组合式格构钢架喷锚支护方法及其支护结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种组合式格构钢架喷锚支护方法及其支护结构，结构包括钢筋混凝土冠梁、L型连接筋、格构钢架、连接筋、水平内支撑、封底型钢暗撑、带注浆孔的超前小导管、钢筋网片以及喷射混凝土；格构钢架由多节横向H型钢与多节纵向型钢围檩构成；水平内支撑架设在基坑两侧的格构钢架之间；封底型钢暗撑设置在基坑的坑底。本发明的有益效果在于：格构钢架在地面分节加工、坑内组合安装，操作施工方便、便于质量控制；该支护结构从上至下逐榀开挖、逐榀支护，施工无需大型机械设备，依靠人工即可完成，施工费用低；占用作业面很小，主要适用于基坑开挖面积不大，平面形状呈方形、条形、圆形等便于内支撑布设的基坑支护。
【专利说明】组合式格构钢架喷锚支护方法及其支护结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及基坑支护领域，特别涉及一种适用于基坑环境复杂、开挖面积不大的组合式格构钢架喷锚支护方法及其支护结构。
【背景技术】
[0002]随着城市基础设施的不断建设，基坑周边环境越来越复杂，对基坑工程的设计与施工提出了较高的要求，不仅要确保基坑支护结构的安全，而且还要确保基坑周边建(构)筑、地下管网及道路的安全使用。传统基坑支护结构施工一般都需要大型机械设备，仅靠人工无法完成，施工成本高，针对周边环境条件复杂、支护作业面狭小的基坑，采用传统支护结构无法实施，不利于地下空间最大限度利用红线范围内建筑用地。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是，针对基坑环境复杂、开挖面积不大、无法采用传统基坑支护结构的不足，提供一种适应作业面狭小的深基坑施工的组合式格构钢架喷锚基坑支护方法及其支护结构。
[0004]本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
组合式格构钢架喷锚基坑支护方法，包括以下步骤:
I)在基坑顶部的外沿设置钢筋混凝土冠梁，钢筋混凝土冠梁内预埋L型连接筋，L型连接筋的一端与钢筋混凝土冠梁固结，L型连接筋的另一端沿基坑侧壁朝向基坑底部；2)在地面上分节制作加工构成格构钢架的多节横向H型钢与多节纵向型钢围檩；
3)按照设计的基坑开挖深度分层对称开挖土方，开挖至每榀格构钢架设计标高后，分别沿基坑侧壁的横向和纵向安装格构钢架的横向H型钢和纵向型钢围檩，其中，横向相邻两节横向H型钢之间通过端部的连接钢板用螺栓连接成整体，纵向相邻两节横向H型钢的翼板之间通过连接筋焊接，且纵向相邻两节横向H型钢的腹板之间通过纵向型钢围檩焊接，同时，步骤I)中所述L型连接筋沿基坑侧壁朝向基坑底部的一端与纵向最上端的横向H型钢的翼板焊接在一起；
4)格构钢架安装完成后，在基坑侧壁打设多根带注浆孔的超前小导管，各根带注浆孔的超前小导管的一端均穿过格构钢架、倾斜嵌入基坑侧壁的土层中，且各根带注浆孔的超前小导管的另一端均焊接在横向H型钢的翼板上；
5)在格构钢架的外侧挂设钢筋网片，钢筋网片安装完成后对格构钢架及钢筋网片进行喷射混凝土施工；
6)喷射混凝土终凝后，逐根对带注浆孔的超前小导管进行注浆；
