狭长深基坑支护结构及狭长深基坑施工方法与流程

本发明属于基坑开挖支护领域，具体的是狭长深基坑支护结构及狭长深基坑施工方法。

背景技术：

1、近年来深基坑坍塌掩埋事故频发，约占全国安全事故总数的14.73％，约占坍塌事故总数的50％，每年因深基坑坍塌事故造成的人员伤亡和直接经济损失能达到近十几亿，其中，因基坑边坡失效引发的坍塌事故约占深基坑坍塌掩埋事故74％左右，深基坑坍塌事故的安全形势严峻，深基坑的安全防护是基坑工程中的重中之重。

2、深基坑工程作为建筑结构的基础，其安全质量至关重要。目前深基坑施工多采用放坡大开挖或灌注桩、钢板桩、深层搅拌桩等支护形式。纵向延展较长，而横断面净空较小的狭长沟槽型深基坑多用于城市地下综合管廊、冶金工业地下冲渣沟、地下油气输送通道等工程中，主要存在以下问题：

3、其一、受施工场地的局限，深基坑距临近建/构筑物较近，基坑开挖无法采用自然放坡方式，基坑开挖对地基土扰动影响易造成原有临近建筑倾覆、倒塌或不均匀沉降，进而引发安全质量事故。

4、其二、狭长深基坑纵向延展较长，而其横断面净空较小，大型机械开挖运输缺乏灵活性，狭窄地下空间内作业存在较大的安全隐患，一旦发生基坑垮塌极易造成掩埋窒息等伤亡事故。

5、其三、狭长深基坑制约了基坑支护结构形式，对于需借助大型施工机械来完成的基坑支护方式(如旋喷桩、钢板桩、深层搅拌桩等)无法实现。

6、综上所述，狭长沟槽型深基坑不仅受场地局限性影响，还存在诸多安全隐患，采用常规的深基坑支护方式难以满足场地以及安全防护的双重要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种狭长深基坑支护结构及狭长深基坑施工方法，提高狭长深基坑开挖支护性能，降低安全风险。

2、本发明采用的技术方案是：狭长深基坑支护结构，包括设置于深基坑两侧并沿深基坑纵向延伸的地下连墙；深基坑呈台阶状，沿竖向由n阶台阶基坑构成；各阶台阶基坑的坑壁设置有连墙节段；由各阶台阶基坑的连墙节段共同构成所述地下连墙，且相邻两阶连墙节段之间，位于上方的连墙节段的根部与位于下方的连墙节段的顶部咬合，并通过预压回弹锚杆同时穿过相邻两阶连墙节段的咬合部分进行锚固。

3、进一步的，所述预压回弹锚杆包括锚杆本体，所述锚杆本体末端设置有锥形的钻头，锚杆本体的首端设置有钻杆帽。

4、进一步的，所述锚杆本体沿其轴向包括临近钻头的钻杆段一和临近钻杆帽的钻杆段二，所述钻杆段一设置有外螺纹，所述钻杆段二外壁分布有旋转叶刀。

5、进一步的，在锚杆本体上套装有支撑平板，沿锚杆本体轴向，支撑平板与锚杆本体活动配合，在支撑平板与钻杆帽之间设置有数根伸缩弹簧，数根伸缩弹簧环绕锚杆本体均匀分布。

6、进一步的，各连墙节段与竖向锚固于对应连墙节段的地基土内的锚筋桩浇筑成一体。

7、进一步的，所述锚筋桩包括插入地基土内的导向管，导向管的管壁上分布有渗浆孔；钢筋笼插接于导向管内，通过注入导向管内的浆液凝固将钢筋笼与导向管固结成一体。

8、进一步的，在深基坑两侧的地下连墙之间设置有预压撑杆；预压撑杆设置于地下连墙的顶部。

9、进一步的，所述预压撑杆包括水平撑杆，在水平撑杆两端分别套装有预压弹簧和预压端头，并设置有沿水平撑杆轴向向预压弹簧所在侧对预压端头施压的千斤顶；所述预压端头沿水平撑杆轴向与水平撑杆活动连接，预压弹簧一端抵靠预压端头，另一端抵靠地下连墙的承压锚板。

10、狭长深基坑施工方法，沿竖向，分n阶台阶基坑对深基坑进行施工；n阶台阶基坑由上至下顺序进行开挖；各阶台阶基坑开挖前，首先，沿深基坑纵向两排分别打入与台阶基坑对应的锚筋桩进行提前预支护；接着，开挖对应台阶基坑，并完成台阶基坑的连墙节段施工；最后，正施工的连墙节段与相邻上部连墙节段之间打入预压回弹锚杆。

