基坑支护施工方法与流程

本发明涉及基坑施工，特别涉及一种基坑支护施工方法。

背景技术：

1、基坑支护技术是地下工程施工中的关键环节，随着城市化进程的不断推进，地下空间开发需求日益增加，基坑支护技术也经历了从早期简单放坡开挖、木板桩支护，到钢板桩、灌注桩、地下连续墙等多种形式的发展演变。近年来，随着预制装配式建造理念的推广以及绿色施工要求的提升，行业对基坑支护技术提出了更高要求，即在保证支护安全性的同时，兼顾材料的循环利用与施工效率的提升。

2、目前，常见的基坑支护施工方法通常是将支护结构与地下室永久结构分开设计、分开施工。施工时，首先在基坑周边施工临时支护结构（如钢板桩、灌注桩排桩等），并设置相应的止水帷幕，以保证基坑开挖过程中的边坡稳定与地下水封堵；待基坑开挖完成后，再在支护结构内侧施工地下室主体结构，包括底板、剪力墙及外墙等永久构件；地下室主体结构施工完成后，临时支护结构或被拆除回收，或直接废弃于地下。

3、然而，在现有技术中，临时支护与永久地下室外墙分别独立施工，工序繁多、工期较长，增加了整体施工成本，并且传统支护结构中相邻桩体之间的止水连接方式可靠性不足，节点处易发生渗漏，影响基坑施工安全及地下室的长期防水性能。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种基坑支护施工方法，旨在解决现有技术中临时支护与永久地下室外墙分别独立施工，工序繁多、工期较长，增加了整体施工成本，并且传统支护结构中相邻桩体之间的止水连接方式可靠性不足，节点处易发生渗漏，影响基坑施工安全及地下室的长期防水性能的技术问题。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提出的一种基坑支护施工方法，包括如下步骤：

3、根据地下室墙体的永久使用工况反向设计支护结构，并得到所述支护结构的施工参数；其中，所述施工参数包括所述桩基钢护筒的布置参数、结构尺寸以及混凝土预制板的截面参数和配筋参数；

4、根据所述施工参数，在所述基坑的周边施工所述基坑桩基钢护筒，以使相邻的两个所述桩基钢护筒之间形成用于安装所述混凝土预制板的插设区；其中，各所述基坑桩基钢护筒的外壁上设置有两个相对设置的止水扣接件；

5、沿预设安装排列方向将所述混凝土预制板与所述插设区扣合安装，得到连续挡土止水支护面；其中，所述混凝土预制板上形成有与所述插设区适配的插接件；

6、对所述混凝土预制板与所述基坑桩基钢护筒之间的连接位置进行固结作业，得到榫卯式永临结合节点；其中，所述固结作业包括限位、密封以及固结；

7、施工与所述桩基钢护筒及混凝土预制板相连接的地下室主体结构，使所述桩基钢护筒与混凝土预制板作为地下室外墙的永久组成部分。

8、在一实施例中，所述根据地下室墙体的永久使用工况反向设计支护结构，并得到所述支护结构的施工参数的步骤，包括：

9、根据所述地下室外墙在永久使用阶段所受到的侧向土压力、地下水压力、抗渗等级、变形控制及耐久性要求，确定外墙的承载、抗裂及抗渗控制指标；

10、依据所述控制指标，确定所述桩基钢护筒的直径、壁厚、间距、入土深度以及混凝土预制板的厚度、宽度和配筋；

11、依据施工阶段的基坑开挖工况，对确定的所述桩基钢护筒与混凝土预制板进行临时支护验算；

12、综合永久使用工况与施工工况的双重验算结果，对所述桩基钢护筒与混凝土预制板的结构参数进行修正，得到所述支护结构的所述施工参数。

13、在一实施例中，所述根据所述施工参数，在所述基坑的周边施工所述基坑桩基钢护筒，以使相邻的两个所述桩基钢护筒之间形成用于安装所述混凝土预制板的插设区的步骤，包括：

14、沿所述基坑的周边进行测量放线，确定所述桩基钢护筒的中心线、板缝线及转角控制点；

15、在所述桩基钢护筒上预制纵向的所述止水扣接件；其中，所述止水扣接件包括扣接边、导向槽或连接边肋；

16、将所述桩基钢护筒逐根沉设至设计深度，并控制其平面位置和垂直度，以使相邻的两个所述桩基钢护筒之间形成用于安装所述混凝土预制板的插设区。

17、在一实施例中，在所述沿预设安装排列方向将所述混凝土预制板与所述插设区扣合安装，得到连续挡土止水支护面的步骤之前，还包括：

18、针对任意相邻的两个所述桩基钢护筒之间的设计净距进行对应的混凝土预制板预制作业；其中，所述混凝土预制板的两端形成有所述插接件，所述插接件为凸榫、凹槽、燕尾边或台阶边中的至少一者。

