一种基坑支护施工方法及其装置.pdf

本发明涉及一种基坑支护施工方法及其装置，属于建筑结构施工技术领域，方法包括中心区域盆式开挖，中心区域地下室基础底板及结构施工，在周边支护桩向内施工钢支撑，支撑于中心区域地下室基础底板上，开挖该区域土方，施工该区域地下室基础底板及结构，拆除钢结构支撑；装置包括周边支护桩上设置的冠梁牛腿和底板牛腿以及之间设置的双拼H型钢；该基坑支护施工方法和装置适用于非圆形大面积不规则的基坑工程施工，结合已施工支护桩与地下结构（桩+地下室底板）形成平行于支护体的坑内“带状”支撑结构形式，有效避免了传统混凝土内支撑体系支护成本高，施工周期长的缺点，而且降低了支护体系的造价，适合于1至2层地下室的大面积深基坑。

1.  一种基坑支护施工方法，适用于基坑周边已施工支护桩的基坑支护，其特征在于，采用围护桩、预留土与地下室底板结构相结合的综合利用技术，具体施工步骤如下：
(一)中心区域采用分区分层均衡盆式开挖，采用预留土方式层层向外推进；
(二)中心区域地下室基础底板（5）及结构施工；
(三)在中心区域地下室基础底板（5）及结构施工完成后，在周边支护桩（1）向内施工钢支撑，支撑于中心区域地下室基础底板（5）上；
(四)开挖该区域土方；
(五)施工该区域地下室基础底板（5）及结构；
(六)待地下室基础底板（5）混凝土强度达到要求后拆除钢结构支撑 。

2.    根据权利要求1所述的基坑支护施工方法，其特征在于：步骤三中所述的钢支撑设置为两道双拼H型钢（6）支撑，所述两道双拼H型（6）钢支撑之间的水平间距为9m。

3.  根据权利要求2所述的基坑支护施工方法，其特征在于：步骤三中施工钢支撑之前，先将钢支撑按照基坑内净尺寸长度拼接完成，然后采用两吊点吊法，整体吊装到位，安装到位后用钢楔子填充所述钢支撑空挡，并敲密实。

4.  根据权利要求2所述的基坑支护施工方法，其特征在于：所述步骤三中的钢支撑施工完后，支撑与腰梁及冠梁牛腿（2）和底板牛腿（3）之间的缝隙须用细石砼嵌满保证端面全部受力。

5.  根据权利要求2所述的基坑支护施工方法，其特征在于：所述步骤三中的双拼H型钢（6）支撑施工与所述步骤四中的开挖该区域土方交替进行 。

6.  根据权利要求1或2所述的基坑支护施工方法，其特征在于：所述步骤三中的双拼H型钢(6)支撑施工与步骤五中的地下室基础底板（5）及结构施工交替进行。

7.  一种根据上述基坑支护施工方法进行支撑的基坑支护装置，其特征在于：所述周边支护桩（1）顶端处设有冠梁牛腿（2），在所述冠梁牛腿（2）下方靠近顶端处设有钢围檩（4），地下室基础底板（5）顶面设置底板牛腿（3），且底板牛腿（3）锚入底板；在周边支护桩（1）内插双拼H型钢（6），桩体内所插型钢长度相等；其中一条双拼H型钢（6）一端支撑在钢围檩（4）上，另一端支撑在底板牛腿（3）上；另一条双拼H型钢（6）一端支撑在冠梁牛腿（2）上，另一端支撑在底板牛腿（3）上。

8.  根据权利要求7所述的一种基坑支护装置，其特征在于：所述的冠梁牛腿（2）的迎坑面斜向预埋钢板（7）和钢筋网（8），垂直于所述的钢板（7）设置H型钢（9）。

9.  根据权利要求7或8所述的一种基坑支护装置，其特征在于：所述的底板牛腿（3）背坑面斜向预埋钢板（7）和钢筋网（8），垂直于所述钢板（7）设置H型钢（9）。

10.  根据权利要求9所述的一种基坑支护装置，其特征在于：所述的底板牛腿背坑面包括垂直于所述地下室基础底板（5）的垂直底板段和与所述的垂直底板段斜向连接的斜向连接段，所述的垂直底板段和斜向连接段均垂直设置有H型钢（9）。

