一种深基坑的坑中坑支护体系及其施工方法与流程

本发明属于建筑施工，尤其涉及一种深基坑的坑中坑支护体系及其施工方法，适用于土质差、作业面积小、无法放坡开挖的深基坑坑中坑工程，尤其适用于建筑工程中电梯基坑类小尺寸坑中坑的支护施工。

背景技术：

1、随着城市建筑工程向地下空间延伸，深基坑工程中电梯基坑、电梯基坑集水井等坑中坑结构施工日益普遍，此类坑中坑多具有面积小、开挖深度大的特点，若处于软土、粉土等自稳性差的软弱土层中，无法采用常规放坡开挖工艺。

2、传统坑中坑支护多采用放坡+砌筑砖胎模的形式，该方式存在诸多技术缺陷与资源浪费问题：其一，放坡开挖需要预留足够的作业空间，对于小面积坑中坑而言适配性极差，且在软弱土层中易出现边坡坍塌，施工安全隐患大；其二，砖胎模施工的放坡会导致后期筏板浇筑时混凝土量增大、损耗高，造成严重的材料浪费，不符合绿色施工理念；其三，该形式仅能实现简单的侧壁防护，无刚性支撑结构，难以抵抗坑中坑开挖后的侧向土压力，易出现砖胎模开裂、坍塌，造成安全隐患；其四，放坡+砖胎模的支护形式与土体结构衔接性差，后期需对砖胎模四周放坡土体进行回填，施工工序繁琐、效率低下。

3、目前现有技术中，针对土质差、面积小、无放坡条件的坑中坑支护缺乏专用体系，传统放坡+砖胎模的形式已无法满足此类工程的施工要求，不仅资源浪费严重，且施工安全性、效率性均难以保障。因此亟需研发一种适配于软弱土层小面积坑中坑的支护体系，摒弃传统放坡 + 砖胎模的弊端，实现支护结构的整体受力、刚性支撑，同时减少材料浪费、提升施工效益。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种深基坑的坑中坑支护体系及其施工方法，通过围护桩先施工，然后加筋垫层与圈梁整体浇筑构建基础传力结构，配合预埋锚板+h型钢对撑+扁担梁承托的组合支撑体系，摒弃传统放坡+砌筑砖胎模的支护形式，解决其混凝土浪费、适配性差、支护稳定性低的技术难题，实现小面积、软弱土层、无放坡条件坑中坑的安全、高效、绿色施工，同时降低施工成本，提高材料回收利用率。

2、本发明通过以下技术手段实现上述技术目的。

3、一种深基坑的坑中坑支护体系，包括沿坑中坑周边环形布置的围护桩，围护桩桩顶设置有圈梁，基坑两侧长边上的圈梁与外围围护结构之间设置有加筋垫层，圈梁内部设置有由预埋锚板+h 型钢对撑+扁担梁组成的刚性组合支撑结构，用于实现支护。

4、进一步地，所述圈梁和加筋垫层的混凝土一同浇筑施工，且加筋垫层钢筋锚入圈梁内，与圈梁钢筋整体绑扎，圈梁与围护桩桩头紧密结合，形成围护桩、圈梁传力到加筋垫层，再传力到外围围护结构上的连续性水平传力结构，实现土压力的连续传递。

5、进一步地，所述圈梁和加筋垫层的连接处做扩大处理，以加大圈梁和加筋垫层的受力面。

6、进一步地，所述加筋垫层厚度为20cm。

7、进一步地，所述预埋锚板沿圈梁内侧一圈间隔均匀布置，且锚板钢筋与圈梁内主筋焊接固定。

8、进一步地，所述h 型钢对撑设置在圈梁内上部位置处，沿圈梁长度方向间隔均匀布置，且h 型钢对撑两端与圈梁上的预埋锚板焊接固定。

9、进一步地，所述扁担梁沿圈梁宽度方向布置有一道，其两端与圈梁内侧预埋锚板焊接固定，中间与基坑的格构柱焊接固定，上表面与 h 型钢对撑下表面紧密贴合并焊接固定，实现对 h 型钢对撑的水平承托。

10、进一步地，所述预埋锚板厚度不小于 20mm；扁担梁采用槽钢制作。

11、进一步地，所述h 型钢对撑采用hw502×470×20×25h 型钢，每间隔4～5m 布置一道。

12、一种上述深基坑的坑中坑支护体系的施工方法，包括如下过程：

13、步骤 1：在地面先行施工基坑周边围护桩，桩顶标高为基坑底板标高减圈梁高度加锚入长度，桩长为坑中坑深度的两倍；

14、步骤 2：进行基坑土方开挖；

15、步骤 3：凿除围护桩顶部超灌桩头，保证桩头后期伸入圈梁内 100mm；

16、步骤 4：从基坑长边两侧的围护桩边一直到外围围护结构区域范围内开挖 20cm深垫层施工槽；

17、步骤 5：在开挖的垫层施工槽内铺设双层双向钢筋，并将钢筋锚入圈梁内，与圈梁钢筋整体绑扎；

18、步骤 6：在圈梁内侧设置一圈间隔均匀布置的预埋锚板，预埋锚板与圈梁内主筋焊接，圈梁和加筋垫层混凝土一同浇筑，并且圈梁和加筋垫层的连接处做扩大处理；

19、步骤 7：沿基坑宽度方向布置一道扁担梁，扁担梁两端与圈梁内侧预埋锚板焊接，中间部分与格构柱侧壁焊接；

20、步骤 8：沿圈梁长度方向间隔均匀地布置多道h 型钢对撑，h 型钢对撑两端与圈梁上的预埋锚板焊接固定，下表面与扁担梁上表面紧密贴合并焊接固定，形成刚性组合支撑结构，抵抗水平土压力；

