基坑的主体与支护结构的一体化系统的制作方法

本实用新型涉及一种基坑的主体与支护结构的一体化系统。

背景技术：

面积超大、深度较深的超大型基坑，如若采用常规基坑使用的板式支护+内支撑的围护体系将会出现以下问题：

首先大面积基坑内支撑体系需要大体量的临时钢筋混凝土或钢支撑，这将推高整个工程的造价；其次支撑长度过长，长细比过大导致刚度削弱严重，无法为围护墙提供足够反力；再次支撑长度过长，在轴向力作用下，其本身的压缩变形达到几厘米甚至几十厘米，从而导致支护墙变形过大，支护结构失效风险大大增加。

工程界现有中心岛方法可以解决超大面积深基坑支撑体系造价过高且安全性较低问题。该方法在基坑周圈裙边预留土，并采用多级放坡使中心岛区域开挖至坑底标高，然后施工中心岛地下结构，待中心岛结构施工至地下室顶板后，再挖除周圈土体并施工该区域地下结构梁板。方法预计通过周圈预留土方为围护提供被动土反力，减少基坑的变形。但软黏土地区的土体本身存在流变特性，饱和软黏土自身随着时间的增长而持续产生变形，而超大面积基坑施工周期本身较长，这将导致基坑周圈预留土坡持续产生位移，导致围护结构长时间持续变形，对周边环境保护不利。同时为了确保基坑周圈预留土坡自身稳定性，需要大量的坡体加固措施，经济上不是很合理。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基坑的主体与支护结构的一体化系统，能够解决现有的基坑围护体系造价高、无法为围护墙提供足够反力和支护结构失效风险大的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种基坑的主体与支护结构的一体化系统，包括：

设置于基坑周圈外侧的外侧围护墙；

设置于基坑周圈内侧的内侧围护墙，其中，外侧围护墙与内侧围护墙之间围成第一地下主体结构的施工空间，所述内侧围护墙的远离所述外侧围护墙侧，围有所述基坑的中部待开挖区；

设置于所述施工空间内的第一地下主体结构，所述第一地下主体结构与所述外侧围护墙连接。

进一步的，在上述系统中，所述外侧围护墙由钻孔灌注、三轴搅拌桩围成。

进一步的，在上述系统中，所述第一地下主体结构分为多段，每一段的第一地下主体结构与相邻的各段第一地下主体结构连接。

进一步的，在上述系统中，还包括传力带，所述第一地下主体结构与所述外侧围护墙通过所述传力带连接。

进一步的，在上述系统中，所述第一地下主体结构包括：

底端插入于土层内的工程桩；

与所述工程桩的顶端连接的底板；

位于所述底板上层的中楼板，位于所述中楼板上层的顶板，所述底板、中楼板和顶板之间通过立柱连接成一体，所述第一地下主体结构的外墙与所述外侧围护墙连接。

进一步的，在上述系统中，还包括加固钢支撑，所述加固钢支撑斜向连接于所述底板和中楼板之间，或斜向连接于所述中楼板和顶板之间。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

A、本实用新型将整个基坑分为中心大开挖区域及周圈顺作区域，中部采用敞开式开挖施工，无需再架设临时支撑，节省了大量水平支撑及竖向支承构件工程量，大大降低了工程造价；

B、中部土方采用大开挖方式挖除，出土效率高，大大加快了整体施工速度；

C、基坑周圈采用第一地下主体结构与侧围护墙的支护结构，形成一体化围护体系替代坑圈留土，避免了常规中心岛施工过程中周圈坡体长时间流变变形稳定性下降的问题，降低了基坑施工风险。

D、中心岛区域施工过程中，本实用新型利用已完成的地下结构作为基坑支护体系，支护结构刚度大，围护墙变形小，对环境保护有利。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分的理解本实用新型的目的、特征及效果。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的坑内外支护墙分布及分块施工示意图；

