本发明属于深基坑开挖支护技术领域,更具体地说,是涉及一种可回收模块化深基坑施工工艺、用于该施工工艺的可回收模块及深基坑支护。
背景技术:
在建设工程中,由于建筑物埋深和地下车库、设备间用房、地下空间利用等原因,往往需要对土体进行开挖,为了保证开挖时周边建筑物、道路、管线和基坑施工时的安全,需要对开挖范围外侧土体进行支挡,确保基坑安全。目前支挡体系大都采用一次性的桩、土钉墙或两者组合,待基坑回填完成后便失去了作用,由于不可回收,造成材料浪费。
同时,建筑基坑工程是临时性的工程,国家规范规定一般使用年限为1年,正常情况下支挡用的桩寿命可以达到几十年或更长,埋在地下不能重复利用,造成了不必要的材料浪费,另外锚杆或锚索占用周边地下空间,给以后周边再施工项目造成影响。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种可回收模块化深基坑施工工艺,以解决现有技术中存在的深基坑支护体系中的构件不可回收造成材料浪费和对后续工程造成影响的技术难题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种可回收模块化深基坑施工工艺,包括如下步骤:
步骤一、下挖基坑;
步骤二、成第一道锚索孔,放入第一道锚索,安装止浆塞,灌浆;
步骤三、成第二道锚索孔,放入第二道锚索,安装止浆塞,灌浆;
步骤四、安装模块和连接扣件;
步骤五、对第一道锚索和第二道锚索施加预应力,形成第一层支护;
步骤六、重复步骤一至步骤五,形成多层支护;
步骤七、回填土至最后一层支护的底面,释放最后一道锚索和倒数第二道锚索的预应力,回收最后一层支护的模块、锚索和连接扣件,再回填土至倒数第二层支护的底面;
步骤八、重复步骤七至回收第一层支护。
进一步地,步骤一中,下挖基坑深h毫米;
步骤二中,基坑顶面以下深h毫米的位置,沿基坑四周内壁同一水平面设置多个所述第一道锚索孔,并使同一内壁上相邻的两个所述第一道锚索孔的中心距均为l毫米,同一内壁上最外侧的两个所述第一道锚索孔的中心分别与相邻的两内壁的相交线的距离为s毫米,每一个所述第一道锚索孔内分别设置所述第一道锚索;
步骤三中,距第一道锚索孔的中心m毫米的位置,沿基坑四周内壁同一水平面设置与所述第一道锚索孔一一对应的所述第二道锚索孔,每一个所述第二道锚索孔内分别设置所述第二道锚索;
步骤四中,所述模块的尺寸为l×m毫米,支护于相邻的两个所述第一道锚索和一一对应的所述第二道锚索构成的四方形内壁上,所述模块通过锚头和连接扣件紧固;
步骤六中,边开挖边支护,每次开挖深度为m毫米,直至基坑设计深度,形成多层模块支护。
进一步地,步骤一中,下挖基坑深h为4000-4500mm;
步骤二中,基坑顶面以下深h为100-200毫米,同一内壁上相邻的两个所述第一道锚索孔的中心距l均为1000-3000mm毫米,同一内壁上最外侧的两个所述第一道锚索孔的中心分别与相邻的两内壁的相交线的距离s为400-500毫米;
步骤六中,每次开挖深度m为1000-4000mm,且形成的最后一道锚索距离基坑底部100-200毫米。
进一步地,步骤五中,对第一道锚索施加预应力达设计值的105%-110%,对第二道锚索施加预应力至设计值的30%;第二层支护时,对第二道锚索施加预应力达设计值的105%-110%,对第三道锚索施加预应力至设计值的30%,以后每一层支护依次类推。
本发明提供的可回收模块化深基坑施工工艺的有益效果在于:与现有技术相比,本发明可回收模块化深基坑施工工艺,采用模块和锚索共同对深基坑周围土体进行支挡,模块可回收重复利用,大大降低了材料浪费,降低施工成本;模块化施工也使得施工标准化,简化了施工操作,提高了施工效率同时降低了劳动强度;减少了水泥混凝土湿作业,减少了施工噪声,实现了绿色施工,有利于环境保护。