7)重复上述3)飞)工序，从上至下逐榀开挖、逐榀支护，施工至一定深度时，及时在基坑两侧的格构钢架之间架设水平内支撑，所述水平内支撑与格构钢架的横向H型钢固接；
8)基坑开挖至坑底后，进行封底施工，封底采用封底型钢暗撑，封底型钢暗撑与两侧格构钢架底部的横向H型钢固接，且封底型钢暗撑内浇筑C20以上混凝土。[0005]按上述方案，所述步骤I)中钢筋混凝土冠梁靠近基坑的端部还设置有砖砌防洪圈。
[0006]按上述方案，所述步骤7)中水平内支撑采用钢筋混凝土支撑或钢支撑。
[0007]按上述方案，所述步骤8)中封底型钢暗撑采用工字钢。
[0008]本发明还提供了一种组合式格构钢架喷锚基坑支护结构，包括钢筋混凝土冠梁、L型连接筋、格构钢架、连接筋、水平内支撑、封底型钢暗撑、带注浆孔的超前小导管、钢筋网片以及喷射混凝土，所述钢筋混凝土冠梁设置在基坑顶部的外沿；所述L型连接筋的一端与钢筋混凝土冠梁固结，L型连接筋的另一端沿基坑侧壁朝向基坑底部；所述格构钢架由多节横向H型钢与多节纵向型钢围檩构成,横向相邻两节横向H型钢之间通过端部的连接钢板用螺栓连接成整体，纵向相邻两节横向H型钢的翼板之间通过连接筋焊接，且纵向相邻两节横向H型钢的腹板之间通过纵向型钢围檩焊接，所述L型连接筋沿基坑侧壁朝向基坑底部的一端与纵向最上端的横向H型钢的翼板焊接在一起；所述带注浆孔的超前小导管包括多根，各根带注浆孔的超前小导管的一端均穿过格构钢架、倾斜嵌入基坑侧壁的土层中，且各根带注浆孔的超前小导管的另一端均焊接在横向H型钢的翼板上；所述钢筋网片挂设在格构钢架的外侧；所述喷射混凝土喷射在格构钢架及钢筋网片内；所述水平内支撑架设在基坑两侧的格构钢架之间，所述水平内支撑与格构钢架的横向H型钢固接；所述封底型钢暗撑设置在基坑的坑底，且封底型钢暗撑与两侧格构钢架底部的横向H型钢固接。
[0009]按上述方案，所述钢筋混凝土冠梁靠近基坑的端部设置有砖砌防洪圈。
[0010]按上述方案，所述水平内支撑采用钢筋混凝土支撑或钢支撑。
[0011]按上述方案，所述封底型钢暗撑采用工字钢。
[0012]本发明相比现有技术的有益效果在于:
1)组合式格构钢架喷锚支护结构:以钢筋混凝土冠梁、带注浆孔的超前小导管、格构钢架、钢筋网片、喷射混凝土作为纵向支护结构(格构钢架为主要受力构件，格构钢架、钢筋网片、喷射混凝土共同形成喷射砼墙)，以钢筋混凝土支撑或钢支撑构成的水平内支撑作为横向支护结构；格构钢架在地面分节加工、坑内组合安装，操作施工方便、便于质量控制；
2)通过带注浆孔的超前小导管注浆对基坑侧壁土层逐层进行超前预加固，充分利用加固后土层和支护结构共同受力，有利于土层稳定及基坑侧壁止水，防止流砂发生，保证基坑整体稳定；同时带注浆孔的超前小导管还具有校正格构钢架的作用；
3)该支护结构施工是随基坑开挖从上至下逐榀开挖、逐榀支护，施工无需大型机械设备，依靠人工即可完成，施工费用低；
4)该支护结构占用作业面很小，适应狭小的周边环境下深基坑施工，纵向支护结构既可作为基坑支护结构和基坑侧壁止水帷幕，同时又可作为地下结构外墙使用(用作地下结构外墙时需做内衬)，有利于地下空间能最大限度利用红线范围内建筑用地；
5)该支护结构施工灵活性大，可根据地质条件及基坑变形情况，及时调整格构钢架间距和水平内支撑间距(水平内支撑布设方便)，有利于基坑变形的控制，并且通过调整钢筋混凝土冠梁宽度，可有效控制其沉降变形；
