一种基坑支护结构的制作方法

本实用新型涉及基坑支护技术领域，尤其涉及一种基坑支护结构。

背景技术：

随着城市建设的高速发展，地下空间的利用越来越被重视，使得深基坑支护技术得到了长足的发展。各种支护形式层出不穷，而对于岩土工程地质条件较好的北方地区常用的支护形式有土钉1墙支护、悬臂桩支护、桩锚支护、内支撑支护等，其中桩锚式支护结构、内支撑支护结构因控制变形效果好而在深基坑支护中应用最为广泛。

请参见图1，土钉1墙支护是一种边坡稳定式的支护，通过土钉1主动嵌固边坡土体来增加边坡的稳定性。因其造价较低的优势而广泛应用于较浅且对边坡变形要求不太严格的基坑。土钉1墙支护的优点是施工工艺简单且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应用广泛。劣势是不适用于土质不好的地区，不能有效地控制边坡的变形。

请参见图2，悬臂桩支护结构依靠足够的入土深度和结构的抗弯能力来维持整体稳定和结构的安全。悬臂桩式支护结构适用于土质较好开挖深度较浅(一般在6m以内)的基坑工程。其优点是工艺简单、可选桩型及成桩方法较多。劣势是对开挖深度很敏感，容易产生较大的变形，对相邻建(构)筑物产生不良影响。

当悬臂式支护结构无法满足基坑变形要求时，一般会采用桩锚支护或内支撑支护。

请参见图3，桩锚支护结构是一种在护坡桩2的垂直方向上增加一道或多道锚杆3(或者锚索)提供水平拉力的支护形式。该种支护形式因其变形控制好，施工工艺成熟，在北方地区应用广泛。其优点是能够更好的控制边坡的变形，对相邻建筑物影响小。劣势是边坡土体必须具备锚杆3施工条件。

请参见图4，内支撑支护结构是在基坑内侧护坡桩2或板墙在垂直方向上增加一道或多道钢筋砼支撑4以提供足够的抗力。该种支护结构多用在基坑周边环境复杂，对变形要求高，且锚杆3无法施工或不能提供足够拉力的情况下。其优点是不改变边坡土体现状，变形控制好。劣势在于支护成本高，施工工期长，对后续地下部分施工影响较大。

请参见图5，工程实践中往往会遇到开槽边界紧邻已有建筑物基础5的情况。图5中，已有建筑物采用CFG桩7(水泥粉煤灰碎石桩)复合地基。已有建筑物上部荷载由CFG桩7与已有建筑地基8共同承担，无论个别CFG桩7被破坏或已有建筑地基8的桩间土侧向蠕动变形，都会给原有建筑物造成严重影响，因此拟建建筑基坑支护结构对变形要求更高。在此情况下支护体系的选择是基坑支护设计的关键所在。并且从图5中可以看到已有建筑物外墙6，拟建建筑物开槽边界9和拟建建筑物开槽槽底10。

首先土钉1墙支护体系变形控制能力差而不能选用。悬臂桩变形控制较土钉1墙稍好，但对于这种坡顶附加荷载大的条件下对势必要增加桩长及桩的刚度以满足变形要求，这就造成支护成本的大幅上涨。桩锚支护需要在原有建筑地基下施工锚杆3，无法避免对CFG桩7的破坏，并且锚杆3的施工会对地基土扰动，因此桩锚支护无法采用。而对于内支撑支护体系虽然变形控制好，但因其造价高并且对后期施工有一定影响而在北方地区使用相对较少。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本实用新型的其中一个目的是：提供一种基坑支护结构，解决现有技术中存在的基坑支护结构紧邻已有建筑物基础时无法满足变形要求、或者造价高或者影响后期施工的问题。