21、步骤 9：坑中坑土方开挖；

22、步骤 10：坑中坑结构与主体结构一体化整体浇筑；

23、步骤 11：外露 h 型钢割除。

24、本发明具有如下有益效果：

25、本发明摒弃了传统坑中坑支护放坡 + 砌筑砖胎模的形式，彻底解决其混凝土浪费、适配性差的问题，通过围护桩、整体式传力基础结构、刚性组合支撑结构的协同设计，实现了小面积、软弱土层、无放坡条件坑中坑的安全支护；

26、杜绝混凝土浪费，绿色环保：替代传统放坡 + 砖胎模形式，取消砖胎模抹灰找补及放坡土体回填等工序，大幅减少因放坡产生的筏板混凝土用量与损耗，且 h 型钢可回收再利用，建筑垃圾少，符合绿色施工要求；

27、整体受力，传力连续：加筋垫层与圈梁整体绑扎、浇筑，与围护桩形成一体化传力结构，坑中坑侧壁土压力通过围护桩均匀传递至刚性组合支撑结构，然后再通过圈梁+加筋垫层传至外围围护结构抵消，传力路径清晰、连续，有效避免支护结构变形、开裂，支护稳定性远优于传统砖胎模形式；

28、结构一体化，耐久性好：电梯基坑与筏板整体浇筑，使坑中坑结构与主体结构形成一体，结构整体耐久性更强，后期维护成本低。

29、本发明适用于软土、粉土、淤泥土等自稳性较差的软弱土层，尤其适配于建筑工程中电梯基坑、电梯基坑集水井等小面积坑中坑的深基坑支护施工，彻底摒弃传统放坡 + 砖胎模的弊端，为同类工程提供了成熟的技术方案，推动了深基坑坑中坑支护技术的绿色化、高效化进步。

1.一种深基坑的坑中坑支护体系，其特征在于，包括沿坑中坑周边环形布置的围护桩（1），围护桩（1）桩顶设置有圈梁（3），基坑两侧长边上的圈梁（3）与外围围护结构（9）之间设置有加筋垫层（2），圈梁（3）内部设置有由预埋锚板（4）+h 型钢对撑（5）+扁担梁（6）组成的刚性组合支撑结构，用于实现支护。

2.根据权利要求1所述的深基坑的坑中坑支护体系，其特征在于，所述圈梁（3）和加筋垫层（2）的混凝土一同浇筑施工，且加筋垫层钢筋锚入圈梁（3）内，与圈梁钢筋整体绑扎，圈梁（3）与围护桩（1）桩头紧密结合，形成围护桩（1）、圈梁（3）传力到加筋垫层（2），再传力到外围围护结构（9）上的连续性水平传力结构，实现土压力的连续传递。

3.根据权利要求2所述的深基坑的坑中坑支护体系，其特征在于，所述圈梁（3）和加筋垫层（2）的连接处做扩大处理，以加大圈梁（3）和加筋垫层（2）的受力面。

4.根据权利要求1所述的深基坑的坑中坑支护体系，其特征在于，所述加筋垫层（2）厚度为20cm。

5.根据权利要求1所述的深基坑的坑中坑支护体系，其特征在于，所述预埋锚板（4）沿圈梁（3）内侧一圈间隔均匀布置，且锚板钢筋与圈梁（3）内主筋焊接固定。

6.根据权利要求5所述的深基坑的坑中坑支护体系，其特征在于，所述h 型钢对撑（5）设置在圈梁（3）内上部位置处，沿圈梁（3）长度方向间隔均匀布置，且h 型钢对撑（5）两端与圈梁（3）上的预埋锚板（4）焊接固定。

7.根据权利要求6所述的深基坑的坑中坑支护体系，其特征在于，所述扁担梁（6）沿圈梁（3）宽度方向布置有一道，其两端与圈梁（3）内侧预埋锚板（4）焊接固定，中间与基坑的格构柱（7）焊接固定，上表面与 h 型钢对撑（5）下表面紧密贴合并焊接固定，实现对 h 型钢对撑（5）的水平承托。

8.根据权利要求1所述的深基坑的坑中坑支护体系，其特征在于，所述预埋锚板（4）厚度不小于 20mm；扁担梁（6）采用槽钢制作。

9.根据权利要求1所述的深基坑的坑中坑支护体系，其特征在于，所述h 型钢对撑（5）采用hw502×470×20×25h 型钢，每间隔4～5m 布置一道。

10.一种权利要求7所述深基坑的坑中坑支护体系的施工方法，其特征在于，包括如下过程：