图2是本实用新型一实施例的部分地下结构代替围护体系的剖面图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1和2所示，本实用新型提供一种基坑的主体与支护结构的一体化系统，包括：

设置于基坑周圈外侧的外侧围护墙5；

设置于基坑周圈内侧的内侧围护墙7，其中，外侧围护墙5与内侧围护墙7 之间围成第一地下主体结构的施工空间9，所述内侧围护墙的远离所述外侧围护墙5侧，围有所述基坑的中部待开挖区10；

设置于所述施工空间9内的第一地下主体结构，所述第一地下主体结构与所述外侧围护墙9连接。

在此，在基坑周圈内外两侧分别形式两道支护+止水体系5、7；完成两道围护体系之间的施工空间9内土方开挖后，可以采用顺作法完成第一地下主体结构施工。

本实用新型首先在基坑周圈形成一定宽度的第一地下主体结构，待该部分第一地下结构施工完成并养护至设计强度后，直接利用该部分第一地下主体结构结合外侧围护墙5，一体化作为后期中部基坑10开挖的围护体系，坑内待周边一体化围护体系施工完成后，采用大开挖方式挖除中部待开挖区10内的土方，采用上述方式基坑内不需要大量架设临时支撑，大大节省了工程造价。同时利用周圈第一地下主体结构结合外侧围护墙一体化作为基坑围护体系，还避免了基坑周圈留土流变导致的基坑变形过大问题，对基坑周边环境保护有利。

针对采用盆式开挖的中心岛方案基坑围护变形过大，对周边环境保护不利的现状，本实用新型解决了面积超大、深度较深的基坑支护架设临时内支撑造价过高、围护风险大的问题。

本实用新型的基坑的主体与支护结构的一体化系统一实施例中，所述外侧围护墙由钻孔灌注、三轴搅拌桩围成。

在此，如图1所示，可分别在基坑内外侧设置外侧围护墙5和内侧围护墙 7，两墙间宽度约15m，外侧围护墙5是钻孔灌注桩+三轴搅拌桩挡土止水墙，内侧围护墙7为SMW工法挡土止水墙，其中，SMW工法亦称新型水泥土搅拌桩墙，即在水泥土桩内插入H型钢等(多数为H型钢，亦有插入拉森式钢板桩、钢管等)，将承受荷载与防渗挡水结合起来，使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。

本实用新型的基坑的主体与支护结构的一体化系统一实施例中，所述第一地下主体结构分为多段，每一段的第一地下主体结构与相邻的各段第一地下主体结构连接。

在此，当基坑周圈过长、第一地下主体结构无法一次性施工完成时，例如，可如图1所示，分为A-F等若干个分段，每一分段的第一地下主体结构均可一次性施工完成，在每一分段的第一地下主体结构形成后，就可以进行靠近该分段侧的中部待开挖区内的土方开挖，以提高开挖效率。

每一分段区域分别顺作至第一地下主体结构出地面，然后连接为整体。

如图2所示，本实用新型的基坑的主体与支护结构的一体化系统一实施例中，还包括传力带，所述第一地下主体结构与所述外侧围护墙5通过所述传力带6连接。

在此，待周圈地下结构施工完成后，利用已完成地下结构结合外侧支护墙一体化作为挡土+止水体系，如图2所示，第一地下主体结构与外侧围护墙通过配筋传力带相连。

如图2所示，本实用新型的基坑的主体与支护结构的一体化系统一实施例中，所述第一地下主体结构包括：

底端插入于土层内的工程桩4；

与所述工程桩4的顶端连接的底板21；

位于所述底板21上层的中楼板22，位于所述中楼板22上层的顶板23，所述底板21、中楼板22和顶板23之间通过立柱8连接成一体，所述第一地下主体结构的外墙通过所述传力带6与所述外侧围护墙5连接。

