一种盆式开挖短支撑支护体系及其施工工艺的制作方法

本发明涉及基坑支护技术领域，具体涉及一种盆式开挖短支撑支护体系及其施工工艺。

背景技术：

在没有外锚条件的基坑工程中，一般采用内支撑支护技术。现有技术中，一般内支撑支护体系一般由以下构件构成：

1、挡土结构，如排桩、连续墙等；

2、支撑结构，如混凝土支撑、钢管或型钢支撑等；

3、竖向传力装置，如型钢立柱、刚格构柱以及立柱桩等；

4、围檩。

该支撑体系施工流程一般为：

1、施工挡土结构（排桩、连续墙）；

2、开挖首层土方，施工立柱桩及立柱；

3、施工首排支撑及围檩；

4、开挖第二层土方，施工第二排支撑及围檩；

5、重复第4步，开挖至基底。

6、施工主体结构，施工至支撑标高时应采取换撑措施，将支撑结构拆除，再向上施工主体结构。

一般支撑体系具有以下主要缺陷：

1、支撑结构一般为基坑两侧对撑或基坑中间设置圆环型支撑，当基坑面积较大时需要大量混凝土或钢材作为临时性支撑或立柱，后期拆除后浪费严重。

2、主体结构需要在基坑整体开挖至底后方可进行施工，施工周期较长。

3、主体结构施工至支撑标高时应先进行换撑及拆撑工序，对工期影响较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种盆式开挖短支撑支护体系施工工艺，同时提供由该施工工艺得到的支护体系是本发明的又一发明目的。该支护体系可应用于无外锚条件、变形控制要求严格的基坑工程，且本发明支撑体系相对一般支撑体系对工期影响较小，节省工程造价。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种盆式开挖短支撑支护体系施工工艺，包括以下步骤：

1）施工挡土结构；

2）开挖基坑中部土方及基坑边部上层土方，在挡土结构侧面预留局部土带，形成“中间深，周边浅”的盆形；且局部预留土带进行临时性支护以保证自身稳定性；

3）施工立柱及立柱桩；

4）先期施工基坑中间部位施工主体结构和局部预留土带部位处梁板结构，预留土带处梁板结构采用立柱作为竖向传力构件；

5）将局部预留土带部位处先期施工的梁板结构作为反力点，在其与挡土结构间设置第一排钢支撑和围檩；

6）开挖局部预留土带至第二排支撑标高下；

7）施工局部预留土带处下层主体梁板结构，设置第二排钢支撑及围檩；

8）重复步骤6）、步骤7），开挖至基底；

9）由下至上施工局部预留土带范围内主体结构基础、外墙、柱，与中部已施工结构和边跨梁板结构实现合并。

步骤1）中，所述挡土结构为排桩或连续墙。

步骤9）中，所述钢支撑穿过外墙处设置止水装置。

步骤5）和7）中，所述钢支撑与围檩间设置预应力装置。

由所述的盆式开挖短支撑支护体系施工工艺得到的支护体系，包括位于基坑中部的梁板结构6和位于基坑侧壁的挡土结构，所述梁板结构6底部设置竖向支撑体系；所述梁板结构6和挡土结构之间水平设置钢支撑，钢支撑通过围檩与挡土结构连接。

所述竖向支撑体系包括立柱和立柱桩。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、该支护体系主要由较短的钢支撑和主体梁板结构6构成，相对普通的全支撑结构可节省大量的混凝土或钢材用量；

2、基坑中部主体结构及边跨梁板结构6先期施工，在边跨预留条件下，中部主体结构施工不受影响，故该支护体系对整体工期没有影响，相对一般支撑体系，可节省大量工期；

3、预留土带作为一种挡土结构在支护体系中起到重要作用，保证了中部基坑开挖至底后支护体系的变形满足周边环境的要求；

4、梁板结构6作为反力结构可靠性较高，梁板为平面结构，水平刚度较大，可提供可靠的支反力。

附图说明

图1为本发明施工工艺步骤1）-步骤3）的结构示意图；

图2为本发明施工工艺步骤4）-步骤5）的结构示意图；

图3为本发明施工工艺步骤6）的结构示意图；

图4为本发明施工工艺步骤7）的结构示意图；

图5为本发明施工工艺步骤8）的结构示意图；

图6为本发明施工工艺步骤9）的结构示意图。

具体实施方式

下面以具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1

基坑深度17.0m，基坑周边环境条件复杂，不具备外锚条件，设计拟采用盆式开挖短支撑支护体系。一种盆式开挖短支撑支护体系，包括位于基坑中部的梁板结构6和位于基坑侧壁的挡土结构1，所述梁板结构6底部设置竖向支撑体系；所述梁板结构6和挡土结构1之间水平设置钢支撑10，钢支撑10通过围檩7与挡土结构1连接。

其施工工艺，如图1-6所示，包括以下步骤：

1）施工挡土结构1，所述挡土结构1为排桩，所述排桩为混凝土灌注桩；支护排桩直径1.1m，间距1.5m，排桩桩顶位于自然地面下2m，桩后设置水泥土搅拌墙止水帷幕；

2）开挖基坑中部土方及基坑边部上层土方，在挡土结构侧面预留局部土带2，形成“中间深，周边浅”的盆形；且局部预留土带2采用土钉墙支护以保证自身稳定性，预留土高度10.5m，顶宽10.5m，预留土顶标高控制在第一排支撑位置下500mm处；

3）施工立柱3及立柱桩4。立柱3采用尺寸440×440的刚格构柱，所述刚格构柱为四根140×14mm的角钢通过缀板焊接而成，缀板为尺寸420×300×10mm的钢板。所述立柱桩为直径800mm的混凝土灌注桩，内配构造性钢筋笼，刚格构柱伸入混凝土灌注桩中2m。

4）先期施工基坑中间部位施工主体结构5和局部预留土带2部位处梁板结构6，预留土带处2梁板结构6采用立柱3作为竖向传力构件；梁板结构施工应满足主体结构设计要求；

5）将局部预留土带2部位处先期施工的梁板结构6作为反力点，在其与挡土结构间设置第一排钢支撑10和围檩7，所述钢支撑10与围檩7间设置预应力装置。所述钢支撑10为H型钢支撑，型号H150×150×7×10，钢支撑10锚固入梁板结构6中500mm；所述围檩7为钢筋混凝土矩形梁结构，尺寸600×500mm；所述预应力装置为预制活络端，可通过千斤顶施加预应力，然后经锁定后拆除千斤顶；

6）开挖局部预留土带2至第二排钢支撑10标高下500mm处；

7）施工局部预留土带2处下层主体梁板结构，设置第二排钢支撑10及围檩7，所述钢支撑10与围檩7间设置预应力装置；

8）重复步骤6）、步骤7），开挖至基底；开挖每层土方后应及时对暴露土体喷射混凝土面层，面层厚度60mm，内配钢板网；

9）由下至上施工预留土带2范围内主体结构基础、外墙8、柱，与中部已施工结构和边跨梁板结构实现合并，所述钢支撑10穿过外墙8处设置止水装置9，止水装置9为止水板，止水板为在钢结构穿透混凝土结构形成的缝隙处设置的宽度100mm，厚度10mm的钢板，通过增加水的渗流路径来达到止水目的。

经本项目开发方测算，本项目在保证施工质量和工程安全的同时，大幅降低了工程成本，经济效益约为224万元。