一種基坑圍護結構及施工方法與流程
1.本發明涉及地下工程施工技術領域，具體涉及一種基坑圍護結構及施工方法。
背景技術：
2.隨著城市的不斷發展與建設，基坑工程逐漸往深、大方向發展且施工環境越來越復雜。對于大面積的深基坑工程，工程實踐中往往采用支撐或樁錨體系，支撐體系在基坑開挖面積較大時，由于支撐長細比過大，往往需要分坑施工，勢必會對工期和經濟性造成較大影響，同時內部支撐體系的設置對挖土也有較多限制影響；樁錨體系往往需要占用場地外側空間，對周邊環境影響較大，在城市施工中有諸多限制，因此這兩種體系在工程應用中往往有一定的局限性。基坑工程一般是地下臨時結構，如何在保證安全的基礎上，綜合考慮經濟、工期等因素采取合理的圍護支撐體系是基坑工程設計應該要思考的問題。
3.經檢索發現，申請號為cn 106013172 b的中國專利，公開了一種雙排樁與斜撐組合軟土深基坑支護結構及施工方法，該專利通過在斜撐與基礎筏板相接處設置底部支撐墩，將支撐力傳至底板。該專利雖然采用斜撐，但斜撐未伸入土層深處，因此控制變形能力較差，同時該專利施工時坑邊需留土后挖，底板需分兩次施工，對工期影響較大，且如果坑邊有號樓，基坑施工難度較大。
4.申請號為cn 211922637 u的中國專利，公開了一種設置樁間斜撐的a字型雙排樁基坑支護，該專利圍護結構主要采用前排樁作為圍護結構，后排樁作為支撐結構，前后排樁設置樁間斜撐，由于前排樁為單樁，圍護結構穩定性和抗變形能力較差，往往適用于地下一層的較淺基坑，同時樁間斜撐僅撐至后排樁中心位置易造成后排樁折斷等工程風險，且后排樁需穿越結構底板，對底板防水要求較高。
5.申請號為cn 114197483 a的中國專利，公開了一種基坑圍護結構及其施工方法。該發明包括多個立柱、注漿斜撐管和連接斜撐管，通過在冠梁內開設插孔，插孔內活動連接有普通斜撐管，普通斜撐管與冠梁之間設有固定機構，注漿斜撐管與連接斜撐管之間設有調節機構，注漿斜撐管的頂部活動連接有轉管，解決現有技術中采用的注漿斜撐管斜撐組合結構無法主動控制基坑變形，以及斜撐管固定連接不能收回難題，提高了結構使用成本的問題，但該發明沒有解決注漿斜撐管與主體地下結構之間的相互關系等問題。
6.綜上所述，現有的類似基坑支護形式主要是采用雙排樁+斜撐或者單排樁+斜撐兩種組合，這兩種圍護形式均有一定的局限性：雙排樁+斜撐組合中斜撐一般撐至底板上，坑邊需留土后挖，底板需分兩次施工，對工期影響較大，同時斜撐撐至底板，傳力較差，基坑變形控制效果差，對基坑的開挖深度有一定的限制；單排樁+斜撐組合中，單排樁控制變形能力和穩定性較差，斜撐需要穿越底板，對底板防水要求較高，一般也是適用于較淺的基坑。
技術實現要素：
7.本發明目的是提供一種基坑圍護結構及施工方法，該結構在基坑內固定連接成一個整體，并綜合解決了基坑防水問題，圍護過程穩定可靠，適用于各類規格的基坑開挖，尤
其適用于減少較深基坑的施工變形，整個施工過程中，將基坑圍護結構施工與坑內建筑結構施工有機結合，使整個基坑工程安全有序開展。