工程实践中往往会遇到开槽边界紧邻已有建筑物基础的情况。

为了实现该目的，本实用新型提供了一种基坑支护结构，用于固定连接在已有建筑物基础上，包括护坡桩，所述护坡桩通过锚筋和/或牛腿连接至所述已有建筑物基础上。

优选的，所述护坡桩上安装有冠梁，所述冠梁通过锚筋和/或牛腿连接至所述已有建筑物基础上。

优选的，所述护坡桩通过锚筋和牛腿连接至所述已有建筑物基础上，且所述锚筋和牛腿穿插设置。

优选的，所述护坡桩通过锚筋连接至所述已有建筑物基础上。

优选的，所述护坡桩上安装有冠梁，所述锚筋一端插入所述冠梁中，另一端插入所述已有建筑物基础中。

优选的，所述护坡桩通过牛腿连接至所述已有建筑物基础上。

优选的，所述护坡桩上安装有冠梁，所述护坡桩牛腿一端固定在所述冠梁上，另一端插入所述已有建筑物基础下方。

优选的，所述已有建筑物基础的下方为水泥粉煤灰碎石桩和已有建筑地基。

优选的，所述护坡桩为建筑混凝土柱或钢柱。

本实用新型的技术方案具有以下优点：本实用新型的基坑支护结构，通过锚筋连接已有建筑物基础和护坡桩，来代替锚杆或内支撑提供的拉力；或者，通过牛腿桩分担原有建筑基础的部分荷载，以减轻基坑侧壁压力；或者同时使用两种连接方式，既设置植筋与护坡桩连接的方式来代替锚杆或内支撑提供的拉力，又通过牛腿桩插入原有基础下来分担原有建筑基础的部分荷载，以减轻基坑侧壁压力。其避免了采用桩锚支护时候的施工不便以及影响原有结构的问题，并且避免了采用内支撑支护导致的造价高和影响后期施工的问题。此外，其避免了采用悬臂庄支护存在的支护成本大幅上涨的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的土钉墙支护的结构示意图；

图2是现有技术的悬臂桩支护的结构示意图；

图3是现有技术的桩锚支护的结构示意图；

图4是现有技术的内支撑支护的结构示意图；

图5是现有技术的紧邻已有建筑的基坑支护的结构示意图；

图6是实施例一的基坑支护结构的结构示意图；

图7是实施例二的基坑支护结构的结构示意图；

图8是实施例四的基坑支护结构的结构示意图；

图9是图8中A-A处的剖视示意图；

图10是图8中B-B处的剖视示意图；

图11和图12是实施例四的锚筋的安装示意图；

图13和图14是实施例四的牛腿的安装示意图；

图中：1、土钉；2、护坡桩；3、锚杆；4、钢筋砼支撑；5、已有建筑物基础；6、已有建筑物外墙；7、CFG桩；8、已有建筑地基；9、拟建建筑物开槽边界；10、拟建建筑物开槽槽底；11、冠梁；12、锚筋；13、牛腿；14、基坑上口线；15、基坑下口线；16、植筋柱；17、牛腿柱；18、第一虚线；19、第二虚线；20、加粗黑线；21、C区B座阀板基础；22、主筋；23、预留土体；24、垫层结构；25、原有基础；26、箍筋。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

植筋技术在钢筋混凝土结构工程中应用广泛，是一种在钢筋混凝土结构构件中以结构胶种植带肋钢筋或全螺纹螺杆的后锚固技术。在即有建筑物加固、纠偏工程中得到了广泛应用。但在基坑支护工程中并没有应用。

同样的，牛腿13的作用主要是用来支承梁，一般设置在建筑混凝土柱、钢柱上，厂房用于搁置吊车梁较多，而在基坑支护上鲜有使用。

本申请的基坑支护结构，用于连接在已有建筑物基础5上，包括护坡桩2，所述护坡桩2通过锚筋12和/或牛腿13连接至所述已有建筑物基础5上。

本申请的基坑支护结构，通过锚筋12连接已有建筑物基础5和护坡桩2，来代替锚杆3或内支撑提供的拉力；或者，通过牛腿13桩分担原有建筑基础的部分荷载，以减轻基坑侧壁压力；或者同时使用两种连接方式，既设置植筋与护坡桩2连接的方式来代替锚杆3或内支撑提供的拉力，又通过牛腿13桩插入原有基础25下来分担原有建筑基础的部分荷载，以减轻基坑侧壁压力。其避免了采用桩锚支护时候的施工不便以及影响原有结构的问题，并且避免了采用内支撑支护导致的造价高和影响后期施工的问题。此外，其避免了采用悬臂庄支护存在的支护成本大幅上涨的问题。

