一種深基坑支撐支護體系的施工方法
【專利摘要】本發明涉及一種深基坑支撐支護體系的施工方法，所述施工方法采用多排多向旋噴攪拌加筋排樁加斜向鋼管支撐體系基坑組合支護樁，且多排多向旋噴攪拌加筋排樁通過專用鉆機進行加固周邊土體，形成具有較高強度的錨樁；所述斜向鋼管支撐采用熱軋無縫鋼管，一般采用管徑為400mm、600mm或800mm的鋼管。本發明的優點在于：本發明深基坑支撐支護體系的施工方法，對于開挖深度10?15m，面積1萬平方以上的以上基坑，采用多排多向旋噴攪拌加筋排樁+鋼管支撐體系基坑組合支護樁方案與傳統的排樁支撐方案相比，可節約成本20?50%，節省工期40%；且鋼支撐施工技術簡單易行,且可以重復使用,比一般的支護結構節省費用,綜合效益顯著。
【專利說明】
一種深基坑支撐支護體系的施工方法
技術領域
[0001]本發明屬于建筑領域，涉及一種建筑基礎基坑施工方法，特別涉及一種深基坑支撐支護體系的施工方法。
【背景技術】
[0002]建筑行業中，基坑是指為進行建筑物基礎與地下室的施工所開挖的地面以下空間。基坑為建筑基礎開挖的臨時性坑井，屬于臨時性工程，其作用是提供一個空間，使基礎的砌筑作業得以按照設計所指定的位置進行。一般情況下，開挖深度大于等于5M的基坑叫深基坑。
[0003]目前我國深基坑施工多數采用鋼筋混凝土支撐作為支護體系，即在基坑周邊設置一圈鋼筋混凝土結構的灌注粧形成排粧，然后在灌注粧上方設置一圈冠梁，冠梁中間設置水平支撐，形成內撐式支護結構體系，但這種支護結構體系在實施過程中存在一定的安全的隱患。
[0004]經檢索發現，周亞軍工公開了雙排加筋旋噴粧支護結構力學性狀研究(雙排加筋旋噴粧支護結構力學性狀研究，周亞軍，湖南科技大學土木工程專業碩士畢業論文2012)在旋噴粧和雙排粧技術發展成熟的基礎上，通過在旋噴粧中施加兩排鋼管，形成復合支護結構，解決了施工上空界限不足的問題，保證施工安全順利地進行。
[0005]沈岳，江林，沈永龍公開了多排多向旋噴攪拌加勁支錯結構的應用技術(多排多向旋噴攪拌加勁支錯結構的應用技術，沈岳，江林，沈永龍，建筑科學)提出了排多向旋噴攪拌加勁支錯結構對周圍土體進行加固，粧體中加入的筋體和錯錠板，使加筋體與水泥土旋噴粧粘合在一起，形成很高的錨固力;且多排多向旋噴攪拌加勁支錯結構可分為垂直旋噴攪拌加勁粧和多向旋噴攪拌加勁斜粧，是在土層中用旋噴攪拌法形成水泥土變徑粧體，并插入鋼絞線等錨筋制成多向旋噴攪拌加勁垂直粧和斜粧，用其來加固和支護地基土或邊坡。
[0006]經檢索還發現，中國專利201020158219.1公開了一種多字型單排多向旋噴攪拌加筋組合支護粧，包括基坑，在基坑四周的土體上設有單排垂直旋噴攪拌加筋粧墻，該粧內插有型鋼。
[0007]但上述方法在實施過程中，仍存在一定的問題:1.上述實施方法，均存在施工成本高，工期時間長;2.加固結構存在一定的安全隱患。
[0008]因此，研發一種能夠節約施工成本、縮短工期且能夠提高加固結構安全度的深基坑支撐支護體系的施工方法是非常有必要的。
【發明內容】
