利用被保护基础做锚体的深基坑无内支撑支护方法
阅读说明：本技术 利用被保护基础做锚体的深基坑无内支撑支护方法 (Deep foundation pit support method without inner support by using protected foundation as anchor body ) 是由 关英 于 2021-07-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及工业与民用建筑工程深基坑支护技术领域。利用被保护基础做锚体的深基坑无内支撑支护方法,首先判断被保护基础做深基坑无内支撑支护排桩的锚体是否适用,如果适用则进行设计施工,利用被保护基础建立锚拉式结构支护体系,支护排桩的锚体需同时满足五个条件则被保护基础做深基坑无内支撑支护排桩的锚体适用。通过被保护设备基础锚体的锚拉,支护排桩由悬臂受力变为锚拉式结构,支护结构变形大幅减小。(The invention relates to the technical field of deep foundation pit supporting of industrial and civil building engineering. The method for supporting the deep foundation pit without the inner support by using the protected foundation as the anchor body comprises the steps of firstly judging whether the anchor body of the protected foundation as the deep foundation pit supporting row pile without the inner support is suitable, if the anchor body is suitable, carrying out design construction, and building an anchor-pull type structure supporting system by using the protected foundation, wherein the anchor body of the supporting row pile is suitable for the anchor body of the protected foundation pit supporting row pile without the inner support when the anchor body of the supporting row pile needs to meet five conditions simultaneously. Through the anchor of the basic anchor body of the protected equipment, the supporting row piles are changed into anchor-pulling type structures from cantilever stress, and deformation of the supporting structures is greatly reduced.)
技术领域
本发明涉及工业与民用建筑工程深基坑支护技术领域。
背景技术
利用现有厂房内的空余场地新建生产线，可以降低建设成本，加快工艺改造进度。在既有厂房内进行深基坑施工，涉及对原有厂房基础、周边设备基础的保护。深基坑支护一般采用支撑式结构或无内支撑的悬臂式结构，锚索、锚杆锚拉式结构。因受被保护建筑基础和设备基础的深度、位置等各方面影响，悬臂式结构、锚索、锚杆锚拉式结构在许多情况下无法使用，只能采用支撑式结构。当深基坑处于狭长施工环境时，受基坑内支撑的影响，深基坑挖土施工极其困难，且支撑宜受到挖土设备碰撞，施工安全难以保证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何在狭长封闭的施工环境内，利用被保护基础做支护排桩锚体，深基坑支护采用无内支撑的锚拉式结构，为基坑土方开挖提供一种高效、安全的施工方法。
本发明所采用的技术方案是：在狭长封闭的工业厂房内，深基坑支护选用适宜的支护排桩桩型：H型钢桩、钢管桩、混凝土预制桩、灌注桩等；利用基坑外两边需保护的设备基础、厂房基础作为支护排桩的锚体，组合成支护排桩+被保护基础的锚拉体系。
利用被保护基础做锚体的深基坑无内支撑支护方法，首先判断被保护基础做深基坑无内支撑支护排桩的锚体是否适用，如果适用则进行设计施工，利用被保护基础建立锚拉式结构支护体系，支护排桩的锚体需同时满足以下五个条件则被保护基础做深基坑无内支撑支护排桩的锚体适用
条件1、地质为粉土、粉质粘土，无软弱土层；基坑降水能够达到基坑底标高下500mm；
条件2、土方开挖放坡1:1影响线不超过锚体基础宽度的30%位置；
条件3、土方开挖放坡1:2影响线不超过锚体基础宽度的70%位置；
条件4、锚体基础底标高到深基坑开挖底标高的净高差与支护排桩边到锚体基础边的净距离之比大于1:0.4；
条件5、锚体基础与土的摩擦力大于锚杆钢筋设计拉力。
