一种深基坑复合支护结构的制作方法

1.本实用新型涉及基坑支护技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种深基坑复合支护结构。


背景技术：

2.随着基础施工工程的发展，对基坑施工的深度和强度要求也逐步提升。现有基坑支护工程中，常采用双排桩结构以保证基坑支护的侧向强度和整体稳定性，但桩基底部受土压力较大的节段的竖向稳定性较难控制，特别是在面对深度较大的基坑时，桩基的高度较高，与侧围土体的接触面积较大，在长期支护过程中易发生局部变形或整体桩基倾斜等问题。如果沿高度方向从基坑内部对桩基侧壁施工多级横向支撑，能够从一定程度中控制支护结构的变形，但大面积支撑需要占用基坑内有限的施工空间，造成施工不便、材料消耗量大等问题。
3.为解决上述问题，需要提供一种深基坑复合支护结构，在保证基坑内有效施工空间的同时提高支护结构的整体稳定性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种深基坑复合支护结构，通过在双排支护桩间设置止水帷幕，并在基坑的不同高度位置处设置不同的加强结构，能够在不占用基坑原有施工空间的基础上有效防止基坑支护结构变形，同时提高了支护结构的整体性和稳定性。
5.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种深基坑复合支护结构，包括：
6.第一支护桩和第二支护桩，其竖直间隔设置且分别沿基坑外周形成排桩结构；
7.止水桩，其位于所述第一支护桩与所述第二支护桩之间，所述止水桩紧贴所述第一支护桩竖直设置并沿其外周形成止水帷幕；
8.冠梁，其沿水平方向固定连接所述第一支护桩、所述止水桩、所述第二支护桩的顶部；
9.多个锚杆，其沿所述止水桩的高度方向间隔设置在其中部，任一锚杆的一端位于所述第一支护桩的内侧，另一端斜向下依次穿过所述第一支护桩、所述止水桩、所述第二支护桩并锚固在所述第二支护桩的外侧；
10.底部支撑装置，其设置在所述基坑的底部并沿斜向支撑所述第一支护桩的底部内侧壁。
11.优选的是，所述深基坑复合支护结构，所述止水桩的高度大于所述第一支护桩的高度，所述多个锚杆位于所述底部支撑装置与所述冠梁之间。
12.优选的是，所述深基坑复合支护结构，所述锚杆包括外壳，其为柱形中空结构；多组注浆孔，其沿所述外壳的长度方向间隔设置，任一组注浆孔包括多个注浆孔，其沿所述外壳的周向间隔设置在其外侧壁上并连通所述外壳的内部；多个倒刺，其间隔设置在所述外
壳中部的外侧壁上，任一倒刺与所述外壳的上部轴线呈锐角设置；尖头，其为同轴设置在所述外壳的外端部的锥形结构。
13.优选的是，所述深基坑复合支护结构，所述底部支撑装置包括底部钢板，其铺设在所述基坑的底面并与其固定连接；侧向钢板，其竖直固设在所述底部钢板上，所述侧向钢板与所述第一支护桩的内侧壁贴合并固定；斜撑，其一端固定在所述底部钢板上，另一端斜向上设置并固定在所述侧向钢板上。
14.优选的是，所述深基坑复合支护结构，所述底部支撑装置还包括底部锚固装置，其竖直向下依次穿过所述斜撑的底端与底部钢板并锚固在下方土层内；侧向锚固装置，其水平向外依次穿过所述斜撑的顶端、侧向钢板、第一支护桩、防水桩并锚固在外侧土层内。
15.优选的是，所述深基坑复合支护结构，所述底部支撑装置还包括：
16.楔形块，其固定设置在所述底部钢板与所述侧向钢板的连接处，所述楔形块的两个直角边分别与所述底部钢板与所述侧向钢板贴合，所述楔形块的斜边与所述斜撑平行设置；
17.两个榫槽，其相对设置在所述斜撑的下平面和所述楔形块的斜边上；
