本發(fā)明涉及深基坑的支護(hù)領(lǐng)域，尤其是一種緊鄰高層建筑開挖深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在城市建筑密度越來越大，地下空間工程開挖深度越來越深，基坑開挖引起的地層移動(dòng)會(huì)使得周邊的建筑物發(fā)生附加變形，當(dāng)附加變形過大時(shí)會(huì)引起結(jié)構(gòu)的開裂和破壞，從而影響周邊建筑物的正常使用。某大廈工程，其建筑高度為90.2m，基坑底標(biāo)高為-13.8m，地下室占地面積為3564.23m2，距相鄰建筑的距離為7m，且基礎(chǔ)埋深相對相鄰建筑基礎(chǔ)埋深低7.3m，這種特殊的深基坑單純采用灌注樁和冠梁支護(hù)會(huì)產(chǎn)生較大安全隱患，基坑較深，樁體懸壁部份較長，長時(shí)間受到臨近高層建筑側(cè)壓力作用使樁體產(chǎn)生水平位移，從而使臨近建筑物隨土體的滑移而產(chǎn)生傾斜受到破壞，引發(fā)安全事故。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種緊鄰高層建筑開挖深基坑的支護(hù)方法及結(jié)構(gòu)，該支護(hù)結(jié)構(gòu)和方法通過環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)增加了承力面積，提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和施工的效率。
本發(fā)明的技術(shù)方案：緊鄰高層建筑開挖深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括在基坑底部靠近敷設(shè)的底板和高層建筑靠近基坑一側(cè)的施工的鋼筋砼灌注樁，在底板上設(shè)置樁基，在樁基的上端敷設(shè)環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)，圓心朝內(nèi)；環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)由環(huán)形第一階梯、環(huán)形第一斜坡面、環(huán)形第二階梯、環(huán)形第二斜坡面、環(huán)形第三階梯依次首尾相連，且高度逐漸減低；樁基的密度越靠近高層建筑越密；在環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)上部設(shè)置有支撐鋼管，支撐鋼管一端連接冠梁，另一端連接地下建筑結(jié)構(gòu)施工處的預(yù)埋鋼板，冠梁與鋼筋砼灌注樁連接，高層建筑與鋼筋砼灌注樁之間還施工有水泥灌注樁。
環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)包括基坑內(nèi)靠近地下建筑結(jié)構(gòu)施工處一側(cè)的半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅰ和基坑內(nèi)靠近高層建筑一側(cè)的半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅱ，兩者對稱設(shè)置，半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅰ上設(shè)置有凸出塊，半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅱ上對稱設(shè)置有插入孔進(jìn)行連接。
半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅰ由第一階梯ⅰ、第一斜坡面ⅰ、第二階梯ⅰ、第二斜坡面ⅰ、第三階梯ⅰ依次首尾相連，且高度逐漸減低，半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅱ由第一階梯ⅱ、第一斜坡面ⅱ、第二階梯ⅱ、第二斜坡面ⅱ、第三階梯ⅱ依次首尾相連；環(huán)形倒階梯型通過輻射狀鋼管連接組成，每根鋼管下方都與樁基連接，每根鋼管都只位于第一階梯ⅰ、第一斜坡面ⅰ、第二階梯ⅰ、第二斜坡面ⅰ、第三階梯ⅰ、第一階梯ⅱ、第一斜坡面ⅱ、第二階梯ⅱ、第二斜坡面ⅱ或第三階梯ⅱ內(nèi)。
底板上，樁基底部周圍設(shè)置有碎石層。
地下建筑結(jié)構(gòu)的橫向梁之間加裝臨時(shí)水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁。
