專利名稱：圓形深基坑無支撐施工結構和施工方法
技術領域：
本發明屬于建筑施工領域，具體地說是涉及一種圓形深基坑的施工結構和施工方法。
背景技術：
隨著中國經濟的騰飛和都市化進程的加快，土地資源越來越緊張，為了充分利用土地資源，緩解城市用地困難，建筑向高空和地下發展已經成為必然，在地下空間的開發利用過程中，深基坑工程成為不可回避的問題，基坑是高層建筑與大型市政工程的重要組成部分，在老城市的改造中，基坑工程往往集中于城市中心地帶。基坑工程是大型的土體開挖工程，其最直接的后果是引起周圍土體應力應變的重分布，導致周圍地層的移動，產生較大的地表沉降與不均勻沉降，對周圍建筑環境不利。輕則產生建筑物裂縫，導致用戶的不便，重則出現管線破裂、房屋倒塌的現象，造成人力、物力、財力的巨大損失。現今的基坑工程日益向著“深、難、險、大”方向發展，對環境的影響也日益嚴重。如何確保基坑本體安全和減少對周邊環境的保護已經成為我國工程界面臨的難題。目前對于深基坑普遍采取攪拌樁止水、灌注樁擋土，再加內撐的施工方法，或者采用地下連續墻擋土止水再加內撐支撐的施工方法。由于上述普遍采用的施工方法都使用了內支撐，而內支撐會影響基坑內挖土速度，且需要換撐拆撐，造成施工速度慢、資源浪費，從而導致造價高。
發明內容
為了克服上述缺陷，本發明提供了一種圓形深基坑無支撐施工結構和施工方法，該圓形深基坑無支撐施工結構和施工方法省去了支撐和換撐，使得基坑圍護費用降低、施工速度加快，利用了土體的拱形效應，降低了作用在圍護結構上的土壓力，同時也利用了圍檁的拱形效應將外部荷載轉化為作用在圍檁的內部壓力，充分發揮了混凝土抗壓性能好的特點。本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案是一種圓形深基坑無支撐施工結構，設有一圈三軸攪拌樁、一圈鉆孔灌注樁和若干道圍檁，若干所述三軸攪拌樁圍成圓形且連續的一圈，若干所述鉆孔灌注樁圍成圓形且具有間隔的一圈，所述一圈三軸攪拌樁位于所述一圈鉆孔灌注樁的外圍，每道所述圍檁皆是一次澆筑成型的圓環形，第一道圍檁為冠梁，所述冠梁澆注于所述一圈鉆孔灌注樁的樁頂且鉆孔灌注樁的主筋上段置于冠梁內，其余圍檁皆澆注于所述一圈鉆孔灌注樁的內圈側面上且與鉆孔灌注樁固定連接，相鄰圍檁在豎直方向上存在間距。
除冠梁外的其余圍檁皆設有若干吊筋，所述吊筋焊接于所述鉆孔灌注樁的主筋。一種圓形深基坑無支撐施工方法，包括下述步驟一、三軸攪拌樁施工設立一圈圍成圓形且連續的三軸攪拌樁；二、鉆孔灌注樁施工在所述一圈三軸攪拌樁之內設立一圈圍成圓形且間隔的鉆孔灌注粧；三、三軸攪拌樁和鉆孔灌注樁之間的土體采用注漿加固；四、對表層土方進行開挖，然后進行第一道圍檁施工并養護至設計強度，所述第一道圍檁為冠梁，所述冠梁澆注于所述一圈鉆孔灌注樁的樁頂且鉆孔灌注樁的主筋置于冠梁內，要保證圓環形的冠梁一次澆筑完成；五、繼續開挖土方，挖至第二道圍檁標高位置，然后進行第二道圍檁施工并養護至設計強度，所述第二道圍檁澆注于所述一圈鉆孔灌注樁的內圈側面上且與鉆孔灌注樁固定連接，要保證圓環形的第二道圍檁一次澆筑完成；六、繼續開挖土方，挖至第三道圍檁標高位置，然后進行第三道圍檁施工并養護至設計強度，所述第三道圍檁澆注于所述一圈鉆孔灌注樁的內圈側面上且與鉆孔灌注樁固定連接，要保證圓環形的第三道圍檁一次澆筑完成；七、繼續開挖土方，挖至第η道圍檁標高位置，然后進行第η道圍檁施工并養護至設計強度，所述第η道圍檁澆注于所述一圈鉆孔灌注樁的內圈側面上且與鉆孔灌注樁固定連接，要保證圓環形的第η道圍檁一次澆筑完成；八、繼續開挖土方，挖至坑底標高，然后進行墊層和底板施工。在所述步驟一中三軸攪拌樁采用單側擠壓方式或跳打方式進行施工。