[0009]本發明要解決的技術問題是提供一種能夠節約施工成本、縮短工期且能夠提高加固結構安全度的深基坑支撐支護體系的施工方法。
[0010]為解決上述技術問題，本發明的技術方案為:一種深基坑支撐支護體系的施工方法，其創新點在于:所述施工方法采用多排多向旋噴攪拌加筋排粧加斜向鋼管支撐體系基坑組合支護粧，且多排多向旋噴攪拌加筋排粧通過專用鉆機進行加固周邊土體，形成具有較高強度的錨粧;所述斜向鋼管支撐采用熱乳無縫鋼管，一般采用管徑為400mm、600mm或800mm的鋼管。
[0011 ]進一步地，所述施工方法具體步驟如下:
(1)定位:當土方開挖溝槽后，量測標高，并在圍護粧上拉線做記號；然后鉆機準確就位，且將底座墊平，鉆桿的傾斜度應用羅盤校核，使得鉆孔定位偏差小于5cm，孔斜偏差小于3°，粧徑偏差不超過2cm，并嚴格按設計粧長施工；
(2)成孔:多排多向旋噴攪拌加筋排粧采用專用鉆機成孔，成孔至設計深度后，進行注漿，待孔口返出的泥漿不含砂粒與土時，退出鉆桿同時螺紋鋼筋安放完畢；
(3)錨筋制作:加筋水泥土錨柱的筋體采用Φ32的螺紋鋼筋，且鉆進角度為與水平面的夾角為45-75°，同時所使用的鋼絞線強度標準值為1720Mpa;
(4)壓頂梁及腰梁:壓頂梁尺寸為800X 400mm，混凝土強度等級為C25;鋼筋保護層厚度及左右側面均為30mm，下面保護層厚度為50mm;在型鋼外部采用2根14#工字鋼與若干扁鐵焊接作為腰梁，2根14#工字鋼之間用50X100X10的鋼板進行焊接，焊接方式為對焊，腰梁對焊連接時，工字鋼之間的連接焊縫間距不應大于2m，螺紋鋼筋從兩根工字鋼之間穿過，腰梁與錨具之間采用-200 X 200 X 10的鋼板做為墊板；
(5)張拉、鎖定:錨頭用冷擠壓法與錨盤進行固定，三軸攪拌粧、旋噴攪拌粧及壓頂梁強度達到70%后方可進行張拉鎖定;每個錨筋張拉至設計抗拔力的120%后，放松到70%設計抗拔力進行鎖定；
(6)降水施工:場地內挖深坑進行降水的方式，在基坑施工前一個月內在場地內每隔25?30米挖直徑2米左右深度為6米左右的深坑，用潛水栗連續抽取坑內集水，直至地下水出去基坑面以下為止;且對基坑內局部加深部位根據施工現場情況增設輕型井點進行局部降水處理；
(7)基坑圍護施工:基坑四周設800mm混凝土灌注排粧圍護結構，轉角部位局部加強；且圍護粧采用旋挖鉆機成孔，導管法水下澆注混凝土成粧；同時，鉆孔施工時，采用隔三打一的辦法施工，即每隔三根粧施工一根粧;此外，冠梁將圍護粧連接成整體排架，圍護粧施工完成后，立即進行冠梁開挖和粧頂混凝土鑿除清理，圍護粧主筋錨入冠梁，冠梁采用與圍護粧同標號混凝土現場澆注，澆注時同時安裝預埋鋼板，滿足下部鋼支撐安裝需要;且土方開挖后圍護粧間采用噴錨支護，防止粧間土體掉塊；
(8 )基坑土方開挖施工:基坑土方開挖遵循“分段、分層、分塊挖土，先中間后兩邊，隨挖隨撐，限時完成”的原則，即水平開挖采用從一端先向另一端分段順序開挖，豎向開挖采用由上到下順序分層開挖;開挖時支撐和挖土緊密配合，隨挖隨撐，基坑沿縱向分段分層開挖，每層每段開挖長度不宜超過支撐的間距，第一層一般為3?4m，在第二層及以下土層一般為4 m左右，每層開挖面標高以該層支撐的底面或設計基坑底標高為準，開挖完成及時安裝鋼支撐施加預應力；且土方開挖分三層進行，底層開挖時先將設計好的鋼支撐部位承臺挖出，待承臺混凝土澆筑結束，鋼支撐加固結束，進行清土，挖至基礎以上0.2?0.3 m位置，最后由人工清土 ；
