CN111827303B - 免回填基坑永久支护体系及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种免回填基坑永久支护体系及其施工方法，涉及基坑施工技术领域；免回填基坑永久支护体系包括依次施工的边坡内支护结构、边坡外防水支护结构、框架支撑结构和封顶结构。本发明利用原临时支护的边坡内支护结构作为边坡的内支撑，通过边坡外防水支护结构作为边坡的外支撑和防水结构，再通过框架支撑结构和连接梁进行加固支撑和作为封顶结构的安装基础，最后通过封顶结构完成肥槽的封顶，能够有效的在基坑不回填的情况下完成肥槽的封闭，并且提高基坑边坡的隔水性能。

Description

免回填基坑永久支护体系及其施工方法

技术领域

本发明涉及基坑施工技术领域，尤其是涉及一种免回填基坑永久支护体系及其施工方法。

背景技术

基坑是为进行建(构)筑物地下部分的施工由地面向下开挖出的空间。基坑支护是为主体结构地下部分施工而采取的临时措施，基坑一般是临时性的，设计使用年限为1-2年。基坑支护设计时，并未考虑基坑长期使用时荷载、材料性能和周边环境的变化，需要在地下结构施工完成后及时回填。

然而，在建筑工程建设中，常会遇到由于结构抗震要求或者结构主体特殊的受力形式等原因，要求地下结构主体建成后不得承受任何侧向土压力的情况，基坑不得回填，且基坑内不得有水存在，基坑支护成为永久性结构，基坑成为永久性基坑；因此如何解决在不回填的情况下对永久性基坑进行封闭，并且提高基坑边坡的隔水性能是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种免回填基坑永久支护体系，以解决现有的永久性基坑如何个在不回填的情况下完成封闭，并且提高隔水性能的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种免回填基坑永久支护体系，具体技术方案如下：

一种免回填基坑永久支护体系，包括边坡内支护结构、边坡外防水支护结构、框架支撑结构和封顶结构；

所述边坡内支护结构安装在基坑边坡内；

所述边坡外防水支护结构设置在所述基坑边坡上；

所述框架支撑结构设置在边坡外防水支护结构和主体结构之间，且分别与所述边坡外防水支护结构和所述主体结构具有预设距离，所述框架支撑结构与所述边坡外防水支护结构通过多个由上至下排布的连接梁连接；

所述封顶结构安装在所述边坡外防水支护结构和所述框架支撑结构上，并与所述主体结构相连接。

进一步的，所述边坡内支护结构包括锚固在所述基坑边坡内的第一锚杆和面层；所述第一锚杆一端位于所述边坡外防水支护结构内；所述面层设置在所述基坑边坡上。

进一步的，所述边坡外防水支护结构包括由内向外依次施工的填充体、固定层、第一防水层和格构式挡墙；所述填充体设置在所述面层上；所述格构式挡墙与所述框架支撑结构通过所述连接梁连接。

