專利名稱：一種深基坑混凝土支護排樁異常變形的處理方法
技術領域：
本發明屬于建筑基坑施工方法，尤其是涉及一種深基坑混凝土支護排樁的處理方法。
背景技術：
在建筑基坑支護工程中，混凝土排樁墻內撐式圍護結構是一種常見的支護型式，因其適用范圍廣而應用于各種土層的深基坑支護工程中。但由于工程地下水文地質條件 的區域性和圍護結構的臨時性，使得圍護結構受力復雜，加之設計考慮的安全儲備相對較小，引起深基坑支護排樁出現異常變形的情形屢見不鮮，但支護排樁變形過大常導致基坑的凈空尺寸不足，影響建筑的結構施工。
發明內容
本發明的目的是提出一種深基坑混凝土支護排樁異常變形的處理方法，有效地解決由于混凝土支護排樁位移變形過大而引起的建筑結構尺寸不足的問題，既滿足建筑結構尺寸的要求，又保證深基坑支護結構的安全。本發明的目的是這樣來實現的一種深基坑混凝土支護排樁異常變形的處理方法，是根據地下結構設計和深基坑支護的結構，由下至上將地下結構即深基坑劃分成各多個施工層，采用活動鋼支撐先加強底層(即第一施工層)的混凝土支護排樁，然后鑿除該層混凝土支護排樁變形而影響結構施工的部分，再進行結構的施工，待底層結構混凝土達到設計的70%及以上強度后，拆除此施工層的活動鋼支撐，移至上一層(即第二施工層)，進行第二施工層混凝土支護排樁變形部分的鑿除及結構施工，自下而上依次逐層進行，直至地下建筑結構施工完成。其施工步驟是
一、劃分施工層
根據地下結構和基坑支護的結構及混凝土支護排樁的變形情況，劃分地下結構的施工層數并確定各層的高度，劃分的施工層數不少于地下結構的層數，第一施工層的高度為結構底板的厚度，其上各施工層高度為地下的結構層高度的二分之一且控制在3.0米以內，頂部施工層高度可增大至3. 5米。二、設計、制作鋼支撐
設計、制作各鋼支撐，該鋼支撐主要由托架、護樁型鋼、支撐鋼管和支撐墊板組成，托架兩個，該托架是由上直角邊和斜邊組成的直角三角形板，該托架可由厚為12mm-14mm鋼板折彎而成，且其上直角邊的長為500mm-600 mm,護樁型鋼兩段，該護樁型鋼用H 400X400X13X21mm型鋼制成，其長度與深基坑內凈空長度相同，支撐鋼管為a>610X10mm (直徑X壁厚)、其長度為左右兩側護樁型鋼之間的凈距，支撐墊板兩塊，該支撐墊板的長X寬X厚為620X620X20 mm，各鋼支撐沿深基坑長度方向按間距為6000mm布置。
三、安裝鋼支撐
在第一施工層的上部，在深基坑左右兩側支護排樁的側壁之間依次沿深基坑長度方向安裝各鋼支撐，將兩個托架用膨脹螺栓對稱地分別固定于深基坑左右兩側的支護排樁的側壁上，將兩根護樁型鋼分別對應置于左右兩側的各托架上，然后按照左右護樁型鋼之間的距離切割支撐鋼管，將兩塊支撐墊板分別焊接在此支撐鋼管的左右兩端，將此支撐鋼管置于左右護樁型鋼之間且各支撐墊板也對應置于左右兩側的各托架上，上述組件均采用吊車配合安裝就位。四、設置傳力塊
在深基坑左右兩側的護樁型鋼與混凝土支護排樁之間的空隙中均填灌細石混凝土，構成傳力塊，其間隙大小應滿足地下室墻壁結構的豎向鋼筋安裝要求，該細石混凝土的強度不小于C30，并按照常規添加混凝土早強劑以加快其凝結。
五、施加預應力
沿深基坑長度方向，自中間的鋼支撐開始向兩側依次對鋼支撐施加預應力，該施加預應力是選用兩臺50T的電動液壓千斤頂，在支撐鋼管左段或右段的前后兩側距護樁型鋼一定間距對稱地焊裝鋼座板，該間距應大于千斤頂未伸出時的長度，鋼座板應能承受千斤頂的頂力，將液壓千斤頂置于支撐鋼管前后兩側的鋼座板與護樁型鋼之間，同時啟動兩臺液壓千斤頂施加預應力，觀察壓力表，達到設定的壓力即預應力后，用厚度相同的鋼板填塞于支撐墊板與護樁型鋼之間的空隙中，點焊固定后完成預應力的施加，卸去液壓千斤頂。六、支護排樁的鑿除
