一种深基坑支撑体系施工方法与流程

1.本发明涉及汽车涉水领域。更具体地说，本发明涉及一种深基坑支撑体系施工方法。


背景技术：

2.基坑支撑体系一般包括围护桩以及基坑内的临时支撑结构，主要用以在保证基坑开挖以及主体结构施工过程的顺利进行。当基坑内由于设计需要存在下翻梁时，会对整个基坑施工安全造成不利影响：首先增加了开挖深度，同时也增加了施工的难度；其次使施工工序更加复杂，大大增加了开挖作业的时间，延长了基坑结构底板封闭的时间；最不利的是使基底垫层混凝土的支撑作用大打折扣。因此在基坑基底处支撑体系施工时，需考虑下翻梁的影响。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
4.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种深基坑支撑体系施工方法，包括以下步骤：
5.s1、施工基坑围护桩、降水井、排水沟；
6.s2、进行基坑内土方分层开挖，每层开挖深度不超过2m，沿基坑长度方向每段开挖长度不超过30m，开挖后及时在围护桩之间喷射桩间混凝土；
7.s3、基坑内土方开挖至冠梁底标高时，停止开挖，进行冠梁施工；
8.s4、基坑内土方继续开挖至第一道钢支撑轴线下1m时，架设第一道钢支撑，随后开挖第一道钢支撑下部剩余土体，并在围护桩之间喷射桩间混凝土；
9.s5、继续开挖至下一道钢支撑的轴线以下1m时，架设下一道钢支撑，随后开挖下一道钢支撑下部剩余土体，并在围护桩之间喷射桩间混凝土；
10.s6、重复步骤s5直至开挖至基底以上30cm后，停止开挖；经验槽后再开挖至基底标高进行基底验收，合格后浇筑砼垫层封闭基地；
11.s7、分段凿除下翻梁对应位置处的基底垫层混凝土，再向下开挖下翻梁，并及时浇筑下翻梁垫层和底板混凝土；
12.s8、根据需要在下翻梁垫层混凝土中间隔一定距离埋设一段型钢，作为对撑传力，撑在下翻梁两侧的混凝土上，抑制基坑变形；当基坑变形继续增大时，在靠近基底加设临时钢支撑。
13.优选的是，第一道钢支撑架设在基坑两侧的冠梁之间，其余钢支撑与围护桩之间设置有钢围檩，钢围檩与围护桩固定连接，钢围檩的下方设置有支架，支架通过膨胀螺栓固定在围护桩上。
14.优选的是，所述钢支撑包括依次通过法兰盘连接的活络端头、轴力补偿节段、标准节段以及固定端头；根据基坑宽度选取不同长度或数量的标准节段进行拼接。
15.优选的是，所述钢支撑的架设具体包括以下步骤：
16.s41、采用吊装装备将钢支撑吊放至支撑位置，先不松开吊钩，将一端的活络端头拉出顶住钢围檩；
17.s42、将两台千斤顶吊放至活络端头的顶压位置，千斤顶的下方设置托架；
18.s43、开启千斤顶向钢支撑施加轴向预应力，使钢支撑的两端顶住两侧的钢围檩；预应力施加至设计值后，用钢楔打入活络端头的预留孔内，再卸掉千斤顶。
19.优选的是，步骤s43中千斤顶分三次施加预应力，第一次加载至设计预加轴力的50％，第二次加载至预加轴力的80％，第三次加载至预加轴力。
20.优选的是，所述钢支撑的活络端头与所述钢围檩之间安装有轴力计，所述钢围檩背离所述钢支撑的一侧贴设有应变片。
21.优选的是，所述轴力补偿节段包括伸缩部和固定部，所述伸缩部的上下两端沿轴线方向固定设置有的滑杆，所述固定部的上下两端对应设置有与所述滑杆相配合的滑槽；所述伸缩部和所述固定部之间设置有楔块，所述楔块朝向所述固定部的一侧为垂直面，朝向所述伸缩部的一侧为第一斜面，所述伸缩部朝向所述楔块的一侧为与所述楔块相配合的第二斜面；所述楔块的顶部由下往上依次设置有温控伸缩装置、电加热片和连接板，所述连接板与所述固定部固定连接。
22.优选的是，所述温控伸缩装置包括竖直设置的金属波纹管，所述金属波纹管的两端通过导热板密封，所述金属波纹管的内部固定设置有多组记忆合金弹簧，且所述金属波纹管的内部填充有导热介质。
23.优选的是，基坑内土方开挖时，还包括在基坑内马道两侧及时开挖临时集水明沟；开挖至基底时，预500mm厚保护层，并在围护桩内侧开挖基底排水沟，开挖完成后及时浇筑封闭。
24.本发明至少包括以下有益效果：
25.1、本发明所提供的深基坑体系施工方法，通过采取先挖到基底，浇注垫层混凝土后再分段凿除，再向下开挖下翻梁，并及时浇注下翻梁垫层和底板混凝土。并且在下翻梁垫层混凝土中隔一定距离埋设一根型钢，作为对撑传力，撑在下翻梁两侧的混凝土上，抑制基坑变形，节省了基坑开挖作业的时间和基坑结构底板封闭的时间。
