[發(fā)明專利]一種壓力補(bǔ)償式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510490623.6
• 申請(qǐng)日: 2015-08-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105155551B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓尚宇;雷金波;李紅;張慧華;云雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號(hào): E02D17/04
• 分類號(hào): E02D17/04
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所36111
• 代理人: 劉凌峰

1.一種壓力補(bǔ)償式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及施工方法，其特征在于：在基坑支護(hù)側(cè)設(shè)置由多個(gè)連續(xù)密閉腔體組成的多腔體反壓囊袋；在多腔體反壓囊袋的頂部和底部分別設(shè)置與囊袋密閉連接的囊袋頂橫梁和囊袋底橫梁，囊袋頂橫梁和囊袋底橫梁分別與橫向反力結(jié)構(gòu)和豎向反力結(jié)構(gòu)相連；在密閉腔體的分隔處設(shè)置橫、豎向反力梁；在橫、豎向反力梁相交處設(shè)橫向加筋體；在多腔體反壓囊袋的腔體內(nèi)設(shè)置腔體加壓管和腔體注漿管；在橫向反力結(jié)構(gòu)與基坑側(cè)壁之間設(shè)拉力轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓力補(bǔ)償式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述多腔體反壓囊袋由內(nèi)網(wǎng)層和外網(wǎng)層縫合制成體積不同的矩形的密閉腔體組成，密閉腔體的體積自基坑頂面向下逐級(jí)減小；內(nèi)網(wǎng)層和外網(wǎng)層均包括橡膠密封層、加筋網(wǎng)層、聚酯纖維層，各層之間粘貼連接；內(nèi)網(wǎng)層的聚酯纖維層與基坑外側(cè)土體接觸，外網(wǎng)層的聚酯纖維層臨基坑開(kāi)挖面；在外網(wǎng)層的橡膠密封層表面設(shè)置與囊袋緊密接觸的柔性加筋體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓力補(bǔ)償式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述橫向反力結(jié)構(gòu)設(shè)于基坑潛在滑動(dòng)面的外側(cè)，走向與基坑開(kāi)挖面平行；橫向反力結(jié)構(gòu)包括橫向反力樁頂橫梁、橫向反力樁、斜向支撐、橫向反力結(jié)構(gòu)“U”形連接體；橫向反力樁采用弱擠土樁，其頂部嵌入橫向反力樁頂橫梁；在樁頂橫梁面向基坑側(cè)設(shè)置多個(gè)斜向支撐和橫向反力結(jié)構(gòu)“U”形連接體；橫向反力結(jié)構(gòu)“U”形連接體由鋼材預(yù)制而成，其兩端與橫向反力樁頂橫梁的鋼筋籠連接；斜向支撐采用鋼材或木材，其兩端分別與橫向反力樁頂橫梁、基坑外側(cè)土體接觸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓力補(bǔ)償式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述豎向反力結(jié)構(gòu)包括豎向反力樁頂橫梁、豎向反力樁連接體、豎向反力樁；豎向反力樁頂橫梁呈“”形，上表面設(shè)置與輔助下沉鋼管連接的鋼管限位凹槽、與囊袋保護(hù)板連接的囊袋保護(hù)板限位凹槽；在豎向反力樁頂橫梁的中部設(shè)置下部連接螺桿；豎向反力樁連接體設(shè)于豎向反力樁頂橫梁的下部，位置與豎向反力樁相對(duì)應(yīng)，與豎向反力樁通過(guò)機(jī)械連接或焊接連接；豎向反力樁采用預(yù)應(yīng)力管樁或鋼管樁或型鋼樁。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓力補(bǔ)償式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述柔性加筋體呈網(wǎng)格狀，每根加筋體由多節(jié)柔性加筋體鋼筋和柔性加筋體彈簧焊接連接制成，相鄰每根加筋體之間通過(guò)綁扎連接或焊接連接；柔性加筋體的兩端與相接的橫向反力梁或豎向反力梁或囊袋頂橫梁或囊袋底橫梁連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓力補(bǔ)償式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述橫向、豎向反力梁，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在反力梁鋼筋籠的外側(cè)設(shè)置囊袋模板；囊袋模板與多腔體反壓囊袋材料相同，并與相接觸的囊袋外層網(wǎng)、內(nèi)層網(wǎng)密閉粘貼連接；在囊袋模板內(nèi)預(yù)設(shè)反力梁壓漿管、反力梁排氣管、腔體加壓管連接管、腔體注漿管連接管。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓力補(bǔ)償式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：在多腔體反壓囊袋縱向分段處的兩端分別設(shè)置與囊袋密閉連接的“”形連接接口和“”形連接接口，采用鋼板預(yù)制而成；“”形連接接口和“”形連接接口與多腔體反壓囊袋相接處設(shè)接口連接段，接口連接段材料與囊袋材料相同；在“”形連接口內(nèi)側(cè)兩邊對(duì)稱設(shè)置防水橡膠條、后注膠管、擋土板插入凹槽；后注膠管采用橡膠管；擋土板采用薄剛板或硬塑料板。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓力補(bǔ)償式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述囊袋底橫梁包括囊袋下部連接體、囊袋底增強(qiáng)體；囊袋下部連接體與囊袋材料相同，并與囊袋底部密閉連接；囊袋底增強(qiáng)體呈“”，中部設(shè)置橫向的下部連接螺桿穿過(guò)孔，兩側(cè)面與囊袋下部連接體粘貼連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓力補(bǔ)償式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述囊袋頂橫梁設(shè)于多腔體反壓囊袋的上部；在囊袋頂橫梁的上部設(shè)置與橫向反力結(jié)構(gòu)相連的囊袋頂橫梁“U”形連接體，下部設(shè)置與多腔體反壓囊袋密閉連接的囊袋頂部連接體，內(nèi)部設(shè)置腔體加壓管、腔體注漿管、反力梁壓漿管、反力梁排氣管、橫向加筋體的穿過(guò)孔。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓力補(bǔ)償式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述各腔體內(nèi)的腔體加壓管和腔體注漿管，采用管徑不同的塑料管或無(wú)縫鋼管；腔體加壓管的底部開(kāi)口設(shè)于腔體上部，腔體注漿管的底部開(kāi)口設(shè)于腔體下部；不同腔體內(nèi)的腔體加壓管和腔體注漿管分別設(shè)置、互不連通。

