一种控制基坑变形结构及施工方法与流程

1.本发明涉及建筑工程技术领域，具体是一种控制基坑变形结构及施工方法。


背景技术：

2.基坑是在建筑设计位置按照设计的基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑，根据开挖前所测量以及查询的地址水文资料，决定基坑开挖的方案。
3.其中在临近滨江滨湖等等地下水资源丰富的地区开挖基坑时，由于所在土体以及地下含水量较多，近距离的基坑开挖下需要对临近建筑的变形进行严格的控制，从而提高了基坑修筑的难度，不同的地区也出台了相应的规定来限定基坑的变形量，例如杭州规定市政桥梁的地表变形控制满足3天平均值不超过5mm。
4.现有在滨江地区临近建筑物侧修筑基坑时需要在基坑侧面修筑放坡来使土体稳定，放坡由于缺乏稳定支撑，无法支撑基坑避免其形变的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种控制基坑变形结构及施工方法，以解决在现有在滨江地区临近建筑物侧修筑基坑时，需要在基坑侧面修筑放坡来使土体稳定，由于滨江地区的水资源丰富，使得修筑的放坡较其他区域缺乏稳定的支撑，从而造成放坡无法支撑基坑避免其形变的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供一种控制基坑变形结构：包括放坡以及支撑结构，若干层所述放坡阶梯式安装在基坑侧面，若干所述支撑结构作用在放坡上，通过支撑结构对放坡进行支撑，所述支撑结构包括设置在基坑侧面的支撑地基，所述支撑地基朝向基坑开挖侧设有支撑部，通过支撑地基协助支撑部对放坡进行支撑作业，所述放坡还设有若干用于排水的排水管路，通过排水管路将施工区域的地下水排出至放坡底部设计高程。
7.作为本发明的一个优选实施例：所述支撑地基包括由修筑材料与土体混合的支撑土层，所述修筑材料包括水泥，水泥通过多轴搅拌桩喷入所要混合的土体中，通过多轴搅拌桩带动水泥与土体混合搅拌，待水泥和土体反应后形成硬质土层，相对于未进行处理的土体，提高了土体的支撑强度。
8.作为本发明的另一个优选实施例：所述支撑部包括由混凝土与钢筋混合制成的灌注桩，本发明在支撑地基朝向基坑修筑侧，通过钻孔结构开设若干安装孔，将由混凝土以及钢筋笼制成的灌注桩放置进安装孔内，形成支撑部，所述灌注桩顶部设有覆盖件，所述覆盖件包括冠梁，通过冠梁将若干灌装桩连接在一起，将作用冠梁上部的载荷均匀传递至支撑部，避免部分灌注桩直接承受载荷，造成灌注桩位移和形变。
9.作为本发明的另一个优选实施例：所述放坡通过固定结构固定在土体上部，所述固定结构包括混凝土层，所述混凝土层浇筑在土体上，混凝土层通过嵌入土里内的坡面土钉进行固定，避免修筑作业时放坡塌方，影响施工安全。
10.作为本发明的另一个优选实施例：所述放坡开设有若干用于排水的排水槽，本发
明在放坡上部以及放坡下部分别设有排水槽，通过排水槽将基坑修筑区域的水流收集，并通过抽水设备统一排出至集水槽内。
11.作为本发明的另一个优选实施例：所述放坡上覆盖有防水层，所述防水层选择为双层土工防水布，通过覆盖的防水布避免在修筑作业时水流进入放坡土体内，从而降低放坡的支撑能力。
12.作为本发明的另一个优选实施例：所述排水管路包括降水井，每层放坡至少设有一组降水井，通过降水井收集修筑区域的地下水，并通过安装降水井内的排水部件排出。
13.本发明还提供一种控制基坑变形结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
14.根据设计图纸要求对基坑修筑场地整平至设计高度；
15.通过多轴搅拌桩在基坑两侧挖掘并通过多轴搅拌桩将水泥送入挖掘孔中，通过多轴搅拌桩带动水泥与土里混合搅拌，待水泥和土体混合反应形成硬质土层之后，测量硬质土层的强度符合标准，即完成支撑地基的修筑；
16.通过转孔装置在硬质土层靠近基坑修筑侧方向挖掘桩孔，当挖掘至设计高程后，将由混凝土与钢筋等等材料支撑的灌注桩放置进桩孔内，若干灌注桩顶部与冠梁底部固定连接；
17.待灌注桩达到设计强度后，在灌注桩朝向基坑修筑侧面开挖放坡，放坡上部铺设有会混凝土层，混凝土层通过坡面土钉嵌入在基坑侧面，混凝土层上覆盖防水材料；
18.通过设置在放坡上的若干组降水井，将放坡土体处的地下水排出收集至集水槽中，保证放坡土体地下水位在作业面的2.8～3.0m；
19.开挖基坑至设计底部高程，铺设垫层，进行基坑建筑的修筑工作。