在進行所述步驟一之前，先進行場地平整和測量放線。所述步驟五中開挖土方的方式是設置通到坑內的汽車坡道，采取從一邊開始，邊退邊開挖的方式，最后收口于汽車坡道與基坑邊緣交界。所述步驟六中開挖土方的方式是用挖機將土方運到基坑內靠近汽車坡道一側，長臂挖機停靠在基坑邊的地面且靠近坡道一側取土并放在土方車上外運。所述步驟七和步驟八中開挖土方的方式是采用中心島開挖方式，用挖機將土方堆到基坑中間，用塔吊將土方吊至土方車外運。除冠梁外的其余圍檁皆在澆筑時設若干吊筋，并將吊筋焊接于鉆孔灌注樁的主筋。完整的施工方法是按下述步驟進行一、場地平整三軸攪拌機施工前，必須先進行場地平整，清除施工區域的表層硬物和地下障礙；二、測量放線a.根據建設單位提供的測點為基準點，布置現場測量控制點和標高控制點；b.測量控制點布置在基坑圍護結構平面的圓心；
c.對每一幅三軸攪拌樁、每一根鉆孔灌注樁均逐樁進行位置測放；d.三軸攪拌樁放中心軸線，再按圓開槽，然后測放中軸氣孔為控制樁位；三、三軸攪拌樁施工a.根據三軸攪拌樁放線定位，采用挖機開挖導槽，導槽尺寸要求中心線兩側寬各O. 5 O. 7米，深I. O I. 5米；b.設置定位型鋼在垂直導槽方向放置兩根下定位型鋼，在平行導槽方向放置兩根上定位型鋼，根據樁機大小進行選擇，在上定位型鋼上作出標記，標記距離根據樁徑進行選擇，以便于施工中找樁位；
c.樁機就位應根據圓形特征,每幅三軸樁調整步履走向，同時注意套打搭接，龍門立柱垂直度要確保樁機的垂直度< O. 004，樁機定位后再進行定位復核，偏差值小于5cm ；d.水泥衆制備水灰比為I. 5 2. O,水泥采用P. 042. 5以上娃酸鹽水泥,水泥摻入量為被攪拌加固土體質量的15% 23% ；e.鉆進攪拌噴漿啟動電機，樁機攪拌下沉，在下沉鉆進噴漿時下沉速度為O. 5m/min I. Om/min，噴漿量控制在總噴漿量的50% 70%，在樁底部分適當持續攪拌噴漿；f.提升攪拌噴漿提升攪拌噴漿時提升速度為I. Om/min 2. Om/min,噴漿量控制在總噴漿量的30% 50% ;g.樁機移位并就位，采取單側擠壓方式或者跳打方式進行施工，使三軸攪拌樁圍成圓形的一圈且連續；四、鉆孔灌注樁施工a.根據控制點對鉆孔灌注樁逐根進行位置測放；b.護筒埋設以樁位中心點為圓心,挖出比設計樁徑大250mm 350mm的圓坑,將
護筒垂直固定于樁位處進行校正，達到要求后四周用粘土填實，確保穩定，并做好記錄進行復測；c.鉆機安裝就位鉆機安裝必須水平、周正和穩固，同時保證鉆桿、轉盤和護筒中心在同一鉛垂線上；d.泥漿制備泥漿性能要求如下表
權利要求
1.一種圓形深基坑無支撐施工結構，其特征在于設有ー圈三軸攪拌樁、ー圈鉆孔灌注樁和若干道圍檁，若干所述三軸攪拌樁圍成圓形且連續的ー圈，若干所述鉆孔灌注樁圍成圓形且具有間隔的ー圈，所述ー圈三軸攪拌樁位于所述ー圈鉆孔灌注樁的外圍，每道所述圍檁皆是一次澆筑成型的圓環形，第一道圍檁為冠梁，所述冠梁澆筑于所述ー圈鉆孔灌注樁的樁頂且所述鉆孔灌注樁的主筋上段置于冠梁內，其余圍檁皆澆注于所述ー圈鉆孔灌注樁的內圈側面且與鉆孔灌注樁固定連接，相鄰圍檁在豎直方向上存在間距。
2.如權利要求I所述的圓形深基坑無支撐施工結構，其特征在于除冠梁外的其余圍檁皆設有若干吊筋，所述吊筋焊接于所述鉆孔灌注樁的主筋。
