超宽管线下深基坑支护结构的制作方法

本实用新型属于城市轨道交通工程建设技术领域，具体而言，本实用新型涉及一种超宽管线下深基坑支护结构。

背景技术：

随着我国城市轨道交通建设的加速发展，新建地下车站与既有市政设施的空间冲突日益显现，明挖车站范围内的市政管线在施工阶段一般采取临时迁改、永久迁改或悬吊保护等措施。当遇到军缆(军用光缆、电缆)、高压电力管廊等重要管线只允许原位悬吊保护时，超宽管线下围护结构无法正常施作，从而导致局部围护桩间距过大，承载力难以满足设计要求。

在传统工艺下，既有的处理方式是在管下注浆加固地层或采用逆作法施工围护结构。当基坑较深、地层条件较差时采用注浆加固的方法难以保证加固质量，桩间可能会漏土漏砂，进而导致基坑局部失稳；采用逆作法施工围护结构虽然安全可靠，但混凝土构件养护时间长，容易影响工期。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种超宽管线下深基坑支护结构，其技术方案如下：

一种超宽管线下深基坑支护结构，包括围护在基坑四周的多个围护桩，在超宽管线沿竖直方向向下生成投影时，所述投影笼罩的范围内不设所述围护桩，所述投影的两侧均设有所述围护桩；所述围护桩的外侧设有第一附加围护桩和第二附加围护桩，所述第一附加围护桩和所述第二附加围护桩分别位于所述投影的两侧。

如上所述的超宽管线下深基坑支护结构，进一步优选为：所述第一附加围护桩与位于所述超宽管线同侧、靠近所述超宽管线设置的所述围护桩沿所述超宽管线长度方向并排设置；所述第二附加围护桩与位于所述超宽管线同侧、靠近所述超宽管线设置的所述围护桩沿所述超宽管线长度方向并排设置。

如上所述的超宽管线下深基坑支护结构，进一步优选为：还包括横向支撑梁，所述横向支撑梁位于所述超宽管线的下方，所述横向支撑梁两端分别与所述围护桩相连。

如上所述的超宽管线下深基坑支护结构，进一步优选为：所述横向支撑梁为多个，多个所述横向支撑梁沿竖直方向等间距或不等间距并排设置。

如上所述的超宽管线下深基坑支护结构，进一步优选为：所述横向支撑梁为型钢，所述横向支撑梁的两端的翼缘与所述围护桩的围护桩钢筋焊接连接。

如上所述的超宽管线下深基坑支护结构，进一步优选为：还包括地面预注浆加固土体层，所述地面预注浆加固土体层位于所述围护桩的外侧，且位于所述超宽管线的上方和下方，所述地面预注浆加固土体层的底面低于所述基坑的底面。

如上所述的超宽管线下深基坑支护结构，进一步优选为：所述地面预注浆加固土体层的底面比所述基坑的底面低不小于3米；所述地面预注浆加固土体层的壁厚不小于3米；所述地面预注浆加固土体层在所述投影的两侧超出所述投影的厚度不小于单个所述围护桩直径的1.5倍。

如上所述的超宽管线下深基坑支护结构，进一步优选为：还包括同步注浆加固土体层，所述同步注浆加固土体层位于所述围护桩的外侧，且位于所述超宽管线的下方。

如上所述的超宽管线下深基坑支护结构，进一步优选为：所述同步注浆加固土体层的壁厚大于所述地面预注浆加固土体层的壁厚，且在所述地面预注浆加固土体层的壁厚范围内与所述地面预注浆加固土体层重叠形成混合加固土体层。

如上所述的超宽管线下深基坑支护结构，进一步优选为：还包括逆作挡墙，所述逆作挡墙位于所述横向支撑梁的内侧，与所述横向支撑梁相连，且位于所述超宽管线的下方；所述逆作挡墙两端分别连接所述围护桩。

如上所述的超宽管线下深基坑支护结构，进一步优选为：所述逆作挡墙为模筑现浇混凝土结构，厚度为300mm。

如上所述的超宽管线下深基坑支护结构，进一步优选为：所述逆作挡墙内设置有逆作挡墙钢筋网片，所述逆作挡墙钢筋网片为双层双向钢筋网片，所述逆作挡墙钢筋网片与所述围护桩的围护桩钢筋焊接连接。

