一种用于基坑围护的斜向支撑桩结构及其施工方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 103882869 A(43)申请公布日 2014.06.25

(21)申请号 201410107071.1(22)申请日 2014.03.21

(71)申请人郭永

地址310004 浙江省杭州市下城区沈家南苑

33号(72)发明人郭永 朱怀甫 郭帅

(74)专利代理机构杭州天欣专利事务所 33209

代理人李斌(51)Int.Cl.

E02D 17/04(2006.01)

权利要求书2页 说明书4页 附图1页权利要求书2页 说明书4页 附图1页

()发明名称

一种用于基坑围护的斜向支撑桩结构及其施工方法(57)摘要

本发明涉及基坑围护领域，尤其涉及一种用于基坑围护的斜向支撑桩结构及其施工方法。一种用于基坑围护的斜向支撑桩结构，包括围护桩、冠梁、基坑底板、建筑结构、斜向支撑桩、止水装置和土壤改良结构，斜向支撑桩呈一定角度斜向植入于基坑底板以下的原始土壤中；斜向支撑桩顶端与围护桩顶端固定连接，嵌入于冠梁内部，与冠梁形成整体结构；斜向支撑桩底端和底端周围固定有土壤改良结构；斜向支撑桩与建筑结构及与基坑底板贯穿处在斜向支撑桩上设置有止水装置。本发明结构设计和施工方法合理，极大节约了施工周期及施工成本，可实现无障碍挖土及结构施工，既环保又安全，彻底解决因支撑拆除而产生的基坑围护悬壁的安全隐患。CN 103882869 ACN 103882869 A

权 利 要 求 书

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1.一种用于基坑围护的斜向支撑桩结构，包括围护桩、冠梁、基坑底板和建筑结构，其特征在于：还包括斜向支撑桩、止水装置和土壤改良结构，

所述斜向支撑桩呈一定角度斜向植入于基坑底板以下的原始土壤中；所述斜向支撑桩顶端与围护桩顶端固定连接，嵌入于冠梁内部，与冠梁形成整体结构；

所述斜向支撑桩底端和底端周围固定有土壤改良结构，所述土壤改良结构为土壤经过固化处理后形成的硬质固体结构；

所述斜向支撑桩与建筑结构贯穿处在斜向支撑桩上设置有止水装置，所述斜向支撑桩与基坑底板贯穿处在斜向支撑桩上也设置有止水装置。

2.根据权利要求1所述的用于基坑围护的斜向支撑桩结构，其特征在于：所述斜向支撑桩为H型钢结构、钢格构柱结构或钢管结构。

3.根据权利要求1所述的用于基坑围护的斜向支撑桩结构，其特征在于：所述围护桩使用拉森钢板桩、钢筋混凝士灌注桩、SMW工法桩或钢管桩。

4.根据权利要求1所述的用于基坑围护的斜向支撑桩结构，其特征在于：所述斜向支撑桩斜向插入土壤的角度小于45度。

5.根据权利要求1、2或3所述的用于基坑围护的斜向支撑桩结构，其特征在于：所述斜向支撑桩顶端与围护桩顶端通过放置预埋铁件焊接连接或通过钢筋绑扎连接。

6.根据权利要求1或2所述的用于基坑围护的斜向支撑桩结构，其特征在于：所述止水装置采用止水片，所述止水片与斜向支撑桩采用焊接方式连接。

7.根据权利要求1所述的用于基坑围护的斜向支撑桩结构，其特征在于：所述土壤改良结构为采用高压喷射水泥浆或者土壤固化剂对土壤固化处理后形成的硬质固体结构。

8.根据权利1所述的一种用于基坑围护的斜向支撑桩结构的施工方法，其特征在于：该施工方法的步骤如下：

（1）基坑周围的围护桩施工；（2）斜向支撑桩的植入：沿围护桩边缘将斜向支撑桩呈一定角度斜向植入基坑底板以下的原始土壤中；

（3）原始土壤的固化处理：将高压喷射管伸入斜向支撑桩底部，重复向其底部高压喷射水泥浆或土壤固化剂，形成土壤改良结构；

（4）斜向支撑桩顶端处理：斜向支撑桩顶端与围护桩顶端固定连接；（5）冠梁的浇筑施工：将斜向支撑桩顶端与围护桩顶端包裹于混凝土内部，混凝土硬化后形成冠梁，冠梁与其内部的斜向支撑桩顶端和围护桩顶端形成整体结构；