3.一種圓形深基坑無支撐施工方法，其特征在于包括下述步驟 一、三軸攪拌樁施工設立ー圈圍成圓形且連續的三軸攪拌樁； ニ、鉆孔灌注樁施工在所述ー圈三軸攪拌樁之內設立ー圈圍成圓形且間隔的鉆孔灌注樁； 三、三軸攪拌樁和鉆孔灌注樁之間的土體采用注漿加固； 四、對表層土方進行開挖，然后進行第一道圍檁施工并養護至設計強度，所述第一道圍檁為冠梁，所述冠梁澆筑于所述ー圈鉆孔灌注樁的樁頂且鉆孔灌注樁的主筋上段置于冠梁內，要保證圓環形的冠梁一次澆筑完成； 五、繼續開挖土方，挖至第二道圍檁標高位置，然后進行第二道圍檁施工并養護至設計強度，所述第二道圍檁澆筑于所述ー圈鉆孔灌注樁的內圈側面上且與鉆孔灌注樁固定連接，要保證圓環形的第二道圍檁一次澆筑完成； 六、繼續開挖土方，挖至第三道圍檁標高位置，然后進行第三道圍檁施工并養護至設計強度，所述第三道圍檁澆筑于所述ー圈鉆孔灌注樁的內圈側面上且與鉆孔灌注樁固定連接，要保證圓環形的第三道圍檁一次澆筑完成； 七、繼續開挖土方，挖至第η道圍檁標高位置，然后進行第η道圍檁施工并養護至設計強度，所述第η道圍檁澆注于所述一圈鉆孔灌注樁的內圈側面上且與鉆孔灌注樁固定連接，要保證圓環形的第η道圍檁一次澆筑完成； ノ V、繼續開挖土方，挖至坑底標高，然后進行墊層和底板施工。
4.如權利要求3所述的圓形深基坑無支撐施工方法，其特征在于在所述步驟一中三軸攪拌樁采用單側擠壓方式或跳打方式進行施工。
5.如權利要求3所述的圓形深基坑無支撐施工方法，其特征在于在進行所述步驟一之前，先進行場地平整和測量放線。
6.如權利要求3所述的圓形深基坑無支撐施工方法，其特征在于所述步驟五中開挖土方的方式是設置通到坑內的汽車坡道，采取從ー邊開始，邊退邊開挖的方式，最后收ロ于汽車坡道與基坑邊緣交界。
7.如權利要求6所述的圓形深基坑無支撐施工方法，其特征在于所述步驟六中開挖土方的方式是用挖機將土方運到基坑內靠近汽車坡道ー側，長臂挖機停靠在基坑邊的地面且靠近坡道ー側取土并放在土方車上外運。
8.如權利要求7所述的圓形深基坑無支撐施工方法，其特征在于所述步驟七和步驟八中開挖土方的方式是采用中心島開挖方式，用挖機將土方堆到基坑中間，用塔吊將土方吊至土方車外運。
9.如權利要求3所述的圓形深基坑無支撐施工方法，其特征在于除冠梁外的其余圍檁皆在澆筑時設若干吊筋，并將吊筋焊接于鉆孔灌注樁的主筋。
10.如權利要求3至9中任一項所述的圓形深基坑無支撐施工方法，其特征在于完整的施工方法是按下述步驟進行 一、場地平整三軸攪拌機施工前，必須先進行場地平整，清除施工區域的表層硬物和地下障礙； ニ、測量放線 a.根據建設単位提供的測點為基準點，布置現場測量控制點和標高控制點； b.測量控制點布置在基坑圍護結構平面的圓心； c.對每一幅三軸攪拌樁、每ー根鉆孔灌注樁均逐樁進行位置測放； d.三軸攪拌樁放中心軸線，再按圓開槽，然后測放中軸氣孔為控制樁位； 三、三軸攪拌樁施工 a.根據三軸攪拌樁放線定位，采用挖機開挖導槽，導槽尺寸要求中心線兩側寬各O.5 O. 7米，深I. O I. 5米； b.設置定位型鋼在垂直導槽方向放置兩根下定位型鋼，在平行導槽方向放置兩根上定位型鋼，根據樁機大小進行選擇，在上定位型鋼上作出標記，標記距離根據樁徑進行選擇，以便于施工中找樁位； c.樁機就位應根據圓形特征，每幅三軸樁調整步履走向，同時注意套打搭接，龍門立柱垂直度要確保樁機的垂直度< O. 004，樁機定位后再進行定位復核，偏差值小于5cm ； d.水泥衆制備水灰比為I.5 2. O,水泥采用P. 042. 5以上娃酸鹽水泥,水泥摻入量為被攪拌加固土體質量的15% 23% ; e.鉆進攪拌噴漿啟動電機，樁機攪拌下沉，在下沉鉆進噴漿時下沉速度為O.5m/min I. Om/min，噴漿量控制在總噴漿量的50% 70%，在樁底部分適當持續攪拌噴漿； f.提升攪拌噴漿提升攪拌噴漿時提升速度為I.Om/min 2. Om/min,噴漿量控制在總噴漿量的30% 50% ; g.