双排桩与斜撑组合软土深基坑支护结构的制作方法

本实用新型涉及一种可有效提升基坑支护强度、动态控制支护结构变形的双排桩与斜撑组合软土深基坑支护施工方法，属于地下工程领域，适用于软土地区、深基坑支护工程。

背景技术：

随着我国城市化进程速度的加快，人们对地下空间的开发及利用日益广泛，建筑基坑工程呈现“大、深、紧、近”等特点，各种新型的围护形式、施工工艺不断涌现。对于大面积的深基坑工程，传统的桩锚支护形式在施工空间上会受到限制，尤其是在施工场地有限情况下，横向加筋体常难打设，基坑稳定性主要依靠支护桩的抗剪强度和抗倾覆能力。

已有一种大基坑斜撑支护结构，它包括斜撑杆件、斜撑反力装置、支护桩端直角托盘、螺栓和螺母，其特征在于：所述斜撑杆件与斜撑反力装置通过螺栓铰接连接，所述斜撑反力装置通过静压进入基坑土中，所述斜撑杆件与支护桩端直角托盘通过铰接连接，支护桩端直角托盘与矩形支护桩端连接。该结构虽使用斜撑支护结构，但斜撑反力装置是静压入土中，施工质量控制难度较大；结构难以有效防控基坑外侧水渗入。

一种带有斜撑与拉锚的组合式基坑支护结构，基坑支护结构中设置有围护墙，围护墙顶部设置有一斜撑，斜撑下端连接支座，支座位于基坑底部，且设置有用于抵消斜抛撑作用力的加劲桩。该结构有助于综合采用了斜撑与拉锚来提升基坑支护结构的稳定性，但结构难以克服外界水渗入，同时未能对斜撑底部进行补强。

综上所述，现有基坑支护结构虽可在适宜工况下得到良好的支护效果，但在有效防控基坑外侧水渗入、动态控制斜撑支撑强度、合理组织施工等方面尚存一定不足。鉴于此，基于当前工程的实际需要，目前亟待实用新型一种不但可以大幅提升基坑围护结构的稳定性，而且可以减少坑底的回弹变形，还可以防止基坑阴阳角部位发生渗透破坏的双排桩与斜撑组合软土深基坑支护施工方法。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可同时起到控制基坑支护结构变形、降低施工组织难度的双排桩与斜撑组合软土深基坑支护施工方法。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

这种双排桩与斜撑组合软土深基坑支护结构，在基坑外侧设置内排桩和外排桩，在内排桩与外排桩之间设置连接板、顶部固化区、桩顶连梁和竖向止水桩，竖向止水桩内插入竖向 隔水板；在基坑底部沿内排桩的内侧设置坑底浆固土层；在内排桩与基础筏板之间设置斜撑，在斜撑跨中设置竖向钢格构柱；斜撑与基础筏板相接处设置底部支撑墩，斜撑与内排桩相接处设置腰梁；在基础筏板以下设置抗浮锚杆和主体结构桩。

作为优选：所述底部支撑墩上表面与斜撑垂直，并布设底部承压板，在底部支撑墩与基础筏板之间设置连接锚筋。

作为优选：所述主体结构桩采用挖孔灌注桩；竖向止水桩采用水泥搅拌桩。

作为优选：所述的内排桩和外排桩采用预应力管桩，沿内排桩竖向布设模板限位板连接箍板和连接板限位环；所述模板限位板连接箍板与内排桩紧固连接，所述模板限位板连接箍板与模板限位板焊接连接；连接板限位环自内排桩和外排桩顶部向下布设，连接板限位环沿环向设置一个连接板限位槽；在内排桩和外排桩相对应的两个连接板限位槽内插入连接板。