6)该支护方法主要适用于基坑开挖面积不大，平面形状呈方形、条形、圆形等便于内支撑布设的基坑支护；对基坑周边环境条件复杂，支护作业面狭小，采用传统支护方法无法实施的情况下，利用该支护方法可取得良好的经济效益和社会效益； 7)技术先进、安全可靠、经济适用、施工速度快、无噪音、无环境污染、简单实用。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明基坑支护结构的平面布置示意图；
图2是本发明基坑支护结构的整体结构示意图；
图3是图2的侧立面结构示意图；
图中，1-喷射砼墙，2-水平内支撑，3-横向H型钢，4-带注浆孔的超前小导管，5-封底型钢暗撑，6-连接筋，7-砖砌防洪圈，8-钢筋混凝土冠梁，9-纵向型钢围檩，10-钢筋网片，Il-L型连接筋。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
[0015]参照图f图3所示，本发明所述的组合式格构钢架喷锚基坑支护结构，包括钢筋混凝土冠梁8、L型连接筋11、格构钢架、连接筋6、水平内支撑2、封底型钢暗撑5、带注浆孔的超前小导管4、钢筋网片10以及喷射混凝土，所述钢筋混凝土冠梁8设置在基坑顶部的外沿；所述L型连接筋11的一端与钢筋混凝土冠梁8固结，L型连接筋11的另一端沿基坑侧壁朝向基坑底部；所述格构钢架由多节横向H型钢3与多节纵向型钢围檩9构成，横向相邻两节横向H型钢3之间通过端部的连接钢板用螺栓连接成整体，纵向相邻两节横向H型钢3的翼板之间通过连接筋6焊接，且纵向相邻两节横向H型钢3的腹板之间通过纵向型钢围檩9焊接，所述L型连接筋11沿基坑侧壁朝向基坑底部的一端与纵向最上端的横向H型钢3的翼板焊接在一起；所述带注浆孔的超前小导管4包括多根，各根带注浆孔的超前小导管4的一端均穿过格构钢架、倾斜嵌入基坑侧壁的土层中，且各根带注浆孔的超前小导管4的另一端均焊接在横向H型钢3的翼板上；所述钢筋网片10挂设在格构钢架的外侧；所述喷射混凝土喷射在格构钢架及钢筋网片10内；所述水平内支撑2架设在基坑两侧的格构钢架之间，所述水平内支撑2与格构钢架的横向H型钢3固接；所述封底型钢暗撑5设置在基坑的坑底，且封底型钢暗撑5与两侧格构钢架底部的横向H型钢3固接。
[0016]所述钢筋混凝土冠梁8靠近基坑的端部设置有砖砌防洪圈7。
[0017]所述水平内支撑2采用钢筋混凝土支撑或钢支撑。
[0018]所述封底型钢暗撑5采用工字钢。
[0019]本发明组合式格构钢架喷锚基坑支护结构进行支护的方法，包括以下步骤:
1)在基坑顶部的外沿设置钢筋混凝土冠梁8，钢筋混凝土冠梁8内预埋L型连接筋11，L型连接筋11的一端与钢筋混凝土冠梁8固结，L型连接筋11的另一端沿基坑侧壁朝向基坑底部，并在钢筋混凝土冠梁8靠近基坑的端部设置砖砌防洪圈7 ；
2)在地面上分节制作加工构成格构钢架的多节横向H型钢3与多节纵向型钢围檩9；
3)按照设计的基坑开挖深度分层对称开挖土方，开挖至每榀格构钢架设计标高后，分另Ij沿基坑侧壁的横向和纵向安装格构钢架的横向H型钢3和纵向型钢围檩9，其中，横向相邻两节横向H型钢3之间通过端部的连接钢板用螺栓连接成整体，纵向相邻两节横向H型钢3的翼板之间通过连接筋6焊接，且纵向相邻两节横向H型钢3的腹板之间通过纵向型钢围檩9焊接(上下层横向H型钢3之间通过纵向型钢围檩9和连接筋6焊接成整体)，同时，步骤I)中所述L型连接筋11沿基坑侧壁朝向基坑底部的一端与纵向最上端的横向H型钢3的翼板焊接在一起(从而实现L型连接筋11与格构钢架连接成整体)，安装格构钢架的同时，采用全站仪或水准仪对其进行测量校正；
