向基坑端伸出内侧支护桩的长度为300mm。所述下部冠梁定位筋体采用直径20mm的膨胀螺栓，下部冠梁定位筋体的伸出端设置上部冠梁定位筋体螺栓和上部冠梁定位连接体，在上部冠梁定位筋体螺栓内部设连接丝，上部冠梁定位连接体的直径为20mm，一端设置与上部冠梁定位筋体螺栓连接的螺纹，另一端设置与冠梁侧模板连接的模板限位弯头。所述后加内支撑顶部承压板和后加内支撑底部承压板均采用厚2cm、长为30cm、宽为30cm、强度等级为Q235的钢板轧制而成。所述冠梁钢筋笼和地梁钢筋笼分别根据支护桩冠梁和后浇带地梁尺寸要求制备而成，均包括6根直径为25mm的纵向螺纹钢筋，箍筋采用直径为10mm的光面钢筋，箍筋与后加内支撑顶部承压板相接处为斜面，箍筋与后加内支撑底部承压板相接处为斜面。所述冠梁底模板和冠梁侧模板均采用厚5mm的铝合金模板，其中冠梁底模板的宽度为400mm，在面向基坑侧设置宽5mm、深3mm的冠梁侧模板布设槽；冠梁侧模板的高度为405mm。所述坑底排水层厚100mm，采用均匀粒径的砂砾材料，砂砾最大粒径不超过50mm。所述地锚螺栓采用直径为32mm的螺纹钢筋预制而成，地锚螺栓长500mm。所述锚杆扩大头采用水泥浆压力注浆形成，扩大头端部长不小于1000mm、直径不小于200mm。所述抗浮锚杆采用直径为32mm的螺纹钢筋预制而成，长度为8000mm；抗浮锚杆布设孔的孔径130mm。所述固化水泥土层采用水泥土压实形成，厚度为300mm。所述土工格栅层采用玻纤格栅材料，玻纤格栅材料技术要求如下表。指标内容指标要求测试温度(℃)抗拉强度(kN/m)≥5020±2最大负荷延伸率(％)≤320±2网孔尺寸(mm×mm)20×2020±2网孔形状矩形20±2所述可调支托采用30t的薄型液压千斤顶。所述表面应变计采用量程为100mm、温度测量范围:-50～+150℃的电阻式表面应变计。所述坑底补强桩植入孔的直径为500mm，采用低压钻孔方式形成；坑底补强桩采用直径为500毫米。所述坑底排水沟的宽度为500mm、深200mm，在坑底排水沟内填充与坑底排水层相同的砂砾材料。所述隔水条带采用遇水膨胀橡胶隔水密封带，其膨胀率(5h-6h)≥300％～400％，最大膨胀率≥1600％。本专利技术还提供了一种超大深基坑分区开挖后加内支撑结构的施工方法，包括以下施工步骤：1)施工准备：查明工程地质土性、地下水位和预挖基坑区与既有临近建筑的距离，并在现场标明内侧支护桩、外侧支护桩的桩位和桩顶高程，组织施工机械、材料和人员进场；2)基坑支护桩施工：在预挖基坑区边缘外施工外侧支护桩，再在预挖基坑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超大深基坑分区开挖后加内支撑结构，包括基坑(32)，其特征在于，基坑(32)侧壁由表到里依次设有内侧支护桩(1)、桩顶固化土层(3)和外侧支护桩(2)，基坑(32)底部由下到上顺次设有坑底排水层(12)、土工格栅层(20)和固化水泥土层(19)，基坑(32)底部设有顺次连接的后浇带地梁(13)、后加内支撑底部承压板(16)和可调支托(21)，基坑(32)侧壁表面的内侧支护桩(1)上设有支护桩冠梁(5)，支护桩冠梁(5)上设有后加内支撑顶部承压板(8)，后加内支撑顶部承压板(8)和可调支托(21)之间设有后加内支撑(4)。

【技术特征摘要】
