一种深基坑支护结构的制作方法

[0001]
本申请涉及基坑支护技术领域，具体地，涉及一种深基坑支护结构。


背景技术：

[0002]
随着社会的发展，市政、铁路、公路、建筑等工程施工过程中，大量涉及深基坑工程的实施，深基坑设计规模越来越大，长度和深度不断攀升。深基坑支护结构设计方案的优劣往往直接影响主体结构方案的合理性与经济性，甚至决定了整个工程项目的成败。尤其是对于长度几百米、宽度几十米、深度十几米甚至达几十米的深基坑工程而言，由于深基坑长度过长，支护结构顶部的冠梁刚度和深基坑长度的三次方成反比，导致长大深基坑的冠梁刚度相对较弱，必然造成支护结构和临近的地表变形较大，极难满足深基坑设计相关规范的规定。
[0003]
因此，在现有深基坑工程施工时，支护结构的变形问题尤为突出。


技术实现要素：

[0004]
本申请实施例中提供了一种深基坑支护结构，该深基坑支护结构具有结构刚度大、能有效控制深基坑变形、施工简单、便捷、费用低的特点。
[0005]
根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种深基坑支护结构的变形控制方法，该变形控制方法包括如下步骤：
[0006]
建立深基坑支护结构的模型；所述深基坑支护结构包括围护结构，所述围护结构包括围绕深基坑周向分布的多个围护桩和形成于多个所述围护桩顶部的围护冠梁，所述围护冠梁将多个所述围护桩固定连成一体；
[0007]
对深基坑支护结构模型进行计算，计算结果包括所述深基坑支护结构的刚度值和变形值；
[0008]
根据对深基坑支护结构模型的计算结果和深基坑等级要求，通过在所述深基坑的外周侧设置加强结构来增强所述围护冠梁的刚度值；所述加强结构包括沿所述深基坑的周向间隔设置的多组支点桩和与每组支点桩一一对应的加强冠梁；所述加强冠梁形成于每组支点桩的顶部，并将每组支点桩和所述围护冠梁固定连为一体，所述加强冠梁与所述围护冠梁垂直设置。
[0009]
优选地，在通过在所述深基坑的外周侧设置加强结构来增强所述围护冠梁的刚度值的步骤中，每组支点桩中支点桩的数量以所述深基坑相应位置满足形成独立支点所需的刚度为原则进行设置。
[0010]
优选地，结合现场条件及基坑计算结果，所述支点桩的桩基施工完成后，从所述深基坑一侧向所述支点桩的桩基一侧施打预定数量的锚杆，更好的限制基坑变形。
[0011]
根据本申请实施例的第二个方面，还提供了一种采用上述技术方案中任意一种变形控制方法的深基坑支护结构，该深基坑支护结构包括围护结构和加强结构，其中：
[0012]
所述围护结构包括围绕深基坑周向分布的多个围护桩和形成于多个所述围护桩
顶部的围护冠梁，所述围护冠梁将多个所述围护桩固定连成一体；
[0013]
所述加强结构包括沿所述深基坑的周向间隔设置的多组支点桩和与每组支点桩一一对应的加强冠梁；所述加强冠梁形成于每组支点桩的顶部，并将每组支点桩和所述围护冠梁固定连为一体，所述加强冠梁与所述围护冠梁垂直设置。
[0014]
优选地，每组支点桩包括至少一个支点桩。
[0015]
优选地，当每组支点桩包括至少两个支点桩时，至少两个所述支点桩的排列方向与对应的所述深基坑的侧边的延伸方向垂直。
[0016]
优选地，每组支点桩包括沿直线排列的三个支点桩。
[0017]
优选地，在至少两个所述围护桩的中上部固定连接有加强型钢，在所述加强型钢上固定连接有锚杆，所述锚杆从所述围护桩一侧插入所述支点桩一侧的土体内。
[0018]
优选地，在每组支点桩中，相邻的所述支点桩之间的净间距为0.2m～0.3m。
[0019]
优选地，所述加强冠梁为混凝土梁。
[0020]
优选地，所述加强冠梁的高度大于等于1m、且宽度大于等于支点桩的桩基宽度。
[0021]
采用本申请实施例中提供的深基坑支护结构，具有以下有益效果：
[0022]
上述深基坑支护结构通过在深基坑的外周侧设置加强结构来增强围护冠梁的刚度值；由于在深基坑的周向施作垂直于深基坑侧边的多个支点桩，并在新增设的支点桩顶部施工加强冠梁，将加强冠梁与基坑周边原有的围护结构连接，通过提高冠梁刚度，进而提高深基坑抵抗变形的能力，形成稳固的深基坑支护体系。因此，该深基坑支护结构无需改变常规的深基坑围护结构形式、对工程造价和施工工期的影响较小，结构刚度大、施工简单、便捷、费用低，能有效控制深基坑变形，进而保证深基坑稳定安全。
[0023]