作为优选：顶部固化区高度自基坑外侧原地面向下2-3m。

作为优选：所述腰梁横断面呈直角梯形，采用钢筋混凝土结构，在腰梁与内排桩相交处的上部和下部均设置模板限位板；在腰梁上预留剪力墙钢筋穿过孔和剪力墙连接钢筋。

作为优选：所述斜撑采用钢管或型钢，在斜撑两端设置斜撑承压板，斜撑承压板与斜撑呈直角焊接连接；底部斜撑承压板与压力千斤顶和压力墩表面接触；斜撑表面的应力测试传感器与斜撑焊接连接或粘贴连接。

作为优选：所述钢格构柱顶部设置铰支座和压力扩散板，所述钢格构柱中间设置长度调节螺栓，所述钢格构柱底部与主体结构桩顶部连接。

作为优选：所述隔水板采用侧壁粘贴土工膜或橡胶片的钢板；内排桩外侧设有剪力墙，剪力墙与内排桩之间设置隔水层，所述隔水层采用土工膜或橡胶片，隔水层与内排桩及基础筏板粘贴连接。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型采用双排桩与斜撑组合受力，在确保基坑支护结构稳定性的同时，实现了基坑开挖过程中变形、稳定的动态控制。

(2)本实用新型在基坑开挖过程中引入半逆作法施工工艺，既可控制基坑开挖过程中坑底的反弹变形量，又可确保斜撑底部支撑墩的施工质量，以及斜撑与斜撑底部支撑墩的连接强度。

(3)本实用新型在外排桩外侧设置竖向止水桩，并沿竖向止水桩轴线插入隔水板层、在内排桩与剪力墙之间粘贴隔水层，可有效解决基坑渗透破坏的问题，提高了基坑抗渗透变形的能力。

附图说明

图1是本实用新型一种双排桩与斜撑组合软土深基坑支护施工结构示意图；

图2是图1腰梁模板支设示意图；

图3是图1内排桩与外排桩连接板连接示意图；

图4是图1底部承压板与斜撑承压板连接示意图；

图5是本实用新型一种双排桩与斜撑组合软土深基坑支护施工流程图；

图6是图5内排桩、外排桩、竖向止水桩施工完成后土体分区域开挖示意图。

附图标记说明：1-内排桩；2-外排桩；3-连接板；4-顶部固化区；5-桩顶连梁；6-竖向止水桩；7-隔水板；8-坑底浆固土层；9-基础筏板；10-斜撑；11-钢格构柱；12-底部支撑墩；13-腰梁；14-抗浮锚杆；15-主体结构桩；16-底部承压板；17-连接锚筋；18-隔水层；19-模板限位板连接箍板；20-连接板限位环；21-模板限位板；22-连接板限位槽；23-剪力墙钢筋穿过孔；24-斜撑承压板；25-压力千斤顶；26-压力墩；27-应力测试传感器；28-铰支座；29-压力扩散板；30-长度调节螺栓；31-剪力墙连接钢筋；32-上部土体；33-模板连接螺栓；34-主体结构框架柱；35-腰梁模板；36-斜撑部位土体；37-剪力墙；38-抗浮锚杆扩大端头；39-剪力墙钢筋；40-基坑外侧土体。

具体实施方式

以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。

预应力管桩的施工技术要求、混凝土浇筑施工技术要求、主体结构桩施工技术要求、基坑土体开挖施工技术要求、抗浮锚杆设计及施工技术要求等，本实施方式中不再赘述，重点阐述本实用新型涉及结构的实施方式。

图1是本实用新型一种双排桩与斜撑组合软土深基坑支护施工结构示意图，图2是图1腰梁模板支设示意图，图3是图1底部承压板与斜撑承压板连接示意图。参照图1～图3所示，本实用新型结构，在基坑外侧设置内排桩1和外排桩2，在内排桩1与外排桩2之间设置连接板3、顶部固化区4、桩顶连梁5、竖向止水桩6，竖向止水桩6内插入竖向隔水板7；在基坑底部沿内排桩1的内侧设置坑底浆固土层8；在内排桩1与基础筏板9之间设置斜撑10，在斜撑10跨中设置竖向钢格构柱11；斜撑10与基础筏板9相接处设置底部支撑墩12、与内排桩1相接处设置腰梁13；在基础筏板9以下设置抗浮锚杆14和主体结构桩15。

