一种跨越既有构筑物的基坑围护结构及其施工方法与流程

1.本发明属于明挖基坑围护结构施工领域，具体为一种跨越既有构筑物的基坑围护结构及其施工方法。


背景技术：

2.在跨越既有构筑物的围护桩施工中，由于围护桩与地下既有构筑物在竖向位置存在冲突的问题，即在既有构筑物范围内，不能施工围护桩，致使基坑围护桩间距过大，无法对既有构筑物上方的土体起到有效的支护作用，在基坑开挖过程中存在既有构筑物上方土体坍塌的风险。
3.为保证在开挖过程中基坑的安全稳定，传统做法是将地下既有构筑物进行改迁，或者改变后施工结构的形式，然后再施做围护桩，从而减少对既有构筑物的影响。此方法若对既有构筑物进行改迁，耗费时间和人力物力；若改变后施工结构的形式，则可能会影响施工结构的使用功能。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种跨越既有构筑物的基坑围护结构及其施工方法，以解决对既有构筑物改迁存在耗费时间和人力及物力；改变后施工结构的形式存在影响施工结构的使用功能的技术问题。
5.为此，本发明提供一种跨越既有构筑物的基坑围护结构，包括：围护桩，设置在既有构筑物的两侧；桩顶冠梁，横跨在既有构筑物上方、并且连结在围护桩的顶端之间；钢筋混凝土挡土板，连接在桩顶冠梁下部以及围护桩的临基坑侧之间。
6.优选地，所述围护桩包括双排围护桩和单排围护桩，所述双排围护桩设置在既有构筑物的两侧，所述单排围护桩设置在双排围护桩远离既有构筑物的一侧，并且单排围护桩与双排围护桩临基坑侧的围护桩平齐，所述钢筋混凝土挡土板连接在桩顶冠梁下部与双排围护桩的临基坑侧之间。
7.优选地，临基坑侧的双排围护桩内预埋有水平钢筋接驳器，所述水平钢筋接驳器沿竖向间隔设置，所述钢筋混凝土挡土板内的横向分布钢筋的两端分别与水平钢筋接驳器连接，进而将临基坑侧的双排围护桩与钢筋混凝土挡土板连接。
8.优选地，临基坑侧的双排围护桩内沿纵向间隔预埋有多个水平钢筋接驳器。
9.优选地，横向分布钢筋与竖向分布钢筋的交叉点位置之间通过挡土板内的拉结筋进行拉结。
10.优选地，所述水平钢筋接驳器预埋在临基坑侧的双排围护桩的钢筋笼内。
11.优选地，所述桩顶冠梁内预埋有竖向钢筋接驳器，所述竖向钢筋接驳器与钢筋混凝土挡土板内的竖向分布钢筋连接。
12.优选地，所述竖向分布钢筋的底部连接有套筒。
13.另外，本发明还提供上述跨越既有构筑物的基坑围护结构的施工方法，包括以下步骤：步骤一、在既有构筑物的两侧施工围护桩；步骤二、凿除围护桩的桩头，绑扎桩顶冠梁的钢筋，围护桩的钢筋锚入桩顶冠梁内，并浇筑混凝土；步骤三、土方开挖：在桩顶冠梁达到设计强度后，开始自上而下开挖基坑土方；步骤四、钢筋混凝土挡土板施工：绑扎钢筋混凝土挡土板的竖向分布钢筋和横向分布钢筋，将横向分布钢筋的两端锚入临基坑侧的围护桩内，将竖向分布钢筋的顶端与桩顶冠梁连接，浇筑混凝土。
14.优选地，步骤三中的土方分为多次开挖，同时步骤四中的钢筋混凝土挡土板分为多次施工，每次施工的钢筋混凝土挡土板的高度为h，其中第一次土方开挖时，土方开挖深度为h+20cm，第二次及之后土方开挖时，土方开挖深度均为h，每开挖一次土方后，在基坑内支设模板并浇筑一节钢筋混凝土挡土板。
15.与现有技术相比，本发明的特点和有益效果为：本发明在既有构筑物的两侧设置围护桩，在既有构筑物上方、围护桩的顶部之间施工桩顶冠梁，并在桩顶冠梁的底部与围护桩的临基坑侧之间连接钢筋混凝土挡土板，其中围护桩起到支撑和稳定基坑周边土体的作用，防止土体坍塌。桩顶冠梁设置在围护桩的顶端，将基坑周边及既有构筑物两侧的围护桩连接为整体，增加整个结构的稳定性。钢筋混凝土挡土板用于抵抗土体和地下水的侧向压力，防止土体坍塌和地下水的渗透，起到支撑土体的作用，保证既有构筑物上方土体的稳定性。本发明不需要对既有构筑物进行改迁，也不需要改变后施工结构的形式，能够有效地保护既有构筑物的稳定性，减少对既有构筑物的影响。另外本发明的基坑围护结构是跨越既有构筑物的，可以最大限度地利用空间，减少基坑对周围环境的侵占。
