一种组合式基坑支护结构及其施工方法与流程

本发明涉及土木工程技术技术领域，具体涉及一种组合式基坑支护结构及其施工方法。

背景技术：

在富水地层的基坑支护设计中，水泥土搅拌桩通常用作止水帷幕以隔绝基坑内外的地下水连通，以便于基坑开挖施工。事实上，除了隔水作用外，水泥土搅拌桩本身就具有较为优良的力学性能，尤其在砂性土地层中，其无侧限抗压强度一般能接近4mpa，要远超于天然土体。因此，在目前的基坑支护设计中，仅利用水泥土搅拌桩的隔水性能而未充分发挥其较高的承载特性，会造成材料或结构本身的浪费，实为可惜。

中国专利文献cn206599785u公开了一种排桩锚拉水泥土桩连续墙支护结构，其基坑开挖面由竖直排桩及混凝土面层支挡，并通过全长粘结锚杆锚固至外侧水泥土搅拌桩内，从而形成整体受力的基坑开挖支挡结构。但这种方法需要在开挖面设置相应的排桩结构，且水泥土搅拌桩需要额外单独设置，未充分利用到止水帷幕本身的强度特性，因此其工程造价仍然较高。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种可以充分利用富水地层中水泥土搅拌桩止水帷幕自身强度的基坑支护结构及其施工方法。

本发明提供了一种组合式基坑支护结构及其施工方法，包括：

水泥土搅拌桩，设置在基坑开挖面外侧；

筋体，数量为多个，分多排均匀设置在基坑开挖面与水泥土搅拌桩之间，所述筋体的一端锚固在水泥土搅拌桩内，另一端锚固在基坑开挖面上；

钢筋网片，设于基坑开挖面上，所述筋体位于基坑开挖面的端部通过加强筋与钢筋网片连接；

混凝土层，位于所述钢筋网片表面。

较佳地，筋体端部与加强筋以及钢筋网片采用螺栓连接或焊接的方式固定连接。

较佳地，筋体倾斜设置在水泥土搅拌桩与基坑开挖面之间，倾斜角度为5°～30°，且筋体的高端位于基坑开挖面上，低端位于水泥土搅拌桩上。

较佳地，筋体为张拉式筋体或非张拉式筋体。

较佳地，单道水泥土搅拌桩厚度不小于1m。

较佳地，开挖深度大于8米时，设置多道水泥土搅拌桩；当筋体为张拉式筋体时，锚固在最外侧水泥搅拌桩内；当筋体为非张拉式筋体时，锚固在最外侧水泥土搅拌桩或内侧水泥土搅拌桩内。

本发明还公开了上述组合式基坑支护结构的施工方法，包括以下步骤：

s101、在基坑开挖面外侧设计位置处施工水泥土搅拌桩，水泥土搅拌桩之间可靠搭接，以形成连续的止水、隔水帷幕；

s102、水泥土搅拌桩达到设计强度后开挖基坑，当开挖到第一排筋体设计位置以下0.5m时，施工第一排钻孔，钻孔穿越水泥土搅拌桩长度不小于1m，钻孔倾斜角度为5°～30°；

s103、往钻孔内插入筋体，并向钻孔内注浆；

s104、在基坑开挖面处铺设钢筋网片，然后将筋体端部通过横向及纵向加强筋可靠连接在钢筋网片上以形成一个受力整体；

s105、筋体材料与钢筋网片连接完成之后在开挖面上喷射混凝土即完成了水泥土搅拌桩与筋体材料组合式基坑支护结构的施工；

当筋体为预应力锚索时，还需要另外对筋体材料施加预应力，并锚固在喷射混凝土面层上。

筋体为土钉、锚杆类非张拉式筋体时，需全长注浆，筋体为预应力锚索类张拉式筋体时，仅在水泥土搅拌桩范围内注浆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的基坑支护结构在隔水、防水的同时，能充分发挥水泥土搅拌桩止水帷幕的强度特性，其锚固作用更为可靠。更为重要的是，由于水泥土搅拌桩良好的锚固作用，可以大大降低筋体材料长度，将其限制在基坑开挖面至水泥土搅拌桩内。在场地红线控制严格的大环境下，该支护工法能最大程度的发挥土钉、锚杆、预应力锚索等筋体材料的支护性能，扩大其场地适用范围。

附图说明

图1是本发明的单道水泥土搅拌桩基坑支护剖面图；

图2是本发明的多道水泥土搅拌桩基坑支护剖面图；

图3是本发明的喷射混凝土面层构造详图。

附图标记说明：

1.水泥土搅拌桩，2.筋体，3.钢筋网片，4.加强筋，5.混凝土层，6.可张拉式筋体。

具体实施方式

下面结合附图1-3，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种组合式基坑支护结构及其施工方法，包括：