本申请的基坑支护结构，优选但是不必须所述护坡桩2上安装有冠梁11，并且所述冠梁11通过锚筋12和/或牛腿13连接至所述已有建筑物基础5上。

实施例一

请参见图6，本实施例一的基坑支护结构，所述护坡桩2通过锚筋12连接至所述已有建筑物基础5上。

该种情况下，通过在原有建筑物基础上打孔植入锚筋12后与护坡桩2连接起来，将护坡桩2、锚筋12与已有建筑物基础5连成一体，依靠已有建筑物基础5与已有建筑地基8的土之间的摩擦力提供拉力，减小边坡的变形，确保边坡的稳定性。其中的锚筋12优选但是不必须是带肋钢筋。

图6中，所述护坡桩2上安装有冠梁11，所述锚筋12一端插入所述冠梁11中，另一端插入所述已有建筑物基础5中。

其中，已有建筑物基础5的具体形式不受限制，任何现有技术中公开的形式都应当包含在本申请的保护范围之内。

此外，图6中，所述已有建筑物基础5的下方为水泥粉煤灰碎石桩和已有建筑地基8。当然，已有建筑物基础5下方的结构不受附图的限制。

值得一提的是，本实施例一的所述护坡桩2的具体形式也不受限制，例如其可以为建筑混凝土柱或钢柱。

本实施例一中，用在原有建筑混凝土柱基础上植筋的方式来提供拉力，使基坑支护结构处于平衡状态，达到边坡稳定的效果。

实施例二

请参见图7，和实施例一不同之处在于，本实施例二的基坑支护结构，所述护坡桩2通过牛腿13连接至所述已有建筑物基础5上。

设计中在护坡桩2上端设置牛腿13。当护坡桩2上安装有冠梁11时，所述牛腿13一端固定在所述冠梁11上。在此基础上，将牛腿13的另一端插入已有建筑物基础5下方。该种情况下，可以将已有建筑物基础5上的部分荷载通过牛腿13传到护坡桩2上，同时在牛腿13受力时，护坡桩2对已有建筑地基8的土壤产生侧向压力，不仅对已有建筑地基8起到加固作用，而且增加了拟建建筑物边坡的稳定性。

本实施例二的基坑支护结构，通过牛腿13插入已有建筑物基础5下的方式不但承担了部分基础荷载，将荷载通过护坡桩2桩体传至桩端持力层，同时当牛腿13受力后，护坡桩2向基础下地基方向位移，对土体产生挤密加固的作用，同时可以使桩处于应力平衡状态，从而达到边坡稳定的效果。

实施例三

与实施例一和实施例二不同之处在于，本实施例三的基坑支护结构，护坡桩2通过锚筋12和牛腿13连接至所述已有建筑物基础5上，且所述锚筋12和牛腿13穿插设置。

其中，“锚筋12和牛腿13穿插设置”包括每N个锚筋12间隔M个牛腿13设置，其中，N和M均为任意自然数。

实施例四

某科技工业园C区A座裙房为地下三层，地上五层的建筑物，框架结构，筏板基础，基础埋深-15.1m。C区B座裙房位于C区A座裙房东侧，为地下一层，地上五层的建筑物，框架结构，筏板基础，基础埋深-7.05m，地基为CFG桩7复合地基。A座裙房与B座裙房之间距离7.6m，拟建成地下一层通道，该通道为独立基础，框架结构，基础埋深-7.05m。

