[发明专利]拱圈挡土结构及其施工方法

说明书

本发明属于建筑施工中的基础工程，特别是开挖地下室的护坡挡土结构及其施工方法。

建筑工程的地下室结构施工中，对基坑边坡的支护挡土方法，直接影响着工程费用、工期和安全。国内外一般是采用钢板桩或钢筋混凝土桩挡土，这样的挡土桩处于很不利的垂直悬臂受力状态，而且为了获得可靠的嵌固，挡土桩的长度要比基坑深度大一倍左右，即使如此，挡土桩顶仍然经常出现过大的位移。

由于土侧压力在水平方向是均布的，是只随深度而增大的分布荷载，没有集中荷载，这就有利于用水平拱圈来支挡土压力。拱圈是以受压为主的结构，能充分发挥混凝土抗压强度高的材料特性，而且拱圈不必对坑壁的全高度都加支护，只需支护中间部位的适当高度即可，这就使采用拱圈挡土比采用挡土桩挡土经济得多；拱圈施工是与基坑挖土同步交叉进行，独占工期很短，施工进度快。

本发明的目的是对“闭合拱圈挡土结构及其施工方法”。(专利申请号：92110427.8)的深化和发展。因为闭合拱圈要求基坑四周都有允许起拱的施工场地，而带地下室的高层建筑又经常是紧邻马路的，或在建筑群中靠近其他建筑，因此，地下室基坑四周都有起拱场地的情况较少，这就限制了“闭合拱圈挡土”的使用范圈。为了发挥拱圈挡土结构的优良特性，使之能在大多数地下室施工中应用，需要设计一种“非闭合拱圈挡土结构”及其施工方法。

本发明的拱圈挡土结构，是在基坑四周，由拱圈和挡土桩组成，拱圈为1～4个水平状抛物线型独立拱圈，在拱壁的上、下沿和中部设有环向肋梁；挡土桩为灌注桩、钢板桩，其特征是，水平状抛物线型独立拱圈与水平状抛物线型独立拱圈连接处，将拱壁加厚，加筋，成为闭合端拱脚基础；水平状抛物线型独立拱圈与挡土桩相交处的非闭合端，与拱圈轴线呈垂直状设置2～4根灌注桩，构成非闭合端拱脚基础；在未构筑拱圈的基坑边界，构筑挡土桩。

本发明的拱圈挡土结构的施工方法是：

先在水平状抛物线型独立拱圈的非闭合端，垂直于拱圈轴线，并列构筑2～4根灌注桩或预制桩，成为非闭合端拱脚基础；

拱圈沿基坑深度方向，每2～3米高为一道拱圈；将每一道拱圈沿长度方向，每8～10米为一施工段；分段开挖拱圈基槽，分段构筑拱圈，拱圈的常用矢高f＝(0.12～0.16)跨度L，在拱圈与拱圈连接处，将连接处左右各2～3米范围的拱壁加厚、加筋，构成闭合端拱脚基础；

一道拱圈施工合笼后，在拱圈外圈回填土挤密，在拱圈上部构筑肋梁；

开挖下一道拱圈基槽，分段构筑拱圈；

在两道拱圈之间，构筑肋梁；

如此施工顺序，构筑下一道拱圈和肋梁，直至需要的挡土深度；

在未构筑拱圈的基坑边界，构筑挡土桩。

本发明的拱圈挡土结构及其施工方法的优点是，不要求基坑四周同时都用拱圈挡土，即不要求拱圈闭合，对地下室基坑紧邻马路或其他建筑没有起拱场地的部分，可采用挡土桩等其他挡土结构，而对允许起拱的部分(一边、两边或三边)用拱圈挡土，这时的基坑是由独立的水平拱圈与挡土桩等其他挡土结构共同组成混合型挡土结构支护，这样的非闭合拱圈挡土结构，能在大多数地下室基坑施工中应用。一般情况是，基坑的四边中，有一边由挡土桩改为拱圈挡土结构，可节约15％的支护费用，两边的挡土桩改为拱圈挡土结构，可节约30％的支护费用。

以下结合附图及实施例，对本发明作进一步描述。

图1是拱圈挡土结构的平面图。

图2是拱圈挡土结构的拱圈剖面图。

由图可见，本发明的拱圈挡土结构，是在基坑四周，由拱圈和挡土桩组成，拱圈为1～4个水平状抛物线型独立拱圈，在拱壁的上、下沿和中部设有环向肋梁；挡土桩为灌注桩，其特征是，水平状抛物线型独立拱圈1与水平状抛物线型独立拱圈2连接处，将拱壁加厚，加筋，成为闭合端拱脚基础3；水平状抛物线型独立拱圈与挡土桩5相交处的非闭合端，与拱圈轴线呈垂直状设置2～4根灌注桩，构成非闭合端拱脚基础4：在未构筑拱圈的基坑边界，构筑挡土桩5。

本发明的拱圈挡土结构的施工方法是：

在水平状抛物线型独立拱圈的非闭合端，并列构筑2～4根灌注桩，成为非闭合端拱脚基础4；

将拱圈沿基坑深度方向，每2～3米高作为一道拱圈；将每一道拱圈沿长度方向，每8～10米为一施工段，分段开挖拱圈基槽，分段构筑拱圈，取拱圈的矢高f＝(0.12～0.16)跨度L，在拱圈与拱圈连接处，将拱壁加厚、加筋，构成闭合端拱脚基础3；

一道拱圈6施工合笼后，在拱圈外圈回填土挤密，在拱圈上部构筑肋梁7；

开挖下一道拱圈基槽，分段构筑第二道拱圈8；

在两道拱圈之间，构筑肋梁9；