进一步的，还包括第二锚杆；所述第二锚杆一端锚固在所述填充体内，另一端锚固在所述基坑边坡内。

进一步的，所述基坑边坡开挖呈倾斜状；沿竖直方向上，所述所述填充体、所述固定层和所述第一防水层呈阶梯状。

进一步的，所述框架支撑结构包括多道竖直设置的框架柱和多道水平设置的框架梁；

多道所述框架柱围绕基坑边坡的四周间隔布设；

多道所述框架梁沿竖向间隔布设，并分别与多个所述框架柱连接。

进一步的，所述封顶结构包括覆土挡墙、盖板、肥槽顶板、第二防水层和覆土层；

所述覆土挡墙安装在所述框架支撑结构上；

所述盖板一端与所述主体结构连接，另一端安装在所述覆土挡墙上，所述盖板的水平高度低于与所述基坑边坡的水平高度；

所述肥槽顶板安装在最上方的所述连接梁上，所述肥槽顶板的水平高度低于所述覆土挡墙的水平高度；

所述第二防水层设于所述盖板和所述肥槽顶板上，且当所述边坡外防水支护结构包括第一防水层时，所述第二防水层和所述第一防水层衔接；

所述覆土层设置在所述第二防水层上。

进一步的，所述盖板与所述覆土挡墙柔性连接。

进一步的，还包括设置在所述基坑边坡内的截水帷幕。

本发明的第二目的在于提供一种上述免回填基坑永久支护体系的施工方法，包括以下步骤：

在基坑边坡内施工边坡内支护结构；

在所述基坑边坡上施工边坡外防水支护结构；

在所述边坡外防水支护结构和主体结构之间施工框架支撑结构；

所述框架支撑结构分别与所述边坡外防水支护结构和所述主体结构具有预设距离，所述框架支撑结构与所述边坡外防水支护结构通过多个连接梁连接；

在所述边坡外防水支护结构和所述框架支撑结构上施工封顶结构，所述封顶结构与所述主体结构相连接

根据本发明提供的免回填基坑永久支护体系和施工方法，利用原临时支护的边坡内支护结构作为边坡的内支撑，通过边坡外防水支护结构作为边坡的外支撑和防水结构，再通过框架支撑结构和连接梁进行加固支撑和作为封顶结构的安装基础，最后通过封顶结构完成肥槽的封顶，能够有效的在基坑不回填的情况下完成肥槽的封闭，并且提高基坑边坡的隔水性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种免回填基坑永久支护体系的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种免回填基坑永久支护体系的结构示意图；

图3为图1或图2中免回填基坑永久支护体系的部分结构示意图；

图4为本发明实施例提供的再一种免回填基坑永久支护体系的结构示意图；

图5为图4中免回填基坑永久支护体系的部分结构示意图。

图标：

1-基坑边坡；2-主体结构；3-第一锚杆；4-面层；5-填充体；6-固定层；7-第一防水层；8-格构式挡墙；9-连接梁；10-第二锚杆；11-框架柱；12-框架梁；13-覆土挡墙；14-盖板；15-肥槽顶板；16-第二防水层；17-覆土层；18-柔性件；19-截水帷幕；20-支护桩；21-冠梁；22-垫层；23-基础。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，而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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

结合附图1、2和3所示，本实施例提供了一种免回填基坑永久支护体系，其具体包括三种结构形式，即应用在图1和2中的两种放坡开挖基坑中的结构形式，此时基坑边坡1呈倾斜状，和图4中垂直开挖基坑中的结构形式，此时基坑边坡1呈竖直状。

基于背景技术中的问题，发明人发现，从结构上讲，基坑是由多个建筑边坡组合而成，建筑边坡不需要回填，因此，永久性基坑的支护形式可借鉴永久性边坡。永久性基坑虽不需回填，但在地下主体结构2施工完成后需要将肥槽顶部封闭，这是现有的边坡支护结构不需考虑也无法解决的。

此外，永久性边坡支护时通常使用泄水孔将坡面内的水导出，即要求支护结构有一定的透水性，这与永久性基坑要求支护结构具有隔水性的要求相悖。

另外，在坡面结构隔水方面，大坝建设工程中有成熟的经验。然而，大坝的隔水结构是防止外侧的水通过支护结构渗入坡体内部，永久性基坑是防止坡体内的水透过支护结构进入基坑。由于隔水方向的不同，大坝的防水结构在永久性基坑中并不适用。

因此对于现有技术来说，是不足以解决背景技术中的问题的，因此本实施例提供了一种基于现有临时支护结构的永久支护结构，其包括边坡内支护结构、边坡外防水支护结构、框架支撑结构和封顶结构。

本实施例的边坡内支护结构安装在基坑边坡1内，当基坑是由临时基坑加工为永久基坑时，边坡内支护是基坑作为临时基坑施工时架设的临时支护，因此，可以理解为本实施例巧妙的利用了原有的临时支护作为永久支护的一部分。

具体的，本实施例的边坡内支护结构包括锚固在基坑边坡1内的多个第一锚杆3和施工在基坑边坡上的面层4，第一锚杆3可以是钢筋或钢绞线，其外露段长度应根据永久支护结构设计确定，面层4可以是由浇筑混凝土形成。为了提高锚固性能，本实施例的第一锚杆3一端位于边坡外防水支护结构内，另一端位于基坑边坡1内。

