PC工法桩与斜撑组合支护结构体系和施工方法与流程

本申请涉及城市建设，特别是一种pc工法桩与斜撑组合支护结构体系和施工方法。

背景技术：

1、随着城市建设用地日益紧张，地下空间开发作为拓展城市空间的重要途径，在工程建设中的地位日益凸显。基坑开挖深度5m～10m的一层～两层的地下室建筑物、地下商场、地铁附属建筑物基坑约占我国基坑总数的70％，这些基坑大多属于宽浅型大面积基坑。

2、目前大面积深基坑支护普遍采用围护结构+水平内支撑的支护体系，该结构体系具有稳定性好，控制变形能力强的特点，同时也存在突出的缺点：1)支护结构的传力路径冗长，增加了整体支护结构复杂度，在传力路径范围内均需设置传力结构，增加支护结构使用量和成本；

3、2)内支撑作为临时结构，材料消耗量大，造价高；

4、3)内支撑拆除会产生大量建筑垃圾，不利于环境保护；

5、4)围护结构无法回收再用需要永久留在土中，为后续工程建设埋下隐患。

6、pc工法桩中的pc的含义是pipe-combination(钢管桩组合)，通过焊接在钢管桩上的锁扣与一个或多个拉森桩连接形成钢质连续墙设置于基坑内侧壁附近实现支护。

7、pc工法桩是一种新型绿色围护工艺，具有施工速度快，无需水泥和无需养护，围护变形大，受力好，重复利用可回收，止水效果好等突出优点。从目前工程实践来看，深厚软土基坑中pc工法桩与一道或多道水平内支撑联合使用较为广泛，但随着基坑面积增大，该结构体系传力路径冗长、内支撑材料消耗量大等缺点愈加显露。

技术实现思路

1、本发明针对背景技术中的问题，提出了一种pc工法桩与钢管抛撑组合并利用主体结构作为传力路径的结构体系，该体系均由全钢质标准化构件组成，可工厂化标准预制，施工速度快；充分利用主体结构作为内部支撑，传力路径简单，变形控制好，安全可靠；可多次回收重复使用，不会形成地下建筑垃圾，绿色高效。

2、本申请提供了一种pc工法桩与斜撑组合支护结构体系和施工方法，包括以下步骤：

3、1)根据主体基坑结构外边线、基坑肥槽宽度确定围护结构的内轮廓范围，结合锁口钢管桩直径确定围护结构中心线，沿着基坑开挖面依次打入pc工法桩至设计高程，在相邻两根锁口钢管之间打设至少一根拉森钢板桩，通过锁口咬合形成连续防渗墙体；

4、2)沿基坑坡口线采用放坡开挖至坑底设计标高，放坡坡比根据边坡稳定性计算确定，pc工法桩按折算等效c、φ参与计算，采用盆式开挖，在基坑范围内形成放坡区和坑底核心区；

5、3)开挖至坑底后在坑底核心区内设置主体结构桩基、第一底板和牛腿，主体结构桩基插设于坑底核心区内，第一底板铺设于坑底核心区顶面上，牛腿设置于第一底板顶面上，结合主体结构的塔楼分布情况设置后浇带；

6、4)待坑底核心区内所设置牛腿的强度达到设计强度后，沿pc工法桩外侧挖除放坡区堆载土方上部土方，在堆载土方上方侧壁露出1～1.5m长pc工法桩，并在露出的pc工法桩外侧壁上安装檩托、围檩，在围檩的底部安装模板，拉森钢板桩与钢围檩之间填充c25细石混凝土；

7、5)安装钢楔、钢抛撑和活络端头，钢抛撑的两端分别与围檩、牛腿顶紧，活络端头设置于牛腿与钢抛撑之间，在挖除区内挖除放坡区剩余土方至基坑底设计高程，并与坑底核心区平齐；

8、6)在挖除区顶上设置第二底板，第二底板与挖除区底边间隔区域内浇铸c20混凝土，在第二底板上设置地下结构外墙下半部，强度达到设计强度后，拆除钢抛撑、围檩、拔除pc工法桩，地下结构外墙下半部与剩余放坡区间进行肥槽回填，施工地下结构外墙上部主体结构；

9、该方法适用于软土环境下开挖深度为大于5m基坑；

10、上述方法中所用支护结构包括：pc工法桩、连接组件、支撑组件、多根主体结构桩基；

11、pc工法桩设置于软土基坑的放坡区内；

12、pc工法桩包括设置于pc工法桩迎土面上的：多个锁口钢管和多个拉森钢板桩，任两相邻锁口钢管之间设置拉森钢板桩相连接，连成钢质围护墙；

13、支撑组件的一端设置于坑底核心区内，另一端通过连接组件与pc工法桩顶部侧壁活动连接；

14、主体结构桩基可在土方开挖前通过送桩打设完成；坑底核心区底面上设置第一底板，第一底板与主体结构桩基顶面相接；支撑组件的一端支撑设置于第一底板上。

15、优选地，pc工法桩中相邻两根锁口钢管之间打设拉森钢板桩的数量、桩长根据基坑支护结构强度、变形和稳定性计算确定。

16、优选地，步骤2)中放坡坡比采用土体稳定坡比。

17、优选地，步骤3)中在坑底核心区外围后浇带与放坡区坡底线间设置1～3.0m间距区，在间距区内设置排水沟。

18、优选地，方法适用于软土环境下开挖深度为5～10m范围内的基坑。

19、优选地，连接组件包括：钢丝绳、钢筋挂钩；钢丝绳缠绕钢抛撑的另一端并通过钢筋挂钩与抗滑桩帽外缘挂接。

20、优选地，连接组件包括：钢围檩、抗滑桩帽、多个钢楔，pc工法桩顶部侧壁上设置钢围檩；pc工法桩、钢围檩顶面上设置抗滑桩帽；钢楔设置于钢围檩外侧壁上；支撑组件的另一端与钢楔外侧壁相连接；钢楔插设于活络端头内。