本发明的目的还在于提供一种可回收模块,用于上述任一项所述的可回收模块化深基坑施工工艺,包括中间模块,所述中间模块和所述边模块均包括钢板和焊接于所述钢板同一面且纵横布设的加强筋,所述钢板的长宽尺寸为l×m毫米,所述钢板的四角设有用于锚索通过的缺口。
进一步地,所述钢板的尺寸l×m为3000×4000mm、3000×3000mm、2000×3000mm、1000×3000mm中的任一种。
进一步地,所述加强筋为工字钢。
进一步地,所述缺口为正方形结构,边长为100-200毫米。
进一步地,还包括用于支护于内壁四周边缘的上边模块、下边模块、左边模块、右边模块、左上角模块、左下角模块、右上角模块和右下角模块,各所述模块均包括钢板和焊接于所述钢板同一面且纵横布设的加强筋,所述钢板的长宽尺寸为l×m毫米。
本发明提供的可回收模块的有益效果在于:用于基坑土体支护,能够回收和重复利用,大大减少了材料的浪费和降低了施工成本,且由于模块化施工,操作简单方便,施工省时省力,缩短了施工工期。
本发明的目的还在于提供一种深基坑支护,包括多个成行列矩阵支护于深基坑四周内壁的模块,相邻的模块相切布设,同一内壁左右两侧的两列模块与相邻的两内壁的相交线相切,每一个所述缺口处均设置有垂直置入内壁的锚索,四角相对的四个模块采用一个锚头和一个连接扣件固定于内壁上,同一内壁上下相邻的模块采用一个锚头和一个连接扣件压紧且固定于内壁上。
本发明提供的可深基坑支护的有益效果在于:由于采用了模块支护施工,操作简单方便,施工省时省力,缩短了施工工期;且无需使用大量钢筋、水泥和砂石料现场制作桩或现浇桩,减少了水泥、砂石及钢筋等不可再生材料的利用,减少深基坑支护费用,降低施工成本,有利于绿色环保,可持续发展。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,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深基坑支护的结构示意图;
图2为图1的剖视图;
图3为本发明实施例提供的3000×4000可回收模块左上角模块和右下角模块的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的3000×4000可回收模块中左下角模块和右上角模块的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的3000×4000可回收模块中左边模块和右边模块的结构示意图;
图6为本发明实施例提供的3000×4000可回收模块中上边模块和下边模块的结构示意图;
图7为本发明实施例提供的3000×4000可回收模块中中间模块的结构示意图;
图8为本发明实施例提供的3000×3000可回收模块左上角模块和右下角模块的结构示意图;
图9为本发明实施例提供的3000×3000可回收模块中左下角模块和右上角模块的结构示意图;
图10为本发明实施例提供的3000×3000可回收模块中左边模块和右边模块的结构示意图;
图11为本发明实施例提供的3000×3000可回收模块中上边模块和下边模块的结构示意图;
图12为本发明实施例提供的3000×3000可回收模块中中间模块的结构示意图;
图13为本发明实施例提供的2000×3000可回收模块左上角模块和右下角模块的结构示意图;
图14为本发明实施例提供的2000×3000可回收模块中左下角模块和右上角模块的结构示意图;
图15为本发明实施例提供的2000×3000可回收模块中左边模块和右边模块的结构示意图;
图16为本发明实施例提供的2000×3000可回收模块中上边模块和下边模块的结构示意图;
