CN219568906U - 一种深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构，包括分别设置于连通箱涵基坑每侧侧壁所在位置处的拉森钢板桩、设置于连通箱涵基坑内侧的钢支撑支护结构和设置连通箱涵基坑底部的地基处理结构，拉森钢板桩并排首尾连接并埋设在基坑土体内，钢支撑支护结构设置在连通箱涵基坑内，并相邻设置在拉森钢板桩的内侧，且钢支撑支护结构与拉森钢板桩的上部连接固定，地基处理结构穿透深厚软土并伸入至基坑土体下方的稳定土层中。采用“拉森钢板桩+钢支撑支护结构+地基处理结构”联合支护体系，操作简单，施工技术成熟，安全性高，地基加固质量可靠，且钢材均可回收，经济性较好，充分实现了绿色低碳、节能减排和资源再回收的优点。

Description

一种深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构

技术领域

本实用新型涉及基坑支护的技术领域，尤其涉及一种深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构。

背景技术

连通箱涵作为城市调节渠道或湖泊水位的重要水工构筑物之一，可以显著增强渠道或湖泊调蓄能力，在水资源综合利用方面发挥着举足轻重的作用。然而，由于人类活动的影响，在一些较为偏僻的湖泊或渠道附近，常常存在较厚的填土(如建筑杂填土、素填土等)。由于人工填土堆积年限较短，地基土承载力较低、压缩模量取值较小，连通箱涵在自重及外荷载作用下，地基可能产生较大的沉降或沉降差，造成箱涵倾斜、底板断裂、箱涵漏水等破坏现象，严重影响了连通箱涵调蓄功能的正常运转。此外，在该软土地区开挖基坑，也极易造成基坑失稳现象。工程实践表明，连通箱涵地基处理方法在采用水泥土搅拌桩时，由于填土孔隙较大，常造成搅拌桩质量不可靠，使得连通箱涵后期运行存在安全隐患。目前，连通箱涵基础较多采用灌注桩、管桩等加固地基，而在基坑开挖方面较多采用灌注桩或SMW水泥土搅拌墙支护结构，上述方法成本较高，且施工工期较长，大大影响了连通箱涵建设效率和技术发展。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构，为深厚软土区连通箱涵地基处理及深基坑快速、安全、高效的施工，提供了一种切实可行的途径。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构，包括分别设置于连通箱涵基坑每侧侧壁所在位置处的拉森钢板桩、设置于连通箱涵基坑内侧的钢支撑支护结构和设置所述连通箱涵基坑底部的地基处理结构，所述拉森钢板桩并排首尾连接并埋设在基坑土体内，且所述拉森钢板桩的下端穿透深厚软土并伸入至基坑土体下方的稳定土层中，所述钢支撑支护结构设置在所述连通箱涵基坑内，并相邻设置在拉森钢板桩的内侧，且所述钢支撑支护结构与所述拉森钢板桩的上部连接固定，所述地基处理结构穿透深厚软土并伸入至基坑土体下方的稳定土层中。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构，采用“拉森钢板桩+钢支撑支护结构+地基处理结构”联合支护体系，操作简单，施工技术成熟，安全性高，地基加固质量可靠，且钢材均可回收，经济性较好，充分实现了绿色低碳、节能减排和资源再回收的优点。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步：所述拉森钢板桩与连通箱涵结构之间设置有肥槽，所述肥槽的底部回填有与所述连通箱涵结构的底板厚度相同的C35素砼，所述肥槽的中上部回填有C20素砼，且所述拉森钢板桩分别与所述C35素砼和C20素砼之间设置有油毡。

上述进一步方案的有益效果是：通过在所述拉森钢板桩分别与所述C35素砼和C20素砼之间设置肥槽，并采用所述C20素砼和所述C35素砼回填，同时在所述拉森钢板桩分别与所述C35素砼和C20素砼之间设置所述油毡隔离，不仅保证了连通箱涵结构的底板、侧墙和顶板浇筑的施工空间，便于人员设备操作，还确保了回填材料的均匀性和压实效果，使得所述连通箱涵结构与土体、回填材料形成一连续受力整体，同时在拉森钢板桩回收时避免对结构的扰动破坏。

进一步：所述钢支撑支护结构包括钢支撑、框形的钢腰梁和钢牛腿，所述钢腰梁设置在所述连通箱涵基坑内，并相邻设置在所述拉森钢板桩的内侧，且所述钢支撑设置在所述钢腰梁的前后两侧之间，且所述钢支撑的两端分别与所述钢腰梁的前后两侧对应连接，所述钢牛腿沿着所述钢腰梁的长度方向间隔设置，且所述钢牛腿与所述钢支撑抵接并支撑所述钢支撑。