在此，第一地下主体结构通过底板21、中楼板22、顶板23、立柱8、传力带6与围护墙连接形成一体化形成围护体系。

利用已完成部分结构结合支护墙作为挡土止水体系，需要验算已完成结构结合围护墙体系是否满足抗倾覆稳定性要求。如果不满足，需要采取加长第一地下主体结构墙下边的工程桩4或者所述外侧围护墙5的钻孔灌注、三轴搅拌桩的方式，增大桩体抗拔承载力，加强一体化围护体系整体稳定性，确保围护结构体不发生倾覆\滑移。

同时，第一地下主体结构墙下边的工程桩4截面承载力也需验算，如果不满足要求，进行加强。

本实用新型的基坑的主体与支护结构的一体化系统一实施例中，还包括加固钢支撑3，所述加固钢支撑3斜向连接于所述底板21和中楼板22之间及斜向连接于所述中楼板22和顶板23之间。

如图2所示，可以对第一地下主体结构进行强度验算，如若不满足规范要求，可采用技术措施如但不限于增设加固钢支撑22，如φ609钢管支撑或双拼 H700×300×13×21型钢支撑等措施对结构进行加固。

如图1和2所示，本实用新型的基坑的主体与支护结构的一体化方法，包括。

步骤S1，在基坑周圈外侧的两侧分别形成外侧围护墙5和内侧围护墙7，其中，外侧围护墙5与内侧围护墙7之间围成第一地下主体结构的施工空间9，所述内侧围护墙7的远离所述外侧围护墙7侧，围有所述基坑的中部待开挖区9；

步骤S2，在所述外侧围护墙5和内侧围护墙7围成的施工空间内进行土方开挖后，采用从下往上的顺作法在所述施工空间内施工形成第一地下主体结构，并将施工完成的第一地下主体结构与所述外侧围护墙5连接；

步骤S3，在所述中部待开挖区10内进行土方开挖后，采用从下往上的顺作法在所述中部待开挖区10内施工形成第二地下主体结构，将所述第二地下主体结构和相邻的所述第一地下主体结构进行连接。

在此，本实用新型在基坑周圈内外两侧分别形式两道支护+止水体系5、7；

采用从下往上的顺作法在所述施工空间内施工形成第一地下主体结构，并将施工完成的第一地下主体结构与所述外侧围护墙5连接之后，中部待开挖区内10的土方采用大开挖方式挖除；

最后施工中心区域第二地下主体结构，并将第二地下主体结构与周圈已完成第一地下主体结构相连。

本实用新型首先在基坑周圈形成一定宽度的第一地下主体结构，待该部分第一地下结构施工完成并养护至设计强度后，直接利用该部分第一地下主体结构结合外侧围护墙5，一体化作为后期中部基坑10开挖的围护体系，坑内待周边一体化围护体系施工完成后，采用大开挖方式挖除中部待开挖区10内的土方，采用上述方式基坑内不需要大量架设临时支撑，大大节省了工程造价。同时利用周圈第一地下主体结构结合外侧围护墙一体化作为基坑围护体系，还避免了基坑周圈留土流变导致的基坑变形过大问题，对基坑周边环境保护有利。

针对采用盆式开挖的中心岛方案基坑围护变形过大，对周边环境保护不利的现状，本实用新型解决了面积超大、深度较深的基坑支护架设临时内支撑造价过高、围护风险大的问题。

本实用新型的基坑的主体与支护结构的一体化方法一实施例中，在基坑周圈外侧的两侧分别形成外侧围护墙和内侧围护墙，包括：

采用钻孔灌注桩和三轴搅拌桩挡土止水的方式，施工形成所述外侧围护墙 5；

采用SMW工法挡土止水的方式，施工形成所述内侧围护墙7。

在此，如图1所示，可分别在基坑内外侧设置外侧围护墙5和内侧围护墙 7，两墙间宽度约15m，外侧围护墙5是钻孔灌注桩+三轴搅拌桩挡土止水墙，内侧围护墙7为SMW工法挡土止水墙，其中，SMW工法亦称新型水泥土搅拌桩墙，即在水泥土桩内插入H型钢等(多数为H型钢，亦有插入钢管等)，将承受荷载与防渗挡水结合起来，使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。