如上所述的超宽管线下深基坑支护结构，进一步优选为：还包括注浆钢花管，所述注浆钢花管的一端与所述逆作挡墙相连，另一端为自由端，朝向远离所述基坑的方向延伸。

如上所述的超宽管线下深基坑支护结构，进一步优选为：所述注浆钢花管在远离所述基坑的方向上向下倾斜，与水平面夹角的角度范围为10°至25°。

如上所述的超宽管线下深基坑支护结构，进一步优选为：所述注浆钢花管为多个，等间距设置，排列形式呈梅花形或矩形。

如上所述的超宽管线下深基坑支护结构，进一步优选为：所述注浆钢花管的一端设有附加钢筋网片，所述附加钢筋网片锚入所述逆作挡墙内并与所述逆作挡墙钢筋网片焊接连接。

如上所述的超宽管线下深基坑支护结构，进一步优选为：还包括腰梁、内支撑和冠梁；所述腰梁位于所述逆作挡墙的内侧，并与所述逆作挡墙、所述围护桩相连，所述内支撑与所述腰梁相连；所述冠梁位于所述围护桩的顶部，分别与所述围护桩、所述第一附加围护桩、所述第二附加围护桩相连。

分析可知，与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果在于：

本实用新型的超宽管线下深基坑支护结构中，围护桩、第一附加围护桩、第二附加围护桩形成双排桩围护结构，能够在一定程度上解决因局部围护桩间距过大造成承载力难以满足设计要求的问题，提高支护结构的承载强度。横向支撑梁两端分别与双排桩围护结构中的两个围护桩相连，横向支撑梁为型钢，安装完成即可起到支护作用，无需进行养护，施工方便快捷，能够有效缩短工期。地面预注浆加固土体层能够改善土体的物理力学性质，确保工程顺利实施。同步注浆加固土体层能够进一步保障加固效果，土体内打入的注浆钢花管可作为基坑安全补救的应急措施。逆作挡墙为模筑现浇混凝土结构，浇筑质量可控性好，可以避免桩间漏土漏砂，保证基坑局部安全。注浆钢花管能够对土体进行注浆并支撑土体，还能够对横向支撑梁起到一定的支撑作用。腰梁能够将内支撑的支撑作用由点支撑改为面支撑，从而提高支撑强度。冠梁分别与围护桩、第一附加围护桩、第二附加围护桩相连，能够将第一附加围护桩、第二附加围护桩、多个围护桩连为一体，提高结构强度。本实用新型的超宽管线下深基坑支护结构能够降低施工风险、提高施工效率，具有良好的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的超宽管线下深基坑支护结构的平面示意图。

图2为本实用新型的超宽管线下深基坑支护结构的正立面示意图。

图3为本实用新型的超宽管线下深基坑支护结构的侧立面示意图。

图4为本实用新型的逆作挡墙和注浆钢花管的连接示意图。

图中：1-横向支撑梁；2-围护桩；3-第一附加围护桩；4-围护桩钢筋；5-逆作挡墙；6-第二附加围护桩；7-注浆钢花管；8-同步注浆加固土体层；9-地面预注浆加固土体层；10-超宽管线；11-地面；12-预注浆袖阀管；13-冠梁；14-附加钢筋网片；15-腰梁；16-内支撑；17-逆作挡墙钢筋网片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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而不是要求本实用新型必须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，在本实用新型中，“内侧”、“外侧”是以基坑为基点进行描述的，靠近基坑的一侧为内侧，背离基坑的一侧为外侧。超宽管线一般指宽度大于2.5m，且因施工期间不允许迁改而影响围护桩施工的管线。在施工时，超宽管线投影与围护结构冲突而影响围护桩施工。本实用新型中使用的术语“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；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参考图1至图4，其中，图1为本实用新型的超宽管线下深基坑支护结构的平面示意图；图2为本实用新型的超宽管线下深基坑支护结构的正立面示意图；图3为本实用新型的超宽管线下深基坑支护结构的侧立面示意图；图4为本实用新型的逆作挡墙和注浆钢花管的连接示意图。图1中下方省略部分为基坑所在位置；图3中右侧省略部分为基坑所在位置。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一种超宽管线下深基坑支护结构，位于地面11以下，主要包括围护在基坑四周的多个围护桩2。在超宽管线10沿竖直方向向下生成投影时，投影笼罩的范围内不设围护桩2，投影的两侧均设有围护桩2。围护桩2的外侧设有第一附加围护桩3和第二附加围护桩6，第一附加围护桩3和第二附加围护桩6分别位于投影的两侧。