一种基坑支护施工方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种基坑支护钢内支撑施工方法，属于建筑结构施工技术领域，尤其适用于周边已施工围护结构而需要内部支撑的大面积深基坑工程。
背景技术
基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。常见的基坑支护型式主要有排桩支护、地下连续墙支护、水泥挡土墙、钢板桩、土钉墙、基坑内支撑或其两种或两种以上的组合方式。
对于传统的基坑支护技术来说，对于基坑土质不良，基坑开挖比较深，特别是基坑平面尺寸比较大的情况下，如果按照常见的混凝土内支撑形式，支护措施成本较高，施工周期比较长，而且内支撑的方式会使得基坑内部密密麻麻，不方便施工。例如申请公布号为CN101892667的中国发明专利申请公开了一种基坑支护装置及施工方法，综合采用了SMW工法桩体系、内支撑体系、混凝土护坡体系和土钉墙护坡体系中两者或两者以上结合，既适合大面积基坑的支护，同时也有效降低基坑支护的成本和造价。但是目前已有内支撑的基坑支护结构体中没有适合即满足支撑要求，同时满足开放式大面积盆式开挖的支撑体系。
发明内容
本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种适合大面积基坑支护，适用于坑外土质条件差，基坑形状为不规则多边形，开挖深度6米以内，面积大于1万m²大型基坑，有效降低了施工成本，基坑支护的成本和基坑工程造价。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基坑支护施工方法，适用于基坑周边已施工支护桩的大面积基坑支护，其特征在于，采用围护桩、预留土与地下室底板结构相结合的综合利用技术，具体施工步骤如下：
（一） 中心区域采用分区分层均衡盆式开挖，采用预留土方式层层向外推进 ；
（二） 中心区域地下室基础底板及结构施工；
（三） 在中心区域地下室基础底板及结构施工完成后，在周边支护桩向内施工钢支撑，支撑于中心区域地下室基础底板上；
（四）      开挖该区域土方；
（五）      施工该区域地下室基础底板及结构；
（六）      待地下室基础底板混凝土强度达到要求后拆除钢结构支撑。
步骤三中所述的钢支撑设置为两道H型钢支撑，所述两道H型钢支撑之间的水平间距为9m。
步骤三中施工钢支撑之前，先将钢支撑按照基坑内净尺寸长度拼接完成，然后采用两吊点吊法，整体吊装到位，安装到位后用钢楔子填充所述钢支撑空挡，并敲密实。
所述步骤三中的钢支撑施工完后，支撑与腰梁及牛腿之间的缝隙须用细石砼嵌满保证端面全部受力。
所述步骤三中的双拼 H型钢支撑施工与所述步骤四中的开挖该区域土方交替进行 。
所述步骤三中的双拼H型钢支撑施工与步骤五中的地下室基础底板及结构施工交替进行。
一种根据上述基坑支护施工方法进行支撑的基坑支护装置，所述周边支护桩顶端处设有冠梁牛腿，在所述冠梁牛腿下方靠近顶端处设有钢围檩，地下室基础底板顶面设置底板牛腿，底板牛腿锚入底板。在支护桩内插双拼H型钢，桩体内所插型钢长度相等；其中一条双拼H型钢一端支撑在钢围檩上，另一端支撑在底板牛腿上；另一条双拼H型钢一端支撑在冠梁牛腿上，另一端支撑在底板牛腿上。
作为优选，所述的冠梁牛腿的迎坑面斜向预埋钢板和钢筋网，垂直于所述的钢板设置H型钢。
作为优选，所述的底板牛腿背坑面斜向预埋钢板和钢筋网，垂直于所述钢板设置H型钢。
作为优选，所述的底板牛腿背坑面包括垂直于所述地下室基础底板的垂直底板段和与所述的垂直底板段斜向连接的斜向连接段，所述的垂直底板段和斜向连接段均垂直设置有H型钢。
综上所述，本发明中所述的基坑支护施工方法适用于围护结构加坑内支撑基坑支护体系，大于1万m²的大面积深基坑工程的施工，有效避免了传统混凝土内支撑体系支护成本高，施工周期长的缺点，而且降低了支护体系的造价，适合用于周边土质分层和场地地下水情况复杂的工程。
附图说明
图1是基坑支护装置的结构示意图;
图2是冠梁牛腿的放大示意图;
图3是底板牛腿的放大示意图；
图4-图8是实施例中步骤一和步骤二中的具体施工步骤图；
图中，1、周边支护桩；2、冠梁牛腿；3、底板牛腿；4、钢围檩；5、地下室基础底板；6、双拼H型钢；7、钢板；8、钢筋网；9、H型钢；10、基面；11、斜向结构体一；12、斜向结构体二。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明一个典型实施工程：工程地块面积1.4万方，建筑面积1.03万方，基坑周长约350米，含支护桩部分270米，土方开挖2万立方，土质以砂为主，具体分为6层，地基土自上而下分层的工程特性指标如下：