根据勘察报告，本边坡支护涉及的地层如下：

③黄土状粉土：浅黄－灰黄色，土质不均匀，稍湿，中密，摇振反应中等，无光泽，干强度低、韧性低，层厚1.50-6.90m。

③-1：细砂：稍湿，稍密，级配中等，颗粒不均，矿物成分以石英、长石为主，含微量云母，层厚0.50-1.40m，该层在场地内局部有分布。

④细砂：黄色，砂质纯净，稍湿，中密，级配中等，颗粒不均，矿物成分以石英、长石为主，含微量云母，层厚2.5m-5.80m。

⑤粉土：黄褐－灰褐色，土质不均匀，稍湿，密实，摇振反应中等，无光泽，干强度、韧性低，零星含小姜石，层厚1.90-4.80m。

水位埋深大于50m，支护时不考虑地下水的影响。

基坑支护设计参数一览表

注：带*数据为经验值，其余均来自勘察报告

根据场地条件及土方开挖方案确定基坑边坡支护方案。业主要求土方开挖时沿B座裙楼外墙下挖至-7.05m，再向西放2.9m的平台，再向下放坡挖至-15.1m，故本边坡基坑深度为8.05m。

由于基坑上口线14距B座裙楼基础太近，且B座裙楼基础采用CFG桩7复合地基进行了处理，因此无法用桩锚结构进行支护。最后确定采用护坡桩2+牛腿13与护坡桩2+植筋拉锚相结合的支护结构，请参见图8。图8中显示有用于安装锚筋12的植筋柱16，用于安装牛腿13的牛腿柱17。并且，在图8中的第一虚线18代表的是拟建冠梁11的位置，图8中第二虚线19代表的是拟建独立基础边界的位置，图8中加粗黑线20代表的是已有C区B座阀板基础21的边界位置。并且，从图8中还可以看到基坑上口线14和基坑下口线15。

本边坡设计护坡桩2共57根，其中牛腿13设置25根，设置植筋拉锚的27根，其余5根为普通护坡桩2。

图9和图10中：

其中可以看到预留土体23和垫层结构24，和已完工的B座基础。

护坡桩2设计：桩径0.8m，桩间距1.6m，桩长14.0m，嵌固6.0m。主筋为20Φ26，环筋φ6.5@150，加强筋Φ14@2000；混凝土强度C30。桩顶设0.9×0.6冠梁11，冠梁11配筋14Φ16，箍筋26为φ6.5@200，混凝土强度C30。

请参见图11和图12：

牛腿13设计：长1.2m，宽0.5m，高0.3～0.6m。主筋22为5Φ20，环筋φ6.5@100，混凝土强度C30，牛腿13伸入B座裙房基础下0.5m。

请参见图13和图14：

锚筋12设计：6Φ20，共2排，每排3根，排距0.17m孔距0.25m，打孔直径为25mm，孔深0.35m，用A级结构筋粘结，锚筋12另一端与护坡桩2浇筑成一体。

本边坡在土方开挖前对B座裙房基础及支护结构顶部做了沉降监测点与水平位移监测点，在边坡施工期间以及基坑使用期间一直持续做了监测，监测结果表明，B座裙房基础无水平位移，沉降量2mm以内，支护结构顶部水平位移量及沉降量均在5mm以内，达到了预期效果。说明将牛腿13与植筋技术运用在基坑支护中是安全可行的。

以上实施例中，将植筋技术和牛腿13在护坡中的运用给边坡支护带来一种新的思路，其造价远低于桩锚支护和内支撑支护，经核算采用植筋与提供同样拉力的桩锚支护相比，植筋的成本不到桩锚支护的十分之一，而牛腿13桩成本也较桩锚支护成本低三分之二。施工工期上更具有优势，植筋的施工在浇注护坡桩2冠梁11前完成，牛腿13可与冠梁11同时浇注混凝土，无论是植筋还是牛腿13的施工均不单独占用工期，从而可以大大缩短支护施工工期，给业主带来经济效益。

植筋与牛腿13在技术上是成熟的，在施工上也没有难度，把此两项技术配合护坡桩2运用在特殊条件下的基坑支护中，可以大大降低支护成本，缩短工期。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。