本發明涉及一種基坑支護結構，以及該基坑支護結構的施工方法，屬巖土工程的基坑邊坡支護技術領域。

背景技術：

在工程建設中，常常會遇到上部雜填土、下部堅硬巖土層類似的基坑，不可避免的會涉及到巖土工程基坑支護的穩定性問題。基坑的垮塌事故不僅給國民經濟帶來嚴重的損失，而且對人民的生命和財產也構成了巨大威脅。

目前的基坑支護方法，主要有土釘錨固支護、地下連續墻支護、板樁支護、排樁支護。土釘錨固支護、地下連續墻支護不需要樁機作業，施工時沖擊振動小、噪音低、容易控制基坑的變形。板樁支護、排樁支護施工場地要求較高，適合于各種較復雜的地質環境。

板樁支護、排樁支護形成的支護結構整體穩定性較好，但機械設備成本高，工程量大。鋼筋混凝土地下連續墻是一種比人工挖孔樁樁和旋挖樁造價還高的的結構形式，且廢泥漿處理困難，容易造成環境污染。土釘錨固支護相對以上幾種支護方式，造價較低，施工方便，綠色環保，但其面層的抵抗作用很小，土釘間距布設較緊密，且土釘嵌入土體深度需要很長，施工起來略顯困難。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：提供一種結構形式簡單、對基坑支護效果好的基坑支護結構，該支護結構形式強度高、剛度好、施工振動小、造價低。

為解決上述技術問題本發明所采用的技術方案是：基坑支護結構，包括主梁、次梁、擋土板和錨固梁，主梁在基坑側壁表面縱向間隔設置，次梁在基坑側壁表面橫向間隔設置，主梁和次梁相連接后形成的框架梁用于布設擋土板，錨固梁一端連接于框架梁上、另一端伸入基坑側壁內錨固。

作為本發明的進一步方案，主梁、次梁、擋土板和錨固梁均為鋼筋混凝土結構。

作為本發明的進一步方案，錨固梁連接于主梁上；錨固梁和主梁的結合處在鋼筋混凝土結構內還布設有彎曲鋼筋。

作為本發明的進一步方案，錨固梁設于滑移面下方；錨固梁傾斜設置，并且錨固梁伸入基坑側壁內錨固的一端相較于另一端為處于低處的一端；錨固梁與水平面的夾角為15°至20°。

作為本發明的進一步方案，錨固梁伸入基坑側壁內錨固的一端具有擴大端頭。

相應地，本發明還提供上述基坑支護結構的施工方法，施工步驟為：

一、準備工作：根據地質情況完成設計圖紙；采用的基坑支護結構為：包括主梁、次梁、擋土板和錨固梁，主梁在基坑側壁表面縱向間隔設置，次梁在基坑側壁表面橫向間隔設置，主梁和次梁相連接后形成的框架梁用于布設擋土板，錨固梁一端連接于框架梁上、另一端伸入基坑側壁內錨固；

二、上部基坑開挖：錨固梁與框架梁交接處以上的基坑部分為上部基坑，根據設計圖紙，從自然坡面線開挖基坑土，對上部基坑采用分級開挖；

三、上部基坑的支護結構制作：在開挖完每一級基坑后，立即進行相應層級基坑的主梁、次梁、擋土板的鋼筋制作和澆筑混凝土，直到完成上部基坑支護；

四、鉆孔施工：在完成上部基坑支護后，進行鉆孔施工，直至錨固梁的設計深度；

五、錨固梁制作：完成鉆孔施工后，進行錨固梁的鋼筋綁扎和澆筑混凝土；

六、下部基坑開挖：根據設計圖紙，對下部的基坑土采用分級開挖；

七、下部基坑的支護結構制作：在開挖完每一級基坑土后，立即進行相應層級基坑的主梁、次梁、擋土板的鋼筋制作和澆筑混凝土，直到開挖到基坑設計線，完成下部基坑支護。

作為本發明的進一步方案，在基坑支護結構中，錨固梁設于滑移面下方；錨固梁傾斜設置，并且錨固梁伸入基坑側壁內錨固的一端相較于另一端為處于低處的一端；錨固梁與水平面的夾角為15°至20°；在步驟一所述的準備工作中，根據地質情況，按土體穩定分析法計算土體自重G和土壓力F，確定出滑移面的位置和錨固梁的鉆孔位置之后，然后再進行圖紙設計。

作為本發明的進一步方案，在基坑支護結構中，錨固梁連接于主梁上；錨固梁和主梁的結合處在鋼筋混凝土結構內還布設有彎曲鋼筋；彎曲鋼筋的綁扎在步驟五所述的錨固梁制作中進行。

作為本發明的進一步方案，在步驟四所述的鉆孔施工中，鉆孔至錨固梁的設計深度后，在孔底端進行擴孔，形成擴大端頭。

本發明的有益效果是：

1、形成“丁”字型基坑支護結構，通過土壓力和土體自重作用在錨固梁上，使得主梁受到向坑壁內的拉力，限制次梁和擋土板緊扣在坑壁上，達到覆壓的目的，從而提高支護結構的穩定性。