緊鄰高層建筑開挖深基坑的支護(hù)方法，包括高層建筑以及地下建筑結(jié)構(gòu)，在準(zhǔn)備開挖地下建筑結(jié)構(gòu)深基坑的高層建筑一側(cè)施工鋼筋砼灌注樁以及冠梁，再施工水泥攪拌樁，其步驟：
(1)、地下建筑結(jié)構(gòu)深基坑土方開挖，該深基坑土方開挖分兩次進(jìn)行，第一次開挖的土方為預(yù)留土方二次開挖施工線5以上部分，所述的預(yù)留土方二次開挖施工線以上部分為鋼筋砼灌注樁一側(cè)向地下建筑結(jié)構(gòu)一側(cè)放坡，坡度為1∶1.1～1.2以上部分；
(2)、在地下建筑結(jié)構(gòu)施工處施工預(yù)埋鋼板，在預(yù)埋鋼板與冠梁之間加裝支撐鋼管，支撐鋼管5兩端滿焊，焊縫高度10mm，支撐鋼管為φ500×12mm；
(3)、在地下建筑結(jié)構(gòu)的一側(cè)的下部敷設(shè)底板，在底板上設(shè)置樁基，并且樁基的密度越靠近高層建筑越密，在樁基的上端緊鄰地下建筑結(jié)構(gòu)施工處敷設(shè)半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅰ，圓心朝向高層建筑；半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅰ由第一階梯ⅰ、第一斜坡面ⅰ、第二階梯ⅰ、第二斜坡面ⅰ、第三階梯ⅰ依次首尾相連，且高度逐漸減低，第一階梯ⅰ、第二階梯ⅰ和第三階梯ⅰ為平面，第一階梯ⅰ、第一斜坡面ⅰ、第二階梯ⅰ、第二斜坡面ⅰ、第三階梯ⅰ與半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅱ相連端留有凸出塊，施工則按第一階梯ⅰ、第一斜坡面ⅰ、第二階梯ⅰ、第二斜坡面ⅰ、第三階梯ⅰ的倒序進(jìn)行施工，輻射鋼管為φ500×12mm。
(4)、開挖預(yù)留土方二次開挖施工線以下部分土方，在高層建筑的一側(cè)的下部敷設(shè)底板，在底板上設(shè)置樁基，并且樁基的密度越靠近高層建筑越密，在樁基的上端緊貼冠梁4敷設(shè)半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅱ，此半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅱ與半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅰ同圓心；半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅱ由第一階梯ⅱ、第一斜坡面ⅱ、第二階梯ⅱ、第二斜坡面ⅱ、第三階梯ⅱ依次首尾相連，且高度逐漸減低，第一階梯ⅱ、第二階梯ⅱ和第三階梯ⅱ為平面；施工時(shí)，先與第三階梯ⅰ末端上的凸出塊相配合，施工第三階梯ⅱ，然后再依次施工第二斜坡面ⅱ、第二階梯ⅱ、第一斜坡面ⅱ、第一階梯ⅱ，并與第二斜坡面ⅰ、第二階梯ⅰ、第一斜坡面ⅰ、第一階梯ⅰ上的突出段相配合，輻射鋼管為φ500×12mm。
(5)、然后進(jìn)行地下建筑結(jié)構(gòu)的施工，在地下建筑結(jié)構(gòu)的橫向梁之間加裝臨時(shí)水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，該臨時(shí)水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁的截面為300×450mm。
(6)、地下建筑結(jié)構(gòu)施工到相應(yīng)高度的輻射鋼管位置時(shí)，且臨時(shí)水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁強(qiáng)度達(dá)到70％時(shí)，將相應(yīng)的輻射鋼管拆除，也可以不拆除，作為預(yù)留鋼管存在；當(dāng)施工到支撐鋼管的位置且臨時(shí)水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁強(qiáng)度達(dá)到70％時(shí)，將支撐鋼管拆除，繼續(xù)進(jìn)行地下建筑結(jié)構(gòu)施工直至施工完畢，將臨時(shí)水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁拆除；整個(gè)緊鄰高層建筑開挖深基坑的支護(hù)完成。