8.為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種基坑圍護結構，包括基坑，基坑四周均勻間隔設置有若干根圍護樁，若干根圍護樁頂部通過冠梁固定連接，基坑內設置有若干組支撐組件，支撐組件支撐在圍護樁一側，支撐組件間通過連接梁連接成一個整體；基坑底部四周設置有配筋墊層組件，支撐組件底部穿過配筋墊層組件、埋插在土層深處；支撐組件包括斜撐在冠梁與基坑底部間的第一支撐，第一支撐與圍護樁對應設置，第一支撐與圍護樁間還抵接、支撐有第二支撐；第一支撐包括斜撐管，斜撐管底部設置有澆筑頭，斜撐管頂端錨接在冠梁處，斜撐管底部埋插在土層深處；第二支撐包括抵接在圍護樁與第一支撐間的支撐橫梁、頂端支撐在支撐橫梁底部的鋼立柱，鋼立柱底端埋插在土層深處；配筋墊層組件包括配筋墊層和均勻間隔設置在配筋墊層底部的多根插筋，配筋墊層由雙面雙向配筋和混凝土澆筑而成，配筋墊層鋪設在基坑底面周邊、并通過插筋與基坑底部的土層插接。
9.優選的，所述圍護樁與基坑側壁間設置有若干個豎向止水樁。
10.優選的，所述斜撐管頂部周邊設置有若干根錨筋，錨筋與冠梁內的鋼筋結構綁扎為一體。
11.優選的，所述支撐橫梁一端通過雙拼圍檁與圍護樁固定連接，支撐橫梁另一端與斜撐管固定連接。
12.優選的，所述雙拼圍檁由工字鋼、槽鋼或鋼板制成的四邊形結構；所述支撐橫梁由圓鋼管或方鋼管制成的桿狀結構。
13.優選的，所述連接梁由工字鋼或槽鋼制成，連接梁連接在相鄰兩個支撐橫梁間。
14.優選的，所述配筋墊層組件上側設置有坑內建筑結構，坑內建筑結構包括底板，坑內建筑結構通過傳力帶與圍護樁相連，所述斜撐管依次傾斜穿過坑內建筑結構和配筋墊層組件埋插在土層深處，斜撐管與底板中部相交位置處設置有止水鋼板。
15.優選的，所述傳力帶一端預埋澆筑在坑內建筑結構一側，傳力帶另一端錨入圍護樁中；傳力帶包括底板傳力帶和中樓板傳力帶，底板傳力帶主體設置在配筋墊層組件上部，底板傳力帶一端預埋澆筑在底板一端，底板傳力帶另一端錨入圍護樁中；中樓板傳力帶鋼筋一側錨入中樓板、另一側通過吊筋與圍護樁主筋焊接；中樓板傳力帶布置于第一支撐間隙中、沿基坑周邊等間距間隔布置。
16.一種基坑圍護結構的施工方法，包括以下步驟：步驟一，圍護樁施工，根據圖紙測繪放樣，在現場標注定位圍護樁和豎向止水樁位置，并完成圍護樁和豎向止水樁的施工；步驟二，第一支撐施工，將斜撐管靜壓至土層內指定深度后，先向斜撐管內灌入級配碎石，然后再向斜撐管內灌入純水泥至斜撐管頂部，斜撐管頂部四周通過焊接均勻連接若干根錨筋，錨筋與冠梁內的鋼筋結構綁扎并澆筑連接；步驟三，第一皮土開挖，分層分塊開挖土層至支撐橫梁設計位置處，架設若干組第二支撐，通過連接梁將相鄰第二支撐間固定連接，基坑內所有的第二支撐被連接成一個整
體；步驟四，第二皮土開挖，分層分塊開挖至基坑底部，施工配筋墊層組件，隨后施工底板以及底板傳力帶，底板中部與斜撐管的相交處設置止水鋼板，待底板與底板傳力帶強度達到要求后，拆除連接梁與第二支撐；繼續施工中樓板和中樓板傳力帶，待中樓板和中樓板傳力帶強度達到要求后，將斜撐管一端沿底板頂面平齊切除、另一端沿圍護樁側面平齊切除；步驟五，基坑回填，施工坑內建筑結構至正負零，基坑回填。
