地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系的施工方法.pdf

本发明公开了地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系的施工方法，该体系包括基坑支护桩和依附于地下室楼板结构的水平外伸支撑、腰梁等构件。上述支护桩在基坑开挖阶段采用预应力锚索锚固，地下室施工阶段通过设置永久性外伸支撑替代锚杆承担支护桩的水平作用力，支护结构体系伴随主体结构永久发挥作用。本发明作为一种新的地下空间支护体系，可转变临时性基坑支护结构为永久性地下支护结构，充分利用材料性能，降低工程造价，保护地下环境。

1.  地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：施做支护桩，进行基坑开挖，施做基坑开挖阶段的支护体系；
步骤2：进行基坑底部垫层，施工基础筏板及基础筏板外伸支撑；
步骤3：进行底层地下室主体结构施工，底层地下室主体结构施工后，进行第一道主体结构外伸支撑和相应腰梁的施工；
步骤4：依次进行更上一层地下室主体结构外伸支撑及相应腰梁的施工直至地下室首层楼板及外伸支撑施工结束；
步骤5：施工肥槽回填土体并分层夯实。

2.  根据权利要求1所述的地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系的施工方法，其特征在于：步骤1中，所述基坑开挖阶段的支护体系采用混凝土钻孔灌注桩的桩锚体系。

3.  根据权利要求2所述的地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系的施工方法，其特征在于：所述步骤1中，支护桩采用混凝土钻孔灌注支护桩，其施做过程包括钢筋笼的焊接、钻机成孔、吊放钢筋笼、灌注桩身混凝土、桩顶冠梁施工，进行锚杆施工。

4.  根据权利要求2所述的地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系的施工方法，其特征在于：步骤2中，在所述基础筏板外伸支撑达到80％的设计强度后，拆除回收第一道锚杆。

5.  根据权利要求1所述的地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系的施工方法，其特征在于：步骤2中，所述基础筏板施工结束后，清理筏板边缘与基坑支护桩之间空槽内的建筑垃圾，铺设素混凝土垫层；在所述素混凝土垫层上回填级配良好的碎石、中砂。

6.  根据权利要求1所述的地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系的施工方法，其特征在于：步骤2中，所述基础筏板外伸支撑的厚度不小于500mm。

7.  根据权利要求1所述的地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系的施工方法，其特征在于：步骤3中，所述第一道主体结构外伸支撑紧随地下室底层楼板施工进行，标高定位在楼板平面内。

8.  根据权利要求2所述的地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系的施工方法，其特征在于：步骤3中，在相应高度的所述主体结构外伸支撑的强度达到80％的设计强度后，拆除回收相应高度的锚杆。

9.  根据权利要求1所述的地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系的施工方法，其特征在于：步骤3中，所述腰梁通过预埋件与基坑支护桩相连接。

10.  根据权利要求1所述的地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系的施工方法， 其特征在于：步骤4中，地下室首层楼板及外伸支撑施工结束后，依次进行地下室外墙的防水、保温施工，施工肥槽回填土体并分层夯实。

