一种支护结构的制作方法

本实用新型属于土木工程领域，具体涉及一种支护结构，适用于位移控制严格、支护结构占用空间有限、较大深度的深基坑开挖与支护。

背景技术：

近几年，城市建设如雨后春笋般飞速发展，城市建筑用地也变得越来越稀缺，促使建（构）筑物不断向地下空间发展，相对应的地下深基坑也越挖越深，开挖面积也进一步加大。此外密集的建筑群、稀缺的土地等原因，造成基坑周边存在房屋建筑、地铁等，这使得基坑场地环境以及工程地质条件变得更加复杂，基坑类型也更加多样，所以对支护结构的安全性，施工的便利，技术条件等有了更高的要求。

现有的支护结构主要存在以下不足：

(1)排桩结构的支护深度有限，单排悬臂桩的支护深度不宜超过6m，双排桩的支护深度不宜超过12m，随着深度的增加会面临基坑侧壁变形较大、桩体位移过大、抗倾覆能力不强等问题。

(2)采用内支撑排桩支护结构，需要在基坑内设置大面积构造复杂的支撑梁、立柱，需要占用大面积施工空间，给坑内土方开挖和主体结构的施工造成不便。另外，施工期间基坑要分层开挖，支撑构件层层施工，土方开挖完毕后还要进行支撑拆换，施工周期较长。

(3)采用桩锚支护结构，锚杆施工需要地下无障碍物，且锚杆长度达数十米，要求较大的容纳空间，常常会超出建筑红线范围，特别是在邻近既有建筑或地铁的基坑开挖更加不适用。

因此，由于开挖深度、施工工期、地下空间、地质条件等因素的限制，采用现有的排桩结构、内支撑、或桩锚支护结构已很难满足实际的需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种抗倾覆能力强、施工便利、施工工期短的支护结构，能解决现有支护结构不能适用于基坑开挖深度深，地下空间受邻近的既有建筑限制的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种支护结构，包括设置在基坑浅坑处的土钉墙放坡支护结构和设置在基坑深坑处的桩底锚固排桩支护结构；

所述土钉墙放坡支护结构包括若干设置在土层中的土钉、与若干土钉连接的喷射混凝土面层，喷射混凝土面层设置在坡面上；

所述桩底锚固排桩支护结构包括三排以上的排桩，相邻排桩的支护桩通过横向连梁连接（即垂直于基坑边沿方向的各排桩由横向连梁连接），同一排排桩上的支护桩通过柱顶纵向冠梁连接（即平行于基坑边沿方向的同排支护桩由柱顶纵向冠梁连接）；横向连梁在横向上将所有排桩上柱顶纵向冠梁连接；在最后一排排桩的所有支护桩或一部分支护桩内设有竖向锚杆或工字钢。

按上述方案，所述排桩有三排，分别为前排桩、中排桩、后排桩，在后排桩与土钉墙放坡支护结构之间设有水泥土搅拌桩；所述后排桩的支护桩可为直桩，也可为扩盘桩；若场地存在软土，各排桩间可通过设置高压旋喷桩加固桩间软土。该结构可以增加支护结构的抗倾覆能力。

按上述方案，所述土钉墙放坡支护结构位于最后一排排桩桩顶后侧的基坑侧壁上；基坑侧壁可采用两级或多段放坡，每级放坡上均设有土钉墙放坡支护结构，以增加支护结构的抗倾覆能力。

按上述方案，所述前排桩、中排桩、后排桩的支护桩桩径不相等、长短不一致；前排桩的支护桩桩径较大，应进入良好的持力层，以适应不同的环境。

按上述方案，所述前排桩、中排桩、后排桩的各支护桩竖直设置；或

所述前排桩和/或后排桩的各支护桩倾斜设置,以使受力更合理；

按上述方案，所述后排桩的所有支护桩或一部分支护桩内设有钢套筒；锚杆或工字钢置于钢套筒内，其一端伸出钢套筒；锚杆或工字钢与钢套筒之间为水泥浆；支护桩内的锚杆或工字钢的数量可根据场地情况设置为单根或多根，以便于安设及增加支护结构的抗倾覆能力。