本發(fā)明的有益效果為：1、本緊鄰高層建筑開挖深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，增設(shè)了環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)和下部的基樁，基樁支持搭建環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)，環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)使應(yīng)力分散均勻，基坑支護(hù)更加牢靠安全，通過斜坡面的存在，增加了整個(gè)受力面，支護(hù)更牢靠。2、緊鄰高層建筑開挖深基坑的支護(hù)方法主要采用四大支護(hù)方式配合，第一為鋼筋砼灌注樁、冠梁以及水泥攪拌樁，第二采用支撐鋼管，第三采用臨時(shí)水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，第四采用環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)和基樁，四種方式的結(jié)合提高了緊鄰高層建筑開挖深基坑的安全性，有效加快施工進(jìn)度。本發(fā)明簡單易行，增加了施工的安全性，提高了施工質(zhì)量，是一種可靠的緊鄰高層建筑開挖深基坑的支護(hù)方法和支護(hù)結(jié)構(gòu)。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的應(yīng)用時(shí)高層建筑和地下建筑結(jié)構(gòu)施工示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，緊鄰高層建筑開挖深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括在基坑底部靠近敷設(shè)的底板和高層建筑靠近基坑一側(cè)的施工的鋼筋砼灌注樁，在底板上設(shè)置樁基，在樁基的上端敷設(shè)環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)，圓心朝內(nèi)；環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)由環(huán)形第一階梯、環(huán)形第一斜坡面、環(huán)形第二階梯、環(huán)形第二斜坡面、環(huán)形第三階梯依次首尾相連，且高度逐漸減低；樁基的密度越靠近高層建筑越密；在環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)上部設(shè)置有支撐鋼管，支撐鋼管一端連接冠梁，另一端連接地下建筑結(jié)構(gòu)施工處的預(yù)埋鋼板，冠梁與鋼筋砼灌注樁連接，高層建筑與鋼筋砼灌注樁之間還施工有水泥灌注樁。通過環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)支護(hù)基坑，使應(yīng)力分散均勻，基坑支護(hù)更加牢靠安全，通過斜坡面的存在，增加了整個(gè)受力面，支護(hù)更牢靠。
環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)包括基坑內(nèi)靠近地下建筑結(jié)構(gòu)施工處一側(cè)的半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅰ和基坑內(nèi)靠近高層建筑一側(cè)的半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅱ，兩者對稱設(shè)置，半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅰ上設(shè)置有凸出塊，半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅱ上對稱設(shè)置有插入孔進(jìn)行連接。
半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅰ由第一階梯ⅰ、第一斜坡面ⅰ、第二階梯ⅰ、第二斜坡面ⅰ、第三階梯ⅰ依次首尾相連，且高度逐漸減低，半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅱ由第一階梯ⅱ、第一斜坡面ⅱ、第二階梯ⅱ、第二斜坡面ⅱ、第三階梯ⅱ依次首尾相連；環(huán)形倒階梯型通過輻射狀鋼管連接組成，每根鋼管下方都與樁基連接，每根鋼管都只位于第一階梯ⅰ、第一斜坡面ⅰ、第二階梯ⅰ、第二斜坡面ⅰ、第三階梯ⅰ、第一階梯ⅱ、第一斜坡面ⅱ、第二階梯ⅱ、第二斜坡面ⅱ或第三階梯ⅱ內(nèi)。
底板上，樁基底部周圍設(shè)置有碎石層，碎石層的存在可以增加底部抵抗剪切變形，往沉降部填充。
緊鄰高層建筑開挖深基坑的支護(hù)方法，包括高層建筑1以及地下建筑結(jié)構(gòu)2，在準(zhǔn)備開挖地下建筑結(jié)構(gòu)深基坑的高層建筑一側(cè)施工鋼筋砼灌注樁3以及冠梁4，再施工水泥攪拌樁5，其步驟：