上述进一步方案的有益效果是：通过钢板将钢支撑、钢腰梁和拉森钢板桩焊接连接，使其成为一整体受力体系，大大提高了所述拉森钢板桩抗弯强度和受力性能，其防护结构坚固，支撑结构稳定好，通过所述钢牛腿可以对所述钢支撑起到稳定的支撑作用。

进一步：所述钢腰梁为由两组工字钢组成的双拼工字钢腰梁，其中一组工字钢的一个端面和另一组工字钢的一个端面通过钢板焊接在对应的所述拉森钢板桩上，并形成焊脚。

上述进一步方案的有益效果是：采用双拼工字钢腰梁，通过钢板将钢腰梁与拉森钢板桩焊接，使其成为一整体受力体系，其防护结构坚固，且方便钢腰梁的安装。

进一步：所述地基处理结构包括多根高压旋喷桩、压实粘土和C20素砼垫层，多根所述高压旋喷桩设置在所述连通箱涵基坑底部，且所述多根所述高压旋喷桩穿透深厚软土并伸入至基坑土体下方的稳定土层中，多根所述高压旋喷桩均匀间隔设置，所述压实粘土设置在连通箱涵基坑底部并位于所述高压旋喷桩的上方，所述C20素砼垫层铺设在所述压实粘土上，且所述C20素砼垫层位于连通箱涵结构的下方。

上述进一步方案的有益效果是：C20素砼垫层起到保护基础的作用，同时还具有隔水、防冻、扩散荷载的效果，显著提高了连通箱涵结构地基土的变形能力，采用压实粘土可以避免渗透作用下动水压力对地基土的破坏作用，起到隔水效果，同时高压旋喷桩通过高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体，大大提高了地基土的压缩模量和承载力,进而减少了连通箱涵结构的不均匀沉降。

进一步：所述C20素砼垫层和压实粘土的宽度均与所述连通箱涵结构的基础结构外挑尺寸一致，且所述压实粘土的压实系数不小于0.94。

进一步：所述的深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构还包括截水沟，所述截水沟设置于所述连通箱涵基坑两侧的基坑顶部的地表。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述截水沟，可以排除地表积水、雨水和施工临时用水，减小了基坑侧壁土体冲刷作用，显著提高了支撑系统的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的拉森钢板桩与钢支撑连接大样图；

图4为本实用新型一实施例的拉森钢板桩示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、基坑土体，2、拉森钢板桩，3、钢腰梁，4、连通箱涵结构，5、钢支撑，6、高压旋喷桩，7、基坑顶部，8、截水沟，9、C20素砼，10、油毡，11、C35素砼，12，C20素砼垫层、13、压实粘土，14、钢板，15、焊脚，16、钢牛腿。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1至图4所示，一种深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构，包括分别设置于连通箱涵基坑每侧侧壁所在位置处的拉森钢板桩2、设置于连通箱涵基坑内侧的钢支撑支护结构和设置所述连通箱涵基坑底部的地基处理结构，所述拉森钢板桩2并排首尾连接并埋设在基坑土体1内，且所述拉森钢板桩2的下端穿透深厚软土并伸入至基坑土体1下方的稳定土层中，所述钢支撑支护结构设置在所述连通箱涵基坑内，并相邻设置在拉森钢板桩2的内侧，且所述钢支撑支护结构与所述拉森钢板桩2的上部连接固定，所述地基处理结构穿透深厚软土并伸入至基坑土体1下方的稳定土层中。

本实用新型的深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构，采用“拉森钢板桩+钢支撑支护结构+地基处理结构”联合支护体系，操作简单，施工技术成熟，安全性高，地基加固质量可靠，且钢材均可回收，经济性较好，充分实现了绿色低碳、节能减排和资源再回收的优点。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述拉森钢板桩2采用FSP-IV型，壁厚为15.5mm，横截面积每片为96.99cm²，二次力矩每片4670cm⁴，每米38600cm⁴，截面模量每片362cm³，每米2270cm³。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述拉森钢板桩2与连通箱涵结构4之间设置有肥槽，肥槽的宽度约0.8米，所述肥槽的底部回填有与所述连通箱涵结构4的底板厚度相同的C35素砼11，所述肥槽的中上部回填有C20素砼9，且所述拉森钢板桩2分别与所述C35素砼11和C20素砼9之间设置有油毡10。通过在所述拉森钢板桩2分别与所述C35素砼11和C20素砼9之间设置肥槽，并采用所述C20素砼和所述C35素砼回填，同时在所述拉森钢板桩2分别与所述C35素砼11和C20素砼9之间设置所述油毡10隔离，不仅保证了连通箱涵结构4的底板、侧墙和顶板浇筑的施工空间，便于人员设备操作，还确保了回填材料的均匀性和压实效果，使得所述连通箱涵结构4与土体、回填材料形成一连续受力整体，同时在拉森钢板桩2回收时避免对结构的扰动破坏。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述钢支撑支护结构包括钢支撑5、框形的钢腰梁3和钢牛腿16，所述钢腰梁3设置在所述连通箱涵基坑内，并相邻设置在所述拉森钢板桩2的内侧，且所述钢支撑5设置在所述钢腰梁3的前后两侧之间，且所述钢支撑5的两端分别与所述钢腰梁3的前后两侧对应连接，所述钢牛腿16沿着所述钢腰梁3的长度方向间隔设置，且所述钢牛腿16与所述钢支撑5抵接并支撑所述钢支撑5。通过钢板将钢支撑5、钢腰梁3和拉森钢板桩2焊接连接，使其成为一整体受力体系，大大提高了所述拉森钢板桩2抗弯强度和受力性能，其防护结构坚固，支撑结构稳定好，通过所述钢牛腿16可以对所述钢支撑5起到稳定的支撑作用。

