[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

本發明提供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。所述基坑結構包括圍護結構采用懸臂支護樁的長條形基坑，該基坑的長邊長度遠大于短邊長度，且深度不超過8m，所述基坑圍護結構的兩長邊支護軸線朝向基坑外側起拱，且起拱后的長邊支護軸線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沿著起拱后的長邊支護軸線布置，并在基坑圍護結構的四個角部分別設有加腋三角板帶。本發明利用懸臂樁起拱，將基坑長邊中部荷載傳遞到角部，不僅能夠改善支護結構的受力機理，有效的限制長條形基坑長邊中部因時空效應而產生的過大位移，提高支護結構可靠性，還能夠不增加多余支護結構，節省大量工期。

技術領域

本發明涉及基坑支護工程領域，具體涉及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。

技術背景

伴隨著快速發展中國城鎮化進程，城市中可利用的土地越來越少，地下室基坑邊線與用地邊線之間的距離越來越緊張，在一般情況下，不能隨意占用用地紅線外的地下空間，因此基坑產生較大變形時，相對而言對周邊建構筑物的影響更大。如何解決這一問題，成為了基坑支護工程領域的新課題。在這樣的形勢下，基坑支護受到場地或周邊環境的制約，不能使用放坡開挖，支護結構不能夠使用錨索、土釘等構件，而懸臂樁擋土結構能夠適應有限支護空間，并且達到控制位移和維護基坑穩定性的效果，因此懸臂樁支護結構成為了攻克這一難題的有效方法。

一般而言，當基坑周邊環境條件較為簡單，基坑開挖深度不深，①主體結構為一地下室基坑頂無放坡空間時；②主體結構為兩層地下室基坑頂有放坡空間時，可以選擇懸臂樁支護體系，懸臂樁懸臂高度在4m到6m之間。

在絕大多數情況下，懸臂樁支護結構能夠較好的控制基坑側壁的位移，但是在一些特殊平面形狀的基坑支護中，例如基坑長邊長度遠大于短邊長長度的基坑，懸臂樁支護結構對于基坑長邊的位移控制是不足的，因為基坑具有時空效應，基坑開挖后長邊中部的位移最大，若中部有重要建筑、道路、管線等建構筑物，會產生不利影響。特別是在軟土地區的基坑，在基坑開挖后，懸臂樁的位移主要靠被動區土體抗力限制，如果再遇到基坑底泡水情況，懸臂樁的位移將會難以控制。然而在基坑設計計算中，按照每延米取計算段，因此無法考慮時空效應。即使剖面計算能夠通過，但是由于基坑現場施工做不到進度、質量的同時把控，施工過程中基坑位移總是超出計算值很多，所以仍需考慮基坑開挖后期的位移問題。在這種情況下，有以下三種解決方案可供選用：(1)當基坑周邊環境允許時，可以在冠梁上施工一排錨索以達到控制懸臂樁位移的目的；(2)當基坑周邊環境不允許時，可采用雙排樁支護方案；(3)當基坑周邊環境不允許、土層抗剪強度第且基坑開挖深度偏大時，可采用內支撐支護方案。

然而，樁錨方案雖然對懸臂樁位移限制較好，但是施工工期長，面臨錨索穿越紅線問題，并且受到土層地質條件限制，如果填土較厚，也無法限制懸臂樁位移；雙排樁方案雖然對懸臂樁位移限制較好，但是造價高，工期長，不具備經濟性；內支撐方案雖然對懸臂樁位移限制較好，但是施工工期長，造價高，并且會影響主體結構施工。本發明在這樣的背景下，針對長邊長度遠大于短邊長度且深度不超過8m的基坑，提出了一種減少懸臂樁支護體系位移的結構及方法，利用懸臂樁起拱，將基坑長邊中部荷載傳遞到角部，從而達到減小基坑長邊懸臂樁位移的效果，同時該方法不需要借助其他支護結構，只需要在角部加腋，具有非常明顯的經濟性。

發明內容

本發明根據現有支護方案的不足提供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，本發明既可以利用懸臂樁的起拱有效控制基坑長邊懸臂樁的位移，又可以利用基坑角部加腋來抵御傳遞的集中應力，可以大大降低懸臂樁支護體系中懸臂樁出現位移的情況。

為了達到上述技術目的，本發明提供了一種減少懸臂樁基坑支護體系位移的基坑結構；所述基坑結構包括圍護結構采用懸臂支護樁的長條形基坑，該基坑的長邊長度遠大于短邊長度，且深度不超過8m，所述基坑圍護結構的兩長邊支護軸線朝向基坑外側起拱，且起拱后的長邊支護軸線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沿著起拱后的長邊支護軸線布置，并在基坑圍護結構的四個角部分別設有加腋三角板帶。