26.2、本发明给出了一种轴力补偿节段，通过温控伸缩装置调整轴力补偿节段的长度，以应对温度变化产生的围护结构附加变形以及施工过程中小幅度的支撑轴力补偿。
27.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
28.图1为本发明所述深基坑支撑体系的侧面结构示意图；
29.图2为本发明所述轴力补偿节段的侧面结构示意图；
30.图3为本发明所述温控伸缩装置的内部结构示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文
字能够据以实施。
32.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，并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。
33.本发明提供一种深基坑支撑体系施工方法，包括以下步骤：
34.s1、施工基坑围护桩、降水井、排水沟；
35.s2、进行基坑内土方分层开挖，每层开挖深度不超过2m，沿基坑长度方向每段开挖长度不超过30m，开挖后及时在围护桩之间喷射桩间混凝土；
36.s3、基坑内土方开挖至冠梁底标高时，停止开挖，进行冠梁施工；
37.s4、基坑内土方继续开挖至第一道钢支撑轴线下1m时，架设第一道钢支撑，随后开挖第一道钢支撑下部剩余土体，并在围护桩之间喷射桩间混凝土；
38.s5、继续开挖至下一道钢支撑的轴线以下1m时，架设下一道钢支撑，随后开挖下一道钢支撑下部剩余土体，并在围护桩之间喷射桩间混凝土；
39.s6、重复步骤s5直至开挖至基底以上30cm后，停止开挖；经验槽后再开挖至基底标高进行基底验收，合格后浇筑砼垫层封闭基地；
40.s7、分段凿除下翻梁对应位置处的基底垫层混凝土，再向下开挖下翻梁，并及时浇筑下翻梁垫层和底板混凝土；
41.s8、根据需要在下翻梁垫层混凝土中间隔一定距离埋设一段型钢，作为对撑传力，撑在下翻梁两侧的混凝土上，抑制基坑变形；当基坑变形继续增大时，在靠近基底加设临时钢支撑。
42.在这种技术方案中，根据施工区间内地质及地下水情况，开挖前在基坑外设置地面截水沟，防止雨水流入基坑。基坑开挖过程中做好基坑截排水工作。基坑侧壁应在6h之内完成封闭，以防基坑侧壁变形过大造成坍塌。基坑内土方开挖按照横向先中间后两侧，纵向采用“分段、分层、中间拉槽、留土护壁、限时、减少无支撑暴露时间”的原则进行。土方采用机械开挖为主，当挖到砂岩层时改换鹰嘴勾挖掘机进行开挖，人工配合修边、清底，以防对桩身结构的扰动破坏。开挖时，开挖深度不超过2m每层，开挖后及时进行桩间喷护，喷护完成后开始下一层土方开挖，依次循环开挖至第一道钢支撑轴线下方1m处时，在围护桩两侧各预留1.5m钢支撑安装施工平台，在中间拉槽先进行下层2m范围内的土方开挖，钢支撑施工在满足设计及规范的前提下，尽快完成第一道钢支撑的施工(基坑裸露时间及未支护时间不超过24小时)。第一道钢支撑架设在基坑两侧的冠梁之间，其余钢支撑与围护桩之间设置有钢围檩，钢围檩与围护桩固定连接，钢围檩的下方设置有支架，支架通过膨胀螺栓固定在围护桩上。第一道钢支撑架设完成后，开挖两侧预留操作平台，进行桩间喷护，喷护完成后进行下一层土方开挖，依次循环开挖至第二道钢支撑轴线下1m，两侧预留1.5m施工操作平台，在中间拉槽先进行下层2m范围内的土方开挖，钢支撑及钢围檩架设完毕后，挖除两侧操作平台土方，进行桩间喷护，喷护完成后进行下一层土方开挖，直至开挖至基坑底部设计标高上30cm处，经验收合格后人工开挖至基底。参照图1，基坑内土方开挖时，还包括在基坑
内马道两侧及时开挖临时集水明沟；开挖至基底时，预500mm厚保护层，并在围护桩内侧开挖基底排水沟，开挖完成后及时浇筑封闭。下翻梁处的土方开挖，采取先挖到基底，浇注垫层混凝土后，再分段凿除，向下开挖下翻梁，并及时浇注下翻梁垫层和底板混凝土。并且在下翻梁垫层混凝土中隔一定距离埋设一根型钢，作为对撑传力，撑在下翻梁两侧的混凝土上，抑制基坑变形。当基坑变形继续增大时，在靠近基底加设临时钢支撑。监测地下水位变化，若有必要，采取基坑降水。下翻梁与边坡之间采用c20素砼回填。
43.在另一种实施例中，所述钢支撑4包括依次通过法兰盘连接的活络端头41、轴力补偿节段42、标准节段43以及固定端头44；根据基坑宽度选取不同长度或数量的标准节段43进行拼接。通过选取不同长度及数量的所述标注节段43，调整所述钢支撑4的长度。所述活络端头41、所述轴力补偿节段42以及所述标注节段43以及所述固定端头44之间采用高强螺栓进行连接或者进行焊接。