17.本發明中，該基坑圍護結構由若干組支撐組件固定連接成一個整體，整個結構穩定可靠，提高了基坑圍護的安全性，對施工環境要求低，適用于各類規格的基坑開挖，尤其適用于減少較深基坑的施工變形；第一支撐包括斜撐管，斜撐管不僅可以起到支撐的作用，在斜撐管就位后還作為灌注通道，從斜撐管頂部向斜撐管內灌注級配碎石和純水泥，在斜撐管底部形成澆筑頭，以增大第一支撐與土層間的接觸面積，達到增加連接強度以及防止下陷的目的，相較于預制混凝土樁而言，經濟性好且斜撐管部分可回收利用；第二支撐設在第一支撐與圍護樁間，增加了第一支撐的支撐強度，防止第一支撐發生變形，減少了基坑側壁的變形，提高了整個基坑圍護結構的安全性和可靠性；配筋墊層組件設置在基坑底部四周，可有效減少基坑開挖到底時底部變形；圍護樁與基坑側壁間設置若干個豎向止水樁，以起到防水和擋土的作用；該基坑圍護結構的施工方法與基坑開挖和坑內建筑結構的施工有機結合，基坑開挖不受限制、施工工序簡單、施工周期短且經濟性好。
附圖說明
18.圖1為本發明整體結構示意圖；圖2為本發明整體結構俯視圖；圖3為本發明支撐組件與連接梁間的焊接示意圖；圖4為本發明斜撐管與冠梁間的連接示意圖；圖5為本發明支撐橫梁與斜撐管間的焊接示意圖；圖6為本發明支撐橫梁與鋼立柱間的焊接示意圖；圖7為本發明整體結構上設置有坑內建筑結構的示意圖；圖8為坑內建筑結構與圍護樁間的連接示意圖；圖9為止水鋼板設置示意圖；圖10為步驟一對應的施工示意圖；圖11為步驟二對應的施工示意圖；圖12為步驟三對應的施工示意圖；圖13為步驟四對應的施工示意圖之一；圖14為步驟四對應的施工示意圖之二；圖15為步驟四對應的施工示意圖之三；圖16為步驟五對應的施工示意圖。
19.圖中：1、圍護樁；2、支撐組件；3、坑內建筑結構；4、配筋墊層組件；5、傳力帶；6、連
接梁；10、冠梁；11、豎向止水樁；20、第一支撐；21、第二支撐；30、止水鋼板；31、底板；40、配筋墊層；41、插筋；50、底板傳力帶；51、中樓板傳力帶；200、斜撐管；201、澆筑頭；210、支撐橫梁；211、鋼立柱；212、雙拼圍檁。
具體實施方式
20.下面結合附圖，對本發明做進一步說明：實施例一：如圖1和圖2所示的一種基坑圍護結構，包括基坑，基坑四周均勻間隔設置有若干根圍護樁1，若干根圍護樁1頂部通過冠梁10固定連接，圍護樁1為灌注樁，灌注樁的樁徑、樁長、配筋通過計算確定。基坑內設置有若干組支撐組件2，支撐組件2支撐在圍護樁1一側，支撐組件2間通過連接梁6連接成一個整體，支撐組件2間相互作用會產生支撐力和拉力，防止單組支撐組件2發生傾倒，提高了支撐組件2的穩定性，增加了基坑圍護支撐時的可靠性，如圖3所示，支撐組件2與連接梁6間通過焊接連接，連接梁6連接在相鄰兩個支撐橫梁210間，在具體實施時，連接梁6由工字鋼或槽鋼制成。基坑底部四周設置有配筋墊層組件4，支撐組件2底部穿過配筋墊層組件4、埋插在土層深處，配筋墊層組件4包括配筋墊層40和均勻間隔設置在配筋墊層40底部的多根插筋41，配筋墊層40由雙面雙向配筋和混凝土澆筑而成，配筋墊層40選用的混凝土不小于c30，內置c12@200雙面雙向配筋，插筋選用c12鋼筋，長度為1500mm，插筋間隔為1m，插筋錨入配筋墊層內150mm深，配筋墊層40鋪設在基坑底面周邊、并通過插筋41與基坑底部的土層插接。
21.支撐組件2包括斜撐在冠梁10與基坑底部間的第一支撐20，第一支撐20與圍護樁1對應設置，第一支撐20與圍護樁1間的夾角大于35
°