图17为本发明实施例提供的2000×3000可回收模块中中间模块的结构示意图;
图18为本发明实施例提供的3000×2000可回收模块中上边模块和下边模块的结构示意图;
图19为本发明实施例提供的3000×2000可回收模块左上角模块和右下角模块的结构示意图;
图20为本发明实施例提供的3000×2000可回收模块中左下角模块和右上角模块的结构示意图;
图21为本发明实施例提供的1000×3000可回收模块左上角模块和右下角模块的结构示意图;
图22为本发明实施例提供的1000×3000可回收模块中左下角模块和右上角模块的结构示意图;
图23为本发明实施例提供的1000×3000可回收模块中左边模块和右边模块的结构示意图;
图24为本发明实施例提供的1000×3000可回收模块中上边模块和下边模块的结构示意图;
图25为本发明实施例提供的3000×1000可回收模块左上角模块和右下角模块的结构示意图;
图26为本发明实施例提供的3000×1000可回收模块中左下角模块和右上角模块的结构示意图;
图27为本发明实施例提供的3000×1000可回收模块中上边模块和下边模块的结构示意图。
其中,图中各附图标记:
1-模块;11-钢板;12-加强筋;2-锚头;3-连接扣件;4-锚索;5-缺口;6-预留孔。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“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”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
请参阅图1及图2,现对本发明提供的可回收模块化深基坑施工工艺进行说明。所述可回收模块化深基坑施工工艺,包括提供一种可回收模块化深基坑施工工艺,包括如下步骤:
步骤一、下挖基坑;
步骤二、成第一道锚索孔,放入第一道锚索,安装止浆塞,灌浆;
步骤三、成第二道锚索孔,放入第二道锚索,安装止浆塞,灌浆;
步骤四、安装模块1和连接扣件;
步骤五、对第一道锚索和第二道锚索施加预应力,形成第一层支护;
步骤六、重复步骤一至步骤五,形成多层支护;
步骤七、回填土至最后一层支护的底面,释放最后一道锚索和倒数第二道锚索的预应力,回收最后一层支护的模块1、锚索和连接扣件,再回填土至倒数第二层支护的底面;
步骤八、重复步骤七至回收第一层支护。
本发明提供的可回收模块化深基坑施工工艺,与现有技术相比,模块通过锚索、连接扣件和锚头共同对深基坑周围土体进行支挡,在基坑回填时,拆除并回收模块和锚索,重复用于其他的基坑支护,大大降低了材料的浪费,减少了深基坑支护费用和施工成本,使施工方便、安全可靠;由于采用模块进行深基坑支护施工,在进行深基坑支护施工时,只需将模块支护于开挖的土体上并用锚索与外围基础紧固,且边开挖边支护,简化了施工操作,缩短施工工期,且使施工标准化;采用可回收模块施工,无需使用大量钢筋、水泥和砂石料现场制作桩或现浇桩,减少了水泥、砂石及钢筋等不可回收的材料的利用,减少深基坑支护费用,降低施工成本;由于采用模块施工,减少了水泥、砂石的拌合,湿作业减少,实现了绿色施工,有利于保护环境。
其中,锚索孔的孔径优选为100mm、150mm等。
进一步地,请一并参阅图1至图2,作为本发明提供的可回收模块化深基坑施工工艺的一种具体实施方式,步骤一中,下挖基坑深h毫米;
步骤二中,基坑顶面以下深h毫米的位置,沿基坑四周内壁同一水平面设置多个所述第一道锚索孔,并使同一内壁上相邻的两个所述第一道锚索孔的中心距均为l毫米,同一内壁上最外侧的两个所述第一道锚索孔的中心分别与相邻的两内壁的相交线的距离为s毫米,每一个所述第一道锚索孔内分别设置所述第一道锚索;
