井筒式地下立体车库的基坑围护体系及施工方法与流程

本发明涉及一种基坑围护体系，具体涉及一种井筒式地下立体车库的基坑围护体系及施工方法。

背景技术：

随着社会经济的快速发展，人们生活水平不断提高，城市中机动车数量急剧增长，“停车难”问题日益凸显。利用城市中零星地块建造井筒式地下立体车库，对于缓解“停车难”问题是一种有效的方法。这类井筒式地下立体车库的基坑通常具有平面尺寸小、垂直深度大，周边环境复杂，施工空间狭小等特点。

对于开挖深度较大的基坑，常规可行的围护体系主要为单排钻孔灌注桩或地下连续墙结合多道水平内支撑，采用明挖顺作法施工；当基坑平面形状为圆形时，也可通过设置多道环形围檩作为支撑体系。然而，排桩围护结构需增设止水帷幕，当基坑深度较大时，钻孔灌注桩及止水帷幕垂直度难以控制，容易造成止水帷幕不能和灌注桩紧贴，从而导致开挖过程中帷幕开裂渗漏的问题；而地下连续墙集挡土、截水于一体，也可兼作永久结构，但在施工中对成槽技术、墙体搭接部位连接技术要求高，且造价较高，施工占地大。为此，有必要结合井筒式地下立体车库自身结构特点提出一种安全、经济、施工方便的基坑围护体系。

技术实现要素：

本发明的目的是为了提供一种不仅能满足城市复杂环境和狭小场地内深基坑的施工要求；而且施工方便，围护结构稳定可靠的井筒式地下立体车库的基坑围护体系及施工方法。

本发明的技术方案是：

一种井筒式地下立体车库的基坑围护体系，包括：围护墙，围护墙呈环形，围护墙由若干依次排列分布的钻孔灌注桩组成，且任意相邻两个钻孔灌注桩互相咬合，所述钻孔灌注桩包括素混凝土钻孔灌注桩与钢筋混凝土钻孔灌注桩，且素混凝土钻孔灌注桩与钢筋混凝土钻孔灌注桩依次交替排列分布；车库外墙，车库外墙位于围护墙内侧，车库外墙在井筒式地下立体车库的地下室向下挖掘的过程中施工，以使车库外墙紧贴围护墙。

本方案中采用咬合桩围护结构，兼具挡土和止水作用，无需单独设置止水帷幕，相应施工设备体型较小，施工占地少，施工方便；能够满足城市复杂环境和狭小场地内深基坑的施工要求；同时，与普通钻孔灌注桩围护结构相比，咬合桩围护结构大幅度提高了围护结构的抗剪强度、结构稳定和安全性。另一方面，车库外墙采用在井筒式地下立体车库的地下室向下挖掘的过程中施工，可以使车库外墙紧贴围护墙，从而避免围护墙与车库外墙之间此时间隙，可以进一步提高基坑围护体系的结构稳定和安全性。

作为优选，钢筋混凝土钻孔灌注桩包括长桩与短桩，其中短桩的长度与素混凝土钻孔灌注桩相同，长桩的长度大于短桩的长度。本方案中的长桩不仅可以作为围护结构的一部分外，还兼作立柱桩，用于在井筒式地下立体车库施工完成前支承上部墙体结构的重量，如此可避免设置单独立柱桩并减少内支撑，从而节省工程材料，同时增大基坑内部施工空间。

作为优选，长桩依次等距分布，且任意相邻两根长桩之间分布有至少一根短桩。

作为优选，还包括冠梁，冠梁为钢筋混凝土梁，冠梁位于围护墙的顶部，冠梁将钻孔灌注桩的顶部连接为一体。如此，可以进一步提高围护墙的结构稳定性。

作为优选，冠梁还连接车库外墙的顶部。如此，可以将车库外墙的顶部和围护墙的顶部连接为一体，从而进一步提高基坑围护体系的结构稳定性。

作为优选，钢筋混凝土钻孔灌注桩由钢筋笼和混凝土构成，钢筋笼包括横向预埋钢筋，横向预埋钢筋中的一部分伸出到钢筋混凝土钻孔灌注桩的外侧，用于连接车库外墙，所述车库外墙通过横向预埋钢筋与钢筋混凝土钻孔灌注桩连接。如此，可以有效提高钢筋混凝土钻孔灌注桩与车库外墙之间的连接稳定性和可靠性。