地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系的施工方法
技术领域
本发明属于工业与民用建筑地基基础领域，特别涉及地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系的施工方法。
背景技术
在建筑深基坑工程领域，基于钻孔灌注桩的桩锚基坑支护结构作为主要的临时性基坑支护形式之一，对建筑材料和社会资源造成极大浪费。传统设计思维中，基坑工程属于临时性是施工措施，主体结构设计往往超前于基坑支护结构的设计，造成设计过程中两者的脱节。基于钻孔灌注桩的永久性基坑支护体系是借助永久性外伸支撑，将主体结构地下部分与混凝土支护桩相结合，形成主体地下部分水平结构与支护体系共同承担岩土压力的水平传力路径和抗侧力体系。新技术将有效的降低工程造价、节约资源、保护环境，促进城市建设的可持续发展。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种：转变现有的临时性基坑支护结构体系为永久性基坑支护结构体系，充分发挥支护体系的永久性作用的地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系的施工方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
在地下室外墙与支护桩之间设置外伸支撑，所述外伸支撑包括基础筏板外伸支撑和主体结构外伸支撑，所述基础筏板外伸支撑位于基础筏板平面内，两端分别与基础筏板和支护桩连接；所述主体结构外伸支撑位于各层相应高度的梁板平面内，其一端与主体结构的梁板构件连接，另一端通过腰梁与支护桩连接；所述支护桩在主体结构外伸支撑和腰梁的连接成为地下永久性支护体系的一部分。
所述支护桩采用混凝土钻孔灌注桩，所述主体结构的地下空间结构至少一层。
所述腰梁与主体结构的各层梁板位于同一平面内，所述腰梁通过预埋件与支护桩连接，所述腰梁为钢筋混凝土结构。
所述基础筏板外伸支撑是素混凝土支撑。
所述基础筏板外伸支撑的上表面与筏板表面齐平。
所述基础筏板外伸支撑的下部处理包括底部200mm厚的素混凝土垫层，和垫层上部回填级配良好的碎石、中砂。
所述主体结构外伸支撑为钢筋混凝土支撑。
所述主体结构外伸支撑通过预留钢筋与相应高度的主体结构的梁板构件连接。
在所述地下室外墙与支护桩之间填充有回填土体。
所述地下室外墙设有保温防水层。
地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系的施工方法，包括以下步骤：
步骤1：施做支护桩，进行基坑开挖，施做基坑开挖阶段的支护体系；
步骤2：进行基坑底部垫层，施工基础筏板和基础筏板外伸支撑；
步骤3：进行底层地下室主体结构施工，底层地下室主体结构施工后，进行第一道主体结构外伸支撑和相应腰梁的施工；
步骤4：依次进行更上一层地下室主体结构外伸支撑及相应腰梁的施工直至地下室首层楼板及外伸支撑施工结束；
步骤5：施工肥槽回填土体并分层夯实。
其中，步骤1中，所述基坑开挖阶段的支护体系采用混凝土钻孔灌注桩的桩锚体系。
步骤1中，支护桩采用混凝土钻孔灌注支护桩，其施工过程包括钢筋笼的焊接、钻机成孔、吊放钢筋笼、灌注桩身混凝土、桩顶冠梁施工，进行锚杆施工。
步骤2中，在所述基础筏板外伸支撑达到80％的设计强度后，拆除回收第一道锚杆。
步骤2中，所述基础筏板施工结束后，清理筏板边缘与基坑支护桩之间空槽内的建筑垃圾，铺设素混凝土垫层；在所述素混凝土垫层上回填级配良好的碎石、中砂。
步骤2中，所述基础筏板外伸支撑的厚度不小于500mm。
步骤3中，所述第一道主体结构外伸支撑紧随地下室底层楼板施工进行，标高定位在楼板平面内。
步骤3中，在相应高度的所述主体结构外伸支撑的强度达到80％的设计强度后，拆除回收相应高度的锚杆。
步骤3中，腰梁通过预埋件与基坑支护桩相连接
步骤4中，地下室首层楼板及外伸支撑施工结束后，依次进行地下室外墙的防水、保温施工，施工肥槽回填土体并分层夯实。
本发明的有益效果为：
本发明中，外伸支撑的主要作用是联系主体结构与支护结构，传递水平力；腰梁有两个作用，一方面通过腰梁将支护排桩连接为一个整体，另一方面，腰梁可以将外伸支撑传来的集中力均匀分布到各排桩，避免应力集中造成结构破坏。通过永久性外伸支撑和腰梁的共同作用，使得支护桩和地下空间主体楼板相结合，形成空间抗侧力结构体系，并通过回填土传力丰富传力途径。
本发明力求主体结构体系设计主导基坑支护体系设计，改变以往基坑工程与结构设计 脱离的现状。
本发明在原有临时性基坑支护理论的基础上实现了基坑支护结构的永久化作用，是对传统基坑支护理念的巨大提升。
本发明改变了以往基坑支护体系在地下主体结构施工完毕后被废弃的现状，实现了基坑支护结构由临时性到永久性的改造，节约建设成本，结合锚索的回收利用，保护环境，促进城市地下空间建设的可持续发展。