步骤三中,距第一道锚索孔的中心m毫米的位置,沿基坑四周内壁同一水平面设置与所述第一道锚索孔一一对应的所述第二道锚索孔,每一个所述第二道锚索孔内分别设置所述第二道锚索;
步骤四中,所述模块1的尺寸为l×m毫米,支护于相邻的两个所述第一道锚索和一一对应的所述第二道锚索构成的四方形内壁上,所述模块1通过锚头和连接扣件紧固;
步骤六中,边开挖边支护,每次开挖深度为m毫米,直至基坑设计深度,形成多层模块支护。
上述中各尺寸均可根据深基坑设计参数进行调整,在支护时要保证内壁不留余角和缝隙,完全被模块支护。
进一步地,请参阅图1至图2,作为本发明提供的可回收模块化深基坑施
工工艺的一种具体实施方式,步骤一中,下挖基坑深h为4000-4500mm;
步骤二中,基坑顶面以下深h为100-200毫米,同一内壁上相邻的两个所述第一道锚索孔的中心距l均为1000-3000mm毫米,同一内壁上最外侧的两个所述第一道锚索孔的中心分别与相邻的两内壁的相交线的距离s为400-500毫米;
步骤六中,每次开挖深度m为1000-4000mm,且形成的最后一道锚索距离基坑底部100-200毫米。这里,最后一道锚索与基坑底部预留一定的距离,是便于最后一道锚索孔的制备、最后一层支护的安装,同理,例如,在第一层支护中,第二道锚索孔与对应的开挖基坑的底面之间也需要留有一定的距离,以便于第二道锚索孔的制备及第一层的模块1的安装。
进一步地,参阅图1及图2,作为本发明提供的可回收模块化深基坑施工工艺的一种具体实施方式,步骤五中,对第一道锚索施加预应力达设计值的105%-110%,对第二道锚索施加预应力至设计值的30%;第二层支护时,对第二道锚索施加预应力达设计值的105%-110%,对第三道锚索施加预应力至设计值的30%,以后每一层支护依次类推。这里,由于第二层模块还没有支护,但也需要将第一层的模块固定一下,需要给第二道锚索一定的预应力,待第二层模块支护后,用连接扣件压住四角,再施加预应力达设计值的105%-110%。
本发明的目的还在于提供一种可回收模块,请参阅图3至图27,用于上述任一项所述的可回收模块化深基坑施工工艺,包括中间模块,所述中间模块和所述边模块均包括钢板和焊接于所述钢板11同一面且纵横布设的加强筋12,所述钢板的长宽尺寸为l×m毫米,所述钢板的四角设有用于锚索通过的缺口5。其中,缺口处用于锚索穿过,可方便紧固。
本发明提供的可回收模块的有益效果在于:用于基坑土体支护,能够回收和重复利用,大大减少了材料的浪费和降低了施工成本,且由于模块化施工,操作简单方便,施工省时省力,缩短了施工工期。
进一步地,请参阅图3至图27,所述钢板的尺寸l×m为3000×4000mm(见图3-图7)、3000×3000mm(见图8-图12)、2000×3000mm(见图13-图17)、1000×3000mm(见图20-图24)中的任一种,附图还提供了3000×2000mm(见图18-图20)、3000×1000mm(见图25-图27)规格的模块。
进一步地,请参阅图3至图27,所述加强筋为工字钢。
进一步地,请参阅图3至图27,所述缺口为正方形结构,边长为100-200毫米。优选缺口的边长为100mm。
进一步地,请参阅图3至图27,还包括用于支护于内壁四周边缘的上边模块、下边模块、左边模块、右边模块、左上角模块、左下角模块、右上角模块和右下角模块,各所述模块均包括钢板和焊接于所述钢板同一面且纵横布设的加强筋,所述钢板的长宽尺寸为l×m毫米。其中,对于这些要安装在内壁左右两边的模块,为了方便打锚索孔和便于安装,在边侧打的锚索孔与内壁竖向的左右两边保持一定的间距;而且,对于用于安装在内壁四周边沿的模块,其边缘处可设置便于锚索穿过预留孔6。