同时，采用上述变形控制方法形成的深基坑支护结构具有占地少的特点，相对于现有双排桩支护体系而言，更适用于城市狭窄地区。
附图说明
[0024]
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0025]
图1为本申请实施例提供的深基坑支护结构的变形控制方法的示意图；
[0026]
图2为本申请实施例提供的深基坑支护结构的局部平面示意图；
[0027]
图3为图2中围护结构增设加强型钢和锚杆的结构立面示意图。
[0028]
附图标记：
[0029]
1-围护结构；2-加强结构；11-围护桩；12-围护冠梁；13-加强型钢；14-锚杆；21-支点桩；22-加强冠梁。
具体实施方式
[0030]
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031]
本申请实施例提供了一种深基坑支护结构及其变形控制方法，适用于市政、铁路、
公路、建筑等深基坑工程设计和施工，尤其适用于城市狭窄地区的深基坑施工。深基坑支护结构的变形控制方法既可以在深基坑的设计时使用，也可以在深基坑施工的过程中使用。
[0032]
实施例一
[0033]
本申请实施例提供了一种深基坑支护结构的变形控制方法，如图1所示，该变形控制方法包括如下步骤：
[0034]
步骤s100，建立深基坑支护结构的模型；如图2结构所示，深基坑支护结构包括围护结构1，围护结构1包括围绕深基坑周向分布的多个围护桩11和形成于多个围护桩11顶部的围护冠梁12，围护冠梁12将多个围护桩11固定连成一体；
[0035]
步骤s200，对深基坑支护结构模型进行计算，计算结果可以包括深基坑支护结构的刚度值和变形值；在对深基坑支护结构模型进行计算时，可以采用计算机辅助工程(cae，computer aided engineering)软件进行，也可以采用其它的模拟仿真软件或人工进行计算；在计算过程中，可以计算深基坑支护结构的受力、变形、载荷等参数；
[0036]
步骤s300，根据对深基坑支护结构模型的计算结果和深基坑等级要求，通过在深基坑的外周侧设置加强结构2来增强围护冠梁12的刚度值；在步骤200中的计算结果可以包括深基坑支护结构的变形值(变形量)、载荷值、位移值等参考值；根据对深基坑支护结构模型进行计算得出的结果，对围护结构1进行有针对性地加强；如图2结构所示，加强结构2包括沿深基坑的周向间隔设置的多组支点桩21和与每组支点桩21一一对应的加强冠梁22；加强冠梁22形成于每组支点桩21的顶部，并将每组支点桩21和围护冠梁12固定连为一体，加强冠梁22与围护冠梁12垂直设置。
[0037]
上述深基坑支护结构的变形控制方法通过对深基坑支护结构模型进行计算，并根据计算结果和深基坑等级要求，通过在深基坑的外周侧设置加强结构2来增强围护冠梁12的刚度值；由于在深基坑的周向施作垂直于深基坑侧边的多个支点桩21，并在新增设的支点桩21顶部施工加强冠梁22，将加强冠梁22与基坑周边原有的围护结构1连接，通过提高冠梁刚度，进而提高深基坑抵抗变形的能力，形成稳固的深基坑支护体系。因此，该变形控制方法无需改变常规的深基坑围护结构1形式、对工程造价和施工工期的影响较小，施工简单、便捷、费用低，能有效控制深基坑变形，进而保证深基坑稳定安全。
[0038]
同时，采用上述变形控制方法形成的深基坑支护结构具有占地少的特点，相对于现有双排桩支护体系而言，更适用于城市狭窄地区。
[0039]
一种具体的实施方式中，在通过在深基坑的外周侧设置加强结构2来增强围护冠梁12的刚度值的步骤s300中，每组支点桩21中支点桩21的数量以深基坑相应位置满足形成独立支点所需的刚度为原则进行设置；如图2和图3结构中，每组支点桩21均由成一条直线间隔排列的3个支点桩21构成，在实际设计和施工过程中，可以根据实际计算结果和施工地面情况进行综合判断，每组支点桩21可以仅包括1个支点桩21，可以包括2个支点桩21，也可以包括如图2中结构所示的3个支点桩21，还可以包括4个或更多个支点桩21，设置支点桩21的目的就是要使设置每组支点桩21的位置处的深基坑的围护结构1的刚度满足施工要求。
[0040]
在施工加强结构2的支点桩21时，支点桩21的桩基可以采用挖孔工艺或钻孔工艺进行施工，当支点桩21施工完成后，可以从深基坑一侧向支点桩21的桩基一侧施打预定数量的锚杆14，并与设置在围护桩11中上部的加强型钢13形成组合结构，如图3结构所示，为了使锚杆14对围护桩11起到支承加强作用，在围护桩11背离支点桩21的一侧还设置有加强