(9)鋼支撐施工:圍護粧外加鋼支撐采用Φ600χ14熱乳無縫鋼管支撐直接撐在冠梁上，且鋼支撐與圍護粧必須密貼，若有間隙須用速凝細石混凝土填實;此外，鋼支撐安裝后12 h內監測圍護的位移情況，結構水平位移在設計符合內，此次斜撐成功，若超過設計值，需增加斜支撐的數量;最后，鋼支撐拆除分層進行，當基坑內結構施工至負一層梁板時，將負一層的主次梁延伸至支護粧上，依靠結構梁水平支撐支護粧，并且此時的結構混凝土達到設計強度75%時，監測圍護的位移情況，結構水平位移在設計符合內，便可拆卸鋼支撐；
(10)深基坑施工監測:對圍護粧位移和沉降變形、基坑周邊地表沉降、基坑周邊管線的位移沉降、基坑周邊構建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位變化進行監測，確保基坑安全。
[0012]進一步地，所述步驟(2)成孔施工前應在場地中挖好排水溝及循環漿池，以避免因泥漿隨意排放而影響施工。
[0013]進一步地，所述步驟(2)中注漿所采用的材料為普硅42.5水泥凈漿，水灰比1.0?
0.7；水泥漿應拌和均勻，摻入量20%，隨拌隨用，一次拌和的水泥漿應在初凝前用完。
[0014]進一步地，所述拌和采用旋轉攪拌的方式，且旋轉攪拌的壓力為10?18MPa。
[00?5] 進一步地，所述步驟(8)基坑土方開挖施工前先清除基坑邊堆土等荷載，同時在基坑四周做好防排水和管線保護措施;且基坑開挖主要采用挖掘機進行，每一開挖區域分別配備長臂挖掘機和小型挖掘機;長臂挖掘機置于地面垂直開挖和裝運土方，小型挖掘機主要用于底部、邊角、承臺清理開挖和收集土方。
[0016]本發明的優點在于:本發明深基坑支撐支護體系的施工方法，對于開挖深度10-15m，面積I萬平方以上的以上基坑，采用多排多向旋噴攪拌加筋排粧+鋼管支撐體系基坑組合支護粧方案與傳統的排粧支撐方案相比，可節約成本20-50%，節省工期40%;且鋼支撐施工技術簡單易行，且可以重復使用，比一般的支護結構節省費用，綜合效益顯著;此外，斜向鋼管支撐體系基坑組合支護粧可保證施工質量和加固結構的安全度。
【具體實施方式】
[0017]下面的實施例可以使本專業的技術人員更全面地理解本發明，但并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。
[0018]實施例1
本實施例深基坑支撐支護體系的施工方法，具體步驟如下:
(1)定位:當土方開挖溝槽后，量測標高，并在圍護粧上拉線做記號；然后鉆機準確就位，且將底座墊平，鉆桿的傾斜度應用羅盤校核，使得鉆孔定位偏差小于5cm，孔斜偏差小于3°，粧徑偏差不超過2cm，并嚴格按設計粧長施工；