2、通過在錨固梁端部擴孔形成擴大端頭，當上部基坑支護結構受到較大土壓力時，起到抗拔的作用，提高了支護結構的抗傾覆能力，增加了支護結構的安全性。

3、基坑支護結構為鋼筋混凝土結構，強度高，剛度好，并且通過在主梁與錨固梁的結合處，附加彎曲鋼筋，增加了“丁”字型結構的剛度，將土壓力和土體自重有效地分解和傳遞，從而提高了整個支護結構的穩定性。

4、基坑支護結構采用邊開挖邊支護，保證了基坑的穩定性，不需要采用大型機械設備，噪音小、工期短、工程造價低。

本發明主要適用于上部軟弱下部堅硬的巖土環境，主要應用于具有二元結構環境的邊坡支護、基坑支護。

附圖說明

圖1為本發明中基坑支護結構的剖面示意圖；

圖2為本發明中基坑支護結構的正立面示意圖；

圖中零部件、部位及編號：1-基坑土；2-自然坡面線；3-滑移面；4-主梁；5-錨固梁；6-擴大端頭；7-次梁；8-擋土板；9-基坑設計線；10-附加彎曲筋；G-土體自重；F-土壓力。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。

如圖1、圖2所示，對于基坑支護結構，包括主梁4、次梁7、擋土板8和錨固梁5，主梁4在基坑側壁表面縱向間隔設置，次梁7在基坑側壁表面橫向間隔設置，主梁4和次梁7相連接后形成的框架梁用于布設擋土板8，錨固梁5一端連接于框架梁上、另一端伸入基坑側壁內錨固。其中錨固梁5優選連接于主梁4上。本發明中，錨固梁5相對于主梁4、次梁7、擋土板8形成“丁”字型支護結構，通過土壓力和土體自重作用在錨固梁5上，使得主梁4受到向坑壁內的拉力，限制次梁7和擋土板8緊扣在坑壁上，達到覆壓的目的，從而提高支護結構的穩定性。

主梁4、次梁7、擋土板8和錨固梁5均優選采用鋼筋混凝土結構，其強度高，剛度好；另外，錨固梁5和主梁4的結合處在鋼筋混凝土結構內還布設有彎曲鋼筋10，增加了“丁”字型結構的剛度，將土壓力和土體自重有效地分解和傳遞，從而提高了整個支護結構的穩定性。

優選地，錨固梁5設于滑移面3下方；錨固梁5傾斜設置，并且錨固梁5伸入基坑側壁內錨固的一端相較于另一端為處于低處的一端；錨固梁5與水平面的夾角為15°至20°；而錨固梁5的深度需根據土壓力F和土體自重G作用在擋土板及主梁上的反作用力決定。采用該結構，可提高整個支護結構的穩定性。

優選地，錨固梁5伸入基坑側壁內錨固的一端具有擴大端頭6。當上部基坑支護結構受到較大土壓力時，起到抗拔的作用，提高了支護結構的抗傾覆能力，增加了支護結構的安全性。

對于上述優選實施例的基坑支護結構的施工方法，施工步驟為：

一、準備工作：根據地質情況，按土體穩定分析法計算土體自重G和土壓力F，確定出滑移面3的位置和錨固梁5的鉆孔位置之后，進行圖紙設計，完成基坑支護結構的設計圖紙；

二、上部基坑開挖：錨固梁5與主梁4交接處以上的基坑部分為上部基坑，根據設計圖紙，從自然坡面線2開挖基坑土1，對上部基坑采用分級開挖；

三、上部基坑的支護結構制作：在開挖完每一級基坑后，立即進行相應層級基坑的主梁4、次梁7、擋土板8的鋼筋制作和澆筑混凝土，直到完成上部基坑支護；澆筑混凝土時，需在離錨固梁鉆孔處預留2.0m，待綁扎完成附加彎曲筋10后再澆筑混凝土；

四、鉆孔施工：在完成上部基坑支護后，進行鉆孔施工，直至錨固梁5的設計深度，并在孔底端進行擴孔，以便形成擴大端頭6；

五、錨固梁5制作：完成鉆孔施工后，進行錨固梁5的鋼筋綁扎和澆筑混凝土；在進行錨固梁鋼筋5制作時，需完成附加彎曲筋10的制作，并澆筑混凝土；錨固梁5制作時，在錨固梁5與主梁4交接處，需向下開挖部分土，預留出附加彎曲筋的制作空間；

六、下部基坑開挖：根據設計圖紙，對下部的基坑土1采用分級開挖；

七、下部基坑的支護結構制作：在開挖完每一級基坑土后，立即進行相應層級基坑的主梁4、次梁7、擋土板8的鋼筋制作和澆筑混凝土，直到開挖到基坑設計線9，完成下部基坑支護。