具体地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述钢腰梁3为由两组工字钢组成的双拼工字钢腰梁，其中一组工字钢的一个端面和另一组工字钢的一个端面通过钢板14焊接在对应的所述拉森钢板桩2上，并形成焊脚15。采用双拼工字钢腰梁，通过钢板将钢腰梁3与拉森钢板桩2焊接，使其成为一整体受力体系，其防护结构坚固，且方便钢腰梁的安装。

在本实用新型的实施例中，所述钢支撑5采用直径426mm，壁厚10mm的螺旋钢管。

在本实用新型的实施例中，所述钢板14采用500mm×500mm×12mm钢板。

在本实用新型的实施例中，所述钢牛腿16采用350mm×350mm×12mm的双拼钢板。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述地基处理结构包括多根高压旋喷桩6、压实粘土13和C20素砼垫层12，多根所述高压旋喷桩6设置在所述连通箱涵基坑底部，且所述多根所述高压旋喷桩6穿透深厚软土并伸入至基坑土体1下方的稳定土层中，多根所述高压旋喷桩6均匀间隔设置，所述压实粘土13设置在连通箱涵基坑底部并位于所述高压旋喷桩6的上方，所述C20素砼垫层12铺设在所述压实粘土13上，且所述C20素砼垫层12位于连通箱涵结构4的下方。C20素砼垫层12起到保护基础的作用，同时还具有隔水、防冻、扩散荷载的效果，显著提高了连通箱涵结构地基土的变形能力，采用压实粘土13可以避免渗透作用下动水压力对地基土的破坏作用，起到隔水效果，同时兼做褥垫层作用，可以调节桩、土荷载的分担，充分发挥了桩和桩间土的共同作用，使地基达到协调变形，同时高压旋喷桩6通过高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体，大大提高了地基土的压缩模量和承载力,进而减少了连通箱涵结构的不均匀沉降。

可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述C20素砼垫层12和压实粘土13的宽度均与所述连通箱涵结构4的基础结构外挑尺寸一致，且所述压实粘土13的压实系数不小于0.94(轻型击实)。这里，所述C20素砼垫层12厚度为10cm，所述压实粘土13的厚度为30cm。

本实用新型的实施例中，所述高压旋喷桩6桩径500mm，所述高压旋喷桩6纵、横向间距1.2m，采用的水泥强度等级不低于42.5MPa，所述高压旋喷桩6桩体参考水泥含量约35％，每立方米被搅拌土体中水泥掺量约630kg，所述高压旋喷桩6进入稳定土层的深度不小于1.2m。

可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述的深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构还包括截水沟8，所述截水沟8设置于所述连通箱涵基坑两侧的基坑顶部7的地表。通过设置所述截水沟8，可以排除地表积水、雨水和施工临时用水，减小了基坑侧壁土体冲刷作用，显著提高了支撑系统的稳定性。这里，所述截水沟8的尺寸为300mm×300mm。

本实用新型中用到的钢板材料均为Q235钢。

本实用新型的深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构的具体实工步骤如下：

步骤一：场地清障、整平、管线改迁和场地围挡：施工前，应先进行必要的清障工作，清理杂填土或素填土中的碎石，并排尽地表积水，施工影响区域进行围挡，确保安全；

步骤二：拉森钢板桩2施工：拉森钢板桩2插入前需涂刷减摩剂，拉森钢板桩2的平面布置应保持轴线平直顺畅，采用履带式液压打桩机施工。施工应确保桩桩相扣，桩位偏差不大于50mm，桩顶标高偏差不大于100mm，垂直偏差不大于0.5％；