(1)、地下建筑結(jié)構(gòu)深基坑土方開挖，該深基坑土方開挖分兩次進(jìn)行，第一次開挖的土方為預(yù)留土方二次開挖施工線6以上部分，所述的預(yù)留土方二次開挖施工線以上部分為鋼筋砼灌注樁一側(cè)向地下建筑結(jié)構(gòu)一側(cè)放坡，坡度為1∶1.1～1.2以上部分；
(2)、在地下建筑結(jié)構(gòu)施工處施工預(yù)埋鋼板7，在預(yù)埋鋼板7與冠梁4之間加裝支撐鋼管8，支撐鋼管兩端滿焊，焊縫高度10mm，支撐鋼管為φ500×12mm；
(3)、在地下建筑結(jié)構(gòu)的一側(cè)的下部敷設(shè)底板9，在底板上設(shè)置樁基10，并且樁基10的密度越靠近高層建筑1越密，底板上，樁基底部周圍設(shè)有碎石層26；在樁基的上端緊鄰地下建筑結(jié)構(gòu)施工處敷設(shè)半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅰ11，圓心朝向高層建筑；半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅰ11由第一階梯ⅰ12、第一斜坡面ⅰ13、第二階梯ⅰ14、第二斜坡面ⅰ15、第三階梯ⅰ16依次首尾相連，且高度逐漸減低，第一階梯ⅰ、第二階梯ⅰ和第三階梯ⅰ為平面，第一階梯ⅰ、第一斜坡面ⅰ、第二階梯ⅰ、第二斜坡面ⅰ、第三階梯ⅰ與半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅱ相連端留有凸出塊17，施工則按第一階梯ⅰ、第一斜坡面ⅰ、第二階梯ⅰ、第二斜坡面ⅰ、第三階梯ⅰ的倒序進(jìn)行施工，輻射鋼管為φ500×12mm。
(4)、開挖預(yù)留土方二次開挖施工線以下部分土方，在高層建筑的一側(cè)的下部敷設(shè)底板，在底板上設(shè)置樁基，并且樁基的密度越靠近高層建筑越密，底板上，樁基底部周圍設(shè)有碎石層26；在樁基的上端緊貼冠梁4敷設(shè)半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅱ18，此半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅱ與半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅰ同圓心；半環(huán)形倒階梯型結(jié)構(gòu)ⅱ18由第一階梯ⅱ19、第一斜坡面ⅱ20、第二階梯ⅱ21、第二斜坡面ⅱ22、第三階梯ⅱ23依次首尾相連，且高度逐漸減低，第一階梯ⅱ、第二階梯ⅱ和第三階梯ⅱ為平面；施工時(shí)，先與第三階梯ⅰ末端上的凸出塊相配合，施工第三階梯ⅱ，然后再依次施工第二斜坡面ⅱ、第二階梯ⅱ、第一斜坡面ⅱ、第一階梯ⅱ，并與第二斜坡面ⅰ、第二階梯ⅰ、第一斜坡面ⅰ、第一階梯ⅰ上的突出段相配合，輻射鋼管為φ500×12mm。
(5)、然后進(jìn)行地下建筑結(jié)構(gòu)的施工，在地下建筑結(jié)構(gòu)的橫向梁24之間加裝臨時(shí)水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁25，該臨時(shí)水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁的截面為300×450mm。
(6)、地下建筑結(jié)構(gòu)施工到相應(yīng)高度的輻射鋼管位置時(shí)，且臨時(shí)水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁強(qiáng)度達(dá)到70％時(shí)，將相應(yīng)的輻射鋼管拆除，也可以不拆除，作為預(yù)留鋼管存在；當(dāng)施工到支撐鋼管的位置且臨時(shí)水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁強(qiáng)度達(dá)到70％時(shí)，將支撐鋼管拆除，繼續(xù)進(jìn)行地下建筑結(jié)構(gòu)施工直至施工完畢，將臨時(shí)水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁拆除；整個(gè)緊鄰高層建筑開挖深基坑的支護(hù)完成。
以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明整體構(gòu)思前提下，還可以作出若干改變和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。