大范围基坑开挖中的抗侧墩体组合式围护结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于大范围地下工程开挖基坑工程的围护结构，沿基坑围护的周边间隔设置有抗侧墩体，将大范围的基坑周边划分为若干小区域，抗侧墩体间打设有抗侧围护桩，利用围护桩顶的压顶梁连接各个抗侧墩体，形成完整的抗侧墩体组合式围护结构。本发明的有益效果为：通过使用斜向桩支撑抗侧墩体，基坑围护结构可以不按常规建造造价高昂的内支撑，极大的方便了地下工程施工，同时解决了软土中使用锚杆可靠性不足或锚杆超红线无法实施的问题；具有抗侧能力强、侧向变位控制好、围护安全可靠、造价低以及无内支撑进行地下工程施工等优点。
【专利说明】大范围基坑开挖中的抗侧墩体组合式围护结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于大范围地下工程开挖基坑的围护结构，尤其涉及一种抗侧墩体组合式围护结构。
【背景技术】
[0002]随着城市建设的发展，超大型地下车库、地下商场等地下工程大幅涌现，这些大范围地下工程的开挖围护，由于尺度大无法设内撑，一般只能采取自立式围护做法、周边设临时斜撑的中心岛施工方式或采取土钉锚杆等围护形式，但是这些围护做法存在造价昂贵，施工麻烦，土钉锚杆超红线等问题。
[0003]同时对于广大沿海城市的软土地基，上述做法还存在控制变位困难，可靠性低等问题。目前尚无合理可靠的围护做法来面对如此大量出现的这类大范围地下围护工程，本发明正是针对这类软土中无法设内支撑的大范围基坑围护工程，研发了一种不需设内支撑、围护安全可靠、施工简单和造价低的无锚杆超红线问题的全新围护形式。
[0004]这种新型围护结构适用于土木工程各领域中，如民用建设中大型地下车库工程和大型地下商场工程、水利港口工程中的护岸港口及堤坝工程、道桥领域中的护坡工程等围护工程。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种适用于大范围地下工程基坑开挖的围护结构，解决了传统基坑围护结构中使用支撑梁支撑围护所造成的造价高昂、施工困难、变位控制不易、可靠性低等问题。
[0006]一种用于大范围地下工程开挖基坑工程的围护结构，沿基坑围护的周边间隔设置有抗侧墩体，将大范围的基坑周边划分为若干小区域，抗侧墩体问打设有抗侧围护桩，利用围护桩顶的压顶梁连接各个抗侧墩体，形成完整的抗侧墩体组合式围护结构。
[0007]所述的抗侧围护桩可以根据需要单排分布，双排分布或者单排结合间隔双排分布，桩径根据设计安排。抗侧围护桩可以是现有的现浇钢筋砼圆桩、预制钢筋砼方形桩、T形桩、工字形桩、圆形桩或各种型钢桩等。
[0008]压顶梁可以为现浇的条状压顶梁，也可以为条状带锚杆的压顶梁，还可以为条状带凸块的压顶梁，根据实际需要适用于多种地下基坑围护。
[0009]所述的抗侧墩体由斜向打设的斜向桩和竖向桩结合桩顶的墩体压顶板形成；所述的斜向桩与竖向桩共同支撑墩体压顶板用于抵抗墩体间抗侧围护桩顶压顶梁传来的基坑周边水土压力；所述的斜向桩斜向打设在基坑内的一端深入到坑底以下的好土层，用以充分提高抗侧墩体的抗侧能力。
[0010]所述的斜向桩可以为钢筋砼预制桩或钢桩形式。竖向桩的桩径和排数根据需要确定。
[0011]所述的抗侧墩体面向基坑一侧打设有一排多根相互平行的斜向桩。斜向桩的具体根数根据设计、力学计算确定，保证围护结构能够抵抗基坑周边水土压力。
[0012]所述的抗侧墩体面向基坑一侧打设有多排相互间平行的斜向桩。
[0013]所述的斜向桩与水平方向的夹角在30?70度之间，斜向桩的长度及布设位置经力学计算决定，结合墩体压顶板使围护结构的抗侧向力达到设计要求。
[0014]所述的位于一排斜向桩两侧边的斜向桩向外扩呈外八字形。斜向桩为多排，每排两根时，斜向桩可以根据需要单排呈外八字形，也可以多排呈外八字形。斜向桩为多排，每排两根以上时，可以单排外侧两根呈外八字形，也可以多排外侧两根呈外八字形。同理，斜向桩为单排时，也可以呈外八字形。