按上述方案，所述伸出钢套筒的锚杆或工字钢与锚固段连接，锚固段嵌入桩底下岩层或良好持力层中，锚杆或工字钢自由端锚固于桩顶纵向冠梁上，以增加支护结构的抗倾覆能力。

按上述方案，所述后排桩的支护桩上设有一个以上的扩孔锚固体，以使支护桩的抗拔力提高，增加抗倾覆能力。

按上述方案，横向连梁与桩顶纵向冠梁之间的空隙设有与梁等厚的钢筋混凝土盖板。

若场地地质条件较差、开挖深度大、需考虑长边效应等因素，可在桩顶纵向冠梁上设对顶撑、角撑或斜撑，对顶撑与角撑的水平间距L为40～50m，以增加支护结构的强度。

本实用新型的有益效果在于：

通过土钉墙放坡支护结构和桩底锚固排桩支护结构的接合，以及采用多排排桩，可使该支护结构应用于深度达到16~20m的深基坑，具有抗倾覆能力强、施工便利、施工工期短的特点；

适用性强、性价比高，可解决应用在基坑开挖深度深，地下空间受邻近的既有建筑限制的技术难题。

后排桩的支护桩上设有扩孔锚固体，以使后排桩的支护桩的抗拔力提高；以及在后排桩的支护桩内设置锚杆或工字钢，充分利用其抗拔力，优化了整个支护结构，可有效提高支护结构的抗倾覆能力和结构整体刚度；

可减少地下空间的占用，扩大适用范围，特别适用于基坑周边存在已建的建筑物等无法做常规斜向锚杆的情况，对基坑周边环境影响小，较好的避免了对周边房屋基础以及地下管道、线路等地下构筑物的破坏；

基坑内部只有桩顶纵向冠梁上少量设置几道对撑、角撑，或者根据场地情况可不设置内支撑，方便了坑内的土方开挖施工，土方挖运快，降低了施工费用，同时也便于主体结构的施工，缩短了工期，提高了综合经济效益。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型支护结构的平面图；

图2是图1的A-A剖面图（后排桩设置锚杆）；

图3、图4、图5分别为单根、双根、四根锚杆布置示意图；

图6是图1的A-A剖面图（后排桩设置工字钢）；

图7是工字钢布置示意图；

图8是设置对顶撑、角撑情况下的平面图；

图9是前排桩为斜桩的结构示意图；

图10 是前排桩和后排桩都为斜桩的结构示意图。

图中各标号为：1-三排桩；1.1-前排桩；1.2-中排桩；1.3-后排桩；2-桩顶纵向冠梁；3-横向连梁；4-钢筋混凝土盖板；5-锚杆；6-水泥土搅拌桩；7-喷射混凝土面层；8-土钉；9-基坑底；10-钢套管；11-工字钢；12-锚具；13-垫板；14-锚固段；15-扩孔锚固体；17-对顶撑；18-角撑。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1-图7，一种支护结构，包括设置在基坑浅坑处的土钉墙放坡支护结构和设置在基坑深坑处的桩底锚固排桩支护结构，形成阶梯式支护结构；