(2)成孔:成孔施工前應在場地中挖好排水溝及循環漿池，以避免因泥漿隨意排放而影響施工，多排多向旋噴攪拌加筋排粧采用專用鉆機成孔，成孔至設計深度后，進行注漿，注漿所采用的材料為普硅42.5水泥凈漿，水灰比1.0?0.7;水泥漿應拌和均勻，摻入量20%，隨拌隨用，一次拌和的水泥漿應在初凝前用完，拌和采用旋轉攪拌的方式，且旋轉攪拌的壓力為10?18MPa，待孔口返出的泥漿不含砂粒與土時，退出鉆桿同時螺紋鋼筋安放完畢；
(3)錨筋制作:加筋水泥土錨柱的筋體采用Φ32的螺紋鋼筋，且鉆進角度為與水平面的夾角為45°，同時所使用的鋼絞線強度標準值為1720Mpa;
(4)壓頂梁及腰梁:壓頂梁尺寸為800X 400mm，混凝土強度等級為C25;鋼筋保護層厚度及左右側面均為30mm，下面保護層厚度為50mm;在型鋼外部采用2根14#工字鋼與若干扁鐵焊接作為腰梁，2根14#工字鋼之間用50X100X10的鋼板進行焊接，焊接方式為對焊，腰梁對焊連接時，工字鋼之間的連接焊縫間距不應大于2m，螺紋鋼筋從兩根工字鋼之間穿過，腰梁與錨具之間采用-200 X 200 X 10的鋼板做為墊板；
(5)張拉、鎖定:錨頭用冷擠壓法與錨盤進行固定，三軸攪拌粧、旋噴攪拌粧及壓頂梁強度達到70%后方可進行張拉鎖定;每個錨筋張拉至設計抗拔力的120%后，放松到70%設計抗拔力進行鎖定；
(6)降水施工:場地內挖深坑進行降水的方式，在基坑施工前一個月內在場地內每隔25?30米挖直徑2米左右深度為6米左右的深坑，用潛水栗連續抽取坑內集水，直至地下水出去基坑面以下為止;且對基坑內局部加深部位根據施工現場情況增設輕型井點進行局部降水處理；
(7)基坑圍護施工:基坑四周設800mm混凝土灌注排粧圍護結構，轉角部位局部加強；且圍護粧采用旋挖鉆機成孔，導管法水下澆注混凝土成粧；同時，鉆孔施工時，采用隔三打一的辦法施工，即每隔三根粧施工一根粧;此外，冠梁將圍護粧連接成整體排架，圍護粧施工完成后，立即進行冠梁開挖和粧頂混凝土鑿除清理，圍護粧主筋錨入冠梁，冠梁采用與圍護粧同標號混凝土現場澆注，澆注時同時安裝預埋鋼板，滿足下部鋼支撐安裝需要;且土方開挖后圍護粧間采用噴錨支護，防止粧間土體掉塊；
(8)基坑土方開挖施工:基坑土方開挖施工前先清除基坑邊堆土等荷載，同時在基坑四周做好防排水和管線保護措施;且基坑開挖主要采用挖掘機進行，每一開挖區域分別配備長臂挖掘機和小型挖掘機;長臂挖掘機置于地面垂直開挖和裝運土方，小型挖掘機主要用于底部、邊角、承臺清理開挖和收集土方;基坑土方開挖遵循“分段、分層、分塊挖土，先中間后兩邊，隨挖隨撐，限時完成”的原則，即水平開挖采用從一端先向另一端分段順序開挖，豎向開挖采用由上到下順序分層開挖;開挖時支撐和挖土緊密配合，隨挖隨撐，基坑沿縱向分段分層開挖，每層每段開挖長度不宜超過支撐的間距，第一層一般為3?4m，在第二層及以下土層一般為4 m左右，每層開挖面標高以該層支撐的底面或設計基坑底標高為準，開挖完成及時安裝鋼支撐施加預應力;且土方開挖分三層進行，底層開挖時先將設計好的鋼支撐部位承臺挖出，待承臺混凝土澆筑結束，鋼支撐加固結束，進行清土，挖至基礎以上0.2?