本实用新型的基坑的主体与支护结构的一体化方法一实施例中，采用从下往上的顺作法在所述施工空间内施工形成第一地下主体结构，包括：

采用从下往上的顺作法在所述施工空间内施工分段形成第一地下主体结构，并将每一段的第一地下主体结构与相邻的各段第一地下主体结构连接。

在此，当基坑周圈过长、第一地下主体结构无法一次性施工完成时，例如，可如图1所示，分为A-F等若干个分段，每一分段的第一地下主体结构均可一次性施工完成，在每一分段的第一地下主体结构形成后，就可以进行靠近该分段侧的中部待开挖区内的土方开挖，以提高开挖效率。

每一分段区域分别顺作至第一地下主体结构出地面，然后连接为整体。

如图2所示，本实用新型的基坑的主体与支护结构的一体化方法一实施例中，将施工完成的第一地下主体结构与所述外侧围护墙连接，包括：

通过传力带6，将所述施工完成的第一地下主体结构与所述外侧围护墙连接。

在此，待周圈地下结构施工完成后，利用已完成地下结构结合外侧支护墙一体化作为挡土+止水体系，如图2所示，第一地下主体结构与外侧围护墙通过配筋传力带6相连。

如图2所示，本实用新型的基坑的主体与支护结构的一体化方法一实施例中，在所述施工空间内施工形成第一地下主体结构，包括：

将工程桩4底端插入土层内；

将底板21与所述工程桩4的顶端连接；

将由下至上依次分布的底板21、中楼板22和顶板23通过立柱8连接成一体；

将所述第一地下主体结构的外墙通过所述传力带6与所述外侧围护墙5连接。

在此，第一地下主体结构通过底板21、中楼板22、顶板23、立柱8、传力带6与外侧围护墙5连接形成一体化形成围护体系。

利用已完成部分结构结合支护墙作为挡土止水体系，需要验算已完成结构结合围护墙体系是否满足抗倾覆稳定性要求。如果不满足，需要采取加长第一地下主体结构墙下边的工程桩4或者所述外侧围护墙5的钻孔灌注、三轴搅拌桩的方式，增大桩体抗拔承载力，加强一体化围护体系整体稳定性，确保围护结构体不发生倾覆。

同时，第一地下主体结构墙下边的工程桩4截面承载力也需验算，如果不满足要求，进行加强。

本实用新型的基坑的主体与支护结构的一体化方法一实施例中，将由下至上依次分布的底板、中楼板和顶板通过立柱连接成一体之后，还包括：

将加固钢支撑3斜向连接于所述底板21和中楼板22之间及斜向连接于所述中楼板22和顶板23之间。

如图2所示，可以对第一地下主体结构进行强度验算，如若不满足规范要求，可采用技术措施如但不限于增设加固钢支撑，如φ609钢管支撑或双拼H700 ×300×13×21型钢支撑等措施对结构进行加固。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

A、本实用新型将整个基坑分为中心大开挖区域及周圈顺作区域，中部采用敞开式开挖施工，无需再架设临时支撑，节省了大量水平支撑及竖向支承构件工程量，大大降低了工程造价；

B、中部土方采用大开挖方式挖除，出土效率高，大大加快了整体施工速度；

C、基坑周圈采用第一地下主体结构与侧围护墙的支护结构，形成一体化围护体系替代坑圈留土，避免了常规中心岛施工过程中周圈坡体长时间流变变形稳定性下降的问题，降低了基坑施工风险。

D、中心岛区域施工过程中，本实用新型利用已完成的地下结构作为基坑支护体系，支护结构刚度大，围护墙变形小，对环境保护有利。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。