具体而言，本实用新型的第一附加围护桩3与位于超宽管线10同侧、靠近超宽管线10设置的围护桩2沿超宽管线10长度方向并排设置；第二附加围护桩6与位于超宽管线10同侧、靠近超宽管线10设置的围护桩2沿超宽管线10长度方向并排设置。第一附加围护桩3和第二附加围护桩6分别位于投影的两侧且位于围护桩2的外侧，从而在超宽管线10的投影的两侧紧邻投影处形成双排桩围护结构，能够在一定程度上解决因局部围护桩2间距过大造成承载力难以满足设计要求的问题，提高支护结构的承载强度。

作为对本实用新型的改进，如图1至图4所示，本实用新型还提供了如下改良方案：

进一步，在本实用新型中，还包括横向支撑梁1，横向支撑梁1位于超宽管线10的下方，横向支撑梁1两端分别与双排桩围护结构中的两个围护桩2相连。围护桩2的横截面为圆形，在横向支撑梁1与围护桩2相连时，连接点位于两个围护桩2的中心点连线的外侧(即相比于两个围护桩2的中心线所在平面，横向支撑梁1的左右两端与围护桩2的连接点更远离基坑)，围护桩2能够对横向支撑梁1起到一定支撑作用，以此提高横向支撑梁1的承载强度。

进一步，在本实用新型中，横向支撑梁1为多个，随着基坑的开挖由上到下依次施工，能够对已挖开的基坑的侧壁(基坑在超宽管线10下方的侧壁)起到支撑作用。在施作时，多个横向支撑梁1沿竖直方向等间距或不等间距并排设置，例如：等间距并排设置时，间距可以为0.5米；随着开挖深度增加，土压力增大，间距也可小于0.5米。

进一步，在本实用新型中，横向支撑梁1为轧制或焊接型钢，安装完成即可起到支护作用，无需进行养护，施工方便快捷，能够有效缩短工期。在施作时横向支撑梁1简支于围护桩2上，横向支撑梁1两端的翼缘与围护桩2的围护桩钢筋4焊接连接。横向支撑梁1优选为工字梁，在安装时，两个翼缘竖直设置，腹板横向设置，能够对土体起到承载作用。

进一步，在本实用新型中，还包括地面预注浆加固土体层9，在开挖基坑前使用预注浆袖阀管12注浆形成。地面预注浆加固土体层9位于围护桩2的外侧，且由超宽管线10的上方一直延伸至超宽管线10的下方，能够改善土体的物理力学性质。地面预注浆加固土体层9的底面低于基坑的底面，从而能够保证在基坑标高范围内的超宽管线10上方和下方土体均被改善，确保工程顺利实施。作为优选，地面预注浆加固土体层9的底面比基坑的底面低不小于3米；地面预注浆加固土体层9的壁厚不小于3米；地面预注浆加固土体层9在投影的两侧超出投影的厚度不小于单个所述围护桩直径的1.5倍，有利于基坑安全，也可根据实际工况调整。

进一步，在本实用新型中，还包括同步注浆加固土体层8。同步注浆加固土体层8位于围护桩2的外侧，且位于超宽管线10的下方。同步注浆加固土体层8的壁厚大于地面预注浆加固土体层9的壁厚，且在地面预注浆加固土体层9的壁厚范围内与地面预注浆加固土体层9重叠形成混合加固土体层。同步注浆加固土体层8在基坑施工的同时采用注浆钢花管7注浆形成，能够随着基坑的开挖对地面预注浆加固土体层9的土体及地面预注浆加固土体层9外侧的土体进行二次改善，进一步加固土体，保障对土体的加固效果；还可以与注浆钢花管7形成锚固体，对横向支撑梁1减跨。与此同时，土体内打入的注浆钢花管7也可作为基坑安全补救的应急措施。

进一步，在本实用新型中，还包括逆作挡墙5。逆作挡墙5位于横向支撑梁1的内侧，与横向支撑梁1相连，且位于超宽管线10的下方。逆作挡墙5两端分别连接围护桩2，能够进一步提高支护结构的支撑力。逆作挡墙5为模筑现浇混凝土结构，浇筑质量可控性好，可以避免桩间漏土漏砂，保证基坑局部安全，逆作挡墙5内置有逆作挡墙钢筋网片17。逆作挡墙钢筋网片17为双层双向钢筋网片，可提高逆作挡墙5的承载力，在与围护桩2连接时能够与围护桩2的围护桩钢筋4焊接连接。作为优选，逆作挡墙5的厚度为300mm。

进一步，在本实用新型中，还包括注浆钢花管7，注浆钢花管7能够对土体进行注浆并支撑土体。注浆钢花管7的一端与逆作挡墙5相连，另一端为自由端，朝向远离基坑的方向延伸。优选地，注浆钢花管7在远离基坑的方向上向下倾斜，与水平面夹角的角度范围为10°至25°，能够防止所注浆液外流，并且能够对基坑开挖起到一定的超前加固作用。在施作时，注浆钢花管7为多个，多个注浆钢花管7等间距设置，能够保证注浆效果，排列形式呈梅花形或矩形。