4)格构钢架安装完成后，在基坑侧壁打设多根带注浆孔的超前小导管4，各根带注浆孔的超前小导管4的一端均穿过格构钢架、倾斜嵌入基坑侧壁的土层中，且各根带注浆孔的超前小导管4的另一端均焊接在横向H型钢3的翼板上；
5)通过回弹和混凝土试块对格构钢架的结构强度进行检测，格构钢架检测合格后，在格构钢架的外侧挂设钢筋网片10，钢筋网片10安装完成后对格构钢架及钢筋网片10进行喷射混凝土施工(喷射混凝土中需添加速凝剂)；
6)喷射混凝土终凝后，逐根对带注浆孔的超前小导管4进行注浆(注浆的浆液可采用水泥一水玻璃双液浆)，注浆以注浆量和注浆压力进行双控；
7)重复上述3)飞)工序，从上至下逐榀开挖、逐榀支护，施工至一定深度时，及时在基坑两侧的格构钢架之间架设水平内支撑2，所述水平内支撑2与格构钢架的横向H型钢3固接，水平内支撑2采用钢筋混凝土支撑或钢支撑；
8)基坑开挖至坑底后，进行封底施工，封底采用封底型钢暗撑5(工字钢)，封底型钢暗撑5与两侧格构钢架底部的横向H型钢3固接，且封底型钢暗撑内浇筑C20以上混凝土。
[0020]本发明组合式格构钢架喷锚支护结构以钢筋混凝土冠梁8、带注浆孔的超前小导管4、格构钢架、钢筋网片10、喷射混凝土作为纵向支护结构(格构钢架为主要受力构件，格构钢架、钢筋网片10、喷射混凝土共同形成喷射砼墙1)，以钢筋混凝土支撑或钢支撑构成的水平内支撑2作为横向支护结构；通过带注浆孔的超前小导管4注浆对基坑侧壁土层逐层进行超前预加固，充分利用加固后土层和支护结构共同受力，有利于土层稳定及基坑侧壁止水，防止流砂发生，保证基坑整体稳定；同时带注浆孔的超前小导管4还具有校正格构钢架的作用。
[0021]支护结构施工是随基坑开挖从上至下逐榀开挖、逐榀支护，施工无需大型机械设备，依靠人工即可完成；支护结构占用作业面很小，适应狭小的周边环境下深基坑施工，纵向支护结构既可作为基坑支护结构和基坑侧壁止水帷幕，同时又可作为地下结构外墙使用(用作地下结构外墙时需做内衬)，有利于地下空间能最大限度利用红线范围内建筑用地；根据地质条件及基坑变形情况，可以调整格构钢架间距和水平内支撑间距(水平内支撑布设方便)，利于基坑变形的控制，并且通过调整钢筋混凝土冠梁8宽度，可有效控制其沉降变形；适用于基坑开挖面积不大，平面形状呈方形、条形、圆形等便于内支撑布设的基坑支护，圆形基坑的情况下，横向H型钢3的形状在地面上加工成各节可以拼成圆形状的结构。
[0022]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.组合式格构钢架喷锚基坑支护方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)在基坑顶部的外沿设置钢筋混凝土冠梁，钢筋混凝土冠梁内预埋L型连接筋，L型连接筋的一端与钢筋混凝土冠梁固结，L型连接筋的另一端沿基坑侧壁朝向基坑底部； 2)在地面上分节制作加工构成格构钢架的多节横向H型钢与多节纵向型钢围檩； 