步骤三：基坑土体1开挖及钢支撑5施工：采用机械开挖基坑土体1，当基坑开挖至钢支撑5设计标高以下0.5m时必须停止开挖，及时设置钢支撑5，钢支撑5设置在钢腰梁3上，待支撑架设完毕后，应检查确认支撑的稳定性，安全后方可继续开挖施工至基坑底部；

步骤四：回填所述压实粘土13，并进行压实，然后施工所述高压旋喷桩6；

步骤五：所述高压旋喷桩6施工完毕并检测合格后再铺设所述C20素砼垫层12；

步骤六：待C20素砼垫层12达到设计强度100％时，施工所述连通箱涵底板、侧墙及顶板结构；

步骤七：待所述连通箱涵结构4施工完毕后，并达到设计强度100％时，进行基坑回填、钢支撑5回收，当土方回填到距第一道钢支撑5以下0.5m时方可拆除钢支撑5。

步骤八：拉森钢板桩2回收：采用静力法间隔拔除拉森钢板桩2，间距不小于2.0m，拔桩留下的空隙应及时灌砂填充，当灌砂不理想时可改用1:1水泥砂浆填充，水泥采用强度等级不低于42.5MPa的普通硅酸盐水泥，注浆压力不大于0.1MPa，注浆浆液应施加速凝剂，边拔边灌，完成拉森钢板桩2的回收工作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构,其特征在于：包括分别设置于连通箱涵基坑每侧侧壁所在位置处的拉森钢板桩(2)、设置于连通箱涵基坑内侧的钢支撑支护结构和设置所述连通箱涵基坑底部的地基处理结构，所述拉森钢板桩(2)并排首尾连接并埋设在基坑土体(1)内，且所述拉森钢板桩(2)的下端穿透深厚软土并伸入至基坑土体(1)下方的稳定土层中，所述钢支撑支护结构设置在所述连通箱涵基坑内，并相邻设置在拉森钢板桩(2)的内侧，且所述钢支撑支护结构与所述拉森钢板桩(2)的上部连接固定，所述地基处理结构穿透深厚软土并伸入至基坑土体(1)下方的稳定土层中。

2.根据权利要求1所述的深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构,其特征在于：所述拉森钢板桩(2)与连通箱涵结构(4)之间设置有肥槽，所述肥槽的底部回填有与所述连通箱涵结构(4)的底板厚度相同的C35素砼(11)，所述肥槽的中上部回填有C20素砼(9)，且所述拉森钢板桩(2)分别与所述C35素砼(11)和C20素砼(9)之间设置有油毡(10)。

3.根据权利要求1所述的深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构,其特征在于：所述钢支撑支护结构包括钢支撑(5)、框形的钢腰梁(3)和钢牛腿(16)，所述钢腰梁(3)设置在所述连通箱涵基坑内，并相邻设置在所述拉森钢板桩(2)的内侧，且所述钢支撑(5)设置在所述钢腰梁(3)的前后两侧之间，且所述钢支撑(5)的两端分别与所述钢腰梁(3)的前后两侧对应连接，所述钢牛腿(16)沿着所述钢腰梁(3)的长度方向间隔设置，且所述钢牛腿(16)与所述钢支撑(5)抵接并支撑所述钢支撑(5)。

4.根据权利要求3所述的深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构,其特征在于：所述钢腰梁(3)为由两组工字钢组成的双拼工字钢腰梁，其中一组工字钢的一个端面和另一组工字钢的一个端面通过钢板焊接在对应的所述拉森钢板桩(2)上。

5.根据权利要求1所述的深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构,其特征在于：所述地基处理结构包括多根高压旋喷桩(6)、压实粘土(13)和C20素砼垫层(12)，多根所述高压旋喷桩(6)设置在所述连通箱涵基坑底部，且所述多根所述高压旋喷桩(6)穿透深厚软土并伸入至基坑土体(1)下方的稳定土层中，多根所述高压旋喷桩(6)均匀间隔设置，所述压实粘土(13)设置在连通箱涵基坑底部并位于所述高压旋喷桩(6)的上方，所述C20素砼垫层(12)铺设在所述压实粘土(13)上，且所述C20素砼垫层(12)位于连通箱涵结构(4)的下方。

6.根据权利要求5所述的深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构,其特征在于：所述C20素砼垫层(12)和压实粘土(13)的宽度均与所述连通箱涵结构(4)的基础结构外挑尺寸一致，且所述压实粘土(13)的压实系数不小于0.94。

7.根据权利要求1-6任一项所述的深厚填土区连通箱涵沉降控制的基坑支护结构,其特征在于：还包括截水沟(8)，所述截水沟(8)设置于所述连通箱涵基坑两侧的基坑顶部(7)的地表。