11、进一步的，在第一阶台阶基坑的连墙节段施工完成后，安装预压撑杆。

12、本发明的有益效果是：本发明公开的狭长深基坑支护结构，通过深基坑呈台阶状，基坑稳定性一定程度上有所提高。各阶台阶基坑通过各自的连墙节段进行护壁，形成的地下连墙也呈台阶状，施工时，可以在一阶台阶基坑开挖完成后，立刻施工对应的连墙节段，使连墙节段尽早参与支护作用,避免因基坑开挖后临空面暴漏时间过长而出现失稳现象。通过预压回弹锚杆贯穿连接，使所有的连墙节段形成整体的台阶式的地下连墙，而且，地下连墙通过预压回弹锚杆锚固于地下连墙背后的基坑围岩土内，对地下连墙施加预压力，抵抗基坑壁外侧土体应力释放后产生的水平推力，提高地下连墙支护的稳定性。

13、本发明公开的狭长深基坑支护方法，从根本上实现了“先支护后开挖、边开挖边加强支护”的原则，采用阶梯状地下连墙支护结构，在边坡开挖进程中按台阶步数实现边开挖边支护，避免因基坑开挖后临空面暴漏时间过长而出现失稳现象，进而发生塌方或滑坡事故；通过倾斜设置的预压回弹锚杆，增加支护壁面的预压值来抵消基坑壁外侧土体应力释放后产生的水平推力，进而提高地下连墙支护的稳定性，利于提高深基坑开挖支护施工效率，降低安全、质量风险。

技术特征：

1.狭长深基坑支护结构，包括设置于深基坑两侧并沿深基坑纵向延伸的地下连墙(1)；其特征在于：深基坑呈台阶状，沿竖向由n阶台阶基坑构成；各阶台阶基坑的坑壁设置有连墙节段(11)；由各阶台阶基坑的连墙节段(11)共同构成所述地下连墙(1)，且相邻两阶连墙节段(11)之间，位于上方的连墙节段(11)的根部与位于下方的连墙节段(11)的顶部咬合，并通过预压回弹锚杆(4)同时穿过相邻两阶连墙节段(11)的咬合部分进行锚固。

2.如权利要求1所述的狭长深基坑支护结构，其特征在于：所述预压回弹锚杆(4)包括锚杆本体(41)，所述锚杆本体(41)末端设置有锥形的钻头(43)，锚杆本体(41)的首端设置有钻杆帽(45)。

3.如权利要求2所述的狭长深基坑支护结构，其特征在于：所述锚杆本体(41)沿其轴向包括临近钻头的钻杆段一(41a)和临近钻杆帽(45)的钻杆段二(41b)，所述钻杆段一(41a)设置有外螺纹，所述钻杆段二(41b)外壁分布有旋转叶刀(42)。

4.如权利要求2所述的狭长深基坑支护结构，其特征在于：在锚杆本体(41)上套装有支撑平板(46)，沿锚杆本体(41)轴向，支撑平板(46)与锚杆本体(41)活动配合，在支撑平板(46)与钻杆帽(45)之间设置有数根伸缩弹簧(44)，数根伸缩弹簧(44)环绕锚杆本体(41)均匀分布。

5.如权利要求1-4任意一项权利要求所述的狭长深基坑支护结构，其特征在于：各连墙节段(11)与竖向锚固于对应连墙节段(11)的地基土内的锚筋桩(2)浇筑成一体。

6.如权利要求5所述的狭长深基坑支护结构，其特征在于：所述锚筋桩(2)包括插入地基土内的导向管(21)，导向管(21)的管壁上分布有渗浆孔(23)；钢筋笼(22)插接于导向管(21)内，通过注入导向管(21)内的浆液凝固将钢筋笼(22)与导向管(21)固结成一体。

7.如权利要求1-4任意一项权利要求所述的狭长深基坑支护结构，其特征在于：在深基坑两侧的地下连墙(1)之间设置有预压撑杆(3)；预压撑杆(3)设置于地下连墙(1)的顶部。

8.如权利要求7所述的狭长深基坑支护结构，其特征在于：

9.狭长深基坑施工方法，其特征在于：沿竖向，分n阶台阶基坑对深基坑进行施工；

10.如权利要求9所述的狭长深基坑施工方法，其特征在于：在第一阶台阶基坑的连墙节段(11)施工完成后，安装预压撑杆(3)。

技术总结
本发明狭长深基坑支护结构及狭长深基坑施工方法，属于基坑开挖支护领域，目的是提高狭长深基坑开挖支护性能，降低安全风险。由各阶台阶基坑的连墙节段共同构成地下连墙，且相邻两阶连墙节段之间，位于上方的连墙节段的根部与下方的连墙节段的顶部咬合，并通过预压回弹锚杆同时穿过相邻两阶连墙节段的咬合部分进行锚固。施工时，打入锚筋桩进行提前预支护，再开挖对应台阶基坑，并完成连墙节段施工；最后，正施工的连墙节段与相邻上部连墙节段之间打入预压回弹锚杆。从根本上实现了“先支护后开挖、边开挖边加强支护”的原则，避免因基坑开挖后临空面暴漏时间过长而出现失稳现象，预压回弹锚杆增加支护壁面的预压值，进而提高地下连墙支护的稳定性。

技术研发人员：孙从煌,王明辉,梁鹏,卢定全
受保护的技术使用者：中国十九冶集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13