一种毗邻地铁范围内装配式复合基坑支护结构及施工方法

技术领域

本发明属于建筑基坑支护技术领域，具体涉及一种毗邻地铁范围内装配式复合基坑支护结构及施工方法。

背景技术

近年来，随着我国国力的不断增强，对于基础设施的需求和要求也逐步提升。十四五以来，我国不断推行构建系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系，而地铁作为一个城市发展动力中不可忽视的部分，贯穿了城市建设的整个脉络。但是，地铁隧道对于力学方面要求较高，那么由此在地铁运行管道附近产生了一系列的建筑问题，其中最为明显的便是地铁隧道毗邻基坑的支护问题。对于基坑支护而言，需要安全可靠的支护方式，而对于地铁而言则需要稳定、安全的运转环境，那么对于地铁毗邻基坑的支护问题而言，便亟需提出一种切实可行的支护方案。

通常，针对基坑支护现有的支护形式主要采用放坡、桩锚支护、排桩支护以及地下连续墙等结构形式。虽然，随着发展出现了多种结构组合的复合结构，这些结构可以在大部分场景下解决常规的问题，但是这些结构对于毗邻地铁隧道的基坑而言不太实用。其主要原因有两点，第一点为地铁管线周边降水不能太多，否则会引起地铁管线沉降，而基坑开挖对于；第二点为锚拉结构体系由于在钻孔时比较容易破坏地铁隧道，使得地铁停止运营，造成地铁线路停止运营，城市交通线路瘫痪。由于种种原因的限制，现有支护结构在毗邻地铁附近的基坑支护中，结构的性能表现不是特别优秀。

显而易见，现有的复合支护结构已经不能完全满足城市发展的需求，尤其是城市地铁线路毗邻基坑工程的应用。采用何种技术或者结构来解决填方工程边坡稳定的问题，已经成为人们越来越关注的热点。

发明内容

本发明针对上述的问题，提供了一种毗邻地铁范围内装配式复合基坑支护结构及施工方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种毗邻地铁范围内装配式复合基坑支护结构，包括靠近地铁隧道的装配式锚固板、基坑内靠近地铁隧道一侧的装配式支撑板和多个支撑杆，多个所述支撑杆水平穿过装配式锚固板和装配式支撑板之间的土体并可拆卸连接装配式锚固板和装配式支撑板；所述支撑杆垂直于装配式支撑板表面以及地铁隧道的长度方向。

作为优选，所述装配式支撑板和装配式锚固板均包括多块单元板、连接板一和连接板二；纵向排列的多块所述单元板通过连接板一可拆卸连接；相邻的多块所述单元板的角部通过连接板二可拆卸连接。

作为优选，所述连接板二与单元板的角部通过螺栓螺母副一连接；所述连接板一与单元板通过螺栓螺母副二连接。

作为优选，所述支撑杆为铁棒或磁性钢棒；所述支撑杆一端与装配式支撑板螺纹连接，另一端与装配式锚固板磁吸附连接。

作为优选，所述装配式锚固板在与支撑杆远离装配式支撑板一端对应位置安装有电磁铁，所述电磁铁与外部电源电性连接。

作为优选，还包括开设在基坑坡顶的截水沟,所述截水沟与装配式支撑板的顶端衔接。

作为优选，还包括三块围板，三块所述围板分别安装在装配式支撑板的纵向两端以及相对侧；三块所述围板和装配式支撑板组成框架结构。

一种毗邻地铁范围内装配式复合基坑支护结构施工方法，构建所述的毗邻地铁范围内装配式复合基坑支护结构，包括以下步骤：

步骤一场地平整：对于毗邻地铁位置所规划的基坑区域清除地表杂物并进行场地平整；

步骤二确定装配式支撑板和装配式锚固板位置：将装配式支撑板的位置在拟开挖基坑区域内划出；在基坑区域外部毗邻地铁侧划出装配式锚固板位置；

步骤三组装装配式支撑板和装配式锚固板：按照设计，将在工厂预制的装配式支撑板和装配式锚固板进行组装；

步骤四钻孔、吊装：使用造孔机械钻挖槽孔，待槽孔达到设计深度后，将组成后的装配式支撑板和装配式锚固板分别放入设计位置，并在支撑后侧浇筑水泥砂浆，并进行养护一定时间；

步骤五基坑开挖：根据设计进行放坡施工并进行基坑开挖；

步骤六钻孔：当基坑开挖深度达到设计的支撑杆位置以下一定距离时，在设计的支撑杆位置进行水平钻孔，钻孔处于装配式锚固板和装配式支撑板之间的土体内且钻孔时一边钻孔一边用钢管对孔壁进行支护；

步骤七安装支撑杆：当钻孔到达装配式锚固板的电磁铁位置时，将支撑杆靠近装配式支撑板一端与装配式支撑板螺纹连接，并给电磁铁通电，电磁铁磁吸附支撑杆远离装配式支撑板一端，其中通电电流的大小按照设计的要求进行调节。

作为优选，所述步骤四中在装配式支撑板的支撑后侧浇筑水泥砂浆前，利用临时封堵物将装配式支撑板与支撑杆端部螺纹连接的内螺纹孔封堵起来。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

(1)改变了基坑支护板采用桩锚支护的现状，由装配式锚固板和支撑杆为装配式支撑板提供锚固力；

(2)支护结构整体性较好,本发明的支护结构采用类框架结构，具有类似于板、梁、柱的结构，其中发挥板作用的为装配式锚固板与装配式支撑板，发挥梁结构作用的是连接板一，发挥柱结构作用的是支撑杆，由于类框架结构的存在，结构整体稳定性较好；

