本發(fā)明屬于巖土工程領域，特別涉及緊鄰地下結構的基坑支護體系及其施工方法。

背景技術：

近年來，隨著城市建設的加快，城市建筑物越來越密集，土地資源越來越緊張，并且地質(zhì)條件越來越差，很多擬建建筑見縫插針，往往在距離既有建筑、城區(qū)主干道路很近處進行修建。由于很多地區(qū)禁止或限制使用建筑紅線以外的土地，所以在充分利用土地的同時，給建筑基坑順利施工帶來以下諸多問題：

1、采用排樁加內(nèi)支撐的支護方式，雖然技術方案可行，但施成本較高、工序繁雜、施工工期較長，對土方開挖和結構主體施工影響較為嚴重；

2、傳統(tǒng)的樁(墻)錨支護，由于鄰近地下構筑物和管線的限制，坡后土體寬度有限，所以錨索角度較大，支護效果不佳，有的邊坡根本無法施工錨索，并且常出現(xiàn)腰梁變形過大導致整體結構失穩(wěn)的現(xiàn)象；懸臂式雙排樁支護結構的懸臂段長度有限，而且支護安全系數(shù)較低，邊坡變形較大。

對于項目急、時間緊的工程這些支護形式因需要養(yǎng)護時間無法滿足要求；而隨著工民建、市政項目的發(fā)展，深基坑、軟地基的工程越來越多，且周邊環(huán)境不允許變形大，因此常規(guī)無需保養(yǎng)的支護形式如木樁、鋼板樁則無法勝任。

技術實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明要解提供一種既能克服外界空間的限制，又具有較好的支護效果、施工方便、工序簡單又能縮減工期的用于軟弱地層緊鄰地下結構的基坑支護體系及其施工方法。

本發(fā)明的技術方案為：用于軟弱地層緊鄰地下結構的基坑支護體系，包括前排鋼管樁、后排鋼管樁、前排樁冠梁、后排樁冠梁、橫向連接鋼筋、混凝土面層、鋼筋網(wǎng)和土釘；

所述的前排鋼管樁和后排鋼管樁均有多根，前排鋼管樁和后排鋼管樁沿基坑坑壁壁面平行分布、沿基坑坑壁垂直方向交錯分布；

所述的前排鋼管樁頂部設有前排樁冠梁，后排鋼管樁頂部設有后排樁冠梁；

所述的前排樁冠梁和后排樁冠梁之間通過橫向連接鋼筋連接；

所述的前排鋼管樁之間的基坑坑壁設置鋼筋網(wǎng)、混凝土面層，前排鋼管樁之間的基坑坑壁內(nèi)設置土釘和泄水孔。

進一步地，所述的前排樁冠梁和后排樁冠梁為槽鋼，槽鋼開口向下。

進一步地，所述的前排樁冠梁和后排樁冠梁之間的橫向連接鋼筋呈W形分布。

進一步地，所述的前排鋼管樁和后排鋼管樁的樁徑均為0.2～0.5m，前排鋼管樁和后排鋼管樁的排距為樁徑的2～5倍，同排樁樁間距不小于樁徑的2.5倍。

進一步地，所述的泄水孔向基坑內(nèi)傾斜4％，泄水孔后做碎石反濾層。

用于軟弱地層緊鄰地下結構的基坑支護體系的施工方法，包括以下步驟：

A、施工前準備

清理場地，挖除表面松動土層，對樁孔進行測量定位、放樣。前排鋼管樁和后排鋼管樁沿基坑坑壁壁面平行分布、沿基坑坑壁垂直方向交錯分布，所述的后排鋼管樁樁位沿基坑坑壁水平方向的位置位于兩個前排鋼管樁樁位之間的中心位置，同排樁樁間距不小于樁徑的2.5倍，前后排樁排距為樁徑的2～5倍。

B、施做前排鋼管樁

按照步驟A定好的樁位施做前排鋼管樁，前排鋼管樁采用跳槽施工，施工順序為架設樁機、樁機移動到位、吊樁、插樁、錘擊下沉、接樁、錘擊至設計深度、向前排鋼管樁內(nèi)澆筑混凝土。