（6）基坑的开挖施工；（7）先浇筑基坑底板，然后施工建筑结构，施工过程中：基坑底板与斜向支撑桩贯穿处的施工时，需在斜向支撑桩上设置止水装置，建筑结构与斜向支撑桩贯穿处的施工时，在斜向支撑桩上也设置止水装置；

（8）斜向支撑桩的后续处理：在基坑底板和建筑结构的施工完成、养护并达到混凝土强度后，沿建筑结构将斜向支撑桩上、下两端切割移除，沿基坑底板的上表面边缘将斜向支撑桩切割移除，冠梁与斜向支撑桩连接处切割移除。

9.根据权利要求7所述的用于基坑围护的斜向支撑桩结构的施工方法，其特征在于：

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权 利 要 求 书

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在第（2）步骤中，将高压喷射管伸入斜向支撑桩内部稍长于斜向支撑桩，先喷射浆液预搅拌以方便斜向支撑桩的植入。

10.根据权利要求7所述的用于基坑围护的斜向支撑桩结构的施工方法，其特征在于：在第（4）步骤中，斜向支撑桩顶端与围护桩顶端通过焊接固定或者钢筋绑扎方式连接固定。

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说 明 书

一种用于基坑围护的斜向支撑桩结构及其施工方法

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技术领域

[0001]

本发明涉及基坑围护领域，尤其涉及一种用于基坑围护的斜向支撑桩结构及其施

工方法。背景技术

基坑在开挖过程中必然引起周围土体的变形，对周围建(构)筑物和地下管线产

生影响。严重的将危及其正常使用或安全，为了避免这种情况在深基设计和坑施工中会增加支护系统来稳定基坑安全，目前主要有三种形式：平撑、斜撑及反向锚固技术。[0003] 平撑目前被广泛的应用于深基坑，但是平撑占用了大量坑内空间，施工周期长，不利于挖土作业，后期拆除时安全隐患大，既提高了工程的成本又不利于环保。[0004] 反向锚固技术是近年推广的新技术，反向锚固的优点是基坑呈敞口开放式，挖土及结构施工便利但是容易产生群锚效应安全系数小稳定性差，施工工艺繁琐周期长，因锚固体超出用地红线不能充分利用土地资源。

[0005] 斜撑多用于超大型基坑的中心环岛式施工，相对于平撑更具经济优势但施工中需先在基坑中心开挖，待底板施工完成后才能进行斜撑施工，且在建筑结构施工时必须预留施工缝，程序繁琐施工周期长，后期拆除及结构处理困难。[0006] 专利号“03267938.6”公开了一种建筑基坑支护用的斜撑，其包括斜梁和承台，其特征在于承台安放在拟建地下室底板下面的基坑底土体内，斜梁的下端与承台连为一体，上端与挡土物相连接或与挡土物顶上的冠梁相连接。该实用新型采用此种斜撑方式，相对于平撑方式具有挖土容易，可大面积一次性挖土，缩短工期，但是在斜梁施工前预先开挖出承台工作面时需预留土方作为被动区稳定作用才能进一步施工,预留土方需要二次开挖极为不方便，斜撑的拆除工作也很麻烦，如果不拆除则不能解决建筑结构止水的问题。[0007] 随着基坑开挖的面积和深度越来越大，传统支护体系已很难满足安全经济的作用，传统支护形式的工程量大，造价高，在支撑部分开挖困难，施工过程中存在的安全隐患较多，工期较长。

[0002]