鑿除此施工層內支護排樁影響結構施工的內側混凝土部分，采用風鎬進行鑿除或人工鑿除，鑿除支護排樁(即支護排樁混凝土鑿除部位)的斷面尺寸不大于1/2樁徑，使其凈空尺寸應滿足建筑結構的尺寸要求，風鎬鑿除時應注意不損壞支護排樁外側部的混凝土。七、結構施工
按照常規施工方法，進行該施工層的鋼筋綁扎、模板安裝及混凝土澆筑、養護等結構施工，整個施工全過程，對深基坑變形應進行監測，特別是支護排樁的深層水平位移、地下水滲漏等，一旦發現問題，應及時采取相應措施處理。八、鋼支撐拆除
當該施工層結構的混凝土強度達到設計的70%及以上時，拆除該施工層的各鋼支撐。九、逐層進行變形處理直至完成施工
自下而上依次逐層進行鋼支撐的安裝、支護排樁混凝土變形部分的鑿除和工程結構的施工，直至完成全部施工。本發明所提出一種深基坑混凝土支護排樁異常變形的處理方法，有效地解決了由于混凝土支護排樁位移變形過大而引起的建筑結構尺寸不足的問題，既滿足了建筑結構尺寸的要求，又保證了深基坑支護結構的安全。下面結合附圖和實施例對本發明提出的一種深基坑混凝土支護排樁異常變形的處理方法作進一步說明。
圖I是本發明所提出的一種深基坑混凝土支護排樁異常變形的處理方法的活動鋼支撐安裝示意圖。圖2是圖I中鋼支撐節點俯視示意圖。圖I、圖2中1、支護排樁 2、托架3、護樁型鋼 4、支撐鋼管 5、止水圍幕 6、傳力塊 7、排樁混凝土鑿除部位8、支撐墊板 9、鋼座板 10、千斤頂。
具體實施例方式實施例
某軟土地區高層建筑地下室工程，深基坑長52. 0米，寬7. 8米，深9. 25米。深基坑支護采用直徑600mm、間距900mm的鋼筋混凝土支護排樁I、冠梁及水泥攪拌樁止水圍幕5 ;由于多種原因，在深基坑開挖過程中支護排樁I向坑內水平位移過大，造成深基坑內部凈空尺寸不足，鋼筋混凝土支護排樁I影響地下室的結構變形厚度為80 220_ ;采用本方法 進行處理，具體步驟是
一、劃分施工層
根據地下結構尺寸和基坑支護結構及變形狀況來劃分施工層，第一施工層高度小，以盡可能減小支護排樁I鑿除時的安全風險，共劃分為四個施工層，分別為第一施工層(底板):高度為0. 8m ;第二施工層高度為2. Om ;第三施工層高度為3. Om ;第四施工層(頂層)高度為3. 45m。二、設計、制作鋼支撐
設計、制作鋼支撐，共需八組鋼支撐，每組鋼支撐主要由兩個托架2、支撐鋼管4和兩塊支撐墊板8和兩根護樁型鋼3等組成；該托架2呈直角三角形，由上直角邊和斜邊組成，該托架2由厚為12mm鋼板折彎而成，上直角邊的長為500mm ;該護樁型鋼3用H400X400X13X21mm型鋼制成，每根長度為50米；該支撐鋼管4為0>610X10mm (直徑X壁厚)、長度分別為兩護樁型鋼3之間的凈距；該支撐墊板8的長X寬X厚為620 X 620 X 20mm,各鋼支撐沿深基坑長度方向按間距約為6000mm均勻布置。三、安裝鋼支撐
在第一施工層的上部，在深基坑左右兩側支護排樁I的側壁之間沿深基坑長度方向依次安裝鋼支撐，將兩個托架2用膨脹螺栓對稱地分別固定于深基坑左右兩側的支護排樁I的側壁上，將兩根護樁型鋼3分別對應置于各托架2上，按照現場實測的左右護樁型鋼3之間的距離，逐個切割支撐鋼管4，長度分別為6. 76 m-6. 90m，兩塊支撐墊板8焊接在此支撐鋼管4的左右兩端，各支撐鋼管4分別對應置于左右護樁型鋼3之間并各支撐墊板8對應置于左右兩側的各托架2上，上述組件均采用16T汽車吊，現場配合安裝就位。四、設置傳力塊