[0015]当基坑开挖深度较深时，所述的抗侧墩体组合式围护结构可为两层及两层以上，所述的斜向桩依次穿过各层墩体压顶板。各层墩体压顶板与各层墩体间的压顶梁、围囹梁连接共同形成多层复合的抗侧墩体组合式围护结构。
[0016]整个围护结构在保证围护强度的同时，节约了材料，降低了造价。
[0017]所述的压顶梁为桁架结构。桁架结构可以为等角度空腹桁架、变角度折线桁架、曲线桁架等结构。当围护结构为多层时，围囹梁也可以为桁架结构。
[0018]所述的各个抗侧墩体通过压顶梁和各层围囹梁结合弧线状预应力张拉钢桁架连接。
[0019]本发明的有益效果:
[0020]1、在基坑围护中间隔设置抗侧墩体，使抗侧墩体成为支撑点，通过压顶梁连接各个支撑点，增强了基坑围护结构的抗侧能力，同时减少了工程造价；
[0021 ] 2、通过使用斜向桩支撑抗侧墩体，基坑围护结构可以不按常规建造造价高昂的内支撑，极大的方便了地下工程施工，同时解决了软土中使用锚杆可靠性不足或锚杆超红线无法实施的问题；
[0022]3、通过灵活的增加分布抗侧墩体，可方便的解决局部区域围护结构承受较大水土压力的问题，也可以解决局部区域要求更严格控制侧向变位的问题。
[0023]4、本发明具有抗侧能力强、侧向变位控制好、围护安全可靠、造价低以及无内支撑进行地下工程施工等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是本发明条形压顶梁围护结构的俯视图；
[0025]图2是图1所示抗侧墩体a-a的剖视图；
[0026]图3是本发明条形带锚杆压顶梁围护结构的俯视图；
[0027]图4是图3所示抗侧墩体b_b的剖视图；
[0028]图5是本发明条形带凸块压顶梁围护结构的俯视图；
[0029]图6是图5所示抗侧墩体c-c的剖视图；
[0030]图7是本发明条形桁架围护结构的俯视图；
[0031]图8是图7所示抗侧墩体d-d的剖视图；
[0032]图9是本发明等角度空腹桁架围护结构的俯视图；
[0033]图10是本发明变角度折线桁架围护结构的俯视图；
[0034]图11是本发明弧线状张拉钢桁架围护结构的俯视图；[0035]图12是图11所示抗侧墩体e-e的剖视图；
[0036]图13-14是本发明双排斜向桩布置的剖视图；
[0037]图15是本发明双层围护结构抗侧墩体的剖视图；
[0038]图16是本发明外八字形斜向桩布置的俯视图。
【具体实施方式】
[0039]实施例1
[0040]如图1-2所示，一种抗侧墩体组合式围护结构，沿基坑围护的周边间隔设置有抗侧墩体1，抗侧墩体I间打设有抗侧围护桩2，抗侧围护桩2桩顶的条形压顶梁3连接着各个抗侧墩体1，形成完整的抗侧墩体组合式围护结构。
[0041]抗侧围护桩2为预制钢筋砼圆桩，呈单排布置，其外侧布置有挡土止水帷幕7。
[0042]抗侧墩体I的间距根据基坑开挖深度、基坑开挖范围土性和压顶梁3结构形式综合取值，取值范围在10?50m之间。
[0043]抗侧墩体I包括斜向桩4、竖向桩5以及墩体压顶板6。斜向桩4与竖向桩5共同支撑墩体压顶板6用于抵抗墩体间抗侧围护桩顶压顶梁3传来的基坑周边水土压力。斜向桩4斜向打设在基坑内的一端深入到坑底以下的好土层，并与水平方向的夹角为60度。
[0044]竖向桩5的直径为0.32m，呈单排布置，可以采用与抗侧围护桩2相同的结构与材料，也可以根据实际需要调整大小与材料。
[0045]墩体压顶板6的水平截面呈梯形，梯形短边一侧面向基坑。墩体压顶板6的厚度与条形压顶梁3相同。斜向桩4为相互平行的两根，设置在梯形短边一侧，采用预制钢筋砼桩或钢桩，还可以采用预制管桩，桩尖进入硬土层中，桩长根据硬土层的埋深决定，桩体在地下底板处进行防水处理。
[0046]斜向桩4也可以呈外八字形布置，如图16所示。