层高为3.8米-6.0米，基础形式为桩筏基础，筏板厚度400毫米-500毫米；顶板厚度为150毫米-200毫米，降水井共25口，井深20米。本工程基坑周边均已经施工支护桩，基坑距离海边直线距离约100米，地下水位埋深约1米左右。地下水类型主要赋存于砂土层中，无承压性，水头埋深在5米左右，同区域海洋水体联系密切，水量丰富，对地下工程施工及维护影响大。
根据以上基坑的周边环境，具体基坑支护结构施工方法如下：
（一）      中心区域采用分区分层均衡盆式开挖，采用预留土方式层层向外推进；
（二）      中心区域地下室基础底板5及结构施工；
（三）      在中心区域地下室基础底板5及结构施工完成后，在周边支护桩1向内施工钢支撑，支撑于中心区域地下室基础底板5上；
（四）      开挖该区域土方；
（五）      施工该区域地下室基础底板5及结构；
（六）      待地下室基础底板5混凝土强度达到要求后拆除钢结构支撑 。
    其中步骤一和步骤二中的具体施工步骤如下，具体参见附图4至附图8：
a)    首次开挖形成基面；
b)    开始基础打桩工作；
c)    施工钢筋砼灌注桩冠梁；
d)    开挖到设计标高；
e)    暴露桩头并施工桩帽；
f)      安装桁架单元与斜向结构体S1；
g)    开挖到标高位安装斜向结构体S2；
h)    开挖到标高位置并施工地下室底板；
i)      施工其余桩帽；
j)      完成地下室地板施工和底模；
k)    移除桁架S2；
l)      移交主承包商施工上部结构。
其中步骤三中施工钢支撑之前，先将钢支撑按照基坑内净尺寸长度拼接完成，然后采用两吊点吊法，整体吊装到位，安装到位后用钢楔子填充所述钢支撑空挡，并敲密实。所述的钢支撑设置为两道双拼H型钢6支撑，两道双拼H型钢6支撑之间的水平间距为9m。钢支撑施工完后，支撑与腰梁及冠梁牛腿2和底板牛腿3之间的缝隙须用细石砼嵌满保证端面全部受力。
步骤三中的双拼H型钢6支撑施工与所述步骤四中的开挖该区域土方交替进行 。
步骤三中的双拼H型钢6支撑施工与步骤五中的地下室基础底板5及结构施工交替进行。
如图1所示，一种基坑支护装置，包括周边支护桩1，在周边支护桩1顶端处设有冠梁牛腿2，在所述冠梁牛腿2下方靠近顶端处设有钢围檩4，地下室基础底板5顶面设置底板牛腿3，底板牛腿3锚入底板。在周边支护桩1内插500*30*11*28的双拼H型钢6，桩体内所插型钢长度相等；其中一条双拼H型钢6一端支撑在钢围檩4上，另一端支撑在底板牛腿3上；另一条双拼H型钢6一端支撑在冠梁牛腿2上，另一端支撑在底板牛腿3上。
如图2所示，冠梁牛腿2的迎坑面斜向预埋钢板7和钢筋网8，垂直于所述的钢板7设置H型钢9。
如图3所示，底板牛腿3背坑面斜向预埋钢板7和钢筋网8，包括垂直于地下室基础底板的垂直底板段和与垂直底板段斜向连接的斜向连接段，垂直底板段和斜向连接段均垂直于钢板7设置H型钢9。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。