，第一支撐20與圍護樁1間還抵接、支撐有第二支撐21，第一支撐20包括斜撐管200，斜撐管20可選用圓鋼管或方鋼管，斜撐管200不僅可以起到支撐的作用，在斜撐管200就位后還作為灌注通道，從斜撐管200頂部向斜撐管200內灌注級配碎石和純水泥，在斜撐管200底部形成澆筑頭，以增大第一支撐與土層間的接觸面積，達到增加連接強度以及防止下陷的目的，相較于預制混凝土樁而言，經濟性好且斜撐管200部分可回收利用，斜撐管200頂端錨接在冠梁10處，在一個更優實施例中，如圖所示4，斜撐管200頂部周邊設置有若干根錨筋，錨筋與冠梁10內的鋼筋結構綁扎為一體，因此在具體實施時，第一支撐20與冠梁10同時澆筑，斜撐管200底部埋插在土層深處；第二支撐21包括抵接在圍護樁1與第一支撐20間的支撐橫梁210、頂端支撐在支撐橫梁210底部的鋼立柱211，如圖5和圖6所示，支撐橫梁210與斜撐管200間焊連接，支撐橫梁210與鋼立柱211間焊連接，焊縫厚度均不少于10mm，鋼立柱211底端埋插在土層深處。
22.實施例2如圖1和圖2所示的一種基坑圍護結構，圍護樁1與基坑側壁間設置有若干個豎向止水樁11，以起到防水和擋土的作用，豎向止水樁11為三軸攪拌樁，三軸攪拌樁套接一孔設置，樁底標高在基坑底部7m以下。
23.在本例中，支撐橫梁210一端通過雙拼圍檁212與圍護樁1固定連接，支撐橫梁210另一端通過焊接與斜撐管200固定連接，雙拼圍檁212由工字鋼、槽鋼、鋼板或其它型鋼制成的四邊形結構，具體的，選用（尺寸為高度
×
寬度
×
腹板厚度
×
翼緣厚度）2h700
×
300
×
13
×
24的型鋼，兩根雙拼制成，雙拼圍檁212一端預埋澆筑在圍護樁1一側，雙拼圍檁212另一
端通過焊接與支撐橫梁210固定連接，支撐橫梁210由圓鋼管或方鋼管制成的桿狀結構，具體的，支撐橫梁210選用直徑為609mm，壁厚16mm的圓鋼管。
24.如圖7和圖8所示，配筋墊層組件4上側設置有坑內建筑結構3，坑內建筑結構3包括底板31，坑內建筑結構3通過傳力帶5與圍護樁1相連，所述斜撐管200依次傾斜穿過坑內建筑結構3和配筋墊層組件4埋插在土層深處，斜撐管200與底板31中部相交位置處設置有止水鋼板30，如圖9所示，斜撐管200穿過止水鋼板300，斜撐管200外壁與止水鋼板300焊接為一體，傳力帶5一端預埋澆筑在坑內建筑結構3一側，傳力帶5另一端錨入圍護樁1中。傳力帶5包括底板傳力帶50和中樓板傳力帶51 ，底板傳力帶50主體設置在配筋墊層組件4上部，底板傳力帶50一端預埋澆筑在底板31一端，底板傳力帶50另一端錨入圍護樁1中，中樓板傳力帶51與中樓板同時澆筑，中樓板傳力帶51鋼筋一側錨入中樓板、另一側通過吊筋與圍護樁1主筋焊接，中樓板傳力帶51布置于第一支撐20間隙中、沿基坑周邊等間距間隔布置。
25.一種基坑圍護結構的施工方法，包括以下步驟：步驟一，圍護樁1施工，如圖10所示，根據圖紙測繪放樣，在現場標注定位圍護樁1和豎向止水樁11位置，并完成圍護樁1、冠梁10和豎向止水樁11的施工；步驟二，第一支撐20施工，如圖11所示，將斜撐管200靜壓至土層內指定深度后，先向斜撐管200內灌入級配碎石，然后再向斜撐管200內灌入純水泥至斜撐管200頂部，斜撐管200頂部四周通過焊接均勻連接若干根錨筋，錨筋與冠梁10內的鋼筋結構綁扎并澆筑連接；步驟三，第一皮土開挖，如圖12所示，分層分塊開挖土層至支撐橫梁210設計位置處，架設若干組第二支撐21，通過連接梁6將相鄰第二支撐21間固定連接，基坑內所有的第二支撐21被連接成一個整體，本例中，鋼立柱211和連接梁6均選用規格為（尺寸為高度