使用永久性基坑支护结构形式，可以有效的改善支护结构和地下主体结构的受力特点，利用外伸支撑的合理受力，可将普通锚索替换为可回收锚索，在保证结构安全的同时，节约成本，节约资源，更符合绿色建筑的理念。
该发明能在已经大量应用的深基坑桩锚支护结构体系中发挥巨大作用，可转变现有的临时性基坑支护结构体系为永久性基坑支护结构体系，充分发挥支护体系的永久性作用，有效降低主体结构地下室外墙承担的水平应力，节约建造成本，降低工程造价。
附图说明
图1是本发明专利的整体结构体系图。
图2是本发明专利的外伸支撑、腰梁及相关节点构造竖向剖面详图。
图3是本发明专利的外伸支撑、腰梁及相关节点构造水平剖面详图。
图中各个标号含义：1-混凝土钻孔灌注桩、2-冠梁、3-主体结构外伸支撑、4-基础筏板外伸支撑、5-碎石中沙层、6-地下室外墙、7-地下室楼板、8-基础筏板、9-基础垫层、10-回填土体、11-腰梁、12-地下室外墙防水层、13-地下室外墙保温层、14-预埋件。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
实施例1：
图1所示，基坑开挖和地下结构施工阶段，基坑支护采用桩锚支护体系。
图2所示，第一道永久性外伸支撑是基础筏板外伸支撑4，位于基础筏板8平面内，是素混凝土支撑。
支护体系包括混凝土钻孔灌注桩1，冠梁2，主体结构外伸支撑3，基础筏板外伸支撑4，碎石中沙层5，地下室外墙6，地下室楼板7，基础筏板8，基础垫层9，回填土体10，腰梁11，地下室外墙防水层12，地下室外墙保温层13，预埋件14。
图2所示，第一道外伸支撑以外的其他支撑位于相应高度的楼板平面内，是主体结构外伸支撑，属于钢筋混凝土支撑，通过预留钢筋与相应高度的主体结构的楼板构件连接，支撑外侧作用于腰梁11，腰梁11通过钢板预埋件14与支护桩相连接。
地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系施工工艺包括以下步骤：
(1)混凝土钻孔灌注桩的施工，包括钢筋笼的焊接、钻机成孔、吊放钢筋笼、灌注桩身混凝土、桩顶冠梁2施工；
(2)基坑开挖和预应力锚杆施工；
(3)施做基坑底部垫层9及基础筏板8；
(4)基础筏板外伸支撑4施工，在基础筏板8与基坑支护桩之间设置基础筏板外伸支撑4，该支撑为永久性素混凝土支撑，具体施工工艺为：基础垫层9和基础筏板8施工结束后，对筏板边缘与基坑支护桩之间施工肥槽进行清理，先在空肥槽底部铺设200mm厚的素砼垫层，再在垫层之上回填一定厚度的碎石、中砂，并在碎石中沙层5之上浇筑基础筏板8的外伸支撑，所述外伸支撑的上表面与基础筏板8上表面齐平，基础筏板外伸支撑4施工完毕；
(5)底层地下室主体结构施工；
(6)主体结构外伸支撑3及腰梁11施工：在底层地下室楼板7平面内设置第二道主体结构外伸支撑3及腰梁11，腰梁11与该支撑均为钢筋混凝土支撑，其施工过程紧随地下室底层楼板施工进行，标高定位在底层楼板平面内，通过预留钢筋与地下室楼板7相连接，腰梁11通过预埋件14与基坑支护桩相连接，第二道主体结构外伸支撑3完成；
(7)依次进行更上一层地下室主体结构以及腰梁11与相应主体结构外伸支撑3的施工；
(8)首层地下室楼板7及外伸支撑施工结束后，依次进行地下室外墙防水层12、地下室外墙保温层13的施工，尤其着重节点的防水处理；
(9)施工肥槽回填土体10并分层夯实。
实施例2
地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系施工工艺包括以下步骤：
(1)施做钻孔灌注桩1；
(2)开挖基坑和施做锚杆；
(3)施做基础垫层9及基础筏板8；
(4)在基础筏板8与支护桩1之间设置永久性素混凝土支撑，即基础筏板外伸支撑4，具体施工工艺为：筏板施工结束后，清理筏板边缘与基坑支护桩之间空槽内建筑垃圾，铺设200mm厚的素砼垫层，回填级配良好的碎石中砂层5，在筏板平面内浇筑不小于500mm厚的素砼水平支撑，第一道外伸支撑施工完毕；
(5)第一道锚索拆除回收：在基础筏板外伸支撑4达到80％的设计强度后，拆除并回 收第一道锚索；
(6)底层地下室主体结构施工；
(7)施做主体结构外伸支撑3：施做为主体结构外伸支撑3的第二道外伸支撑，该支撑为钢筋混凝土结构，紧随地下室底层楼板施工进行，设置于地下室外墙6与混凝土钻孔灌注桩1之间，标高定位在楼板平面内，与支护桩1之间通过设置在相应高度的钢筋混凝土腰梁11传力；
(8)第二道锚索拆除并回收：在第二道钢筋混凝土外伸支撑达到80％的设计强度后，拆除并回收第一道锚索；
(9)依次进行更上一层地下室主体结构及外伸结构的施工，并进行相应锚索的回收；
(10)地下室首层楼板及外伸支撑施工结束后，依次进行地下室外墙的防水、保温施工，尤其着重节点的防水处理；
(11)施工肥槽回填土体并分层夯实。
本发明是一种地下室楼板与支护桩共同工作的永久支护体系，通过建立永久性外伸支撑、腰梁以及回填土体，在基坑支护桩和地下空间结构之间建立复合型水平传力体系，以实现该抗侧力结构体系永久性发挥效用。