11.一種壓力補(bǔ)償式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于方法步驟如下：

（1）施工準(zhǔn)備：布設(shè)變形監(jiān)控點(diǎn)，計(jì)算基坑側(cè)壁土壓力，完成相關(guān)施工準(zhǔn)備工作；

（2）多腔體反壓囊袋組裝：在外網(wǎng)層的橡膠密封層表面設(shè)置與囊袋緊密接觸的柔性加筋體，并將柔性加筋體兩端與相接的橫向反力梁或豎向反力梁或囊袋頂橫梁或囊袋底橫梁連接；再布設(shè)橫、豎向反力梁鋼筋籠和囊袋模板，并將囊袋模板與外網(wǎng)層粘貼連接；最后布設(shè)內(nèi)網(wǎng)層，形成各個(gè)密閉腔體，同時(shí)使內(nèi)層網(wǎng)與囊袋模板粘貼連接；充氣檢查多腔體反壓囊袋、囊袋模板的密閉性；

（3）橫向反力結(jié)構(gòu)設(shè)置：進(jìn)行基坑開(kāi)挖影響區(qū)分析，在基坑開(kāi)挖影響區(qū)的外側(cè)設(shè)置橫向反力樁，并在橫向反力樁上部設(shè)置橫向反力樁頂橫梁，在橫向反力樁頂橫梁面向基坑側(cè)設(shè)置橫向反力結(jié)構(gòu)“U”形連接體，隨后澆筑樁頂橫梁混凝土；最后設(shè)置斜向支撐；

（4）拉力轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)施工；將橫向反力結(jié)構(gòu)和基坑開(kāi)挖面之間設(shè)定部位的土體挖除一定深度，支模澆筑反力蹲或埋設(shè)預(yù)制反力蹲，在墩頂安裝反力蹲頂滑輪；

（5）豎向反力結(jié)構(gòu)打設(shè)：在基坑開(kāi)挖部位豎向引孔取土，將豎向反力樁自地面向下打設(shè)，壓入過(guò)程中嚴(yán)格控制豎向反力樁的垂直度；在豎向反力樁完全沉入地面以前安裝豎向反力樁連接體和豎向反力樁頂橫梁；

（6）第一段多腔體反壓囊袋下沉：將與橫向、豎向反力梁鋼筋籠連接好的多腔體反壓囊袋與囊袋底橫梁連接緊密，并將囊袋底橫梁與豎向反力樁頂橫梁通過(guò)下部連接螺桿連接；安裝囊袋保護(hù)板和輔助下沉鋼管、擋土板；通過(guò)靜壓豎向反力樁頂橫梁使豎向反力結(jié)構(gòu)下沉，同時(shí)帶動(dòng)多腔體反壓囊袋沉入地下；當(dāng)豎向反力結(jié)構(gòu)靜壓下沉難度大時(shí)，在豎向反力樁頂橫梁下部增設(shè)高壓水噴頭，在多腔體反壓囊袋內(nèi)增設(shè)高壓水管，在靜壓豎向反力結(jié)構(gòu)的同時(shí)進(jìn)行高壓水噴射，軟化周邊土體；

（7）相連多腔體反壓囊袋下沉：第一段多腔體反壓囊袋壓入后，拔出“”形連接接口內(nèi)側(cè)的擋土板，然后重復(fù)步驟（5）、步驟（6），完成相連多腔體反壓囊袋的壓入施工，多腔體反壓囊袋下沉完成后，拔出輔助下沉鋼管和內(nèi)網(wǎng)層外側(cè)的囊袋保護(hù)板；

（8）囊袋頂橫梁設(shè)置：多腔體反壓囊袋壓入后，將囊袋上部與囊袋頂橫梁的囊袋頂部連接體緊密連接，并校核囊袋頂橫梁位置；當(dāng)囊袋頂橫梁采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，還包括綁扎鋼筋籠、設(shè)置頂部連接體、澆筑混凝土、養(yǎng)護(hù)工序；

（9）澆筑橫向、豎向反力梁混凝土：通過(guò)反力梁壓漿管向囊袋模板內(nèi)壓漿，形成橫向、豎向反力梁，壓漿自最下面一層的彈性反力梁開(kāi)始逐漸向上壓漿；壓漿壓力略大于相應(yīng)深度處的土壓力；壓漿過(guò)程中同步上拔反力梁壓漿管，并控制反力梁排氣管的氣壓。