附图说明
16.图1为跨越既有构筑物的基坑围护结构的俯视结构示意图；图2为图1中a-a剖面示意图；图3为双排围护桩与钢筋混凝土挡土板连接的平面示意图；图4为双排围护桩与部分钢筋混凝土挡土板连接的立面示意图。
17.附图标注：1-既有构筑物、2-双排围护桩、3-单排围护桩、4-桩顶冠梁、5-钢筋混凝土挡土板、6-套筒、7-水平钢筋接驳器、8-横向分布钢筋、9-竖向分布钢筋、10-挡土板内拉结筋、11-竖向钢筋接驳器。
具体实施方式
18.为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。
19.在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本技术权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的
替换和修改的技术方案。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.实施例一如图1和图2所示为一种跨越既有构筑物的基坑围护结构，该基坑围护结构包括围护桩、桩顶冠梁4和钢筋混凝土挡土板5，其中围护桩设置在既有构筑物1的两侧。桩顶冠梁4设置在既有构筑物1上方、并且连接在围护桩的顶端之间。钢筋混凝土挡土板5连接在桩顶冠梁4与临基坑侧的围护桩之间。钢筋混凝土挡土板5内设置有横向分布钢筋8和竖向分布钢筋9。本发明中围护桩起到支撑和稳定基坑周边土体的作用，防止土体坍塌。桩顶冠梁4连接在围护桩的顶端，将基坑周围及既有构筑物两侧的围护桩连接为整体，增加整个结构的稳定性。钢筋混凝土挡土板5用于抵抗土体和地下水的侧向压力，防止土体坍塌和地下水的渗透，起到支撑土体的作用，保证既有构筑物上方土体的稳定性。
23.在一种优选的实施方式中，围护桩包括双排围护桩2和单排围护桩3，双排围护桩2设置在既有构筑物1的两侧，单排围护桩3设置在双排围护桩2远离既有构筑物1的一侧，并且单排围护桩3与双排围护桩2临基坑侧的围护桩平齐，钢筋混凝土挡土板5连接在桩顶冠梁4下部与双排围护桩2的临基坑侧之间。与单排围护桩3相比，双排围护桩2具有更好的整体刚度，通过桩顶冠梁4将双排围护桩2连结为刚性整体，可提供更大的抗侧移能力，共同抵抗来自土体两个方向（包括朝向基坑内侧方向和朝向既有构筑物方向）的侧向压力，从而减小桩身位移及基坑和周边环境的变形。但是与单排围护桩3相比，双排围护桩2造价更高。因此，本技术采用双排围护桩2和单排围护桩3的组合形式，可以一方面保证抗侧移能力，另一方面可以降低成本。
24.如图3所示，临基坑侧的双排围护桩2内预埋有水平钢筋接驳器7，具体地，水平钢筋接驳器7预埋焊接在临基坑侧的双排围护桩2的钢筋笼内。水平钢筋接驳器7沿竖向间隔设置，钢筋混凝土挡土板5内的横向分布钢筋8的两端分别与水平钢筋接驳器7连接。
25.如图4所示，桩顶冠梁4内预埋有竖向钢筋接驳器11。竖向钢筋接驳器11沿水平方向间隔设置，竖向钢筋接驳器11与钢筋混凝土挡土板5内的竖向分布钢筋9连接。拉结筋10在横向分布钢筋8与竖向分布钢筋9交点处将内外双层钢筋拉结在一起，增强其整体受力性能，提高钢筋混凝土挡土板5的抗剪性能和抗弯性能。
26.本发明通过钢筋混凝土挡土板5内的横向分布钢筋8和临基坑侧的双排围护桩2内预埋的水平钢筋接驳器7连接，通过钢筋混凝土挡土板5内的竖向分布钢筋9和桩顶冠梁4内的竖向钢筋接驳器11连接，从而将钢筋混凝土挡土板5与桩顶冠梁4及双排围护桩2连接为
刚性整体，进而提高整个基坑围护结构的刚度和稳定性，最终增强钢筋混凝土挡土板5、桩顶冠梁4及双排围护桩2的共同承载能力。这种做法可以使双排围护桩2与钢筋混凝土挡土板5之间形成刚性连接，提高基坑围护结构的刚度和稳定性，减少基坑的变形和沉降，还能有效抵抗基坑外侧土体的水平力作用，防止土体的侧向位移和滑动，提高安全性。