本发明的有益效果是：本发明基坑支护排桩采用水泥搅拌桩插H型钢的支护结构工艺，利用被保护基础做锚体，无基坑内支撑的锚拉式结构，解决了受基坑内支撑影响，深基坑挖土极其困难的施工难题。
支护排桩和冠梁与锚体设备基础之间通过锚杆钢筋形成锚拉关系，通过被保护设备基础锚体的锚拉，支护排桩由悬臂受力变为锚拉式结构，支护结构变形大幅减小。由于支护结构变形大幅减小，被保护设备基础的沉降变形也大幅减小，支护排桩与被保护基础相辅相成，显著提高了基坑支护安全系数。
附图说明
图1是本发明的剖面结构示意图；
图2是实施例中数据示意图，单位是mm；
其中：1、基坑，2、支护排桩，3、止水帷幕，4、开挖影响线，5、被保护设备基础兼做锚体，6、生产设备，7、净高差，8、冠梁，9、锚杆钢筋，10、净距离。
具体实施方式
利用被保护基础做锚体的深基坑无内支撑支护方法
具体步骤如下：（一）现场调查；（二）深基坑支护排桩选型；（三）判断被保护基础做支护排桩的锚体是否适用；（四）锚杆钢筋要求；（五）冠梁设计、施工；
（一）现场调查：
1、调查既有建筑物基础、设备基础的位置、大小、埋置深度、与深基坑的距离；
2、调查既有场地水文地质情况：地下水位深度，各层土质技术参数；
3、计算既有设备基础边到拟新建构筑物基础边的净距离，确定支护排桩可以设计布置的位置范围。
（二）深基坑支护排桩选型：
1、深基坑支护排桩选择，常用桩型：H型钢桩、钢管桩、混凝土预制桩、灌注桩等；
2、深基坑支护排桩桩型选择需考虑基坑截水、止水、降水；支护排桩与止水帷幕统一设计，与现有技术要求相同。
（三）判断被保护基础做支护排桩的锚体是否适用；
利用被保护基础做支护排桩锚体的适用范围为：
条件1、地质为粉土、粉质粘土，无软弱土层；基坑降水能够达到基坑底标高下500mm；
条件2、土方开挖放坡1:1影响线不超过锚体基础宽度的30%位置；
条件3、土方开挖放坡1:2影响线不超过锚体基础宽度的70%位置；
条件4、锚体基础底标高到深基坑开挖底标高的净高差与支护排桩边到锚体基础边的净距离之比大于1:0.4。
条件5、锚体基础与土的摩擦力大于锚杆钢筋设计拉力。
满足上边5个条件可以使用被保护基础做锚体；
（四）锚杆钢筋要求；
1、锚杆钢筋直径不宜小于25mm；一端植入锚体基础，一端锚入冠梁中；植筋选用螺纹钢筋HRB400；钢筋按屈服强度深度植入锚体基础。
锚杆钢筋设计拉力按Fh取值
锚杆钢筋间距计算如下：Fh/N·fy·As
Fh：挡土结构计算宽度范围内的弹性支点水平反力；依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120计算。
N：钢筋根数
Fy：普通钢筋的抗拉强度设计值；
As：受拉钢筋的截面面积；
（五）冠梁设计、施工：
冠梁设计、施工按现有《建筑基坑支护技术》JGJ120设计、施工，进行锚杆钢筋抗拔试验，合格后进行基坑土方开挖。
实施例
太钢不锈铬钢酸洗线：太钢不锈冷轧厂新建Cr钢专用酸洗线工程，位于冷轧厂旧厂房3#混线西侧，E-F跨40～57轴线。新建Cr钢专用酸洗线设备基础底口宽度10.2米，长度约205.5米，基础挖土标高-7.70米。与本工程205.5米深基坑全长并行的建筑物、构筑物有：东侧为正常生产的3#混线设备基础，西侧为18个厂房柱基础，均在基坑开挖45°扩散角影响范围内，需采取保护措施。业主要求深基坑施工期间两台75吨天车正常运行，3#混线正常生产。
东侧3#混线与深基坑通长相邻，如果混线基础变形过大将对该生产线造成不可估量影响，后果极其严重；防止东侧混线基底土流失，控制沉降变形关系重大。
施工环境狭长，无施工通道，深基坑常规对顶支撑后，挖土极其困难，工期紧，且基坑长期暴露不利于安全生产，挖土成为制约工期进度的关键因素。
该工程支护排桩采用水泥搅拌桩插H型钢的支护结构型式，利用被保护设备基础做锚体。支护排桩、冠梁与设备基础之间通过锚杆钢筋形成锚拉式结构，利用被保护基础做锚体，实现深基坑无内支撑的锚拉式结构支护工艺。深基坑施工期间，太钢不锈3#混线正常生产，生产线设备基础变形符合规范要求，支护工艺取得圆满成功。
判断被保护基础做支护排桩的锚体是否适用；
如图2所示：3#混线炉子段设备基础宽12.0米，厚2.5米，上部为钢卷加热设备炉体，基础底标高-2.5米，与基坑距离2.1米，高差5.2米。在正常基坑降水良好情况下，-7.7m深基坑土方开挖边坡放坡系数为1:1，若降水效果差，边坡挖土影响宽度至少1:2左右。
地层土质见下表，符合“地质为较好的粉土、粉质粘土，无软弱土层；基坑降水能够达到基础底标高下500mm”要求；
土方开挖放坡1:1影响线达到基础3.1米，占基础宽度12.2m的25.4%，＜30%；
土方开挖放坡1:2影响线达到基础8.3米，占基础宽度12.2m的68.0%，＜70%；
锚体基础底标高到深基坑开挖底标高的净高差与支护排桩边到锚体基础边的净距离之比：5200：2100=1:0.404；0.404＞0.4。
锚体基础与土的摩擦力计算值大于锚杆钢筋设计拉力。
满足被保护基础做支护排桩锚体的5个条件要求。
通过计算，支护排桩位移约9mm，地面沉降三种算法：三角法16mm、指数法24mm、抛物线法最小12mm。沉降值满足规范《建筑基坑支护技术》JGJ120一级基坑支护的要求。
本工程2012年6月开始施工，2012年12月施工完毕，期间对混线基础、厂房柱基础进行了沉降观测，沉降值均小于10mm，沉降未对3#混线正常生产产生不良影响，证明该发明安全可靠。
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