0.3 m位置，最后由人工清土；
(9)鋼支撐施工:圍護粧外加鋼支撐采用Φ600χ14熱乳無縫鋼管支撐直接撐在冠梁上，且鋼支撐與圍護粧必須密貼，若有間隙須用速凝細石混凝土填實;此外，鋼支撐安裝后12 h內監測圍護的位移情況，結構水平位移在設計符合內，此次斜撐成功，若超過設計值，需增加斜支撐的數量;最后，鋼支撐拆除分層進行，當基坑內結構施工至負一層梁板時，將負一層的主次梁延伸至支護粧上，依靠結構梁水平支撐支護粧，并且此時的結構混凝土達到設計強度75%時，監測圍護的位移情況，結構水平位移在設計符合內，便可拆卸鋼支撐；
(10)深基坑施工監測:對圍護粧位移和沉降變形、基坑周邊地表沉降、基坑周邊管線的位移沉降、基坑周邊構建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位變化進行監測，確保基坑安全。
[0019]實施例2
該實施例通過工程實例說明，多排多向旋噴攪拌加筋排粧+斜向鋼管支撐體系基坑組合支護粧在泰州茂業天地3號地塊百貨商場深基坑施工基坑工程的運用，由于該工程受施工場地限制，采用排粧支護具有較大優勢，排粧剛度大能有效保證基坑和周邊環境安全;排粧施工和土方開挖錯開進行，能縮短基坑暴露時間，有效保證施工工期;鋼支撐施工技術簡單易行，它具有良好的變形控制能力和較高的穩定性，是近年來在深基坑支護中應用的一種創新技術。與傳統的支護相比具有很大的經濟優勢，且施工期間對環境的污染較小。
[0020]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征以及本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種深基坑支撐支護體系的施工方法，其特征在于:所述施工方法采用多排多向旋噴攪拌加筋排粧加斜向鋼管支撐體系基坑組合支護粧，且多排多向旋噴攪拌加筋排粧通過專用鉆機進行加固周邊土體，形成具有較高強度的錨粧;所述斜向鋼管支撐采用熱乳無縫鋼管，一般米用管徑為400mm、600mm或800mm的鋼管。2.根據權利要求1所述的深基坑支撐支護體系的施工方法，其特征在于:所述施工方法具體步驟如下: (1)定位:當土方開挖溝槽后，量測標高，并在圍護粧上拉線做記號；然后鉆機準確就位，且將底座墊平，鉆桿的傾斜度應用羅盤校核，使得鉆孔定位偏差小于5cm，孔斜偏差小于3°，粧徑偏差不超過2cm，并嚴格按設計粧長施工； (2)成孔:多排多向旋噴攪拌加筋排粧采用專用鉆機成孔，成孔至設計深度后，進行注漿，待孔口返出的泥漿不含砂粒與土時，退出鉆桿同時螺紋鋼筋安放完畢； (3)錨筋制作:加筋水泥土錨柱的筋體采用Φ32的螺紋鋼筋，且鉆進角度為與水平面的夾角為45-75°，同時所使用的鋼絞線強度標準值為1720Mpa; (4)壓頂梁及腰梁:壓頂梁尺寸為800X 400mm，混凝土強度等級為C25;鋼筋保護層厚度及左右側面均為30mm，下面保護層厚度為50mm;在型鋼外部采用2根14#工字鋼與若干扁鐵焊接作為腰梁，2根14#工字鋼之間用50X100X10的鋼板進行焊接，焊接方式為對焊，腰梁對焊連接時，工字鋼之間的連接焊縫間距不應大于2m，螺紋鋼筋從兩根工字鋼之間穿過，腰梁與錨具之間采用-200 X 200 X 