20.本发明通过设置硬质土层替代土体，支撑固定在基坑侧面的灌注桩，灌注桩靠近基坑侧修筑阶梯式放坡，提高了放坡侧面的支撑强度，实现了高要求下的变形控制，同时阶梯式修筑的放坡每层设有至少一组降水井，通过降水井将放坡土体处的地下水抽出，避免地下水降低放坡的支撑能力。
附图说明
21.图1为一种控制基坑变形结构的结构示意图。
22.图2为图1中a处的放大示意图。
23.图3为一种控制基坑变形结构的三维结构示意图。
24.图4为冠梁顶部的变形监测点排布示意图。
25.图中：1、临近建筑；2、基坑建筑；3、硬质土层；4、灌注桩；41、冠梁；5、放坡；6、降水井；7、排水槽；8、集水槽。
具体实施方式
26.下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作再进一步详细地说明。
27.如图1所示，本发明实施例中，一种控制基坑变形结构：包括放坡5以及支撑结构，若干层所述放坡5阶梯式安装在基坑侧面，若干所述支撑结构作用在放坡5上，通过支撑结构协助对放坡5土体进行支撑，所述支撑结构包括设置在放坡5土体内的支撑地基，所述支撑地基朝向基坑开挖侧设有支撑部，通过支撑地基协助支撑部对放坡5进行支撑作业，所述
放坡5还设有若干用于排水的排水管路，通过排水管路将施工区域的地下水排出至放坡底部设计高程。
28.如图1和图2所示，本发明实施例中，在进行基坑的修筑前，首先需要对修筑场地进行整平直设计高度，规定场地平整的标高，通过前期的测量准备，便于后期在进行修筑过程中，精确部分修筑的高程，减少修筑作业的失误，在完成前期的测量和标定准备后进行支撑地基的修筑，所述支撑地基包括由修筑材料与土体混合的支撑土层，所述修筑材料包括水泥，水泥通过多轴搅拌桩喷入所要混合的土体中，通过多轴搅拌桩带动水泥与土体混合搅拌，本发明考虑选择多轴搅拌桩的规格为单排三轴搅拌桩，搅拌桩规格为φ850*600mm，三轴搅拌桩上设有用于喷射水泥的喷料口以及三个螺旋钻孔，施工时三条螺旋钻孔同时向下施工，是一种软质土体常用的处理设备，待水泥和土体进行一系列的物理和化学反应后形成硬质土层3，相对于未进行处理的软质土体，提高了土体的支撑强度，同时本发明选择的单排三轴搅拌桩还可以选例如多排三轴搅拌桩来代替，或者使用其他数量的螺旋钻孔的多轴搅拌机，当然还有其他本发明没有提到的多轴搅拌桩型号或者搭配方式都可以选择使用，根据具体所需要支撑地基的宽度以及深度等等要求选择合适的搅拌桩；
29.待支撑地基修筑完成后，在支撑地基靠近基坑修筑侧进行支撑部的修筑，支撑部包括由混凝土与钢筋混合制成的灌注桩4，本发明通过在支撑地基朝向基坑修筑侧通过钻孔结构开设若干安装孔，将由混凝土以及钢筋笼制成的灌注桩4放置进安装孔内，本发明选择灌注桩4的规格为φ1200*1400mm，若干灌注桩4组合形成支撑部，灌注桩4顶部设有覆盖件，所述覆盖件包括冠梁41，冠梁41的规格与灌注桩4的规格相匹配，冠梁41的规格选择1200*900mm，冠梁41底部与若干灌装桩固定连接在一起，通过冠梁41将作用冠梁41上部的载荷均匀传递至支撑部，避免部分灌注桩4直接承受载荷，造成灌注桩4位移和形变，本发明中选择的灌注桩4以及冠梁41的尺寸并不作为硬性要求，实际在选择规格的时候，可以根据实际情况，考虑修筑地域土质以及基坑的深度等等因素，根据本发明的规格选择做出合适的调整，以满足实际修筑过程的要求；
30.如图1和图3所示，本发明实施例中，待若干灌注桩4经过检测达到强度要求后，开始放坡5的修筑作业，本发明优选放坡5的坡度系数为1:1.5，实际在进行坡度系数的选择上，并不要求和本发明相同，在考虑基坑深度等要求在本发明的坡度系数上进行合理的调整，所述放坡5通过固定结构固定在土体上部，所述固定结构包括混凝土层，混凝土层由钢筋网以及喷射在钢筋网上的混凝土凝结制成，混凝土层的厚度为10cm，坡度系数选择相同，混凝土层的厚度也可根据实际情况灵活调整，本发明选择的混凝度厚度10cm为优选方案，混凝土层通过嵌入土里内的坡面土钉进行固定，避免修筑作业时放坡5塌方，影响施工安全，同时放坡5上覆盖有防水层，所述防水层选择为双层土工防水布，通过覆盖的防水布避免在修筑作业时水流进入放坡5土体内，从而降低放坡5的支撑能力，同时双层土工防水布还可根据实际作业的要求增加或者减少土工防水布的层数，本发明优选土工防水可重复利用，避免了材料的浪费，实际在选择防水层材质的时候，还可以不可回收的防水涂料或者合成高分子防水卷材等等结构来代替，都是可以选择和使用的；