×
寬度
×
腹板厚度
×
翼緣厚度）h400
×
400
×
13
×
21的工字鋼；步驟四，第二皮土開挖，如圖13和圖14所示，分層分塊開挖至基坑底部，施工配筋墊層組件4，隨后施工底板31以及底板傳力帶50，底板31中部與斜撐管200的相交處設置止水鋼板30；待底板31與底板傳力帶50達到設計強度的80%后，拆除連接梁6與第二支撐21，繼續施工中樓板和中樓板傳力帶51，待中樓板和中樓板傳力帶51達到設計強度的80%后，將斜撐管200一端沿底板31頂面平齊切除、另一端沿圍護樁1側面平齊切除；步驟五，基坑回填，如圖16所示，施工坑內建筑結構3至正負零，進行基坑回填。
26.上述實施例只是對本發明構思和實現的若干說明，并非對其進行限制，在本發明構思下，未經實質變換的技術方案仍然在保護范圍內。
技術特征：
1.一種基坑圍護結構，包括基坑，基坑四周均勻間隔設置有若干根圍護樁（1），若干根圍護樁（1）頂部通過冠梁（10）固定連接，其特征在于：基坑內設置有若干組支撐組件（2），支撐組件（2）支撐在圍護樁（1）一側，支撐組件（2）間通過連接梁（6）連接成一個整體；基坑底部四周設置有配筋墊層組件（4），支撐組件（2）底部穿過配筋墊層組件（4）、埋插在土層深處；支撐組件（2）包括斜撐在冠梁（10）與基坑底部間的第一支撐（20），第一支撐（20）與圍護樁（1）對應設置，第一支撐（20）與圍護樁（1）間還抵接、支撐有第二支撐（21）；第一支撐（20）包括斜撐管（200），斜撐管（200）底部設置有澆筑頭（201），斜撐管（200）頂端錨接在冠梁（10）處，斜撐管（200）底部埋插在土層深處；第二支撐（21）包括抵接在圍護樁（1）與第一支撐（20）間的支撐橫梁（210）、頂端支撐在支撐橫梁（210）底部的鋼立柱（211），鋼立柱（211）底端埋插在土層深處；配筋墊層組件（4）包括配筋墊層（40）和均勻間隔設置在配筋墊層（40）底部的多根插筋（41），配筋墊層（40）由雙面雙向配筋和混凝土澆筑而成，配筋墊層（40）鋪設在基坑底面周邊、并通過插筋（41）與基坑底部的土層插接。2.根據權利要求1所述的基坑圍護結構，其特征在于：所述圍護樁（1）與基坑側壁間設置有若干個豎向止水樁（11）。3.根據權利要求1或2所述的基坑圍護結構，其特征在于：所述斜撐管（200）頂部周邊設置有若干根錨筋，錨筋與冠梁（10）內的鋼筋結構綁扎為一體。4.根據權利要求1或2所述的基坑圍護結構，其特征在于：所述支撐橫梁（210）一端通過雙拼圍檁（212）與圍護樁（1）固定連接，支撐橫梁（210）另一端與斜撐管（200）固定連接。5.根據權利要求4所述的基坑圍護結構，其特征在于：所述雙拼圍檁（212）由工字鋼、槽鋼或鋼板制成的四邊形結構；所述支撐橫梁（210）由圓鋼管或方鋼管制成的桿狀結構。6.根據權利要求1所述的基坑圍護結構，其特征在于：所述連接梁（6）由工字鋼或槽鋼制成，連接梁（6）連接在相鄰兩個支撐橫梁（210）間。