C、施做后排鋼管樁

前排鋼管樁施做完成后，按照步驟A定好的樁位施做后排鋼管樁，后排鋼管樁采用跳槽施工，施工順序為架設樁機，樁機移動到位、吊樁、插樁、錘擊下沉、接樁、錘擊至設計深度，向后排鋼管樁內(nèi)澆筑混凝土。

D、安裝前排樁冠梁、后排樁冠梁

待所有鋼管樁施做完成，安裝前排樁冠梁和后排樁冠梁，所述的前排樁冠梁和后排樁冠梁均為槽鋼，槽鋼開口向下，前排樁冠梁和后排樁冠梁間采用橫向連接鋼筋焊接連接，所述的前排樁冠梁和后排樁冠梁之間的橫向連接鋼筋呈W形分布。

E、開挖基坑

待具備基坑開挖條件后，沿前排鋼管樁豎向向下開挖基坑，基坑分層開挖，每次開挖深度不大于3m。

F、支護樁間土

為防止樁間土脫落塌方，向樁間土內(nèi)打土釘，掛鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土面層；基坑坑壁表面設置泄水孔，泄水孔向坑內(nèi)傾斜4％，泄水孔后做碎石反濾層。土釘豎向間距1.5m，橫向間距根據(jù)不同樁間距靈活調(diào)整，泄水孔間距1.5m×1.5m。

G、結束

重復步驟F、G，直至完成基坑支護體系的施工。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明無需施做錨桿，可大幅度減小地下空間的占用，充分利用建筑紅線以內(nèi)有限的地面和空間，發(fā)揮投資效益，適用于雜填土較厚的區(qū)域，尤其適用于周圍緊鄰的既有建筑物和重要交通道路的基坑支護。

2、本發(fā)明采用鋼管樁代替灌注樁進行支護，無需養(yǎng)護，可有效縮短工期，解決灌注樁設備占用場地、污染環(huán)境的特點，無內(nèi)支撐和腰梁，施工便捷，工藝簡單，可有效提高工效，質(zhì)量可控，基坑工程風險大幅降低。

3、基坑回填后，冠梁及連接鋼筋可回收再利用，可有效降低施工成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明豎向剖面示意圖。

圖2為本發(fā)明冠梁連接示意圖。

圖3為樁間土支護立面圖。

圖4為樁間土支護平面圖。

圖中：1、前排鋼管樁；2、后排鋼管樁；3、前排樁冠梁；4、后排樁冠梁；5、橫向連接鋼筋；6、混凝土面層；7、鋼筋網(wǎng)；8、土釘；9、植筋；10、泄水孔。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明的特點進一步說明：

如圖1～4所示，用于軟弱地層緊鄰地下結構的基坑支護體系，包括前排鋼管樁1、后排鋼管樁2、前排樁冠梁3、后排樁冠梁4、橫向連接鋼筋5、混凝土面層6、鋼筋網(wǎng)7和土釘8；

所述的前排鋼管樁1和后排鋼管樁2均有多根，前排鋼管樁1和后排鋼管樁2沿基坑坑壁壁面平行分布、沿基坑坑壁垂直方向交錯分布；

所述的前排鋼管樁1頂部設有前排樁冠梁3，后排鋼管樁2頂部設有后排樁冠梁4；

所述的前排樁冠梁3和后排樁冠梁4之間通過橫向連接鋼筋5連接；

所述的前排鋼管樁1之間的基坑坑壁設置鋼筋網(wǎng)7、混凝土面層6，前排鋼管樁1之間的基坑坑壁內(nèi)設置土釘8和泄水孔10。

進一步地，所述的前排樁冠梁3和后排樁冠梁4為槽鋼，槽鋼開口向下。

進一步地，所述的前排樁冠梁3和后排樁冠梁4之間的橫向連接鋼筋5呈W形分布。

進一步地，所述的前排鋼管樁1和后排鋼管樁2的樁徑均為0.2～0.5m，前排鋼管樁1和后排鋼管樁2的排距為樁徑的2～5倍，同排樁樁間距不小于樁徑的2.5倍。

進一步地，所述的泄水孔10向基坑內(nèi)傾斜4％，泄水孔10后做碎石反濾層。

用于軟弱地層緊鄰地下結構的基坑支護體系的施工方法，包括以下步驟：

A、施工前準備

清理場地，挖除表面松動土層，對樁孔進行測量定位、放樣。前排鋼管樁1和后排鋼管樁2沿基坑坑壁壁面平行分布、沿基坑坑壁垂直方向交錯分布，所述的后排鋼管樁2樁位沿基坑坑壁水平方向的位置位于兩個前排鋼管樁1樁位之間的中心位置，同排樁樁間距不小于樁徑的2.5倍，前后排樁排距為樁徑的2～5倍。