土钉墙放坡支护结构包括若干设置在土层中的土钉8、与若干土钉8连接的喷射混凝土面层7，喷射混凝土面层7设置在坡面上；

桩底锚固排桩支护结构包括三排以上的排桩，在较佳实施例中，所述的排桩有三排，分别为前排桩1.1、中排桩1.2、后排桩1.3，三排桩均插入基坑底9中；当然为了增加抗倾覆能力，还可以设置四排桩、五排桩等多排桩；若场地存在软土，各排桩间可通过设置高压旋喷桩加固桩间软土；每排桩均包括多根支护桩；相邻排桩的支护桩通过横向连梁3连接，同一排排桩上的支护桩通过柱顶纵向冠梁2连接；横向连梁3在横向上将所有排桩上柱顶纵向冠梁2连接，在横向连梁3与桩顶纵向冠梁2之间的空隙处设有与梁等厚的钢筋混凝土盖板4；后排桩1.3的所有支护桩或一部分支护桩内设置钢套筒10，在钢套筒10内设施锚杆5或工字钢11；锚杆5或工字钢11的一端伸出钢套筒10后与与锚固段14连接，锚固段14嵌入桩底下岩层或良好持力层中，锚杆5或工字钢11自由端通过锚具12、垫板13锚固于桩顶纵向冠梁2上；在锚杆5或工字钢11与钢套筒10之间设有水泥浆；钢套筒10内的锚杆5或工字钢11的数量可根据场地情况设置为单根或多根，详见图3、图4、图5、图7。

当基坑范围内地下水富集且土层透水性强时，可在后排桩1.3与土钉墙放坡支护结构之间设有水泥土搅拌桩6；为了增强抗拔力，后排桩1.3的支护桩可为直桩，也可为扩盘桩；当然也可在后排桩1.3上设置一个以上的扩孔锚固体15。

本实施例中，土钉墙放坡支护结构位于后排桩1.3桩顶后侧的基坑侧壁上；基坑侧壁可采用两级或多段放坡，每级放坡上均设有土钉墙放坡支护结构。

本实用新型中，前排桩1.1、中排桩1.2、后排桩1.3的支护桩桩径可以相等，也可以不相等，长短可以一致，也可以不一致；比如图9和图10中，中排桩1.2的支护桩比前排桩1.1、后排桩1.3的支护桩短。前排桩1.1、中排桩1.2、后排桩1.3的各支护桩可以竖直设置，如图2和图6，当然也可以采用组合的方式（倾斜、垂直）设置，比如前排桩1.1的支护桩倾斜设置，中排桩1.2、后排桩1.3的支护桩垂直设置，参见图9；当然也可以是前排桩1.1、后排桩1.3的支护桩倾斜设置，中排桩1.2的支护桩垂直设置，参见图10。

参见图8，若场地地质条件较差、开挖深度大、需考虑长边效应等因素，可在桩顶纵向冠梁2上设对顶撑17、角撑18或斜撑。为了增大抗倾覆弯矩，将顶撑17与角撑18的水平间距L控制在40～50m之间。

本实用新型中，各排桩前后之间的排距以及各排桩内桩间距可根据场地环境、地层地质等实际情况进行调整，若开挖深度进一步加大且地质条件较差，还可考虑将中排桩1.2、前排桩1.1设置成后排桩1.3的形式。后排桩桩身设置的扩孔锚固体15的数量可根据所需的锚固力确定。

本实用新型的实施步骤：首先施工浅坑部位的土钉墙放坡支护结构，边开挖边支护，定点钻孔，再插入土钉8、注浆，然后再喷射混凝土面层7，土方开挖至排桩桩顶设计标高。之后再施工三排桩1，在后排桩1.3浇筑混凝土之前，在后排桩1.3的支护桩桩身内插入钢套管10，向钢套管10内插入锚杆5或工字钢11，再对与锚杆5或工字钢11连接的锚固段14进行水下注浆，继而施工桩顶纵向冠梁2、横向连梁3、钢筋混凝土盖板4，再将锚杆5自由端锚固于后排桩1.3的桩顶纵向冠梁2上。然后对深坑部分的土方分层分段进行开挖施工，开挖至坑底标高后，施工深坑部分主体结构，该部分地下主体结构实施至三排桩1桩顶标高时（若有对顶撑和角撑，先将其拆除），回填深坑处基坑回槽，而后施工浅部基坑主体结构，待全部地下主体结构施工完成后，则可回填基坑。

本实用新型具有较强抗倾覆能力、整体稳定性好、支护刚度大、能较好控制桩顶水平位移；支护结构占用空间小、较常规双排桩适用深度更深，内支撑设置少或无需内支撑、便于坑内土方施工，在很大程度上缩短了工期、降低了工程造价。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。