1.一种超大深基坑分区开挖后加内支撑结构，包括基坑(32)，其特征在于，基坑(32)侧壁由表到里依次设有内侧支护桩(1)、桩顶固化土层(3)和外侧支护桩(2)，基坑(32)底部由下到上顺次设有坑底排水层(12)、土工格栅层(20)和固化水泥土层(19)，基坑(32)底部设有顺次连接的后浇带地梁(13)、后加内支撑底部承压板(16)和可调支托(21)，基坑(32)侧壁表面的内侧支护桩(1)上设有支护桩冠梁(5)，支护桩冠梁(5)上设有后加内支撑顶部承压板(8)，后加内支撑顶部承压板(8)和可调支托(21)之间设有后加内支撑(4)。2.根据权利要求1所述的超大深基坑分区开挖后加内支撑结构，其特征在于所述基坑(32)底部紧靠内侧支护桩(1)处设有坑底补强桩植入孔(23)，坑底补强桩植入孔(23)内设有坑底补强桩(24)，坑底排水层(12)与坑底补强桩(24)的连接处设有坑底排水沟(25)。3.根据权利要求1所述的超大深基坑分区开挖后加内支撑结构，其特征在于所述固化水泥土层(19)设有贯穿土工格栅层(20)、坑底排水层(12)和基坑(32)底部的抗浮锚杆布设孔(29)，抗浮锚杆布设孔(29)内设有抗浮锚杆(18)，抗浮锚杆(18)的底部设有锚杆扩大头(17)，后加内支撑(4)表面焊接或粘贴有表面应变计(22)。4.根据权利要求1所述的超大深基坑分区开挖后加内支撑结构，其特征在于所述支护桩冠梁(5)顶部设有固定在内侧支护桩(1)上的上部冠梁定位筋体(6)，支护桩冠梁(5)底部设有固定在内侧支护桩上(1)的下部冠梁定位筋体(7)，支护桩冠梁(5)包括由冠梁底模板(10)、冠梁侧模板(11)和上部冠梁定位连接体(30)围绕连接构成的支护桩冠梁模，上部冠梁定位连接体(30)通过上部冠梁定位筋体螺栓(28)与上部冠梁定位筋体(6)连接，冠梁底模板(10)固定在下部冠梁定位筋体(7)上，支护桩冠梁模内设有与后加内支撑顶部承压板(8)连接的冠梁钢筋笼(9)，后加内支撑顶部承压板(8)两端分别与冠梁底模板(10)和冠梁侧模板(11)连接，支护桩冠梁模内浇筑有混凝土，所述上部冠梁定位连接体(30)一端设置与上部冠梁定位筋体螺栓(28)连接的螺纹，另一端设置与冠梁侧模板(11)连接的模板限位弯头(31)。5.根据权利要求4所述的超大深基坑分区开挖后加内支撑结构，其特征在于所述冠梁底模板(10)和冠梁侧模板(11)的连接是通过冠梁侧模板(11)的底部插入冠梁底模板(10)设有的冠梁侧模板布设槽内实现的。6.根据权利要求1所述的超大深基坑分区开挖后加内支撑结构，其特征在于所述后浇带地梁(13)包括由插在基坑(32)底部的地锚螺栓(14)和设在地锚螺栓(14)旁的地梁钢筋笼(15)构成的后浇带地梁模，地梁钢筋笼(15)与后加内支撑底部承压板(16)连接，后浇带地梁模内浇筑有混凝土。7.根据权利要求1所述的超大深基坑分区开挖后加内支撑结构，其特征在于所述固化水泥土层(19)包括先期固化水泥土层(19)和后加内支撑(4)下方的后期固化水泥土层(19)，先期固化水泥土层(19)和后期固化水泥土层(19)之间连接有隔水条带(26)。8.一种超大深基坑分区开挖后加内支撑结构的施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：1)施工准备：查明工程地质土性、地下水位和预挖基坑区与既有临近建筑的距离，并在现场标明内侧支护桩(1)、外侧支护桩(2)的桩位和桩顶高程，组织施工机械、材料和人员进场；2)基坑支护桩施工：在预挖基坑区边缘外施工外侧支护桩(2)，再在预挖基坑区边缘处施工内侧支护桩(1)，并对外侧支护桩(2)和内侧支护桩(1)之间土体进行固化处理，形成桩顶固化土层(3)，桩顶固化土层(3)的厚度为1/5...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂强，邹向向，高文峰，
申请(专利权)人：中大建设股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36