型钢13，锚杆14的一端固定在加强型钢13上，并以加强型钢13作为支点，锚杆14的另一端插入支点桩21一侧的土体内；通过设置锚杆14和加强型钢13，能够进一步对围护桩11的桩基进行结构加强。
[0041]
实施例二
[0042]
本申请实施例还提供了一种采用上述变形控制方法施工形成的深基坑支护结构，如图2和图3结构所示，该深基坑支护结构包括围护结构1和加强结构2，其中：
[0043]
围护结构1包括围绕深基坑周向分布的多个围护桩11和形成于多个围护桩11顶部的围护冠梁12，围护冠梁12将多个围护桩11固定连成一体；围护冠梁12和围护桩11为施工现场浇筑结构；多个围护桩11可以沿深基坑周向均匀分布；
[0044]
加强结构2包括沿深基坑的周向间隔设置的多组支点桩21和与每组支点桩21一一对应的加强冠梁22；加强冠梁22形成于每组支点桩21的顶部，并将每组支点桩21和围护冠梁12固定连为一体，加强冠梁22与围护冠梁12垂直设置。当深基坑为矩形坑时，加强结构2设置在深基坑的四周；沿深基坑的周向，每隔一定长度，垂直于深基坑的侧边施作多组桩基，形成局部独立的支点桩21；每组支点桩21包括至少一个支点桩21，每组支点桩21可以包括1个、2个、3个或多个支点桩，如图2结构所示的深基坑支护结构中，每组支点桩21包括共线的3个支点桩21，在本申请实施例中以每组设置有3个支点桩为例进行说明；当每组支点桩21包括至少两个支点桩21时，至少两个支点桩21沿与深基坑的侧边垂直的同一条直线排列，即，每组支点桩21中的支点桩21共线分布；如图2结构所示，每组支点桩21中的各桩体均位于同一条直线上，并且每组支点桩21中各桩体的排列方向与深基坑对应的侧边垂直设置。在每组支点桩21中，相邻的支点桩21之间的净间距可以为0.2m～0.3m，如：0.2m、0.25m、0.3m，净间距指的是沿支点桩21的排列方向相邻两个支点桩21的外周面之间的最小距离。
[0045]
如图3结构所示，为了进一步提高围护桩11的结构强度和刚度，还可以在围护桩11之间从深基坑一侧向支点桩21的桩基一侧施打预定数量的锚杆14，通过锚杆14对围护桩11起到支承加强作用，同时，为了保证锚杆14对围护桩11的加强效果，还可以在围护桩11的中上部设置加强型钢13，加强型钢13设置在围护桩11背离支点桩21的一侧，用作锚杆14的固定端，加强型钢13和锚杆14形成组合加强结构，锚杆14通过加强型钢13对围护桩11进行支承。
[0046]
在上述深基坑支护结构中，加强冠梁22可以采用混凝土梁，并且当加强冠梁22为混凝土梁，加强冠梁22的高度大于等于1m、且宽度大于等于支点桩21的桩基宽度。
[0047]
在深基坑进行施工时，采用上述深基坑支护结构，不仅包括围绕深基坑设置的围护结构1，还包括用于加强围护结构1刚度的加强结构2，加强结构2设置于深基坑的周向且间隔设置，设计结构简单、施工方便快捷。加强结构2的支点桩21被加强冠梁22固定连接为一体，加强冠梁22与围护冠梁12垂直设置且固定连接为一体，形成稳固的基坑支护体系，从而通过加强结构2对围护结构1进行支撑以提高围护冠梁12的刚度和强度，能够对深基坑支护结构和地表的变形进行有效控制。
[0048]
采用上述深基坑支护结构及其变形控制方法在对深基坑进行施工时，深基坑支护结构及支点桩21施工完成后，再进行深基坑开挖施工，深基坑开挖必须在桩基、桩顶冠梁达到设计强度后方可进行。支护桩间土应随深基坑开挖进行网喷保护。深基坑土方开挖顺序应与设计工况相一致，并遵循时空效应原理，即“分层分段开挖、先撑后挖、严禁超挖”的原
则。施工期间，工作坑土方不得堆放在坑边，必须远弃。为了实施对施工过程的动态控制，掌握地层与围护结构1体系的状态，及施工对既有周边建(构)筑物的影响，必须进行深基坑支护结构及周围环境的监测，并建立监测预警系统及应急预案；深基坑支护结构监测对象包括围护桩11、支点桩21、锚杆14等，周围环境监测对象为工程周围地表土体、既有建筑物、地下管线及其他市政基础设施。
[0049]
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
[0050]
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。