18.支撑杆，其包括杆体，其与所述斜撑垂直设置；两个榫头，其固设在所述杆体的两端，一个榫头与所述斜撑上的榫槽配合榫接，另一榫头与所述楔形块上的榫槽配合榫接。
19.本实用新型至少包括以下有益效果：
20.1、本实用新型根据基坑内的不同高度位置选择不同的加强结构，通过冠梁、锚杆与底部支撑装置的配合，能够在不占用基坑原有施工空间的基础上有效防止基坑支护结构变形，广泛适用于各种不同的施工环境，且方便进行后续基坑施工，提高了施工效率；
21.2、本实用新型通过在双排支护桩间设置止水帷幕，能够有效阻隔地下水进入内层支护桩，同时，配合锚杆结构，在提高止水效果的同时将三排支护桩连为一体，大幅度提高了支护结构的整体稳定性。
22.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
23.图1为本实用新型一个实施例的一种深基坑复合支护结构的立面结构示意图；
24.图2为上述实施例中所述锚杆的结构示意图；
25.图3为上述实施例中所述底部支撑装置的结构示意图。
26.附图标记说明：
27.1、第一支护桩；2、止水桩；3、第二支护桩；4、冠梁；5、锚杆；51、外壳；52、注浆孔；53、倒刺；54、尖头；6、底部钢板；7、侧向钢板；8、斜撑；9、支撑杆；91、杆体；92、榫头；10、底部锚固装置；11、侧向锚固装置；12、楔形块。
具体实施方式
28.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
29.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所
述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
30.如图1-3所示，本实用新型提供一种深基坑复合支护结构，包括：
31.第一支护桩1和第二支护桩3，其竖直间隔设置且分别沿基坑外周形成排桩结构；
32.止水桩2，其位于所述第一支护桩1与所述第二支护桩3之间，所述止水桩2紧贴所述第一支护桩1竖直设置并沿其外周形成止水帷幕；
33.冠梁4，其沿水平方向固定连接所述第一支护桩1、所述止水桩2、所述第二支护桩3的顶部；
34.多个锚杆5，其沿所述止水桩2的高度方向间隔设置在其中部，任一锚杆5的一端位于所述第一支护桩1的内侧，另一端斜向下依次穿过所述第一支护桩1、所述止水桩2、所述第二支护桩3并锚固在所述第二支护桩3的外侧；
35.底部支撑装置，其设置在所述基坑的底部并沿斜向支撑所述第一支护桩1的底部内侧壁。
36.上述技术方案中，第一支护桩1和第二支护桩3为间隔设置的两排支护桩，第一支护桩1可选用三轴搅拌桩，能够适用于地质条件较差的环境，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高地基强度。第一支护桩1紧靠基坑外周边缘设置，可以将第一支护桩1内侧壁视为基坑的内侧壁，第二支护桩3设置在第一支护桩1的外侧，止水桩2设置在第一支护桩1与第二支护桩3之间，止水桩2为连续设置的多个桩基结构，可以采用高压旋喷桩，以在第一支护桩1外壁形成止水帷幕，对整排第一支护桩1围起来的基坑范围内实现有效止水。为了提高第一支护桩1、第二支护桩3、止水桩2的三排桩基结构组成的复合支护结构的整体稳定性，沿止水桩2的高度方向将施工区域分为三部分：上部区域、中部区域和下部区域。