进一步，在本实用新型中，注浆钢花管7的一端连接有附加钢筋网片14，附加钢筋网片14锚入逆作挡墙5内并与逆作挡墙钢筋网片17焊接连接，不仅利于注浆钢花管7的固定，还能够使注浆钢花管7对横向支撑梁1起到一定的支撑作用(注浆钢花管7可作为横向支撑梁1的减跨支座)。多个注浆钢花管7在与逆作挡墙5相连的一端齐平，在长度选取上，一般来讲注浆钢花管7的长度应大于超宽管线下围护桩2间距的2倍，多个注浆钢花管7可以选择长度相等，例如6米。

进一步，在本实用新型中，还包括腰梁15、内支撑16和冠梁13。腰梁15位于逆作挡墙5的内侧，在竖直方向上根据基坑的支护需求可分为多层，例如第一层腰梁15、第二层腰梁15等。腰梁15与逆作挡墙5、围护桩2相连，内支撑16与腰梁15相连。腰梁15能够将内支撑16对基坑侧壁(还包括围护桩2、逆作挡墙5)的支撑由点支撑改为面支撑，从而提高支撑强度。冠梁13位于围护桩2、第一附加围护桩3、第二附加围护桩6的顶部，分别与围护桩2、第一附加围护桩3、第二附加围护桩6相连。冠梁13的数量为一个，冠梁13为设有开口的环形，开口处在超宽管线10处，一个冠梁13连接所有的围护桩2以及第一附加围护桩3、第二附加围护桩6，相当于环形的冠梁13被超宽管线10打断，然后转折到第一附加围护桩3和第二附加围护桩6上，最后终止，能够将第一附加围护桩3、第二附加围护桩6、多个围护桩2连为一体，提高结构强度。

综上所述，本实用新型的超宽管线下深基坑支护结构包括围护桩2、第一附加围护桩3、第二附加围护桩6、横向支撑梁1、地面预注浆加固土体层9、同步注浆加固土体层8、逆作挡墙5、注浆钢花管7、腰梁15、内支撑16和冠梁13。围护桩2、第一附加围护桩3、第二附加围护桩6形成双排桩围护结构，能够在一定程度上解决因局部围护桩2间距过大造成承载力难以满足设计要求的问题，提高支护结构的承载强度。横向支撑梁1两端分别与双排桩围护结构中的两个围护桩2相连，横向支撑梁1为型钢，安装完成即可起到支护作用，无需进行养护，施工方便快捷，能够有效缩短工期。地面预注浆加固土体层9能够改善土体的物理力学性质，确保工程顺利实施。同步注浆加固土体层8能够进一步保障加固效果，制作同步注浆加固土体层8也可作为基坑安全补救的应急措施。逆作挡墙5为模筑现浇混凝土结构，浇筑质量可控性好，可以避免桩间漏土漏砂，保证基坑局部安全。注浆钢花管7能够对土体进行注浆并支撑土体，还能够对横向支撑梁1起到一定的支撑作用。腰梁15能够将内支撑16的支撑作用由点支撑改为面支撑，从而提高支撑强度。冠梁13分别与围护桩2、第一附加围护桩3、第二附加围护桩6相连，能够将第一附加围护桩3、第二附加围护桩6、多个围护桩2连为一体，提高结构强度。本实用新型的超宽管线下深基坑支护结构能够降低施工风险、提高施工效率，具有良好的经济效益。

如图1至图4所示，本实用新型还提供了一种超宽管线下深基坑施工方法，包括以下步骤：

步骤一：地面预注浆加固超宽管线10与待挖基坑相交处的土体，并围绕待挖基坑建造围护桩2。

1.1使用预注浆袖阀管12对土体进行地面预注浆加固。

在地面预注浆加固时，预注浆袖阀管12由超宽管线10两侧以一定角度打入土体内注浆，形成地面预注浆加固土体层9(确保形成预定的地面预注浆加固土体层9即可，由于超宽管线10的影响，预注浆袖阀管12不能垂直设置、只能在超宽管线10的两侧以一定角度打入超宽管线10的下方，预注浆袖阀管12进行地面预注浆加固时打入的角度范围可根据实际工况决定)，在开挖前对土体进行改善，确保工程顺利施工。