27.在一种优选的实施方式中，临基坑侧的双排围护桩2内沿纵向间隔预埋有多个水平钢筋接驳器7，这种做法可以将荷载从钢筋混凝土挡土板5均匀分散到双排围护桩2上。另外，钢筋混凝土挡土板5受到荷载时，通过竖向钢筋接驳器11和竖向分布钢筋9将荷载传递到桩顶冠梁4上，减少钢筋混凝土挡土板5的弯曲变形，从而减少钢筋混凝土挡土板5的承载压力，提高整个基坑围护结构的承载能力。在一个优选的实施方式中，竖向分布钢筋9的底部连接有套筒6，在施工完一节钢筋混凝土挡土板5后，套筒6可以用于与下一节钢筋混凝土挡土板5内的竖向分布钢筋9连接。
28.实施例二上述跨越既有构筑物的基坑围护结构的施工方法包括以下步骤：步骤一、在既有构筑物1的两侧施工围护桩：在钢筋加工场内加工制作围护桩钢筋笼，并在临基坑侧的双排围护桩2的钢筋笼内预埋内外两层水平钢筋接驳器7。采用钻孔灌注桩施工，灌注桩内按设计要求插入钢筋笼并浇筑混凝土，形成双排围护桩2。然后在双排围护桩2的外侧施工单排围护桩3。
29.步骤二、凿除双排围护桩2和单排围护桩3的桩头，绑扎桩顶冠梁4的钢筋，在桩顶冠梁4内预埋内外两层竖向钢筋接驳器11，双排围护桩2及单排围护桩3的钢筋锚入桩顶冠梁4内，并浇筑混凝土。
30.步骤三、土方开挖：在桩顶冠梁4达到设计强度后，开始自上而下开挖基坑土方。土方开挖时，需要将水平钢筋接驳器7剥离出来，便于后续将横向分布钢筋8的两端分别与水平钢筋接驳器7连接。还需要凿出内外两层竖向钢筋接驳器11，便于将竖向分布钢筋9与竖向钢筋接驳器11连接。
31.步骤四、钢筋混凝土挡土板5施工：绑扎钢筋混凝土挡土板5的竖向分布钢筋9和横向分布钢筋8，将横向分布钢筋8的两端锚入临基坑侧的围护桩内，将竖向分布钢筋9的顶端锚入桩顶冠梁4内，浇筑混凝土。具体地，横向分布钢筋8的两端分别与水平钢筋接驳器7连接，竖向分布钢筋9与竖向钢筋接驳器11连接。横向分布钢筋8与竖向分布钢筋9的连接节点之间通过挡土板内的拉结筋10连接。
32.实施例三与实施例二不同的是，本实施例中，步骤三中的土方分为多次开挖，同时步骤四中的钢筋混凝土挡土板5分为多次施工，每次施工的钢筋混凝土挡土板5的高度为h，其中第一次土方开挖时，土方开挖深度为h+20cm左右，第二次及之后土方开挖时，土方开挖深度均为h，每开挖一次土方后，在基坑内支设模板并浇筑一节钢筋混凝土挡土板5，每次施工的钢筋混凝土挡土板5高度均为h。
33.如图4所示为第一次土方开挖完成，并浇筑完第一节钢筋混凝土挡土板5后的示意图。
34.具体以某工程为例，每节钢筋混凝土挡土板5的高度为1.5m，第一次土方开挖高度为1.7m，预留0.2m的空间方便安装钢筋混凝土挡土板5的模板。土方开挖时，需要将水平钢
筋接驳器7剥离出来，便于后续将横向分布钢筋8的两端分别与水平钢筋接驳器7连接。还需要凿出内外两层竖向钢筋接驳器11，便于将竖向分布钢筋9与竖向钢筋接驳器11连接。
35.施工第一节钢筋混凝土挡土板5时，将横向分布钢筋8的两端分别与水平钢筋接驳器7连接，竖向分布钢筋9与竖向钢筋接驳器11连接，并将横向分布钢筋8与竖向分布钢筋9的连接节点之间通过挡土板内的拉结筋10连接。最后支设1.5高的模板并浇筑混凝土，形成钢筋混凝土挡土板5。第二次及后续土方开挖时，土方仅挖1.5m。
36.待基坑内土方全部开挖完成后，按照顺作法自下而上施工主体结构。