在上部区域设置冠梁4，即在第一支护桩1、止水桩2、第二支护桩3的顶部安装冠梁4，从而将三排桩基的顶部连为一体；在中部区域设置多个锚杆5，任一锚杆5从基坑内向外斜向下设置，锚杆5的两端分别穿出第一支护桩1的内侧和第二支护桩3的外侧，将第一支护桩1、第二支护桩3和止水桩2(在中部区域)连为一体，能够有效防止第一支护桩1在中部区域的节段发生变形，同时，加强了止水桩2和第二支护桩3在基坑外侧土层中维持竖直设置的稳定性，且不占用基坑内部的施工空间，方便后续施工作业；在下部区域设置底部支撑装置，其设置在基坑内底面与内侧壁之间，将受到的来自第一支护桩内侧壁的(变形、倾斜)压力传递至基坑底部的平面上，使第一支护桩1在下部区域内的节段也能够保持平衡(竖直设置)，且不发生变形，另外，底部支撑装置仅占用基坑底部靠近侧壁边缘处的一部分施工空间，不影响中心区域内的大幅度施工。
37.通过上述技术方案，在第一支护桩不同的不同高度位置处选用不同的加强结构对第一支护桩的侧向支撑强度进行保证，在上部和中部分别采用冠梁连接、锚杆连接的方式将第一支护桩1与止水桩2和第二支护桩3连为整体，从而，当第一支护桩发生变形、位移或产生变形、位移的趋势时，还需要同时克服止水桩、第二支护桩、桩间连接结构与土体的摩擦力，有效提高了复合支护结构的整体性和稳定性；在下部直接采用设置在基坑内的底部
支撑装置对第一支护桩的底部进行斜向支撑，避免土层深处地质环境恶劣导致锚杆施工安装困难或无法很好的起到连接和固定效果。同时，上述加强结构均不占用大范围的基坑内施工空间，能够广泛适用于各种不同的施工环境，且方便进行后续基坑施工，提高了施工效率。另外，本实用新型采用在双排支护桩间设置止水帷幕的复合支护形式，能够有效阻隔地下水进入内层支护桩，同时，配合锚杆结构，进一步提高了支护结构的全高度止水效果，使支护结构在长期使用的条件下仍能具有较高的稳定性，提高了基坑内施工工程的耐久性和安全性。
38.在另一技术方案中，所述的深基坑复合支护结构，所述止水桩2的高度大于所述第一支护桩1的高度，所述多个锚杆5位于所述底部支撑装置与所述冠梁4之间。从而，保证止水帷幕对基坑内(第一支护桩1内侧范围内)的止水效果，锚杆5设置在止水桩2的中部，位于最上方的锚杆5位于冠梁4的下方，位于最下方的锚杆5位于底部支撑装置的上方，防止三种加强结构在施工中发生干涉，从而互相影响安装质量和安装稳定性。且按照上述高度位置能够方便的对冠梁4、锚杆5和底部支撑装置进行施工，提高施工效率。
39.在另一技术方案中，所述的深基坑复合支护结构，所述锚杆5包括外壳51，其为柱形中空结构；多组注浆孔52，其沿所述外壳51的长度方向间隔设置，任一组注浆孔52包括多个注浆孔52，其沿所述外壳51的周向间隔设置在其外侧壁上并连通所述外壳51的内部；多个倒刺53，其间隔设置在所述外壳51中部的外侧壁上，任一倒刺53与所述外壳51的上部轴线呈锐角设置；尖头54，其为同轴设置在所述外壳51的外端部的锥形结构。其中，锚杆5的长度、倾斜角度、注浆孔52的位置、倒刺53的分布情况均根据设定的第一支护桩1、第二支护桩3、止水桩2的直径与间距设计，锚杆5的底端(外端部)需要穿出第二支护桩3的外侧，外壳51的外端部设有尖头54，方便在施工时对锚杆5进行安装。在本实施例中，第二支护桩3选用钻孔灌注桩，外壳51的底部节段(与第二支护桩3重合及位于其外侧的节段)不设有注浆孔52，倒刺53设置在外壳51位于止水桩2和第二支护桩3之间的节段上，由于该节段周围填充的是自然土体，在注浆孔52周围设置倒刺53可有效防止注浆时堵孔，导致节段附近土体未达到锚固强度，同时，倒刺53向外壳51外侧延伸，增加了外壳51在该节段处与周围土体的接触面积，加强了锚固稳定性。