[發明專利]一種減少懸臂樁基坑支護體系位移的基坑結構及施工方法

在審

• 申請號: 202011098630.9
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112302030A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 胡建偉;陳學龍;羅藝;趙旭榮;李青煒;張國銀
• 申請（專利權）人: 中冶集團武漢勘察研究院有限公司
• 主分類號: E02D17/04
• 分類號: E02D17/04;E02D5/22
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 楊宣仙

1.一種減少懸臂樁基坑支護體系位移的基坑結構，其特征在于：所述基坑結構包括圍護結構采用懸臂支護樁(3)的長條形基坑(5)，該基坑的長邊(1)長度遠大于短邊(2)長度，且深度不超過8m，所述基坑(5)圍護結構的兩長邊支護軸線(1-1)朝向基坑外側起拱，且起拱后的長邊支護軸線(1-1)由原始直線變成一條拋物線，基坑圍護結構長邊的懸臂支護樁(3)沿著起拱后的長邊支護軸線(1-1)布置，并在基坑圍護結構的四個角部分別設有加腋三角板帶(4)。

2.根據權利要求1所述的一種減少懸臂樁基坑支護體系位移的基坑結構，其特征在于：所述基坑(5)的長邊(1)長度大于或等于短邊長度的兩倍，懸臂支護樁(3)的懸臂長度在4m～6m，所述長邊支護軸線(1-1)的起拱度在1/100～6/100之間。

3.根據權利要求1或2所述的一種減少懸臂樁基坑支護體系位移的基坑結構，其特征在于：所述基坑(5)圍護結構的長邊冠梁(1-2)與短邊冠梁(2-2)分別沿著長邊支護軸線(1-1)和短邊支護軸線(2-1)施做。

4.根據權利要求1或2所述的一種減少懸臂樁基坑支護體系位移的基坑結構，其特征在于：所述基坑(5)的土方開挖分層分段進行，樁間土隨挖隨噴混凝土。

5.根據權利要求3所述的一種減少懸臂樁基坑支護體系位移的基坑結構，其特征在于：所述三角板帶(4)設置在長邊冠梁(1-2)與短邊冠梁(2-2)之間，三角板帶(4)厚度為300～400mm，三角板帶(4)的兩邊與冠梁重合的部位的長度為5.0～9.0m。

6.一種減少懸臂樁基坑支護體系位移的施工方法，該方法針對基坑長邊長度遠大于短邊長度的長條形基坑，其特征在于具體施工步驟如下：

(1)根據地質勘查報告、周邊環境條件、基坑開挖深度，確定基坑圍護結構的施工方案，其基坑圍護結構采用懸臂樁支護，其懸臂支護樁的懸臂長度在4m～6m，基坑的短邊支護軸線為基坑設計邊線，長邊支護軸線沿著垂直于基坑長邊方向朝基坑設計邊線外側起拱，起拱度控制在1/100～6/100之間，根據起拱度計算出起拱拱高；

(2)采用經典朗肯土壓力理論及平面桿件彈性地基梁法，按每延米取計算段，計算圍護結構的懸臂樁施工參數；

(3)在步驟(1)中確定好短邊支護軸線和起拱后長邊支護軸線上按照步驟(2)中計算得到的懸臂樁施工參數布置支護樁樁位，并提取短邊支護軸線和起拱后長邊支護軸線上樁位坐標，同時提取基坑長邊未起拱時的樁位坐標，形成支護樁施工文件；

(4)施工階段，按照步驟(3)中提取的短邊支護軸線和起拱后長邊支護軸線上樁位坐標按照步驟(2)中的施工參數施工懸臂支護樁，支護樁達到養護期后開挖基坑施工樁頂冠梁，其基坑開挖寬度不小于10m，基坑開挖標高與冠梁底標高相同；

(5)在施工樁頂冠梁時，同時在基坑長邊與短邊相交的角部設置加腋三角板帶對基坑角部進行加強；

(6)冠梁施工完畢并達到養護期后，進行基坑土方開挖；基坑土方分層分段開挖，圍護樁之間的土體隨挖隨噴混凝土，在基坑開挖到底后立即施做地下室底板。

7.根據權利要求6所述的一種減少懸臂樁基坑支護體系位移的施工方法，其特征在于在步驟(1)確定基坑圍護結構的施工方案時，根據拱高為零時拱身撓度計算出基坑長邊支護軸線的起拱度，按照以下公式進行計算：

式中：q—無鉸拱計算模型深度處水平土壓力，單位N/m；

f—無鉸拱拱高，單位m；

l—無鉸拱拱長在x軸方向投影長度即基坑長邊長度，單位m；

δ—拱高為零時無鉸拱中部撓度，單位m；

E—無鉸拱拱身彈模，單位N/mm²；

I—無鉸拱拱身慣性矩，單位m⁴；

γ—無鉸拱拱身起拱度；

[]—數學取整符號。

8.根據權利要求6所述的一種減少懸臂樁基坑支護體系位移的施工方法，其特征在于：所述步驟(2)中的懸臂樁施工參數包括懸臂樁的樁間距，以及單根懸臂樁的樁徑、樁長、配筋、樁頂冠梁尺寸和冠梁配筋。