3)按照设计的基坑开挖深度分层对称开挖土方，开挖至每榀格构钢架设计标高后，分别沿基坑侧壁的横向和纵向安装格构钢架的横向H型钢和纵向型钢围檩，其中，横向相邻两节横向H型钢之间通过端部的连接钢板用螺栓连接成整体，纵向相邻两节横向H型钢的翼板之间通过连接筋焊接，且纵向相邻两节横向H型钢的腹板之间通过纵向型钢围檩焊接，同时，步骤I)中所述L型连接筋沿基坑侧壁朝向基坑底部的一端与纵向最上端的横向H型钢的翼板焊接在一起； 4)格构钢架安装完成后，在基坑侧壁打设多根带注浆孔的超前小导管，各根带注浆孔的超前小导管的一端均穿过格构钢架、倾斜嵌入基坑侧壁的土层中，且各根带注浆孔的超前小导管的另一端均焊接在横向H型钢的翼板上； 5)在格构钢架的外侧挂设钢筋网片，钢筋网片安装完成后对格构钢架及钢筋网片进行喷射混凝土施工； 6)喷射混凝土终凝后，逐根对带注浆孔的超前小导管进行注浆； 7)重复上述3)飞)工序，从上至下逐榀开挖、逐榀支护，施工至一定深度时，及时在基坑两侧的格构钢架之间架设水平内支撑，所述水平内支撑与格构钢架的横向H型钢固接； 8)基坑开挖至坑底后，进行封底施工，封底采用封底型钢暗撑，封底型钢暗撑与两侧格构钢架底部的横向H型钢固接.，且封底型钢暗撑内浇筑C20以上混凝土。
2.如权利要求1所述的基坑支护方法，其特征在于:所述步骤I)中钢筋混凝土冠梁靠近基坑的端部还设置有砖砌防洪圈。
3.如权利要求1所述的基坑支护方法，其特征在于:所述步骤7)中水平内支撑采用钢筋混凝土支撑或钢支撑。
4.如权利要求1所述的基坑支护方法，其特征在于:所述步骤8)中封底型钢暗撑采用工字钢。
5.组合式格构钢架喷锚基坑支护结构，其特征在于:包括钢筋混凝土冠梁、L型连接筋、格构钢架、连接筋、水平内支撑、封底型钢暗撑、带注浆孔的超前小导管、钢筋网片以及喷射混凝土，所述钢筋混凝土冠梁设置在基坑顶部的外沿；所述L型连接筋的一端与钢筋混凝土冠梁固结，L型连接筋的另一端沿基坑侧壁朝向基坑底部；所述格构钢架由多节横向H型钢与多节纵向型钢围檩构成，横向相邻两节横向H型钢之间通过端部的连接钢板用螺栓连接成整体，纵向相邻两节横向H型钢的翼板之间通过连接筋焊接，且纵向相邻两节横向H型钢的腹板之间通过纵向型钢围檩焊接，所述L型连接筋沿基坑侧壁朝向基坑底部的一端与纵向最上端的横向H型钢的翼板焊接在一起；所述带注浆孔的超前小导管包括多根，各根带注浆孔的超前小导管的一端均穿过格构钢架、倾斜嵌入基坑侧壁的土层中，且各根带注浆孔的超前小导管的另一端均焊接在横向H型钢的翼板上；所述钢筋网片挂设在格构钢架的外侧；所述喷射混凝土喷射在格构钢架及钢筋网片内；所述水平内支撑架设在基坑两侧的格构钢架之间，所述水平内支撑与格构钢架的横向H型钢固接；所述封底型钢暗撑设置在基坑的坑底，且封底型钢暗撑与两侧格构钢架底部的横向H型钢固接。
6.如权利要求5所述的基坑支护结构，其特征在于:所述钢筋混凝土冠梁靠近基坑的端部设置有砖砌防洪圈。
7.如权利要求5所述的基坑支护结构，其特征在于:所述水平内支撑采用钢筋混凝土支撑或钢支撑。
8.如权利 要求5所述的基坑支护结构，其特征在于:所述封底型钢暗撑采用工字钢。
【文档编号】E02D17/04GK103469802SQ201310453757
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】姜平, 黎明中, 何小林, 张小兵 申请人:中国一冶集团有限公司