(3)支护结构所需空间较小,本发明的支护结构采用类框架结构，通过切断滑动土体的滑动面，利用装配式锚固板与装配式支撑板之间土体存在的被动土压力抵御土体滑动，可以极大节约了施工所需的空间，且安全可靠；

(4)基坑降水方便，本发明的支护结构在基坑与地铁隧道之间具有装配式锚固板与装配式支撑板，一方面，两个板相当于两层止水帷幕的存在，可以有效的阻止由于基坑内部降水引起地铁隧道范围内的水位大幅度的下降；另一方面是，两个板的存在使得基坑内部水位与地铁隧道水位产生不同的水位差，使得基坑降水过程中地铁隧道范围内水流流动时流动路径增加，减缓水位下降速度，极大程度上保证了地铁隧道的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍：

图1为毗邻地铁范围内装配式复合基坑支护结构示意图一；

图2为毗邻地铁范围内装配式复合基坑支护结构示意图二；

图3为装配式锚固板或装配式支撑板主视图；

图4为装配式锚固板或装配式支撑板立体图一；

图5为装配式锚固板或装配式支撑板立体图二；

图6为毗邻地铁范围内装配式复合基坑支护结构示意图三。

附图标记说明：

1—装配式支撑板，2—连接板一， 3—连接板二；

 4a—螺栓螺母副一， 4b—螺栓螺母副二；

5—支撑杆， 6—装配式锚固板，7—电磁铁，8—地铁隧道，9—截水沟，10—基坑。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1

下面结合附图1-图6对本发明作进一步的描述，如图1、图2和图6所示的毗邻地铁范围内装配式复合基坑支护结构，包括靠近地铁隧道8的装配式锚固板6、基坑10内靠近地铁隧道8一侧的装配式支撑板1和多个支撑杆5，多个支撑杆5水平穿过装配式锚固板6和装配式支撑板1之间的土体并可拆卸连接装配式锚固板6和装配式支撑板1；支撑杆5垂直于装配式支撑板1表面以及地铁隧道8的长度方向。

如图3-图5所示，装配式支撑板1和装配式锚固板6均包括多块单元板、连接板一2和连接板二3；纵向排列的多块单元板通过连接板一2可拆卸连接；相邻的多块单元板的角部通过连接板二3可拆卸连接。

如图1、图3和图4所示，连接板二3与单元板的角部通过螺栓螺母副一4a连接；连接板一2与单元板通过螺栓螺母副二4b连接。

如图1所示，支撑杆5为铁棒；支撑杆5一端与装配式支撑板1螺纹连接，另一端与装配式锚固板6磁吸附连接。

如图1所示，装配式锚固板6在与支撑杆5远离装配式支撑板1一端对应位置安装有电磁铁7，电磁铁7与外部电源电性连接。

如图6所示，毗邻地铁范围内装配式复合基坑支护结构还包括开设在基坑10坡顶的截水沟9,截水沟9与装配式支撑板1的顶端衔接。

毗邻地铁范围内装配式复合基坑支护结构还包括三块围板，三块围板分别安装在装配式支撑板1的纵向两端以及相对侧；三块围板和装配式支撑板1组成框架结构。围板和装配式支撑板1的连接通过角钢实现，围板、装配式支撑板1和角钢上开设有螺栓孔，通过螺栓螺母连接副三将围板、装配式支撑板1可拆卸连接。

实施例2

本实施例与实施例1的区别是：支撑杆5为磁性钢棒(现有技术)。

一种毗邻地铁范围内装配式复合基坑支护结构施工方法，构建上述的毗邻地铁范围内装配式复合基坑支护结构，包括以下步骤：

步骤一场地平整：对于毗邻地铁位置所规划的基坑10区域清除地表杂物并进行场地平整；

步骤二确定装配式支撑板1和装配式锚固板6位置：将装配式支撑板1的位置在拟开挖基坑10区域内划出；在基坑10区域外部毗邻地铁侧划出装配式锚固板6位置；

步骤三组装装配式支撑板1和装配式锚固板6：按照设计，将在工厂预制的装配式支撑板1和装配式锚固板6进行组装；

步骤四钻孔、吊装：使用造孔机械钻挖槽孔，待槽孔达到设计深度后，将组成后的装配式支撑板1和装配式锚固板6分别放入设计位置，并在支撑后侧浇筑水泥砂浆，并进行养护一定时间(3h)；

步骤五基坑10开挖：根据设计进行放坡施工并进行基坑10开挖；

步骤六钻孔：当基坑10开挖深度达到设计的支撑杆5位置以下一定距离(500mm)时，在设计的支撑杆5位置进行水平钻孔，钻孔处于装配式锚固板6和装配式支撑板1之间的土体内且钻孔时一边钻孔一边用钢管对孔壁进行支护；

步骤七安装支撑杆5：当钻孔到达装配式锚固板6的电磁铁7位置时，将支撑杆5靠近装配式支撑板1一端与装配式支撑板1螺纹连接，并给电磁铁7通电，电磁铁7磁吸附支撑杆5远离装配式支撑板1一端，其中通电电流的大小按照设计的要求进行调节。

步骤四中在装配式支撑板1的支撑后侧浇筑水泥砂浆前，利用临时封堵物将装配式支撑板1与支撑杆5端部螺纹连接的内螺纹孔封堵起来。将支撑杆5靠近装配式支撑板1一端与装配式支撑板1螺纹连接时，将临时封堵物取出。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，仍属于本发明技术方案的保护范围。