本实施例的边坡外防水支护结构设置在基坑边坡1上，用于支护边坡，并且起到隔水作用，本实施例的框架支撑结构设置在边坡外防水支护结构和主体结构2之间，且分别与边坡外防水支护结构和主体结构2具有预设距离，框架支撑结构与边坡外防水支护结构通过多个由上至下排布的连接梁9连接。

本实施例的封顶结构安装在边坡外防水支护结构和框架支撑结构上，并与主体结构2相连接，以实现基坑肥槽的封顶，本实施例肥槽指的是主体结构2与基坑边坡1之间的空间，本实施例的主体结构2可以是基坑开挖后施工的基建设施，例如地铁站等结构。

上述免回填基坑永久支护体系利用原临时支护的边坡内支护结构作为边坡的内支撑，通过边坡外防水支护结构作为边坡的外支撑和防水结构，再通过框架支撑结构和连接梁9进行加固支撑和作为封顶结构的安装基础，最后通过封顶结构完成肥槽的封顶，能够有效的在基坑不回填的情况下完成肥槽的封闭，并且提高基坑边坡1的隔水性能。

作为本实施例的一个优选实施方式，本实施例对边坡外防水支护结构的具体结构形式作出改进，以提高其支护和隔水性能。

结合附图1和2所示，本实施例的边坡外防水支护结构包括由内向外依次施工的填充体5、固定层6、第一防水层7和格构式挡墙8；其中，本实施例的填充体5设置在面层4上；本实施例的格构式挡墙8与框架支撑结构通过连接梁9连接。

本实施例上述的第一锚杆3的临时锚头位于紧贴面层4设置，本实施例的面层4可以为钢筋网+喷射混凝土、成品钢丝网+喷射混凝土或其他可用于临时支护的材料。

本实施例的填充体5可以是低标号混凝土，用于充填模板和面层4之间的空隙，优选的，边坡外防水支护结构还包括第二锚杆10；第二锚杆10一端锚固在填充体5内，另一端锚固在基坑边坡1内，以增大充填体与面层4之间的连接；本实施例的第二锚杆10与第一锚杆3结构相同或相似。

本实施例的固定层6为砖墙或者模板，砖墙或者模板竖直设置，当基坑为放坡开挖基坑时，砖墙或者模板随面层4坡度设计呈阶梯状。

本实施例的第一防水层7可以是现有的防水结构层，例如由水泥砂浆等材料施工成型，本实施例的格构式挡墙8为钢筋混凝土结构，位于砖墙或者模板的外侧，第一锚杆3的外露段端部位于格构式挡墙8节点内部。

本实施例的框架支撑结构包括多道竖直设置的框架柱11和多道水平设置的框架梁12；多道框架柱11围绕基坑边坡1的四周间隔布设；多道框架梁12沿竖向间隔布设，并分别与多个框架柱11连接，本实施例的连接梁9用以连接框架柱11框架梁12节点与格构式挡墙8节点。

本实施例的封顶结构包括覆土挡墙13、盖板14、肥槽顶板15、第二防水层16和覆土层17。其中，本实施例的覆土挡墙13安装在框架支撑结构上，具体的是安装在的最上层框架梁12上，并且与肥槽顶板15连接；本实施例的盖板14一端与主体结构2连接，另一端安装在覆土挡墙13上，盖板14的水平高度低于与基坑边坡1的水平高度；本实施例的肥槽顶板15安装在最上方的连接梁9上，肥槽顶板15的水平高度低于覆土挡墙13的水平高度。

本实施例的第二防水层16设于盖板14和肥槽顶板15上，且与第一防水层7衔接；本实施例的覆土层17设置在第二防水层16上。通过盖板14、肥槽顶板15和覆土层17等结构能够实现肥槽的有效封闭，无需回填，并且通过与框架支撑结构和连接梁9的配合能够对边坡进行良好的支护，结合上述的边坡内支护结构和边坡外防水支护结构能够进一步提高支护效果。

作为本实施例的一个优选实施方式，本实施例的盖板14与覆土挡墙13柔性连接，柔性连接可以通过在两者之间放置柔性件18来实现，或者是通过聚氨酯密封胶等连接，以通过柔性件18的变形能够允许主体结构与支护结构之间存在一定位移。