37.以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种跨越既有构筑物的基坑围护结构，其特征在于，包括：围护桩，设置在既有构筑物（1）的两侧；桩顶冠梁（4），横跨在既有构筑物（1）上方、并且连结在围护桩的顶端之间；钢筋混凝土挡土板（5），连接在桩顶冠梁（4）下部与围护桩的临基坑侧之间。2.根据权利要求1所述的跨越既有构筑物的基坑围护结构，其特征在于，所述围护桩包括双排围护桩（2）和单排围护桩（3），所述双排围护桩（2）设置在既有构筑物（1）的两侧，所述单排围护桩（3）设置在双排围护桩（2）远离既有构筑物（1）的一侧，并且单排围护桩（3）与双排围护桩（2）临基坑侧的围护桩平齐，所述钢筋混凝土挡土板（5）连接在桩顶冠梁（4）的下部与双排围护桩（2）的临基坑侧之间。3.根据权利要求1所述的跨越既有构筑物的基坑围护结构，其特征在于，临基坑侧的双排围护桩（2）内预埋有水平钢筋接驳器（7），所述水平钢筋接驳器（7）沿竖向间隔设置，所述钢筋混凝土挡土板（5）内的横向分布钢筋（8）的两端分别与水平钢筋接驳器（7）连接，进而将临基坑侧的双排围护桩（2）与钢筋混凝土挡土板（5）连接。4.根据权利要求3所述的跨越既有构筑物的基坑围护结构，其特征在于，临基坑侧的双排围护桩（2）内沿纵向间隔预埋有多个水平钢筋接驳器（7）。5.根据权利要求4所述的跨越既有构筑物的基坑围护结构，其特征在于，横向分布钢筋（8）与竖向分布钢筋（9）的交叉点位置之间通过挡土板内的拉结筋（10）进行拉结。6.根据权利要求3所述的跨越既有构筑物的基坑围护结构，其特征在于，所述水平钢筋接驳器（7）预埋在临基坑侧的双排围护桩（2）的钢筋笼内。7.根据权利要求1所述的跨越既有构筑物的基坑围护结构，其特征在于，所述桩顶冠梁（4）内预埋有竖向钢筋接驳器（11），所述竖向钢筋接驳器（11）与钢筋混凝土挡土板（5）内的竖向分布钢筋（9）连接。8.根据权利要求7所述的跨越既有构筑物的基坑围护结构，其特征在于，所述竖向分布钢筋（9）的底部连接有套筒（6）。9.一种如权利要求1-8任意一项所述的跨越既有构筑物的基坑围护结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在既有构筑物（1）的两侧施工围护桩；步骤二、凿除围护桩的桩头，绑扎桩顶冠梁（4）的钢筋，围护桩的钢筋锚入桩顶冠梁（4）内，并浇筑混凝土；步骤三、土方开挖：在桩顶冠梁（4）达到设计强度后，开始自上而下开挖基坑土方；步骤四、钢筋混凝土挡土板（5）施工：绑扎钢筋混凝土挡土板（5）的竖向分布钢筋（9）和横向分布钢筋（8），将横向分布钢筋（8）的两端锚入临基坑侧的围护桩内，将竖向分布钢筋（9）的顶端与桩顶冠梁（4）连接，浇筑混凝土。10.根据权利要求9所述的跨越既有构筑物的基坑围护结构的施工方法，其特征在于，步骤三中的土方分为多次开挖，同时步骤四中的钢筋混凝土挡土板（5）分为多次施工，每次施工的钢筋混凝土挡土板（5）的高度为h，其中第一次土方开挖时，土方开挖深度为h+20cm，第二次及之后土方开挖时，土方开挖深度均为h，每开挖一次土方后，在基坑内支设模板并浇筑一节钢筋混凝土挡土板（5）。

技术总结
本发明的跨越既有构筑物的基坑围护结构及其施工方法属于明挖基坑围护结构施工领域，本发明在既有构筑物的两侧设置围护桩，在既有构筑物上方、围护桩的顶部之间设置桩顶冠梁，并在桩顶冠梁与围护桩的临基坑侧之间连接钢筋混凝土挡土板，其中围护桩起到支撑和稳定基坑周边土体的作用，防止土体坍塌。桩顶冠梁设置在围护桩的顶端，将既有构筑物两侧及基坑周边的围护桩连接起来，增加整个围护结构的稳定性。钢筋混凝土挡土板用于抵抗土体和地下水的侧向压力，防止土体坍塌和地下水的渗透，起到支撑土体的作用，保证基坑周边土体的稳定性。本发明不需要改迁既有构筑物或者改变后施工结构形式，有效地保护既有构筑物的稳定性，减少对既有构筑物的影响。少对既有构筑物的影响。少对既有构筑物的影响。


技术研发人员：邢旗胜 邓智 郑小卫 祝潇洁 韩新奇 郭扬 吴延白 钱如兴 张建生 武军伟
受保护的技术使用者：北京建工土木工程有限公司
技术研发日：2023.08.21
技术公布日：2023/9/22