作为优选，车库外墙包括自上而下依次分布的若干段外墙段，任意相邻的两段外墙段通过竖向预留钢筋相连接。

一种井筒式地下立体车库的基坑围护体系的施工方法，其特征是，依次包括以下步骤：

（一）施工围护墙，围护墙施工包括以下步骤，

第一，施工素混凝土钻孔灌注桩；

第二，施工钢筋混凝土钻孔灌注桩；

（二）施工冠梁，冠梁为钢筋混凝土梁，冠梁位于围护墙的顶部，冠梁将钻孔灌注桩的顶部连接为一体；

（三）施工车库外墙，车库外墙在井筒式地下立体车库的地下室向下挖掘的过程中施工，以使车库外墙紧贴围护墙。

一种井筒式地下立体车库的基坑围护体系的施工方法，其特征是，依次包括以下步骤：

（一）施工围护墙，围护墙施工包括以下步骤，

第一，施工素混凝土钻孔灌注桩；

第二，施工钢筋混凝土钻孔灌注桩，施工钢筋混凝土钻孔灌注桩包括施工长桩与短桩，其中施工长桩包括以下步骤：

首先，在相邻的两个素混凝土钻孔灌注桩之间钻孔，形成长桩桩孔；

接着，采用孔底扩张装置对长桩桩孔的孔底进行扩孔，所述孔底扩张装置包括中心立式筒体、设置在中心立式筒体内的密闭内腔、设置在密闭内腔内的第一起爆装置、若干设置在中心立式筒体外壁上的径向筒体及滑动设置在径向筒体内的爆破式扩孔器，所述径向筒体沿中心立式筒体的径向延伸，径向筒体的内孔与密闭内腔相连通，所述爆破式扩孔器包括滑动设置在径向筒体内的钻土壳体及设置在钻土壳体内的第二起爆装置，所述钻土壳体上远离密闭内腔的一端设有锥形钻头，钻土壳体的侧壁上设有若干侧壁缺口；

采用孔底扩张装置对长桩钻孔的孔底进行扩孔的具体步骤包括：

a,采用连接绳将孔底扩张装置下放到长桩桩孔的孔底；b,第一起爆装置起爆，使各径向筒体内的爆破式扩孔器射出到长桩桩孔的孔底的侧壁土层内；c，第二起爆装置起爆，从而对长桩桩孔的孔底进行扩孔；

再接着，将钢筋笼吊放到长桩桩孔内，然后灌注混凝土形成钢筋混凝土钻孔灌注桩；

由于在灌注混凝土之前通过孔底扩张装置对长桩桩孔的孔底进行扩孔，如此，在灌注混凝土形成钢筋混凝土钻孔灌注桩后，长桩的底部将形成可靠的支撑，极大的提高长桩作为立柱桩的承载能力，以在井筒式地下立体车库施工完成前支承上部墙体结构的重量，保证基坑围护体系的结构稳定可靠。

（二）施工冠梁，冠梁为钢筋混凝土梁，冠梁位于围护墙的顶部，冠梁将钻孔灌注桩的顶部连接为一体；

（三）施工车库外墙，车库外墙在井筒式地下立体车库的地下室向下挖掘的过程中施工，以使车库外墙紧贴围护墙。

本发明的有益效果是：不仅能满足城市复杂环境和狭小场地内深基坑的施工要求；而且具有施工方便，围护结构稳定可靠的特点。

附图说明

图1是本发明的具体实施例一的井筒式地下立体车库的基坑围护体系的围护墙呈圆形的一种俯视图。

图2是本发明的具体实施例一的井筒式地下立体车库的基坑围护体系的围护墙呈矩形的一种俯视图。

图3是本发明的具体实施例一的井筒式地下立体车库的基坑围护体系的侧视图。

图4是本发明的具体实施例一的井筒式地下立体车库的基坑围护体系的一种局部剖面结构示意图。

图5是本发明的具体实施例一的井筒式地下立体车库的基坑围护体系的车库外墙与钢筋混凝土钻孔灌注桩的一种局部连接结构示意图。

图6是本发明的具体实施例三的孔底扩张装置的一种剖面结构示意图。

图7是本发明的具体实施例三的长桩的底部的一种俯视图。

图中：

围护墙1，素混凝土钻孔灌注桩1.1，钢筋混凝土钻孔灌注桩1.2，长桩1.21，短桩1.22，横向预埋钢筋1.23；

车库外墙2；

冠梁3；

底部结构基础4；

顶板5；

孔底扩张装置6，中心立式筒体6.1，密闭内腔6.2，第一起爆装置6.3，径向筒体6.4，爆破式扩孔器6.5，锥形钻头6.51，第二起爆装置6.52，侧壁缺口6.53，内限位块6.6。