作为本实施例的一个优选实施方式，为了进一步提高隔水效果，本实施例的免回填基坑永久支护体系还包括设置在基坑边坡1内的截水帷幕19，截水帷幕19优选为竖直向设置，并且与第一防水层7形成双层隔水结构，其顶部与地面具有一定距离，底部低于基坑的垫层22。

下面就本实施例的放坡开挖基坑和垂直开挖基坑的免回填基坑永久支护体系的施工方法做出描述：

一、当采用现有临时基坑加固为永久基坑时，此时具有作为临时支护的第一锚杆3，其施工步骤如下：

1、在设计位置施工第一层模板与第二锚杆10、充填体配筋，其顶部低于最下层第一锚杆3所在位置，然后浇筑充填体。

2、铺设部分第一防水层7，并同步施工主体基础23、外墙、框架基础23、框架柱11、框架梁12与最下层格构式挡墙8。

3、在第一层充填体与主体外墙上搭设施工平台，施工最下层第一锚杆3。

4、继续施工上一层模板与第二锚杆10、充填体配筋，其顶部低于上一层第一锚杆3所在位置，浇筑充填体。

5、铺设部分第一防水层7，并同步施工上一层主体外墙、框架基础23、框架柱11、框架梁12、连接梁9与上一层格构式挡墙8。

6、在该层充填体与主体外墙上搭设施工平台，施工第一锚杆3。

7、继续第4、5、6步，直至施工至最上层格构式挡墙8与框架柱11。

8、施工最上层框架梁12、连接梁9、肥槽顶板15、覆土挡墙13与盖板14。

9、铺设第二防水层16。

10、填筑覆土层17。

二、当施工一般性永久基坑时，此时不具有临时的第一锚杆3支护，其施工方法如下：

1、在设计位置开挖第一层土，并施工第一锚杆3，施工面层4与腰梁，施工临时锚头。

2、待第一锚杆3与面层4达到设计强度后，进行下一层开挖施工，直至施工至基坑底部，完成基坑开挖。

3、按上述临时基坑加固为永久基坑的所有步骤，结合主体外墙施工进度，从坑底往上施工永久支护结构，其中施工第一锚杆3一步省略。

另外，如图4和5所示，当基坑为垂直开挖型基坑，本实施例的免回填基坑永久支护体系包括临时支护结构、永久支护结构、盖板14与防水层。

其中，临时支护结构包括支护桩20、冠梁21、面层4、第一锚杆3、腰梁(图中未示出)和临时锚头(图中未示出)；面层4位于支护桩20靠近基坑一侧，第一锚杆3穿过面层4，杆体大部分位于岩土体内，腰梁与临时锚头位于第一锚杆3外露段紧贴面层4的位置。