内排桩1和外排桩2采用直径500的预应力管桩，内排桩长12m，外排桩长10m。沿内 排桩1竖向布设模板限位板连接箍板19和连接板限位环20。模板限位板连接箍板19采用高强度的不锈钢抱箍，与内排桩1紧固连接，与模板限位板21焊接连接。模板限位板21采用厚20mm、强度等级为Q235的钢板。连接板限位环20自内排桩1和外排桩2顶部向下布设，沿环向设置一个连接板限位槽22，限位凹槽呈倒梯形，顶宽60mm、底宽100mm、高60mm；在内排桩1和外排桩2相对应的两个连接板限位槽22内插入连接板3，连接板3厚60mm，两侧边设宽90mm、高60mm的梯形接头，连接板3的混凝土强度为40Mpa。

顶部固化区4、坑底浆固土层8均采用引孔压注固化浆液方式形成，顶部固化区4厚度2m，坑底浆固土层8厚度2m，固化浆液均采用水泥浆。

桩顶连梁5采用钢筋混凝土梁，梁宽600mm，混凝土强度等级为C35。

竖向止水桩6采用直径600mm的水泥搅拌桩。

隔水板7采用侧壁粘贴土工膜的钢板，钢板厚10mm。

基础筏板9采用厚500mm的钢筋混凝土板，混凝土强度等级C25。

斜撑10采用长8m、强度等级为Q235、高度和宽度均为300mm的H型钢；斜撑10与基础筏板9夹角为30°。在斜撑两端设置斜撑承压板24，斜撑承压板24与斜撑10呈直角焊接连接；斜撑承压板24采用长800mm、宽400mm、厚20mm强度等级为Q235的钢板；底部斜撑承压板24与压力千斤顶25和压力墩26表面接触；压力千斤顶25采用100t自动锁压液压千斤顶；压力墩26采用高度和宽度均为300mm的H型钢切割而成；斜撑10表面的应力测试传感器27与斜撑10粘贴连接，应力测试传感器27采用电阻应变式最大量程为20mm的表面应变传感器。

钢格构柱11采用高度和宽度均为300mm的H型钢切割而成，在钢格构柱11顶部设置铰支座28和压力扩散板29，中间设置长度调节螺栓30。铰支座28采用直径40mm的不锈钢转轴。压力扩散板29采用宽400mm、长500mm、厚20mm、强度等级为Q235的矩形钢板。

剪力墙37与内排桩1之间设置隔水层18采用土工膜，隔水层18与内排桩1、基础筏板9粘贴连接。剪力墙37厚500mm，墙高8m，混凝土强度等级C30。隔水层18采用厚10mm的橡胶片。

底部支撑墩12横断面底宽500mm，高500mm，采用强度等级为C30的混凝土浇筑。底部支撑墩12与基础筏板9之间设置连接锚筋17。连接锚筋17采用直径32mm、长1m的螺纹钢筋。底部承压板16采用长800mm、宽300mm、厚20mm强度等级为Q235的钢板。

腰梁13横断面呈“直角梯形”形，底,300mm，顶宽400，高500mm，采用钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C35。在腰梁13上预留剪力墙钢筋穿过孔23和剪力墙连接钢筋31。剪力墙钢筋穿过孔23高500mm，直径30mm。剪力墙连接钢筋31采用直径25mm、长0.3m 的螺纹钢筋。