7.根據權利要求1～6任一項所述的基坑圍護結構，其特征在于：所述配筋墊層組件（4）上側設置有坑內建筑結構（3），坑內建筑結構（3）包括底板（31），坑內建筑結構（3）通過傳力帶（5）與圍護樁（1）相連，所述斜撐管（200）依次傾斜穿過坑內建筑結構（3）和配筋墊層組件（4）埋插在土層深處，斜撐管（200）與底板（31）中部相交位置處設置有止水鋼板（30）。8.根據權利要求7所述的基坑圍護結構，其特征在于：所述傳力帶（5）一端預埋澆筑在坑內建筑結構（3）一側，傳力帶（5）另一端錨入圍護樁（1）中；傳力帶（5）包括底板傳力帶（50）和中樓板傳力帶（51） ，底板傳力帶（50）主體設置在配筋墊層組件（4）上部，底板傳力帶（50）一端預埋澆筑在底板（31）一端，底板傳力帶（50）另一端錨入圍護樁（1）中；中樓板傳力帶（51）鋼筋一側錨入中樓板、另一側通過吊筋與圍護樁（1）主筋焊接；中樓板傳力帶（51）布置于第一支撐（20）間隙中、沿基坑周邊等間距間隔布置。9.根據權利要求1～6任一項所述的一種基坑圍護結構的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一，圍護樁（1）施工，根據圖紙測繪放樣，在現場標注定位圍護樁（1）和豎向止水樁（11）位置，并完成圍護樁（1）、冠梁（10）和豎向止水樁（10）的施工；步驟二，第一支撐（20）施工，將斜撐管（200）靜壓至土層內指定深度后，先向斜撐管
（200）內灌入級配碎石，然后再向斜撐管（200）內灌入純水泥至斜撐管（200）頂部，斜撐管（200）頂部四周通過焊接均勻連接若干根錨筋，錨筋與冠梁（10）內的鋼筋結構綁扎并澆筑連接；步驟三，第一皮土開挖，分層分塊開挖土層至支撐橫梁（210）設計位置處，架設若干組第二支撐（21），通過連接梁（6）將相鄰第二支撐（21）間固定連接，基坑內所有的第二支撐（21）被連接成一個整體；步驟四，第二皮土開挖，分層分塊開挖至基坑底部，施工配筋墊層組件（4），隨后施工底板（31）以及底板傳力帶（50），底板（31）中部與斜撐管（200）的相交處設置止水鋼板（30）；待底板（31）與底板傳力帶（50）強度達到要求后，拆除連接梁（6）與第二支撐（21），繼續施工中樓板和中樓板傳力帶（51），待中樓板和中樓板傳力帶（51）強度達到要求后，將斜撐管（200）一端沿底板（31）頂面平齊切除、另一端沿圍護樁（1）側面平齊切除；步驟五，基坑回填，施工坑內建筑結構（3）至正負零，基坑回填。
技術總結
本發明公開了一種基坑圍護結構及施工方法，一種基坑圍護結構包括基坑，基坑四周均勻間隔設置有若干根圍護樁，若干根圍護樁頂部通過冠梁固定連接，基坑內設置有若干組支撐組件，支撐組件支撐在圍護樁一側，支撐組件間通過連接梁連接成一個整體；基坑底部四周設置有配筋墊層組件，支撐組件底部穿過配筋墊層組件、埋插在土層深處；一種基坑圍護結構的施工方法，包括圍護樁施工、第一支撐施工、第一皮土開挖、第二皮土開挖和基坑回填。該結構穩定可靠，適用于各類規格的基坑開挖，尤其適用于減少較深基坑的施工變形，部分結構可回收利用，整個施工過程中，將基坑圍護結構施工與坑內建筑結構施工有機結合，整個基坑施工過程安全有序，施工周期短。施工周期短。施工周期短。