21、优选地，连接组件包括：檩托，檩托设置于钢围檩下方，并分别与pc工法桩外侧壁、钢围檩底面相连接。

22、优选地，牛腿设置于第一底板顶面上；钢抛撑通过预埋连接件与牛腿相连接；牛腿与第一底板一体浇铸成型；牛腿与第一底板均为钢筋混凝土结构。

23、优选地，钢围檩与锁口钢管相连接；钢围檩与拉森钢板桩之间填充设置细石混凝土。

24、本申请能产生的有益效果包括：

25、1)本申请所提供的pc工法桩与斜撑组合支护结构体系和施工方法，采用以pc工法桩作为围护结构，并在所形成的围护结构的内侧设置钢管斜抛撑作为内支撑结构，避免了大长度水平内支撑的使用，联合主体结构形成新的支护结构体系既能更好的满足软土环境基坑施工工程的支护可靠性需求，又能提高施工效率，避免地下环境中残留围护结构，避免造成地下环境污染，工艺高效、绿色、低碳。

26、2)本申请所提供的pc工法桩与斜撑组合支护结构体系和施工方法，pc工法桩与钢管抛撑组合并利用主体结构作为传力路径的结构体系，该体系均由全钢质标准化构件组成，可工厂化标准预制，施工速度快；充分利用主体结构作为内部支撑，传力路径简单，变形控制好，安全可靠；可多次回收重复使用，不会形成地下建筑垃圾，经济绿色。

技术特征：

1.一种pc工法桩与斜撑组合支护结构体系和施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的pc工法桩与斜撑组合支护结构体系和施工方法，其特征在于，pc工法桩中相邻两根锁口钢管之间打设拉森钢板桩的数量、桩长根据基坑支护结构强度、变形和稳定性计算确定。

3.根据权利要求1所述的pc工法桩与斜撑组合支护结构体系和施工方法，其特征在于，步骤2)中放坡坡比通过土体稳定性计算得到，pc工法桩按折算等效c、参与计算。

4.根据权利要求1所述的pc工法桩与斜撑组合支护结构体系和施工方法，其特征在于，步骤3)中在坑底核心区外围后浇带与放坡区坡底线间设置1～3.0m间距区，在间距区内设置排水沟。

5.根据权利要求1所述的pc工法桩与斜撑组合支护结构体系和施工方法，其特征在于，方法适用于软土环境下开挖深度为5～10m范围内的基坑。

6.根据权利要求1所述的pc工法桩与斜撑组合支护结构体系和施工方法，其特征在于，连接组件包括：钢丝绳、钢筋挂钩；钢丝绳缠绕钢抛撑的另一端并通过钢筋挂钩与抗滑桩帽外缘挂接。

7.根据权利要求1所述的pc工法桩与斜撑组合支护结构体系和施工方法，其特征在于，连接组件包括：钢围檩、抗滑桩帽、多个钢楔，pc工法桩顶部侧壁上设置钢围檩；pc工法桩、钢围檩顶面上设置抗滑桩帽；钢楔设置于钢围檩外侧壁上；支撑组件的另一端与钢楔外侧壁相连接；钢楔插设于活络端头内。

8.根据权利要求7所述的pc工法桩与斜撑组合支护结构体系和施工方法，其特征在于，连接组件包括：檩托，檩托设置于钢围檩下方，并分别与pc工法桩外侧壁、钢围檩底面相连接。

9.根据权利要求1所述的pc工法桩与斜撑组合支护结构体系和施工方法，其特征在于，牛腿设置于第一底板顶面上；钢抛撑通过预埋连接件与牛腿相连接；牛腿与第一底板一体浇铸成型；牛腿与第一底板均为钢筋混凝土结构。

10.根据权利要求1所述的pc工法桩与斜撑组合支护结构体系和施工方法，其特征在于，钢围檩与锁口钢管相连接；钢围檩与拉森钢板桩之间填充设置细石混凝土。

技术总结
本申请公开了一种PC工法桩与斜撑组合支护结构体系和施工方法，结构体系包含PC工法桩围护结构和支撑结构，围护结构包含PC工法桩、钢围檩以及二者之间的C25细石混凝土，方法步骤：1)根据地下室外轮廓线和肥槽宽度确定围护结构范围，并打设PC工法桩；2)放坡开挖基坑核心区土方；3)施工核心区主体结构基础底板及牛腿；4)安装围檩、钢抛撑、活络端头等结构；4)开挖放坡区剩余土方；5)施工放坡区底板、地下结构侧墙；6)肥槽回填，拆除钢支撑。PC工法桩与斜抛撑组合支护结构传力路径明确，采用主体结构兼做内支撑结构，传力路径明确，避免了大面基坑水平临时内支撑的使用，及地下环境中残留围护结构。

技术研发人员：黄海涛,许志豪,沈良帅,万军,丁建友,黄涛,李俊根,高如,潘东,张亚财,何炼,夏金平,肖冰
受保护的技术使用者：中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12