31.完成放坡5修筑后开挖基坑至设计底部高程，铺设垫层，进行基坑建筑2的修筑工作。
32.如图1所示，本发明实施例中，所述放坡5开设有若干条用于排水的排水槽7，本发
明在放坡5上部以及放坡5下部分别设有排水槽7，排水槽7的规格为300*300mm，当然排水槽7的规格可以进行适当的调整，通过排水槽7将基坑修筑区域的水流收集，并通过抽水设备统一排出至设置在支撑地基外侧的场地上的集水槽8内，通过集水槽8进行统一的收集，同时阶梯式设计的放坡5每层都至少设计组排水管路，所述排水管路包括降水井6，通过降水井6收集修筑区域的地下水，并通过安装降水井6内的排水部件排出，同时通过设置在最底层的降水井6将基坑修筑区域的地下水抽出，保证地下水位的在作业面以下2.8～3.0m，抽出的地下水通过排水槽7收集排出，避免地下水影响修筑区域，地下水位作业面以下高程本发明优选为2.8～3.0m，当然在实际抽水作业过程中，还可以根据实际情况灵活调整。
33.如图4所示，本发明实施例中，在完成基坑修筑后对灌注桩4进行位移数去测量，在固定在若干灌注桩4顶部冠梁41均匀取若干监测点，通过对监测点测量时间的位移情况进行收集整理，来判断基坑的变形是否符合故固定要求；
34.本发明在冠梁41上随机选取12个监测点，记录时间从2020年5月17号至2020年6月30号监测点的位移情况如下：
35.表1灌注桩桩顶冠梁的南北累计位移(﹢方向为正北方向)(单位：mm)
[0036][0037][0038]
表2灌注桩桩顶冠梁的东西累计位移(﹢方向为正东方向)(单位：mm)
[0039]
△
y(mm)2020
‑5‑
172020
‑5‑
222020
‑5‑
282020
‑6‑
12020
‑6‑
152020/6/30gl0100.00.00.05.32.0gl0200.00.00.0
‑
7.9
‑
5.0gl0300.00.00.0
‑
4.3
‑
3.9gl0400.00.00.03.33.5gl0500.00.00.0
‑
4.7
‑
4.9gl0600.3
‑
0.2
‑
1.07.85.1gl070
‑
6.3
‑
4.5
‑
9.0
‑
8.4
‑
7.4gl080
‑
14.3
‑
4.2
‑
6.6
‑
5.7
‑
9.4gl090
‑
9.9
‑
6.6
‑
8.0
‑
7.4
‑
6.7gl100
‑
8.8
‑
4.7
‑
8.1
‑
6.2
‑
3.7gl1100.00.00.02.90.8
gl1200.00.00.06.95.8
[0040]
表3灌注桩桩顶冠梁的累计沉降(单位：mm)
[0041]
△
y(mm)2020
‑5‑
172020
‑5‑
222020
‑5‑
282020
‑6‑
12020
‑6‑
152020/6/30gl0100.00.00.0
‑
3.2
‑
1.8gl0200.00.00.00.6
‑
0.2gl0300.00.00.07.02.5gl0400.00.00.01.41.3gl0500.00.00.0
‑
1.1
‑
1.5gl0600.03.7
‑
0.6
‑
0.9
‑
1.5gl0700.03.75.13.63.9gl0800.0
‑
1.10.8
‑
1.4
‑
1.8gl0900.0
‑
0.42.5
‑
0.3
‑
0.9gl1000.02.33.52.81.9gl1100.00.00.0
‑
0.5
‑
0.7gl1200.00.00.0
‑
4.4
‑
4.6
[0042]
由现场监测标明，桩顶最大位移为标记点gl08处14.3mm，最大累计沉降gl03处下降7.0mm，基坑变形控制效果良好，符合规定变形要求。
[0043]
与现有技术相比，本发明一种控制基坑变形结构及施工方法的优势在于：
[0044]
通过设置包括硬质土层3以及灌注桩4，通过硬质土层3替代土体，支撑固定在基坑侧面的若干灌注桩4，灌注桩4靠近基坑侧修筑放坡5，提高了放坡5侧面的支撑强度，实现了高要求下的变形控制，同时阶梯式修筑的放坡5每层设有至少一组降水井6，通过降水井6将放坡5土体处的地下水抽出，避免地下水降低放坡5的支撑能力，避免了现有在滨江地区临近建筑物侧修筑基坑时，需要在基坑侧面修筑放坡5来使土体稳定，由于滨江地区的水资源丰富，使得修筑的放坡5较其他区域缺乏稳定的支撑，从而造成放坡5无法支撑基坑避免基坑形变的问题。
[0045]
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。