本发明的目的还在于提供一种深基坑支护,参见图1及图2,包括多个成行列矩阵支护于深基坑四周内壁的模块1,相邻的模块1相切布设,同一内壁左右两侧的两列模块1与相邻的两内壁的相交线相切,每一个所述缺口5处均设置有垂直置入内壁的锚索4,四角相对的四个模块1采用一个锚头2和一个连接扣件3固定于内壁上,同一内壁上下相邻的模块采用一个锚头和一个连接扣件压紧且固定于内壁上。
这里还需要说明的是,以3000×4000mm规格的模块为例,从图1、图3和图6中可以看出,第一层支护的上边模块中,第一道锚索孔处于缺口的中间位置,而第二道锚索孔处于上下两层的模块的相交的位置,因此,第一道锚索孔和第二道锚索孔的孔心距小于4000mm,而是4000mm减去缺口中心至模块上边沿的距离,最后一层的支护与第一层支护相同,而中间支护的模块,锚索孔之间的孔心距均为4000mm。这是因为,处于中间位置的模块,是一个连接扣件压四个模块,而上下边的模块,例如第一道锚索和最后一道锚索,如果设置在模块的边沿上,则压紧的效果会差些,而设置在缺口内,则连接扣件与模块的接触面会比较大,压紧的效果会好些。
本发明提供的模块化可回收深基坑支护的有益效果在于:由于采用了模块支护施工,操作简单方便,施工省时省力,缩短了施工工期;且无需使用大量钢筋、水泥和砂石料现场制作桩或现浇桩,减少了水泥、砂石及钢筋等不可再生的材料的利用,减少深基坑支护费用,降低施工成本。
下面以12m深基坑为例,具体包括如下步骤:
步骤一、采用机械或人工开挖,每层开挖深度根据设备能力确定,开挖4000mm为一步,从基坑一侧开挖,按设计角度边挖人工边修坡;
步骤二、采用锚索机或人工在地面以下基坑内壁100mm位置水平向成第一道锚索孔,孔径150mm,深度按设计要求,人工放入可回收锚索,安放止浆塞,灌水泥砂浆,水泥:砂的质量比为1.2:1,水灰质量比为1:0.4,加入10%膨胀剂,5%减水剂;
优选的,按基坑设计深度和长宽尺寸,布孔位于坡面,垂直方向,第一道锚索孔在地面位置以下100mm,基坑内侧,水平成孔,倾斜为0度角,水平方向左右两边及上下四角附近锚索孔离边、角距离为500mm;
步骤三、在距离地面3000mm位置成第二道锚索孔,孔径150mm,深度按设计要求,下可回收锚索,安放止浆塞,灌水泥砂浆,水泥:砂质量比为1.2:1,水灰质量比为1:0.4,加入10%膨胀剂,5%减水剂;
优选的是,锚索均采用钢绞线,一般选一至三根为宜,延长度方向每隔1米设圆形支架,保证锚索在孔中间位置;
其中,第一、第二道锚索孔可同时进行,最后一道锚索应在基坑底面以上100mm位置,以便于最后一道锚索孔的制备,最后一步土方根据基坑设计深度确定。
步骤四、安装定型模块和连接扣件,根据基坑尺寸,边、角和基坑底部最后一层模块采用非标准尺寸,例如采用左上角模块、右下角模块、左下角模块、右上角模块、左右边模块及上下边模块,中间采用标准尺寸3000×3000mm,根据基坑尺寸组合,模块安装时连接扣件同时安装,边安装边调整平整度;
步骤五、模块调整平整后,开始施加预应力,施加预应力时应均匀缓慢,对同一模块上的锚索施加预应力应同时进行;
步骤六、重复二、三、四、五骤,形成二、三、四层模块和三、四、五道锚索,完成基坑支护体系施工;
步骤七、待主体施工到地面以上时支撑体系就可以拆除,先回填土到第四层模块底面,释放第四道锚索和第五道锚索预应力,再拆除第四层模块,回收第五道锚索;
回填土采用灰土或素土,不含杂质,回填用土质量要符合国家、省质量要求,按设计配合比施工,压实采用机械碾压或人工夯实,密实度不小于0.95;
步骤八、重复步骤七,回填土方至设计标高。
还需说明的是,开挖深度小于等于12米,适合地下水位以上,基坑坡面放坡不小于5度角,土层自立高度不小于开挖深度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。