19、在一实施例中，所述沿预设安装排列方向将所述混凝土预制板与所述插设区扣合安装，得到连续挡土止水支护面的步骤，包括：

20、在所述桩基钢护筒的内部进行基坑开挖作业；

21、将所述混凝土预制板吊运至所述插设区的上方并沿预设安装排列方向将所述混凝土预制板与所述插设区扣合安装，形成当前支护层；

22、完成所述当前支护层的所述混凝土预制板的安装作业后，继续进行下一层基坑开挖和所述混凝土预制板的插板施工，直至形成所述连续挡土止水支护面。

23、在一实施例中，所述对所述混凝土预制板与所述基坑桩基钢护筒之间的连接位置进行固结作业，得到榫卯式永临结合节点的步骤，包括：

24、在所述桩基钢护筒与所述混凝土预制板之间的接缝内设置止水材料，以形成第一道止水屏障；其中，所述止水材料为弹性止水材料或遇水膨胀止水材料；

25、对所述混凝土预制板进行限位作业；

26、向所述插设区与对应的所述插接件之间的连接位置注入灌浆材料，填充对应的安装间隙并进行固结作业，构成第二道止水屏障；

27、对节点表面进行防水封闭处理，形成所述连续挡土止水节点。

28、在一实施例中，所述在所述桩基钢护筒与所述混凝土预制板之间的接缝内设置止水材料，以形成第一道止水屏障的步骤，包括：

29、在所述桩基钢护筒与所述混凝土预制板之间的接缝内的渗水路径上设置止水材料，以形成所述第一道止水屏障。

30、在一实施例中，所述施工与所述桩基钢护筒及混凝土预制板相连接的地下室主体结构，使所述桩基钢护筒与混凝土预制板作为地下室外墙的永久组成部分的步骤，包括：

31、依次施工地下室底板、内衬墙，以使所述桩基钢护筒和所述混凝土预制板与所述地下室底板以及所述内衬墙连接为整体，形成所述永久组成部分。

32、在一实施例中，在所述对节点表面进行防水封闭处理，形成所述连续挡土止水节点的步骤之前，还包括：

33、依次对所述第一道止水屏障以及所述第二道止水屏障的密封性进行检测作业；

34、当检测结果不满足预设要求时，则进行防水补强作业。

35、在一实施例中，在所述将所述桩基钢护筒逐根沉设至设计深度，并控制其平面位置和垂直度，以使相邻的两个所述桩基钢护筒之间形成用于安装所述混凝土预制板的插设区的步骤之前，还包括：

36、对所述桩基钢护筒的表面进行防腐处理。

37、本发明的技术方案通过将桩基钢护筒与混凝土预制板构筑的支护体系直接转换为地下室永久外墙，实现永临结合。在实施时，首先依据地下室墙体的永久使用工况反向确定支护结构的施工参数，这些施工参数包含了桩基钢护筒的布置参数、结构尺寸，以及混凝土预制板的截面参数和配筋参数，由此使得后续施工完成的桩基钢护筒和混凝土预制板不仅能够在基坑开挖阶段承受侧向土压力并提供止水屏障，还能满足永久使用阶段作为地下室外墙的结构承载力与耐久性要求。随后，按照这些施工参数在基坑周边施工基坑桩基钢护筒，使相邻两个桩基钢护筒之间预留出用于安装混凝土预制板的插设区；各桩基钢护筒的外壁上均预设有两个相对布置的止水扣接件，而混凝土预制板上形成有与插设区相适配的插接件。当沿预设安装排列方向将混凝土预制板推入插设区并扣合时，插接件与止水扣接件相互咬合锁定，即刻形成一道连续的挡土止水支护面，无需再额外施工独立的止水帷幕，从而减少了一道施工工序，缩短了现场作业时间。完成扣合安装后，对混凝土预制板与基坑桩基钢护筒之间的连接位置进行固结作业，固结作业包括限位、密封和固结处理；经过限位保证板与桩的相对位置准确，经过密封填充阻断渗水路径，再经过固结使连接位置形成整体受力的榫卯式永临结合节点。该节点凭借榫卯咬合构造与密封固结的共同作用，切断了地下水沿桩板接缝的渗流通道，大幅提高了连接位置的止水可靠性，克服了传统临时支护结构中相邻桩体之间止水连接方式可靠性差、节点易发生渗漏的缺陷，既保障了基坑开挖期间的作业安全，又赋予了地下室结构长期的防水性能。此后，施工与桩基钢护筒及混凝土预制板相连接的地下室主体结构，使前期已经形成的支护桩和预制板直接作为地下室外墙的永久组成部分参与结构受力。由此，临时支护施工与永久外墙施工合二为一，免去了传统做法中先行拆除临时支护、再支模浇筑永久外墙的重复工序，显著减少了工序数量、压缩了工期并降低了施工综合成本，实现了基坑支护与永久结构的集成建造。