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述不足，而提供一种用于基坑围护的斜向支撑桩结构及其施工方法，解决了常规的基坑支护工艺造价高和施工不便的技术问题，保证了基坑施工的安全性和经济性。[0009] 本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于基坑围护的斜向支撑桩结构，包括围护桩、冠梁、基坑底板和建筑结构，还包括斜向支撑桩、止水装置和土壤改良结构，斜向支撑桩呈一定角度斜向植入于基坑底板以下的原始土壤中；斜向支撑桩顶端与围护桩顶端固定连接，嵌入于冠梁内部，与冠梁形成整体结构；所述斜向支撑桩底端和底端周围固定有土壤改良结构，所述土壤改良结构为土壤经过固化处理后形成的硬质固体结构；斜向支撑桩与建筑结构贯穿处在斜向支撑桩上设置有止水装置，所述斜向支撑桩与基坑底

[0008]

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板贯穿处在斜向支撑桩上也设置有止水装置。

[0010] 止水装置用于斜向支撑桩和基坑底板贯穿处之间的施工以及斜向支撑桩和建筑结构贯穿处之间的施工，在施工后期斜向支撑桩切割移除后，防止结构间缝的漏水问题；在基坑开挖过程中，围护桩受到外部土壤或结构物的压力，并将作用力通过斜向支撑桩传送至土壤改良结构，经过固化处理后的土壤改良结构，能够有效加大土壤的承载能力，提高斜向支撑桩的支撑作用。[0011] 作为优选，所述斜向支撑桩为H型钢结构、钢格构柱结构或钢管结构。[0012] 作为优选，所述围护桩使用拉森钢板桩、钢筋混凝士灌注桩、SMW工法桩或钢管桩。[0013] 作为优选，所述斜向支撑桩斜向插入土壤的角度小于45度。[0014] 作为优选，所述斜向支撑桩顶端与围护桩顶端通过放置预埋铁件焊接连接或通过钢筋绑扎连接。

[0015] 作为优选，所述止水装置采用止水片，所述止水片与斜向支撑桩采用焊接方式连接。

[0016] 作为优选，土壤改良结构为采用高压喷射水泥浆或者土壤固化剂对土壤固化处理后形成的硬质固体结构。

[0017] 一种用于基坑围护的斜向支撑桩结构的施工方法，该施工方法的步骤如下：

（1）基坑周围的围护桩施工；（2）斜向支撑桩的植入：沿围护桩边缘将斜向支撑桩呈一定角度斜向植入基坑底板以下的原始土壤中；

（3）原始土壤的固化处理：将高压喷射管伸入斜向支撑桩底部，重复向其底部高压喷射水泥浆或土壤固化剂，形成土壤改良结构。[0018] （4）斜向支撑桩顶端处理：斜向支撑桩顶端与围护桩顶端固定连接；

（5）冠梁的浇筑施工：将斜向支撑桩顶端与围护桩顶端包裹于混凝土内部，混凝土硬化后形成冠梁，冠梁与其内部的斜向支撑桩顶端和围护桩顶端形成整体结构；

（6）基坑的开挖施工；（7）先浇筑基坑底板，然后施工建筑结构，施工过程中：基坑底板与斜向支撑桩贯穿处的施工时，需在斜向支撑桩上设置止水装置，建筑结构与斜向支撑桩贯穿处的施工时，在斜向支撑桩上也设置止水装置；

（8）斜向支撑桩的后续处理：在基坑底板和建筑结构的施工完成、养护并达到混凝土强度后，沿建筑结构将斜向支撑桩上、下两端切割移除，沿基坑底板的上表面边缘将斜向支撑桩切割移除，冠梁与斜向支撑桩连接处切割移除。[0019] 作为优选，在第（2）步骤中，将高压喷射管伸入斜向支撑桩内部稍长于斜向支撑桩，先喷射浆液预搅拌以方便斜向支撑桩的植入。[0020] 作为优选，在第（4）步骤中，斜向支撑桩顶端与围护桩顶端通过焊接固定或者钢筋绑扎方式连接固定。

[0021] 步骤2在基坑开挖之前施工，克服了现有技术中的先开挖再支撑的技术问题，步骤3采用高压喷射水泥浆或土壤固化剂的方法将土壤硬化，达到斜向支撑桩底部的支撑作用效果，步骤4采用斜向支撑桩顶端与围护桩顶端冠梁通过焊接或钢筋绑扎连接的方式，通过步骤5中的冠梁混凝土浇筑施工，斜向支撑桩顶端、围护桩顶端和冠梁形成为整体，受