水泥土搅拌桩1，设置在基坑开挖面外侧；

筋体2，数量为多个，分多排均匀设置在基坑开挖面与水泥土搅拌桩1之间，所述筋体2的一端锚固在水泥土搅拌桩内，另一端锚固在基坑开挖面上；

钢筋网片3，设于基坑开挖面上，所述筋体2位于基坑开挖面的端部通过加强筋4与钢筋网片3连接；

混凝土层5，位于所述钢筋网片3表面。

其中，筋体2端部与加强筋4以及钢筋网片3采用螺栓连接或焊接的方式固定连接。

其中，筋体2倾斜设置在水泥土搅拌桩1与基坑开挖面之间，倾斜角度为5°～30°，且筋体2的高端位于基坑开挖面上，低端位于水泥土搅拌桩1上。

其中，筋体2为张拉式筋体或非张拉式筋体。

其中，单道水泥土搅拌桩厚度不小于1m。

其中，开挖深度大于8米时，设置多道水泥土搅拌桩；当筋体2为张拉式筋体时，锚固在最外侧水泥搅拌桩内；当筋体2为非张拉式筋体时，锚固在最外侧水泥土搅拌桩或内侧水泥土搅拌桩内。

当为多道桩体时，可采用单一的不张拉式筋体2或张拉式筋体6，也可以二者组合使用。其具体使用或组合方式需综合考虑基坑开挖深度、工程造价及变形控制要求等指标经过相应设计计算确定。

如图1至图3所示，本发明提供的一种水泥土搅拌桩与筋体材料组合式基坑支护结构，包括喷射的混凝土层5，筋体2及水泥土搅拌桩1。水泥土搅拌桩1设置在基坑开挖面外侧一定距离范围内，筋体2其一端部锚固在水泥土搅拌桩1内，另一锚固在开挖面处的喷射混凝土层5上。一般开挖深度较小时8m及以下，可只采用一道水泥土搅拌桩，如图1所示。此时筋体材料可采用土钉、锚杆等材料。当基坑开挖深度进一步增大时，可采用多道水泥土搅拌桩，如图2所示。此时筋体可为土钉、锚杆等不张拉式筋体2，也可以为预应力锚索等可张拉式筋体6，以进一步增大水泥土搅拌桩对喷射的混凝土面层5的约束作用。

喷射面层包括钢筋网片3和混凝土层5，筋体2通过横向及纵向加强筋4可靠的连接在钢筋网片3上，然后喷射混凝土，以形成一整体受力结构。

上述组合式基坑支护结构的施工方法包括以下步骤：

s101、在基坑开挖面外侧设计位置处施工水泥土搅拌桩，水泥土搅拌桩之间可靠搭接，以形成连续的止水、隔水帷幕；

s102、水泥土搅拌桩达到设计强度后开挖基坑，当开挖到第一排筋体设计位置以下0.5m时，施工第一排钻孔，钻孔穿越水泥土搅拌桩长度不小于1m，钻孔倾斜角度为5°～30°；

s103、往钻孔内插入筋体材料，并向钻孔内注浆；土钉、锚杆类筋体需全长注浆，预应力锚索类筋体仅在水泥土搅拌桩范围内注浆；以下各排筋体均按照同样流程进行施工；

s104、在基坑开挖面处铺设钢筋网片，然后将筋体材料外侧端部通过横向及纵向加强筋可靠连接在钢筋网片上以形成一个受力整体，连接方式优选焊接或螺栓连接；

s105、筋体材料与钢筋网片连接完成之后在开挖面上喷射混凝土即完成了水泥土搅拌桩与筋体材料组合式基坑支护结构的施工，当筋体材料为预应力锚索时，还需要另外对筋体材料施加预应力，并锚固在喷射混凝土面层上。

筋体为土钉、锚杆类非张拉式筋体时，需全长注浆，筋体为预应力锚索类张拉式筋体时，仅在水泥土搅拌桩范围内注浆。

总之，本发明施工简单方便，不需要大型复杂机械设备，相对于其他基坑支护工法，由于充分利用了已有止水帷幕结构的自身高强度特性，而不需要再额外设置其他支挡结构，因此其造价较低，具有显著的经济效益。另外，由于在本支护结构中筋体材料的长度较短，不会侵占周边建筑物红线，从而可以大大扩展土钉、锚杆及预应力锚索等筋体材料的场地适用范围。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。