具体实施方式

为使本发明技术方案实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚地解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，而不是全部实施例。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本方案，而不能解释为对本发明方案的限制。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

具体实施例一：如图1、图2、图3所示，一种井筒式地下立体车库的基坑围护体系，包括围护墙1与车库外墙2。围护墙呈环形，例如，围护墙横截面呈圆形或矩形。围护墙由若干依次排列分布的钻孔灌注桩组成，且任意相邻两个钻孔灌注桩互相咬合。钻孔灌注桩包括素混凝土钻孔灌注桩1.1与钢筋混凝土钻孔灌注桩1.2，且素混凝土钻孔灌注桩与钢筋混凝土钻孔灌注桩依次交替排列分布。素混凝土钻孔灌注桩由混凝土构成。钢筋混凝土钻孔灌注桩由钢筋笼和混凝土构成。车库外墙2位于围护墙内侧，车库外墙在井筒式地下立体车库的地下室向下挖掘的过程中施工，以使车库外墙紧贴围护墙。

本实施例中采用咬合桩围护结构，兼具挡土和止水作用，无需单独设置止水帷幕，相应施工设备体型较小，施工占地少，施工方便，能够满足城市复杂环境和狭小场地内深基坑的施工要求；同时，与普通钻孔灌注桩围护结构相比，咬合桩围护结构大幅度提高了围护结构的抗剪强度、结构稳定和安全性。另一方面，车库外墙采用在井筒式地下立体车库的地下室向下挖掘的过程中施工，可以使车库外墙紧贴围护墙，从而避免围护墙与车库外墙之间此时间隙，可以进一步提高基坑围护体系的结构稳定和安全性。

本实施例中，如图4所示，车库外墙2包括自上而下依次分布的若干段外墙段，任意相邻的两段外墙段通过竖向预留钢筋相连接。在实际施工中，井筒式地下立体车库的地下室向下挖掘的方式采用依次向下分层开挖的方式，每向下开挖一层，施工一段外墙段。

进一步的，如图3所示，钢筋混凝土钻孔灌注桩1.2包括长桩1.21与短桩1.22，其中短桩的长度与素混凝土钻孔灌注桩相同，长桩的长度大于短桩的长度。本方案中的长桩不仅可以作为围护结构的一部分外，还兼作立柱桩，用于在井筒式地下立体车库施工完成前支承上部墙体结构的重量，如此可避免设置单独立柱桩并减少内支撑，从而节省工程材料，同时增大基坑内部施工空间。

长桩依次等距分布，且任意相邻两根长桩之间分布有两根短桩。

进一步的，如图5所示，钢筋笼包括横向预埋钢筋1.23，横向预埋钢筋中的一部分伸出到钢筋混凝土钻孔灌注桩的外侧，用于连接车库外墙2；车库外墙通过横向预埋钢筋与钢筋混凝土钻孔灌注桩连接。如此，可以有效提高钢筋混凝土钻孔灌注桩与车库外墙之间的连接稳定性和可靠性。

进一步的，如图4所示，井筒式地下立体车库的基坑围护体系还包括冠梁3。冠梁为钢筋混凝土梁。冠梁位于围护墙的顶部，冠梁将钻孔灌注桩的顶部连接为一体。如此，可以进一步提高围护墙的结构稳定性。

冠梁还连接车库外墙2的顶部。本实施例中，冠梁内预埋有竖向连接钢筋，车库外墙的顶部通过竖向连接钢筋与冠梁相连接。如此，可以将车库外墙的顶部和围护墙的顶部连接为一体，从而进一步提高基坑围护体系的结构稳定性。