在施工时，先施工第一支护桩1及其外侧的止水桩2，施工完成后在第二支护桩3的施工位置处进行钻孔，然后施工多个锚杆5，在外壳51伸入至规定的深度位置后，对外壳51内进行注浆，浆液先填满外壳51的外端部(尖头54附近的节段)，再通过注浆孔52对周围土体进行加固，此时，第二支护桩3并未进行灌注，外壳51的外端部为封闭状态，施工完成后的锚杆5固定在仅钻孔完成的第二支护桩3两侧，在锚杆5施工完成后对第二支护桩3进行灌注施工，从而，在浇筑过程中能够更好的对锚杆的外端部节段进行锚固，提高了锚杆外端部的锚固稳定性。
40.在另一技术方案中，所述的深基坑复合支护结构，所述底部支撑装置包括底部钢板6，其铺设在所述基坑的底面并与其固定连接；侧向钢板7，其竖直固设在所述底部钢板6上，所述侧向钢板7与所述第一支护桩1的内侧壁贴合并固定；斜撑8，其一端固定在所述底部钢板6上，另一端斜向上设置并固定在所述侧向钢板7上。其中，斜撑8为钢结构，底部钢板6铺满基坑底面，侧向钢板7作为第一支护桩1的底部加强钢板能够稳定焊接在底部钢板6上，斜撑8的两端也能够稳定焊接在底部钢板6与侧向钢板7上，从而，将斜撑8两端与基坑底部、基坑侧壁(混凝土)间的连接转化为钢结构间的连接，使斜撑8、底部钢板6和侧向钢板7
形成稳定的钢结构连接三角支架，提高了斜撑对第一支护桩侧壁进行支撑时的连接稳定性，防止第一支护桩底部受压变形。
41.在另一技术方案中，所述的深基坑复合支护结构，所述底部支撑装置还包括底部锚固装置10，其竖直向下依次穿过所述斜撑8的底端与底部钢板6并锚固在下方土层内；侧向锚固装置11，其水平向外依次穿过所述斜撑8的顶端、侧向钢板7、第一支护桩1、防水桩并锚固在外侧土层内。具体的，所述底部锚固装置10和侧向锚固装置11均采用常规锚杆，在斜撑8、底部钢板6和侧向钢板7的对应位置钻孔，安装时直接将锚杆插入对应孔位内并锚固在下方/外侧的土层中。从而，提高底部钢板与基坑底部的连接稳固性、侧向钢板与基坑侧壁的连接稳固性，同时提高底部支撑装置与支护桩、止水桩形成的复合支护结构的整体性，使底部支撑装置能够更好的支撑第一支护桩底部内侧壁。
42.在另一技术方案中，所述的深基坑复合支护结构，所述底部支撑装置还包括：
43.楔形块12，其固定设置在所述底部钢板6与所述侧向钢板7的连接处，所述楔形块12的两个直角边分别与所述底部钢板6与所述侧向钢板7贴合，所述楔形块12的斜边与所述斜撑8平行设置；
44.两个榫槽，其相对设置在所述斜撑8的下平面和所述楔形块12的斜边上；
45.支撑杆9，其包括杆体91，其与所述斜撑8垂直设置；两个榫头92，其固设在所述杆体91的两端，一个榫头92与所述斜撑8上的榫槽配合榫接，另一榫头92与所述楔形块12上的榫槽配合榫接。
46.上述技术方案中，底部钢板6与侧向钢板7的夹角处焊接有楔形块12，楔形块12的斜面与斜撑8的设置方向平行，在斜撑8与楔形块12相对设置的两个平面(楔形块12的斜边、斜撑8的下平面)上设置相对应的榫槽，支撑杆9的两端分别通过榫头92与榫槽榫接，从而，沿与斜撑8垂直的方向对斜撑8的下平面进行支撑，进一步提高了底部支撑装置的内部稳定性与支撑强度，同时，榫卯连接结构使支撑杆9在斜撑8与底部钢板6、侧向钢板7间形成了具有一定弹性的框架结构，能够适应斜撑在受压时发生的微小位移并对其产生支撑力(或拉力)，起到缓冲的作用，防止纯刚性的连接结构在受到较大的瞬时冲击力时造成底部支撑装置本身的变形。
47.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。