44.在另一种实施例中，所述钢支撑4的架设具体包括以下步骤：
45.s41、采用吊装装备将钢支撑4吊放至支撑位置，先不松开吊钩，将一端的活络端头41拉出顶住钢围檩2；
46.s42、将两台千斤顶吊放至活络端头的顶压位置，千斤顶的下方设置托架；
47.s43、开启千斤顶向钢支撑4施加轴向预应力，使钢支撑4的两端顶住两侧的钢围檩2；预应力施加至设计值后，用钢楔打入活络端头的预留孔内，再卸掉千斤顶。
48.其中千斤顶附有压力表，使用前需在实验室进行标定。千斤顶与所述活络端头41之间设置有承力底座，千斤顶的一端抵住所述活络端头41前端的封板，另一端抵住承力底座，接通油管后开泵施加预应力。通过压力表读取预应力值，当压力读数与需要加设的预应力值相符时，稳定千斤顶压力，用钢楔撑紧所述活络端头41处的缝隙并焊牢。然后回油松开千斤顶，解开吊装钢丝绳，完成当前钢支撑4的安装。
49.步骤s43中千斤顶分三次施加预应力，第一次加载至设计预加轴力的50％，第二次加载至预加轴力的80％，第三次加载至预加轴力。
50.在另一种实施例中，所述钢支撑4的活络端头41与所述钢围檩2之间安装有轴力计3，所述钢围檩2背离所述钢支撑4的一侧贴设有应变片。按监控量测施工布置图，确定钢支撑轴力监测点位置，拼接钢支撑4时，考虑轴力计3的长度，实际拼接长度要比普通钢支撑短20cm。轴力计3布置在受力集中的典型断面上。所述钢围檩采用工字钢双拼加缀板焊接加工。每榀钢围檩中心焊接1块20mm厚内肋板，上下两侧每榀焊接5块20mm厚外肋板，焊接连成整体，确保围檩整体受力性能、刚度及整体性。所述应变片贴设在所述钢围檩2背离所述钢支撑4的一侧，用以监测所述钢围檩2与所述钢支撑4抵接处的变形情况。
51.在另一种实施例中，参照图2，所述轴力补偿节段42包括伸缩部421和固定部422，所述伸缩部421的上下两端沿轴线方向固定设置有的滑杆423，所述固定部422的上下两端对应设置有与所述滑杆423相配合的滑槽；所述伸缩部421和所述固定部422之间设置有楔块424，所述楔块424朝向所述固定部422的一侧为垂直面，朝向所述伸缩部421的一侧为第一斜面，所述伸缩部421朝向所述楔块424的一侧为与所述楔块424相配合的第二斜面；所述楔块424的顶部由下往上依次设置有温控伸缩装置425、电加热片426和连接板427，所述连接板427与所述固定部422固定连接。
52.在这种技术方案中，所述伸缩部421通过所述滑杆423沿所述滑槽滑动，实现相对
于所述固定部422的相对滑动，进而调整所述轴力补偿节段42的长度。所述伸缩部421相对所述固定部422的滑动幅度通过所楔块424实现，具体地，当需要伸长所述轴力补偿节段42以增加所述钢支撑4的支撑轴力时，向所述电加热片426加热，使得所述温控伸缩装置受热伸长，向下顶压所述楔块424，所述楔块下行的过程中将所述伸缩部421向远离所述固定部422的方向推开。所述滑杆423设置在所述伸缩部421的两侧，避免下方的所述滑杆423影响所述楔块424向下移动。根据待补偿轴力的大小，控制所述电加热片426的温度，进而控制所述温度伸缩装置425的伸长长度。
53.所述轴力补偿节段42主要用于温度变化产生的围护结构附加变形以及施工过程中小幅度的支撑轴力补偿。当施工基坑过程中，通过轴力计和应变片的检测，以及人工检查发现支撑预应力出现大幅度损失时，需要进行轴力复加。轴力复加与预应力加载的方式相同，重新在活络端头的顶压位置进行顶升，采用支撑轴力施加的方式进行复加。复加位置应主要针对正在施加预应力的钢支撑之上的一道钢支撑及暴露时间过长的支撑。复加应力时应注意每一幅支撑应同时复加，复加应力的值控制在预加应力值的110％之内，防止单组支撑复加应力影响到其周边支撑。
54.参照图3，所述温控伸缩装置425包括竖直设置的金属波纹管4251，所述金属波纹管4251的两端通过导热板4252密封，所述金属波纹管4251的内部固定设置有多组记忆合金弹簧4253，且所述金属波纹管4251的内部填充有导热介质。所述记忆合金弹簧4253的两端分别与所述金属波纹管4251两端的导热板4252固定连接。当所述电加热片426开始加热时，热量迅速通过所述导热板4252传递至所述记忆合金弹簧4253，所述记忆合金弹簧4253产生形变使得所述温控伸缩装置425伸长。所述导热介质可以让热量快速传递至整个所述记忆合金弹簧4253。
55.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。