B、施做前排鋼管樁1

按照步驟A定好的樁位施做前排鋼管樁1，前排鋼管樁1采用跳槽施工，施工順序為架設樁機、樁機移動到位、吊樁、插樁、錘擊下沉、接樁、錘擊至設計深度、向前排鋼管樁1內(nèi)澆筑混凝土。

C、施做后排鋼管樁2

前排鋼管樁1施做完成后，按照步驟A定好的樁位施做后排鋼管樁2，后排鋼管樁2采用跳槽施工，施工順序為架設樁機，樁機移動到位、吊樁、插樁、錘擊下沉、接樁、錘擊至設計深度，向后排鋼管樁2內(nèi)澆筑混凝土。

D、安裝前排樁冠梁3和后排樁冠梁4

待所有鋼管樁施做完成，安裝前排樁冠梁3和后排樁冠梁4，所述的前排樁冠梁3和后排樁冠梁4均為槽鋼，槽鋼開口向下，前排樁冠梁3和后排樁冠梁4間采用橫向連接鋼筋5焊接連接，所述的前排樁冠梁3和后排樁冠梁4之間的橫向連接鋼筋5呈W形分布。

E、開挖基坑

待具備基坑開挖條件后，沿前排鋼管樁1豎向向下開挖基坑，基坑分層開挖，每次開挖深度不大于3m。

F、支護樁間土

為防止樁間土脫落塌方，向樁間土內(nèi)打土釘8，掛鋼筋網(wǎng)7，噴射混凝土面層6；基坑坑壁表面設置泄水孔10，泄水孔10向坑內(nèi)傾斜4％，泄水孔10后做碎石反濾層。土釘8豎向間距1.5m，橫向間距根據(jù)不同樁間距靈活調(diào)整，泄水孔10間距1.5m×1.5m。

G、結束

重復步驟F、G，直至完成基坑支護體系的施工。

工程實例

對地質(zhì)條件較差的深基坑工程，通常采用樁錨支護體系。本例基坑深12m，采用的鋼管樁單根總長15m、樁徑0.219m、樁間距0.8m，基坑緊鄰居民樓，地下土體主要以雜填土為主，如圖1所示。

平整和清理場地，測量定位放線；標出樁心位置，并用石灰撒圈標出樁徑大小和位置；標出打樁順序和樁機開行路線，并在樁機開行部位上鋪墊碎石。

充分做好施工前準備工作，先施做前排鋼管樁1，再施做后排鋼管樁2，前后排鋼管樁采用跳槽施工。鋼管樁的施工順序是：樁機安裝――樁機移動就位――吊樁――插樁――錘擊下沉，接樁――錘擊至設計深度――內(nèi)切鋼管樁――灌注混凝土――架設冠梁。為防止樁頭在錘擊時損壞，打樁前，要在樁頭頂部放置特制的樁帽，其上直接經(jīng)受錘擊應力的部位，放置硬木制減震木墊；冠梁與橫向鋼筋之間采用焊接連接，焊接位置位于冠梁槽鋼與鋼管樁圓弧切點的外側，使橫向連接鋼筋5呈W形分布。

待具備基坑開挖條件后沿前排鋼管樁1分層開挖基坑至設計深度，每次開挖深度3m，樁間土采用土釘8掛6.5@200×200鋼筋網(wǎng)7，土釘8采用HRB400級鋼筋，fy＝400MPa，面層噴射C20細石混凝土，厚度50mm。網(wǎng)片制作宜優(yōu)先使用焊接工藝，鋼筋網(wǎng)7搭接不應小于300mm，網(wǎng)片應采用植筋9焊接或其它方式與前排鋼管樁1連接牢固；基坑坑壁表面設置泄水孔10，泄水孔10采用Φ100PVC管，向基坑內(nèi)傾斜4％，泄水孔10后做碎石反濾層，如圖3-4所示。

對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其它的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不出以限制本發(fā)明，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所做的任何細微修改、等同替換和改進，均應包括在本發(fā)明技術方案的保護范圍之內(nèi)。