樁機移位并就位，采取單側擠壓方式或者跳打方式進行施工，使三軸攪拌樁圍成圓形的ー圈且連續； 四、鉆孔灌注樁施工 a.根據控制點對鉆孔灌注樁逐根進行位置測放； b.護筒埋設以樁位中心點為圓心，挖出比設計樁徑大250mm 350mm的圓坑，將護筒垂直固定于樁位處進行校正，達到要求后四周用粘土填實，確保穩定，并做好記錄進行復測； c.鉆機安裝就位鉆機安裝必須水平、周正和穩固，同時保證鉆桿、轉盤和護筒中心在同一鉛垂線上； d.泥漿制備泥漿性能要求如下表 Γ1Ε1粘度(s) 注入孔ロ泥衆 SS I. 1518 22排出孔口泥漿 ≤ 1.320 26 e.鉆進成孔根據設計樁型，選用鉆機，進行鉆進成孔施工，鉆頭直徑應等于樁的設計直徑，鉆頭錐形夾角應大于120°，施工中要經常核驗鉆頭尺寸，發現磨損不達標時應及時修復或更換，保證成樁直徑滿足設計要求； f.一次清孔鉆進至設計深度后，將鉆具提離孔底O. 15m O. 25m，上下往復升降并低速回轉，并全泵量沖孔，充分研磨孔底較大顆粒土塊，待孔內返出漿液中無泥塊可視為一次清孔完畢； g.下導管； h.二次清孔； i.澆筑混凝土，形成圍成圓形且間隔的一圈鉆孔灌注樁并位于所述一圈三軸攪拌樁之內； 五、三軸攪拌樁和鉆孔灌注樁之間土體采用注漿加固； 六、表層土方開挖，進行第一道圍檁施工并養護至設計強度，所述第一道圍檁是冠梁且澆注于所述一圈鉆孔灌注樁的樁頂且鉆孔灌注樁的主筋上段置于冠梁內，要保證圓環形的冠梁一次燒筑完成； 七、第一道圍檁標高至第二道圍檁標高位置土方開挖設置通到坑內的汽車坡道，采取從一邊開始，邊退邊開挖的方式，最后收口于汽車坡道與基坑邊緣交界； 八、第二道圍檁施工進行第二道圍檁施工并養護至設計強度，要保證圓環形的第二道圍檁及其以下的各道圍檁皆一次澆筑完成，所述第二道圍檁及其以下的各道圍檁皆澆注于所述一圈鉆孔灌注樁的內圈側面上，且所述第二道圍檁及其以下的各道圍檁皆在澆筑時設若干吊筋和插筋，并將吊筋和插筋焊接于鉆孔灌注樁的主筋； 九、第二道圍檁標高至第三道圍檁標高位置土方開挖用挖機將土方運到基坑內靠近汽車坡道一側，長臂挖機停靠在基坑邊的地面靠近坡道一側取土并放在土方車上外運； 十、第三道圍檁施工進行第三道圍檁施工并養護至設計強度； 十一、第三道圍檁標高至第四道圍檁標高位置土方開挖采用中心島開挖方式，用挖機將土方堆到基坑中間，用塔吊將土方吊至土方車外運； 十二、第四道圍檁施工在第三道和第四道圍檁之間中心島土方外運的同時，進行第四道圍檁施工并養護至設計強度； 十三、重復步驟十一和步驟十二； 十四、第η道圍檁標高至坑底標高位置土方開挖采用中心島開挖方式，用挖機將土方堆到基坑中間，用塔吊將土方吊至土方車外運； 十五、進行墊層和底板施工； 十六、進行主體施工。
全文摘要
本發明公開了一種圓形深基坑無支撐施工結構和施工方法，通過進行三軸攪拌樁施工、鉆孔灌注樁施工、土體注漿加固、土方開挖、第一道圍檁施工、繼續土方開挖、下一道圍檁施工、繼續土方開挖、進行墊層和底板施工等步驟，得到一種主要由一圈三軸攪拌樁、一圈鉆孔灌注樁和多道圍檁構成的深基坑圍護結構，該圍護結構無任何支撐結構，利用了土體的拱形效應，降低了作用在圍護結構上的土壓力，同時也利用了圍檁的拱形效應將外部荷載轉化為作用在圍檁的內部壓力，充分發揮了混凝土抗壓性能好的特點，而且由于沒有支撐，也就省去了拆撐和換撐的過程，使得基坑圍護費用降低、施工速度加快。
文檔編號E02D5/36GK102635120SQ20121013456
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月4日 優先權日2012年5月4日
發明者張全勝 申請人:張全勝