CN101698991A - 一种拱形基坑支护体系及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种拱形基坑支护体系及施工方法，其特征是沿支护高度分成3～4道拱圈施工，第一道拱圈高度不超过2m，拱圈厚度为0.1～0.2拱高，并且插入预应力锚杆。第二道、第三道、第四道拱圈高度为2～3m，拱圈厚度为0.1～0.2拱高。在每段拱圈拱脚两侧做拱脚基础，拱脚基础长度为0.3～0.6拱高，拱脚基础高度为长度的1/3～1/2。拱圈采用分段施工，对于可塑～硬塑土层，每10～15m为一段；对于软塑土层，每6～10m为一段；对于流塑土层，每4～6m为一段。本发明充分发挥混凝土抗压强度高的材料特性，并可降低造价，节省工期，提高安全性。
Description
技术领域
本发明涉及建筑领域，特别涉及拱形基坑支护体系及施工方法。
背景技术
目前深基坑支护普遍采用悬臂式支护体系，例如挡土桩、桩加锚杆、地下连续墙、重力式挡土墙等，虽然能满足基坑支护需要，但是这种悬臂式支护的受力状态是很不利的，必须要设置内支撑。拱式结构可以将土压力对平面结构产生的拉弯应力转化为沿拱轴方向的轴压力，因此如果能将这种结构形式应用于基坑支护，与悬臂式支护方式相比显然造价低，施工周期短。
发明内容
本发明的目的是提供一种拱形基坑支护体系及施工方法，通过拱圈内土压力自身平衡起到了内支撑的效果，解决了悬臂式支护体系工期长和造价高的问题。本发明沿支护高度分道施工，每道拱圈分别承受该道拱圈高度内的土压力，不相互影响。拱圈施工与基坑开挖可交叉进行，节省工期；同时与悬臂受力结构相比，材料与用量都明显经济节约。
本发明沿支护高度分成3～4道拱圈施工，第一道拱圈高度不超过2m，拱圈厚度为0.1～0.2拱高，并且插入预应力锚杆。第二道、第三道、第四道拱圈高度为2～3m，拱圈厚度为0.1～0.2拱高。在每段拱圈拱脚做拱脚基础，拱脚基础长度为0.3～0.6拱高，拱脚基础高度为长度的1/3～1/2。拱圈采用分段施工，对于可塑～硬塑土层，每10～15m为一段；对于软塑土层，每6～10m为一段；对于流塑土层，每4～6m为一段。
本发明施工步骤包括：
1)挖土
2)插入预应力锚杆
3)浇筑第一道拱圈
4)预应力张拉
拱圈闭合后，以拱圈为反力支座利用穿心千斤顶对锚杆施加预应力。
5)浇筑第一道拱圈基础
6)挖土
7)浇筑第二道拱圈
8)浇筑第二道拱圈基础
9)重复6)、7)、8)至支护底部。
10)浇筑地下室
11)回填非地下室部位土
本发明适用于基坑四周场地具备起拱条件的工程。为了适应施工场地限制的情况，本发明还可以在具备条件的基坑的一边、两边或多边起拱，采用部分拱圈与其它挡土结构形成混合支护体系，如拱桩组合支护体系、拱墙组合支护体系、拱桩锚杆组合支护体系。
本发明是受压为主的结构，拱圈上弯矩很小，能充分发挥混凝土抗压强度高的材料特性，并可降低造价，节省工期，提高安全性。
附图说明
图1拱形基坑剖面图
图2拱形基坑平面图
1、锚杆，2、拱圈，3、拱圈基础
具体实施方式
工程概况
某基坑开挖面积为2万余平方米、基坑深为6.1m。拟建场地原始地貌单元属一级海积阶地，后经人工整平改造，场地内地势尚平坦，孔口标高变化于3.6～4.7m。根据钻探揭露，场地内分布的地层有人工填土、海积层、冲洪积层、残积层。现将上述主要土层描述如下：
(1)人工填土层
主要由粘性土、碎石、碎砖等建筑垃圾构成，为新近堆填，层厚为2.2～2.6m。
(2)第四系海积层
淤泥层层厚为3.5～10.0m，流～软塑。
(3)第四系冲洪积层
a：粉质粘土：褐黄、褐红色，层厚为0.4～6.7m。
b、细砂：以细砂为主，含含较多粘粒，饱和，松散～稍密，层厚为0.8～4.8m。
c、砾砂：以石英砾砂为主，含较多粘粒，饱和，松散～稍密，层厚为0.7～6.4m。
(4)第四系残积层
系由花岗岩风化残积而成，含石英砂砾20％，可塑～硬塑。层厚为0.70～18.7m。
地下水控制：土方开挖时在场地内每隔25米挖2m×2m×3m降水坑一个，在开挖的同时放入污水泵抽水；基坑开挖时，坑顶四周设排水沟进行外排，每隔50m设一集水井。