抗浮锚杆14采用直径32mm、长10m的螺纹钢筋，钢筋底部压浆形成抗浮锚杆扩大端头38。

主体结构桩15采用挖孔灌注桩，桩直径800mm。

模板连接螺栓33采用直径25mm的不锈钢螺栓。

主体结构框架柱34采用宽度为500mm的方柱，混凝土强度等级为C40。

腰梁模板35采用厚10mm、强度等级为Q235钢板预制成与腰梁13形状相同的底面板和侧面板。

剪力墙钢筋39采用直径25mm的螺纹钢筋作为竖向钢筋，采用直径20mm光面钢筋作为横向钢筋。

基坑内上部土体32、斜撑部位土体36、基坑外侧土体40均为可塑状态的淤泥质土。

一种双排桩与斜撑组合软土深基坑支护施工方法，包括以下施工步骤：

1)、现场测绘：根据现场施工要求，在工程现场进行工程测绘，查明工程地质土性、地下水位、基坑与既有临近建筑的距离，并在现场标注内排桩1、外排桩2、主体结构桩15的桩位；

2)、内排桩1和外排桩2施工：在内排桩1外侧套入模板限位板连接箍板19、连接板限位环20，在外排桩外侧套入连接板限位环20，再竖直向下打设预应力管桩，形成内排桩1和外排桩2，并确保两条连接板限位槽22对向位于同一直线上；

3)、竖向止水桩6施工：在内排桩1和外排桩2之间、靠近内排桩1侧向下打设水泥搅拌桩，并在竖向止水桩混凝土初凝前，沿竖向止水桩6轴线插入隔水板7，使隔水板7顶标高低于连接板3底标高；

4)、连接板3施工：将连接板3吊装至内排桩1与外排桩2中间，使连接板两侧边插入连接板限位环20的连接板限位槽22内；

5)、顶部固化区4施工：在竖向止水桩6混凝土终凝前，对内排桩1与外排桩2之间的土体压注固化浆液，形成顶部固化区4；

6)、基坑内上部土体32开挖：待已施工支护结构形成强度后，开挖基坑内1/3～1/2高度范围内土体，再沿基坑中间向外取台放坡至基坑底部标高；

7)、中部主体结构及主体结构桩15施工：根据设计桩位进行主体结构桩15施工，在主体结构桩上部设置基础筏板9和主体结构框架柱34，并在基坑底部沿内排桩1的内侧设置坑底浆固土层8；

8)、斜撑底部支撑墩12施工：根据斜撑10布设要求，在坑底设定位置布设底部支撑墩 12；

9)、腰梁13施工：在内排桩1的内侧设定位置设置模板限位板21，并支设腰梁模板35，使腰梁模板35与模板限位板21通过模板连接螺栓33连接，随后浇筑混凝土形成腰梁13；

10)、钢格构柱11施工：在斜撑10跨中部位布设钢格构柱11，钢格构柱11底部锚入主体结构桩15内，顶部设置与斜撑10连接的铰支座28和压力扩散板29，中间设置长度调节螺栓30；

11)、斜撑10布设：在斜撑底部支撑墩12面向混凝土腰梁13侧设置压力千斤顶25，使底部承压板16与压力千斤顶25紧密接触，使斜撑两端的斜撑承压板24分别与腰梁13、底部支撑墩12连接紧密，在斜撑表面设置应力测试传感器；同时使斜撑10与钢格构柱11连接紧密；通过压力千斤顶25对斜撑10施加预应力，压力千斤25顶加力完成后通过压力墩26承压；

12)、斜撑部位土体36开挖：斜撑10施工完成后，再进行斜撑部位土体36开挖，土体开挖过程中同步观测斜撑10的受力变化情况，通过改变斜撑10承受的压力动态控制支护结构的稳定状态。

13)、基坑剪力墙37施工：待基坑开挖完成后，先沿基坑内排桩1的内表面铺设隔水层18，再支设模板进行剪力墙37混凝土浇筑和坑底剩余区域基础筏板9浇筑；

14)、斜撑10拆除：待基坑剪力墙37混凝土强度满足要求后，间隔卸掉斜撑10顶压力，逐步拆除斜撑10。