[0047]如图3-6所示，连接各个抗侧墩体的压顶梁3可以为条形带锚杆形或者条形带凸块形，用于加强围护结构的抗侧向能力。
[0048]也可以如图7-10所示，压顶梁3为桁架结构，桁架结构可以为等角度空腹桁架、变角度折线桁架、曲线桁架等结构，以便于适应多种基坑围护结构。
[0049]还可以如图11-12所示，各个抗侧墩体I通过条形压顶梁3结合弧线状预应力张拉钢桁架连接，此种围护结构适用于基坑围护风险较高，需要较大抗侧围护向力，保证基坑安全。
[0050]除了上述所示采用加强压顶梁3来提高基坑的抗侧向能力，还可以通过加强抗侧墩体I的抗侧向能力来提高基坑的安全性。
[0051]如图13所示，通过设置双排斜向桩4加强抗侧墩体I的抗侧向能力。不同形式的抗侧墩体1，采用的加强形式也可以不同，如图14所示。
[0052]如图15，基坑开挖深度较深时，抗侧墩体组合式围护结构为两层，斜向桩4依次穿过各层墩体压顶板6，与各层墩体压顶板6结合，既加强了围护结构的抗侧向能力，又节约了造价。根据力学计算要求，抗侧墩体I的竖向桩5为两排布置，加强围护结构整体的抗侧向力。
[0053]其中各层墩体压顶板6与各层墩体间的压顶梁3、围图梁共同形成了多层复合的抗侧墩体组合式围护结构。
[0054]围囹梁也可以采用桁架结构或压顶梁结合桁架结构。
[0055]除上述实施方式外，本发明还可以有类似其它的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护范围。
【权利要求】
1.一种用于大范围地下工程开挖基坑工程的围护结构，其特征在于:沿基坑围护的周边间隔设置有抗侧墩体(1)，将大范围的基坑周边划分为若干小区域，抗侧墩体间打设有抗侧围护桩(2)，利用围护桩顶的压顶梁(3)连接各个抗侧墩体(1)，形成完整的抗侧墩体组合式围护结构。
2.根据权利要求1所述的用于大范围地下工程开挖基坑工程的围护结构，其特征在于:所述的抗侧墩体⑴由斜向打设的斜向桩⑷和竖向桩(5)结合桩顶的墩体压项板(6)形成；所述的斜向桩(4)与竖向桩(5)共同支撑墩体压顶板(6)用于抵抗墩体间抗侧围护桩顶压顶梁(3)传来的基坑周边水土压力；所述的斜向桩(4)斜向打设在基坑内的一端深入到坑底以下的好土层。
3.根据权利要求2所述的用于大范围地下工程开挖基坑工程的围护结构，其特征在于:所述的抗侧墩体(1)面向基坑一侧打设有一排多根相互平行的斜向桩(4)。
4.根据权利要求2所述的用于大范围地下工程开挖基坑工程的围护结构，其特征在于:所述的抗侧墩体(1)面向基坑一侧打设有多排相互间平行的斜向桩(4)。
5.根据权利要求3或4所述的用于大范围地下工程开挖基坑工程的围护结构，其特征在于:所述的斜向桩⑷与水平方向的夹角在30~70度之间。
6.根据权利要求3所述的用于大范围地下工程开挖基坑工程的围护结构，其特征在于:所述的位于一排斜向桩⑷两侧边的斜向桩⑷向外扩呈外八字形。
7.根据权利要求2所述的用于大范围地下工程开挖基坑工程的围护结构，其特征在于:当基坑开挖较深时，所述的抗侧墩体组合式围护结构可为两层及两层以上，所述的斜向桩(4)依次穿过各层墩体压顶板(6);墩体间各层压顶梁及围囹梁与各层墩体压顶板连接。
8.根据权利要求7所述的用于大范围地下工程开挖基坑工程的围护结构，其特征在于:所述的压顶梁(3)及围囹梁为桁架结构。
9.根据权利要求7所述的用于大范围地下工程开挖基坑工程的围护结构，其特征在于:所述的各个抗侧墩体(1)通过压顶梁(3)和各层围囹梁结合弧线状预应力张拉钢桁架连接。
【文档编号】E02D17/04GK103485348SQ201310340059
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月5日 优先权日:2013年8月5日
【发明者】严平 申请人:杭州南联土木工程科技有限公司, 严平