1.2建造围护桩2。

围绕待挖基坑的边沿建造多个围护桩2，并建造第一附加围护桩3和第二附加围护桩6。围护桩2、第一附加围护桩3和第二附加围护桩6的位置为：在超宽管线10沿竖直方向向下生成投影时，投影笼罩的范围内不设围护桩2，投影的两侧均设有围护桩2，第一附加围护桩3和第二附加围护桩6分别位于投影的两侧，从而在超宽管线10的投影的两侧紧邻投影处形成双排桩围护结构，能够在一定程度上解决因局部围护桩2间距过大造成承载力难以满足设计要求的问题。

1.3建造冠梁13。

当围护桩2和第一附加围护桩3、第二附加围护桩6建造完成后，开挖土体，在围护桩2、第一附加围护桩3、第二附加围护桩6顶部建造冠梁13，从而将第一附加围护桩3、第二附加围护桩6、多个围护桩2连为一体，进而提高结构强度。

步骤二：开挖待挖基坑，挖至超宽管线10标高后在超宽管线10下方施作第一道横向支撑梁1，将第一道横向支撑梁1的左右两端均连接围护桩2，连接点位于两个围护桩2的中心线所在平面的外侧，即相比于两个围护桩2的中心线所在平面，横向支撑梁1的左右两端与围护桩2的连接点更远离基坑。

2.1开挖待挖基坑，挖至超宽管线10标高。

2.2施作第一道横向支撑梁1。

在施作第一道横向支撑梁1时，凿除围护桩2在连接点处的混凝土，露出围护桩钢筋4，将横向支撑梁1两端的翼缘与围护桩钢筋4焊接连接，根据连接强度需求可以采用点焊或满焊。第一附加围护桩3、第二附加围护桩6、多个围护桩2形成双排围护，多个围护桩2可统称为前排围护桩，第一附加围护桩3和第二附加围护桩6可统称为后排围护桩。横向支撑梁1与前排围护桩相连，且连接点位于前排围护桩中心线所在平面与后排围护桩中心线所在平面之间，能够确保连接的牢固性。

步骤三：继续开挖待挖基坑，开挖至一定深度后施作第二道横向支撑梁1，并对围护桩2外侧的土体进行同步注浆加固、施作逆作挡墙5。

3.1继续开挖待挖基坑直至距离第一道横向支撑梁0.5米。

3.2施作第二道横向支撑梁1。

3.3打入注浆钢花管7注浆加固土体。

使用注浆钢花管7对土体进行注浆加固，注浆钢花管7由待挖基坑打入地面预注浆加固土体层9中向地面预注浆加固注浆土体层9及地面预注浆加固土体层9的外侧注浆，形成同步注浆加固土体层8，能够进一步改善土体。注浆钢花管7在远离基坑的方向上向下倾斜，多个注浆钢花管7等间距设置，呈梅花形或矩形排列。

3.4施作逆作挡墙5。

施作逆作挡墙5时，在逆作挡墙5内设置逆作挡墙钢筋网片17，逆作挡墙5的左右两端与围护桩2相连。在连接时，去掉围护桩2在连接处的混凝土，使逆作挡墙5的逆作挡墙钢筋网片17与围护桩2的围护桩钢筋4焊接连接。

施作逆作挡墙5时还包括连接逆作挡墙5与注浆钢花管7，在连接时，注浆钢花管7远离基坑的一端为自由端、另一端上连接附加钢筋网片14，附加钢筋网片14与逆作挡墙钢筋网片17焊接连接，注浆钢花管7与逆作挡墙5锚固连接。

步骤四：继续开挖待挖基坑、施作横向支撑梁1、同步注浆加固、施作逆作挡墙5，直至内支撑16设计标高处，施作腰梁15并架设内支撑16。

步骤五：继续开挖待挖基坑、施作横向支撑梁1、同步注浆加固、施作逆作挡墙5，直至基坑开挖完成。

在本实用新型的超宽管线下深基坑施工方法中，采用双排桩围护结构进行支护，双排桩围护结构协同受力，能够改善土压力的分布形式，使得围护桩的配筋得到优化(超宽管线10两侧的围护桩1由于分担的土体宽度大，受力较大，承载力难以满足要求，双排桩围护结构与桩顶冠梁13形成框架体系，内力分布与单排桩的连续梁模型不同，可以显著降低桩身弯矩，减少配筋)；通过地面预注浆对坑外土体进行加固，可以减小横向支撑梁1安装时对地面的扰动，使得施工过程更加安全可靠；通过同步注浆加固，能够进一步保证对坑外土体的加固效果，还能够作为基坑安全补救的应急措施，同时注浆钢花管7亦可对横向支撑梁1提供支撑力。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

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