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力效果为围护桩的反作用力作用于斜向支撑桩，斜向支撑桩作用于土壤改良结构。[0022] 本发明在斜向支撑桩施工完成后，基坑开挖可一次性完成，基坑底板施工和建筑结构施工时，直接与斜向支撑桩交叉部位一体施工，利用止水装置的施工工艺，解决了交叉部位施工后出现的漏水问题，全部施工完成后，将斜向支撑桩其余露出部分切除。[0023] 本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：1、极大节约了传统支撑的施工周期；2、可实现无障碍挖土及结构施工；3、不需要大量的钢筋混凝土等施工材料，后期无需爆破清理，既环保又安全更降低了施工成本；4、所采用的止水片技术无需考虑施工缝的问题，后期结构处理极为方便；5、彻底解决因支撑拆除而产生的应力释放问题；6、彻底解决因支撑拆除而产生的基坑围护悬壁的安全隐患。

附图说明

[0024] 图1是本发明产品结构示意图；

附图说明：1、围护桩；2、冠梁；3、斜向支撑桩；4、土壤改良结构；5、止水装置；6、基坑底板；7、建筑结构。具体实施方式

[0025] 下面结合附图对本发明进一步详细的说明。[0026] 实施例：

一种用于基坑围护的斜向支撑桩结构，其结构包括围护桩1、冠梁2、斜向支撑桩3、土壤改良结构4、止水装置5、基坑底板6和建筑结构7。

[0027] 斜向支撑桩3呈一定角度斜向植入于基坑底板6以下的原始土壤中；斜向支撑桩3顶端与围护桩1顶端固定连接，嵌入于冠梁2内部，与冠梁2形成整体结构。[0028] 斜向支撑桩3底端和底端周围设有土壤改良结构4，该土壤改良结构4为采用高压喷射水泥浆或土壤固化剂后形成的硬质土壤结构。

[0029] 斜向支撑桩3与建筑结构7贯穿处设置有止水装置5，斜向支撑桩3与基坑底板6贯穿处也设置有止水装置5，本实施例中，止水装置5采用止水片，焊接固定于斜向支撑桩3上，被浇筑于混凝土内部。

[0030] 用于本实施例的一种用于基坑围护的斜向支撑桩结构的施工方法：

斜向支撑桩3呈一定角度斜向植入于原始土壤中，本实施例中斜向支撑桩3采用H型钢结构，将高压喷射管从斜向支撑桩3内部伸至底部，重复向其底部及底部周围高压喷射水泥浆或土壤固化剂，形成土壤改良结构4，在斜向支撑桩3植入到土壤过程中，可以将高压喷射管伸入斜向支撑桩3内部稍长于斜向支撑桩3，先喷射浆液预搅拌以方便斜向支撑桩3的植入。斜向支撑桩3顶端与围护桩1顶端焊接固定，支模并浇筑混凝土，混凝土硬化后形成冠梁2。此时，围护桩1、冠梁2、斜向支撑桩3和土壤改良结构4形成为具有相互作用力的整体结构。

待冠梁2和土壤改良结构4的混凝土达到预定强度后，实施基坑开挖工作，由于采

用了之前的工序，基坑可一次性全部开挖至设计标高处。[0032] 基坑底板6施工时，在斜向支撑桩3贯穿基坑底板6处的中间位置，设置止水装置5，该止水装置采用止水片，直接焊接于斜向支撑桩3上，在基坑底板6浇筑混凝土时直接将

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斜向支撑桩3与基坑底板6交叉部位浇筑于基坑底板6的内部。在建筑结构7施工时，同样在与斜向支撑桩3的贯穿部位设置止水装置5，此处建筑结构7在本实施例中为剪力墙，施工时将斜向支撑桩3与建筑结构6交叉部位浇筑于建筑结构6内部，所浇筑的混凝土结构养护并达到设计强度。

[0033] 沿建筑结构7的边缘将斜向支撑桩3的上、下两端切割移除，沿基坑底板6的上表面边缘将斜向支撑桩3切割移除，冠梁2与斜向支撑桩3连接处切割移除。[0034] 虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

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说 明 书 附 图

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图1

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