进一步的，如图4所示，井筒式地下立体车库的基坑围护体系还包括顶板5与底部结构基础4。

具体实施例二：一种井筒式地下立体车库的基坑围护体系的施工方法，该井筒式地下立体车库的基坑围护体系的具体结构参照具体实施例一。

井筒式地下立体车库的基坑围护体系的施工方法，依次包括以下步骤：

（一）施工围护墙，围护墙施工包括以下步骤，

第一，施工素混凝土钻孔灌注桩，具体的，首先在指定的地点钻孔，形成桩孔；接着，灌注混凝土形成素混凝土钻孔灌注桩；

第二，施工钢筋混凝土钻孔灌注桩，具体的，首先，在相邻的两个素混凝土钻孔灌注桩之间钻孔，形成桩孔；接着，将钢筋笼吊放到桩孔内，然后灌注混凝土形成钢筋混凝土钻孔灌注桩；

（二）施工冠梁，冠梁为钢筋混凝土梁，冠梁位于围护墙的顶部，冠梁将钻孔灌注桩的顶部连接为一体；

（三）施工车库外墙，车库外墙在井筒式地下立体车库的地下室向下挖掘的过程中施工，以使车库外墙紧贴围护墙。本实施例中，井筒式地下立体车库的地下室向下挖掘的方式采用依次向下分层开挖的方式，每向下开挖一层，施工一段外墙段。任意相邻的两段外墙段通过竖向预留钢筋相连接，任意相邻的两段外墙段的交接面处需凿毛处理。

（四）井筒式地下立体车库的地下室向下挖掘至坑底后，施工坑底的底部结构基础以及位于冠梁上方的顶板。

具体实施例三：一种井筒式地下立体车库的基坑围护体系的施工方法，该井筒式地下立体车库的基坑围护体系的具体结构参照具体实施例一。

井筒式地下立体车库的基坑围护体系的施工方法，依次包括以下步骤：

（一）施工围护墙，围护墙施工包括以下步骤，

第一，施工素混凝土钻孔灌注桩，具体的，首先在指定的地点钻孔，形成桩孔；接着，灌注混凝土形成素混凝土钻孔灌注桩；

第二，施工钢筋混凝土钻孔灌注桩，施工钢筋混凝土钻孔灌注桩包括施工长桩与短桩，其中施工长桩包括以下步骤：

首先，在相邻的两个素混凝土钻孔灌注桩之间钻孔，形成长桩桩孔；

接着，采用孔底扩张装置对长桩桩孔的孔底进行扩孔。如图6所示，孔底扩张装置6包括中心立式筒体6.1、设置在中心立式筒体内的密闭内腔6.2、设置在密闭内腔内的第一起爆装置6.3、四个设置在中心立式筒体外壁上的径向筒体6.4及滑动设置在径向筒体内的爆破式扩孔器6.5。径向筒体沿中心立式筒体的径向延伸，径向筒体的内孔与密闭内腔相连通。爆破式扩孔器包括滑动设置在径向筒体内的钻土壳体及设置在钻土壳体内的第二起爆装置6.52。钻土壳体上远离密闭内腔的一端设有锥形钻头6.51，钻土壳体的侧壁上设有若干侧壁缺口6.53。本实施例中，靠近中心立式筒体的径向筒体的一端的内壁还设有内限位块6.6，内限位块用于限位对于的钻土壳体。钻土壳体与密闭内腔位于对应的内限位块的相对两侧。本实施例中，第一起爆装置和第二起爆装置均为遥控炸弹。

采用孔底扩张装置对长桩钻孔的孔底进行扩孔的具体步骤包括：

a,采用连接绳将孔底扩张装置下放到长桩桩孔的孔底；b,控制第一起爆装置起爆，使各径向筒体内的爆破式扩孔器射出到长桩桩孔的孔底的侧壁土层内；c，控制第二起爆装置起爆，从而对长桩桩孔的孔底进行扩孔；

再接着，将钢筋笼吊放到长桩桩孔内，然后灌注混凝土形成钢筋混凝土钻孔灌注桩；

由于在灌注混凝土之前通过孔底扩张装置对长桩桩孔的孔底进行扩孔，如此，在灌注混凝土形成钢筋混凝土钻孔灌注桩后，长桩的底部将形成一种如图7所示的可靠的支撑结构，从而极大的提高长桩作为立柱桩的承载能力，以在井筒式地下立体车库施工完成前支承上部墙体结构的重量，保证基坑围护体系的结构稳定可靠。

（二）施工冠梁，冠梁为钢筋混凝土梁，冠梁位于围护墙的顶部，冠梁将钻孔灌注桩的顶部连接为一体；

（三）施工车库外墙，车库外墙在井筒式地下立体车库的地下室向下挖掘的过程中施工，以使车库外墙紧贴围护墙。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。