由于土压力是只随深度而线性增加的分布荷载，没有集中力，所以可采用闭合的水平拱圈来支挡基坑土压力是可行的。作用在拱圈上四周的土压力大部分在拱圈内自身平衡，相互抵消，实际上起到了内支撑的效果。另外，拱圈以受压为主，弯矩很小，本身强度破坏或失稳的可能性很小，因此支护采用拱圈支护，沿支护高度分成3道拱圈施工，第一道拱圈高度为1.8m，拱圈厚度为0.3m，并且插入预应力锚杆，第二道拱圈高度为2m，第三道拱圈高度为2.3m，拱圈厚度均为0.3m。在每段拱圈拱脚做拱脚基础，第一道拱圈拱脚基础长度为1m，拱脚基础高度为0.5m；第二道拱圈拱脚基础长度为1m，拱脚基础高度为0.5m；第三道拱圈拱脚基础长度为1.2m，拱脚基础高度为0.6m。拱圈长度太长会导致土体滑坡，太短又增加工期。拱圈采用分段施工，对于可塑～硬塑土层，每12m为一段；对于软塑土层，每6m为一段；对于流塑土层，每4m为一段。
施工步骤包括：
1)挖土
2)插入预应力锚杆
3)浇筑第一道拱圈
4)预应力张拉
对拱圈施加预拉力，使拱圈与土体紧密接触，并对土体施加了一定的压力，能有效地减小基坑边坡的水平位移，充分发挥锚杆与土体界面的摩阻力。拱圈闭合后，以拱圈为反力支座利用穿心千斤顶对锚杆施加预应力。
5)浇筑第一道拱圈基础
6)挖土
7)浇筑第二道拱圈
8)浇筑第二道拱圈基础
9)挖土至支护底部
10)浇筑第二道拱圈
11)浇筑第二道拱圈基础
12)浇筑地下室
13)回填非地下室部位土
如遇暴雨气候，用塑料薄膜把拱圈后土体覆盖住，避免地表降水或生活排水浸渗拱圈后面土体，防止土体滑坡。
施工过程中实行基坑位移检测，检测结果表明位移在8mm之内，本实施例中支护结构性能良好，保证了基础的正常施工，取得了良好的效果。
Claims (3)
1.一种拱形基坑支护体系及施工方法，其特征是沿支护高度分成3～4道拱圈施工，第一道拱圈高度不超过2m，拱圈厚度为0.1～0.2拱高，并且插入预应力锚杆。第二道、第三道、第四道拱圈高度为2～3m，拱圈厚度为0.1～0.2拱高。在每段拱圈拱脚做拱脚基础，拱脚基础长度为0.3～0.6拱高，拱脚基础高度为长度的1/3～1/2。拱圈根据土质情况采用分段施工。
2.按照权利要求1所述的一种拱形基坑支护体系及施工方法，其特征是施工步骤包括：
1)挖土
2)插入预应力锚杆
3)浇筑第一道拱圈
4)预应力张拉
拱圈闭合后，以拱圈为反力支座利用穿心千斤顶对锚杆施加预应力。
5)浇筑第一道拱圈基础
6)挖土
7)浇筑第二道拱圈
8)浇筑第二道拱圈基础
9)重复6)、7)、8)至支护底部。
10)浇筑地下室
11)回填非地下室部位土
3.按照权利要求1或权利要求2所述的一种拱形基坑支护体系及施工方法，其特征是：对于可塑～硬塑土层，拱圈施工每10～15m为一段；对于软塑土层，拱圈施工每6～10m为一段；对于流塑土层，拱圈施工每4～6m为一段。
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| CN200910173221A CN101698991A (zh) | 2009-09-11 | 2009-09-11 | 一种拱形基坑支护体系及施工方法 |
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Publications (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN101698991A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101974908A (zh) * | 2010-10-27 | 2011-02-16 | 朱奎 | 一种连拱基坑支护结构 |
| CN103147442A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-06-12 | 中国华冶科工集团有限公司 | 超深基坑压灌桩与预应力锚杆联合支护施工方法 |
-
2009
- 2009-09-11 CN CN200910173221A patent/CN101698991A/zh active Pending
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| CN101974908A (zh) * | 2010-10-27 | 2011-02-16 | 朱奎 | 一种连拱基坑支护结构 |
| CN103147442A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-06-12 | 中国华冶科工集团有限公司 | 超深基坑压灌桩与预应力锚杆联合支护施工方法 |
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