10的鋼板做為墊板； (5)張拉、鎖定:錨頭用冷擠壓法與錨盤進行固定，三軸攪拌粧、旋噴攪拌粧及壓頂梁強度達到70%后方可進行張拉鎖定;每個錨筋張拉至設計抗拔力的120%后，放松到70%設計抗拔力進行鎖定； (6)降水施工:場地內挖深坑進行降水的方式，在基坑施工前一個月內在場地內每隔25?30米挖直徑2米左右深度為6米左右的深坑，用潛水栗連續抽取坑內集水，直至地下水出去基坑面以下為止;且對基坑內局部加深部位根據施工現場情況增設輕型井點進行局部降水處理； (7)基坑圍護施工:基坑四周設800mm混凝土灌注排粧圍護結構，轉角部位局部加強；且圍護粧采用旋挖鉆機成孔，導管法水下澆注混凝土成粧；同時，鉆孔施工時，采用隔三打一的辦法施工，即每隔三根粧施工一根粧;此外，冠梁將圍護粧連接成整體排架，圍護粧施工完成后，立即進行冠梁開挖和粧頂混凝土鑿除清理，圍護粧主筋錨入冠梁，冠梁采用與圍護粧同標號混凝土現場澆注，澆注時同時安裝預埋鋼板，滿足下部鋼支撐安裝需要;且土方開挖后圍護粧間采用噴錨支護，防止粧間土體掉塊； (8)基坑土方開挖施工:基坑土方開挖遵循“分段、分層、分塊挖土，先中間后兩邊，隨挖隨撐，限時完成”的原則，即水平開挖采用從一端先向另一端分段順序開挖，豎向開挖采用由上到下順序分層開挖;開挖時支撐和挖土緊密配合，隨挖隨撐，基坑沿縱向分段分層開挖，每層每段開挖長度不宜超過支撐的間距，第一層一般為3?4m，在第二層及以下土層一般為4 m左右，每層開挖面標高以該層支撐的底面或設計基坑底標高為準，開挖完成及時安裝鋼支撐施加預應力；且土方開挖分三層進行，底層開挖時先將設計好的鋼支撐部位承臺挖出，待承臺混凝土澆筑結束，鋼支撐加固結束，進行清土，挖至基礎以上0.2?0.3 m位置，最后由人工清土 ； (9)鋼支撐施工:圍護粧外加鋼支撐采用Φ600x14熱乳無縫鋼管支撐直接撐在冠梁上，且鋼支撐與圍護粧必須密貼，若有間隙須用速凝細石混凝土填實;此外，鋼支撐安裝后12 h內監測圍護的位移情況，結構水平位移在設計符合內，此次斜撐成功，若超過設計值，需增加斜支撐的數量;最后，鋼支撐拆除分層進行，當基坑內結構施工至負一層梁板時，將負一層的主次梁延伸至支護粧上，依靠結構梁水平支撐支護粧，并且此時的結構混凝土達到設計強度75%時，監測圍護的位移情況，結構水平位移在設計符合內，便可拆卸鋼支撐； (10)深基坑施工監測:對圍護粧位移和沉降變形、基坑周邊地表沉降、基坑周邊管線的位移沉降、基坑周邊構建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位變化進行監測，確保基坑安全。3.根據權利要求2所述的深基坑支撐支護體系的施工方法，其特征在于:所述步驟(2)成孔施工前應在場地中挖好排水溝及循環漿池，以避免因泥漿隨意排放而影響施工。4.根據權利要求2所述的深基坑支撐支護體系的施工方法，其特征在于:所述步驟(2)中注漿所采用的材料為普硅42.5水泥凈漿，水灰比1.0?0.7 ;水泥漿應拌和均勻，摻入量20%，隨拌隨用，一次拌和的水泥漿應在初凝前用完。5.根據權利要求4所述的深基坑支撐支護體系的施工方法，其特征在于:所述拌和采用旋轉攪拌的方式，且旋轉攪拌的壓力為10?18MPa。6.根據權利要求2所述的深基坑支撐支護體系的施工方法，其特征在于:所述步驟(8)基坑土方開挖施工前先清除基坑邊堆土等荷載，同時在基坑四周做好防排水和管線保護措施;且基坑開挖主要采用挖掘機進行，每一開挖區域分別配備長臂挖掘機和小型挖掘機;長臂挖掘機置于地面垂直開挖和裝運土方，小型挖掘機主要用于底部、邊角、承臺清理開挖和收集土方。
【文檔編號】E02D5/22GK106049505SQ201610523699
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月6日
【發明人】蔡雪松, 田俊, 沈永龍, 張松祥, 洪暉, 王良銀, 范海輝, 蔡棟, 沈百壽, 張乃建, 沙凌云
【申請人】江蘇江中集團有限公司