本实施例的永久支护结构同样包括上述的面层4、填充体5、固定层6、第一防水层7、格构式挡墙8和盖板14，但是不包括上述的框架支撑结构。

本实施例的垂直开挖型永久基坑的施作方法也分为两种，一种是临时基坑加固为永久性基坑，另一种是一般永久性基坑。

一、本实施例的临时基坑加固为永久性基坑的免回填基坑永久支护体系的施工方法如下：

1、在设计位置施工第一层模板与第二锚杆10、充填体配筋，其顶部低于最下层第一锚杆3所在位置，浇筑充填体。

2、铺设部分第一防水层7，并同步施工主体基础23、外墙与最下层格构式挡墙8。

3、在第一层充填体与主体外墙上搭设施工平台，施工最下层第一锚杆3。

4、继续施工上一层模板与第二锚杆10、充填体配筋，其顶部低于上一层第一锚杆3所在位置，浇筑充填体。

5、铺设部分第二防水层16，并同步施工上一层主体外墙上一层格构式挡墙8。

6、在该层充填体与主体外墙上搭设施工平台，施工第一锚杆3。

7、继续第4-6步，直至施工至最上层格构式挡墙8。

8、施工盖板14。9、铺设第二防水层16。

10、填筑覆土层17。

二、本实施例的一般永久性基坑的免回填基坑永久支护体系的施工方法如下：

1、在设计位置施工支护桩20与冠梁21；

2、开挖第一层土，施工第一锚杆3、腰梁、面层4与临时锚头。

3、待锚杆与面层4达到设计强度后，进行下一层开挖施工，直至施工至基坑底部，完成基坑开挖。

4、按上述垂直开挖基坑的临时基坑加固为永久基坑的步骤，结合主体外墙施工进度，从坑底往上施工永久支护结构，其中施工第一锚杆3一步省略。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种免回填基坑永久支护体系，其特征在于，包括边坡内支护结构、边坡外防水支护结构、框架支撑结构和封顶结构；

所述边坡内支护结构安装在基坑边坡内；

所述边坡外防水支护结构设置在所述基坑边坡上；

所述框架支撑结构设置在边坡外防水支护结构和主体结构之间，且分别与所述边坡外防水支护结构和所述主体结构具有预设距离，所述框架支撑结构与所述边坡外防水支护结构通过多个由上至下排布的连接梁连接；

所述封顶结构安装在所述边坡外防水支护结构和所述框架支撑结构上，并与所述主体结构相连接。

2.根据权利要求1所述的免回填基坑永久支护体系，其特征在于，所述边坡内支护结构包括锚固在所述基坑边坡内的第一锚杆和面层；所述第一锚杆一端位于所述边坡外防水支护结构内；所述面层设置在所述基坑边坡上。

3.根据权利要求2所述的免回填基坑永久支护体系，其特征在于，所述边坡外防水支护结构包括由内向外依次施工的填充体、固定层、第一防水层和格构式挡墙；所述填充体设置在所述面层上；所述格构式挡墙与所述框架支撑结构通过所述连接梁连接。

4.根据权利要求3所述的免回填基坑永久支护体系，其特征在于，还包括第二锚杆；所述第二锚杆一端锚固在所述填充体内，另一端锚固在所述基坑边坡内。

5.根据权利要求3所述的免回填基坑永久支护体系，其特征在于，所述基坑边坡开挖呈倾斜状；沿竖直方向上，所述填充体、所述固定层和所述第一防水层呈阶梯状。

6.根据权利要求1所述的免回填基坑永久支护体系，其特征在于，所述框架支撑结构包括多道竖直设置的框架柱和多道水平设置的框架梁；

多道所述框架柱围绕基坑边坡的四周间隔布设；

多道所述框架梁沿竖向间隔布设，并分别与多个所述框架柱连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的免回填基坑永久支护体系，其特征在于，所述封顶结构包括覆土挡墙、盖板、肥槽顶板、第二防水层和覆土层；

所述覆土挡墙安装在所述框架支撑结构上；

所述盖板一端与所述主体结构连接，另一端安装在所述覆土挡墙上，所述盖板的水平高度低于与所述基坑边坡的水平高度；

所述肥槽顶板安装在最上方的所述连接梁上，所述肥槽顶板的水平高度低于所述覆土挡墙的水平高度；

所述第二防水层设于所述盖板和所述肥槽顶板上，且当所述边坡外防水支护结构包括第一防水层时，所述第二防水层和所述第一防水层衔接；

所述覆土层设置在所述第二防水层上。

8.根据权利要求7所述的免回填基坑永久支护体系，其特征在于，所述盖板与所述覆土挡墙柔性连接。

9.根据权利要求1-6任一项所述的免回填基坑永久支护体系，其特征在于，还包括设置在所述基坑边坡内的截水帷幕。

10.一种施工方法，用于施工权利要求1-9任一项所述的免回填基坑永久支护体系，其特征在于，包括以下步骤：

在基坑边坡内施工边坡内支护结构；

在所述基坑边坡上施工边坡外防水支护结构；

在所述边坡外防水支护结构和主体结构之间施工框架支撑结构；

所述框架支撑结构分别与所述边坡外防水支护结构和所述主体结构具有预设距离，所述框架支撑结构与所述边坡外防水支护结构通过多个连接梁连接；

在所述边坡外防水支护结构和所述框架支撑结构上施工封顶结构，所述封顶结构与所述主体结构相连接。

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