在深基坑左右兩側的護樁型鋼3與混凝土支護排樁I之間的空隙中填灌細石混凝土，構成傳力塊6,其間隙最小處為40mm,本地下室墻壁結構的豎向鋼筋最大直徑為25mm,可滿足鋼筋安裝要求；該細石混凝土的強度為C35并按照常規添加混凝土早強劑；
五、施加預應力
沿深基坑長度方向，自中間鋼支撐開始向兩側，依次對各鋼支撐施加預應力，即選用兩臺50T的電動液壓千斤頂10，在支撐鋼管4左段的前后兩側距護樁型鋼3右側面650mm處對稱施焊鋼座擋9，(注千斤頂10的長度為600mm)，該鋼座板9由厚為16mm的鋼板焊制、呈三角形，液壓千斤頂10置于支撐鋼管4前后兩側的鋼座板9與護樁型鋼3之間，同時啟動兩臺液壓千斤10頂施加預應力，觀察壓力表，達到設定的預應力后，用厚度相同的鋼板填塞于支撐墊板8與護樁型鋼3之間的空隙中，點焊固定后，完成預應力的施加，卸去液壓千斤頂10。六、支護排樁的鑿除
鑿除此施工層內支護排樁I影響結構施工的內側混凝土部分，鑿除混凝土厚度在80 220mm之間，所以采用風鎬配合人工鑿除，鑿除的支護排樁I斷面最大尺寸為220mm，其凈空擴大后，滿足了結構的設計尺寸要求。七、結構施工
按照常規施工方法，進行該施工層的鋼筋綁扎、模板安裝及混凝土澆筑、養護等結構施工，由于施工層劃分后，施工縫的留設、鋼筋配置按照設計要求作相應調整；整個施工全過程，對基坑變形進行監測，特別是支護排樁I的深層水平位移、地下水滲漏等，未發現問題。 八、鋼支撐拆除
當該施工層結構的混凝土強度達到設計的70%及以上時，拆除該施工層的各 鋼支撐。九、逐層進行變形處理直至完成施工
自下而上，逐層進行鋼支撐安裝、支護排樁I混凝土變形部分的鑿除和工程結構的施工，直至完成全部施工。采用本方法進行深基坑支護排樁I異常變形的處理，結構尺寸全部符合設計要求，施工過程中，支護結構安全穩定，很好地處理了由于支護排樁I異常變形導致的基坑凈空尺寸不足這一施工難題，該深基坑采用本方法較采用其它常用的處理方法如補樁等，減少施工成本30余萬元，縮短工期約45天，工程質量合格，效果良好。
權利要求
1.一種深基坑混凝土支護排樁異常變形的處理方法，是根據地下結構設計和深基坑支護的結構，由下至上將地下結構即深基坑劃分成各施工層，采用活動鋼支撐先加強底層即第一施工層的混凝土支護排樁，然后鑿除該層混凝土支護排樁變形而影響結構施工的部分，再進行結構的施工，待底層結構混凝土達到設計的70%及以上強度后，拆除此施工層的活動鋼支撐，移至上一層即第二施工層，進行第二施工層混凝土支護排樁變形部分的鑿除及結構施工，自下而上依次逐層進行，直至地下建筑結構施工完成； 其施工步驟是 一、劃分施工層 根據地下結構和基坑支護的結構及混凝土支護排樁的變形情況，劃分地下結構的施工層數并確定各層的高度，劃分的施工層數不少于地下結構的層數，第一施工層的高度為結構底板的厚度，其上各施工層高度為地下的結構層高度的二分之一且控制在3. 0米以內，頂部施工層高度增大至3. 5米； 二、設計、制作鋼支撐 設計、制作各鋼支撐，該鋼支撐主要由托架(2)、護樁型鋼(3)、支撐鋼管(4)和支撐墊板(8)組成，托架(2)兩個，該托架(2)是由上直角邊和斜邊組成的直角三角形板，該托架(2)由厚為12 — 14mm鋼板折彎而成，且其上直角邊的長為500— 600mm，該護樁型鋼(3)兩段，用H 400X400X13X21_型鋼制成，其長度與深基坑內凈空長度相同，該支撐鋼管(4)為CDeiOXlOmm (直徑X壁厚)、其長度為左右兩側護樁型鋼之間的凈距，支撐墊板(8)兩塊，該支撐墊板(8)的長X寬X厚為620X620X20 mm，各鋼支撐沿深基坑長度方向按間距為6000mm布置； 三、安裝鋼支撐 在第一施工層的上部，在深基坑左右兩側支護排樁(I)的側壁之間依次沿深基坑長度方向安裝各鋼支撐，將兩個托架(2)用膨脹螺栓對稱地分別固定于深基坑左右兩側的支護排樁(I)的側壁上，將兩根護樁型鋼(3)分別對應置于左右兩側的各托架(2)上，然后按照左右護樁型鋼(3)之間的距離切割支撐鋼管(4)，將兩塊支撐墊板(8)分別焊接在此支撐鋼管(4)的左右兩端，將此支撐鋼管(4)置于左右護樁型鋼(3)之間且各支撐墊板(8)也對應置于左右兩側的各托架(2)上，上述組件均采用吊車配合安裝就位； 四、設置傳力塊 在深基坑左右兩側的護樁型鋼(3)與混凝土支護排樁(I)之間的空隙中均填灌細石混凝土，構成傳力塊(6)，其間隙大小應滿足地下室墻壁結構的豎向鋼筋安裝要求，該細石混凝土的強度不小于C30，并按照常規添加混凝土早強劑以加快其凝結； 五、施加預應力 沿深基坑長度方向，自中間的鋼支撐開始向兩側依次對鋼支撐施加預應力，該施加預應力是選用兩臺50T的電動液壓千斤頂(10)，在支撐鋼管(4)左段或右段的前后兩側距護樁型鋼(3) —定間距對稱地焊裝鋼座板(9)，該間距大于千斤頂(10)未伸出時的長度，鋼座板(9)應能承受千斤頂(10)的頂力，將液壓千斤頂(10)置于支撐鋼管(4)前后兩側的鋼座板(9)與護樁型鋼(3)之間，同時啟動兩臺液壓千斤(10)頂施加預應力，觀察壓力表，達到設定的壓力即預應力后，用厚度相同的鋼板填塞于支撐墊板(8)與護樁型鋼(3)之間的空隙中，點焊固定后完成預應力施加，卸去液壓千斤頂(10);六、支護排樁的鑿除 鑿除此施工層內支護排樁(I)影響結構施工的內側混凝土部分，采用風鎬進行鑿除或人工鑿除，鑿除支護排樁(I)(即排樁混凝土鑿除部位)的斷面尺寸不大于1/2樁徑，使其凈空尺寸應滿足建筑結構的尺寸要求，風鎬鑿除時應注意不損壞支護排樁(I)外側部的混凝土 ; 七、結構施工 按照常規施工方法，進行該施工層的鋼筋綁扎、模板安裝及混凝土澆筑、養護等結構施工，整個施工全過程，對深基坑變形應進行監測，特別是支護排樁(I)的深層水平位移、地下水滲漏等，一旦發現問題，應及時采取相應措施處理； 八、鋼支撐拆除 當該施工層結構的混凝土強度達到設計的70%及以上時，拆除該施工層的各鋼支撐； 九、逐層進行變形處理直至完成施工 自下而上依次逐層進行鋼支撐的安裝、支護排樁(I)混凝土變形部分的鑿除和工程結構的施工，直至完成全部施工。
全文摘要
本發明是一種深基坑混凝土支護排樁異常變形的處理方法，屬于建筑基坑施工方法，該處理方法是根據地下結構設計和深基坑支護的結構，由下至上將地下結構劃分成各施工層，自下而上依次逐層采用活動鋼支撐加強混凝土支護排樁，然后鑿除該層混凝土支護排樁變形而影響結構施工的部分，再進行結構的施工，待該層結構混凝土達到設計的70%及以上強度后，拆除此施工層的活動鋼支撐，移至上一層進行，直至地下結構施工完成，其施工步驟是一、劃分施工層，二、設計、制作鋼支撐，三、安裝鋼支撐，四、設置傳力塊，五、施加預應力，六、支護排樁的鑿除，七、結構施工，八、鋼支撐拆除，九、逐層進行變形處理直至完成施工，安全可靠，有效實用。
文檔編號E02D17/02GK102747735SQ201210233099
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者劉袓國, 劉超, 尹萬云, 正清 申請人:中國十七冶集團有限公司