预制装配式基坑支护结构及其施工方法与流程

本发明涉及建筑工程领域，特别是一种预制装配式基坑支护结构及其施工方法。

背景技术：

在地下结构施工时，如采用明挖法，一般需要先行进行基坑支护再开挖。基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采取支挡、加固与保护措施。

当前，在城镇等建筑构物分布密集地区进行地下结构施工时，对于深度较大的基坑，常用的基坑支护方案主要有排桩内支撑体系和排桩拉锚体系。排桩支护体系通常是采用原位浇筑的钻孔灌注桩作为支护桩，具有施工周期长、质量控制难等特点；排桩内支撑体系需在基坑内设置大量的内部支撑，对基坑土体开挖效率影响很大，对于地下结构物的装配式施工不利。常规的排桩拉锚体系则是取消内支撑结构体系，改为在基坑外侧设置大量接近水平或斜拉锚杆，虽然没有内支撑提高了基坑土体开挖效率，但对于基坑周边的环境影响较大，一旦当锚杆长度超出建设用地红线时，就不具有可行性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种提升基坑工程施工速度和质量，并降低造价的预制装配式基坑支护结构及其施工方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种预制装配式基坑支护结构，它包括L型的支护构件和与支护构件配合的预应力锚杆；所述支护构件包括竖向支护构件以及连接于竖向支护构件顶部的横向支护构件。

一种预制装配式基坑支护结构的施工方法，包括下述步骤组成：

步骤1：从地面起向下进行竖向支护构件的施工；

步骤2：预应力锚杆穿设于横向支护构件上且预应力锚杆插入岩土层内。

较之现有技术而言，本发明的优点在于：

1.通过在竖向支护构件的顶部设置具有一定刚度的横向支护构件，并利用在横向支护构件设置的预应力锚杆提供变形约束，使得竖向支护构件1的顶部转动受到约束，改变了竖向支护构件的变形曲线形态，可以显著减少基坑支护的变形，降低基坑支护的造价。

2.利用竖向支护构件1顶部横向支护构件的设置，使得预应力锚杆在与垂直方向夹角较小的情况下也可以提供较好的锚固效果。特别适宜在周边场地受限的情况在实施。

3.该预制装配式基坑支护结构的现场施工速度快，减少了整体成本投入，可适用于不同土体地层的基坑支护，具有明显的经济效益。

4.可以确保基坑开挖范围内无障碍物，提高开挖效率，便于采用预制装配工法进行地下结构物的施工。

5.利用预制装配工法，可以生产形状比较复杂的支护构件，获得较好的受力性能而不致过度增加成本。

附图说明

图1是本发明预制装配式基坑支护结构的结构示意图；

图2是相邻竖向支护构件之间的接缝构造示意图；

图3是相邻带加劲肋竖向支护构件之间的接缝构造示意图；

图4是免挤土型竖向支护构件的构造示意图；

图5是竖向支护构件和横向支护构件之间为分体设计时的连接结构示意图；

图6是基坑的支护构件变形计算结果图，其中，a为变形前，b为变形后。

标号说明：1支护构件、11竖向支护构件、12横向支护构件、13楔形、14加劲肋、15预埋铁件、16止水帷幕、2预应力锚杆、3钻孔水泥加固土体。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明内容进行详细说明：

如图1至图4所示为本发明提供的一种的实施例示意图。

一种预制装配式基坑支护结构，它包括L型的支护构件1和与支护构件1配合的预应力锚杆2；所述支护构件包括竖向支护构件11以及连接于竖向支护构件11顶部的横向支护构件12。竖向支护构件与横向支护构件之间需刚性连接，以保证具有足够的抗弯能力。

所述竖向支护构件11底部呈楔形13，便于竖向支护构件11下沉。

所述竖向支护构件11侧壁面上设有竖向设置的加劲肋14，以增强竖向支护构件11的抗弯刚度；如有需要也可在竖向支护构件的顶部设置冠梁，以提高支护体系的整体性。

所述竖向支护构件11为钢筋混凝土制成的板体。

所述横向支护构件12为钢筋混凝土或型钢制成的板体。

一般来说，L型的支护构件1可以一体浇筑成型，但是也可以采用采用分别预制、现场装配的形式；即所述的竖向支护构件11和横向支护构件12之间为分体设计，竖向支护构件11顶部设置预埋铁件15。

预制装配式基坑支护结构的施工方法，包括下述步骤组成：

步骤1：从地面起向下进行竖向支护构件11的施工；

步骤2：预应力锚杆2穿设于横向支护构件12上且预应力锚杆2插入岩土层内。

横向支护构件12可根据预应力锚杆2的倾斜角，设置相应的锚头构造。在竖向支护构件11施工就位后，进行预应力锚杆2的埋置施工，预应力锚杆2的锚固段应位于基坑底面以下，并进行预应力张拉。随后即可进行基坑的开挖作业。

当支护构件中竖向支护构件11和横向支护构件12之间为分体设计时，在步骤1之后还包括以下步骤：在所述竖向支护构件11的顶部固定连接横向支护构件12。这里可以通过焊缝的方式实现刚性连接。

步骤1中竖向支护构件11的施工方式包含但不限于：采用打入法、压入法、振冲法、植桩法或预钻法依次植入土中。每片预制侧壁的宽度可根据起吊和植入设备的能力确定。为便于植入施工，两竖向支护构件1之间完全分离。

以预钻法为例，简述其具体操作方法，先把部分土体通过钻探方式将其取出，钻孔的直径和深度根据竖向支护构件11的尺寸确定；通过机具破坏土体的结构性，然后注入水泥浆液，与土体充分搅拌(形成钻孔水泥加固土体3)；最后将竖向支护构件11依靠自重沉入孔中(参见图4)。该施工方式主要针对当周围建筑物对于竖向支护构件1的挤土效应比较敏感的时候，可以采用上述施工方法，这样处理后,利用水泥加固土体的刚度可使得基坑的变形进一步减小。

在步骤1之后还包括以下步骤：在相邻竖向支护构件11之间的接缝处增设止水帷幕16。止水帷幕根据地下水位的情况进行设置。需要说明的是，在步骤1之后，在所述竖向支护构件11的顶部固定连接横向支护构件12。这里可以通过焊缝的方式实现刚性连接以及在相邻竖向支护构件11之间的接缝处增设止水帷幕16，这两个步骤之间，可以任意选择一个在先，另一个在后。

实际操作过程中在进行基坑开挖时，如有需要可以在竖向支护构件11施(打)之前进行浅表部土层的局部开挖。

由于板式构件具有通用性高，模数化程度高等特点，特别适于采用工业化方式建造。采用预制装配式结构由于减少了原位浇筑支护桩的混凝土养护时间，施工速度大大加快，减少了整体成本投入，具有明显的经济效益。

本发明不局限上述实施方式，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。