[发明专利]刚性框架式基坑内支撑结构及施工方法

说明书

 

技术领域

本发明属于土木建筑工程领域，涉及一种基坑支护工程，特别涉及一种刚性框架式基坑内支撑结构及施工方法。

 

背景技术

目前在基坑支护结构中，普遍采用了内支撑结构，传统的内支撑结构多为对撑或角撑，这种形式的支撑需要大量的立柱，投资费用较大，施工工期较长，而且还给挖土带来极大的不便，使得挖土费用增加，挖土工期增长，因此减少内支撑是降低基坑支护造价，缩短工期的有效手段。

 

发明内容

技术问题：本发明的目的旨在提供一种可以减少内支撑的数量、减少立柱的数量，给挖土提供大的空间，从而降低工程造价，节约投资的刚性框架式基坑内支撑结构，同时提供一种该支撑结构的施工方法。       

技术方案：本发明的刚性框架式基坑内支撑结构沿基坑四周布置，包括设置于基坑周边的挡土止水排桩、与挡土止水排桩相连接的边梁、设置在基坑中的刚性框架结构、与所述刚性框架结构内侧边缘连接的临时排桩，所述刚性框架结构由相交的长梁和短梁、设置在所述长梁和短梁相交节点处的立柱构成，长梁和短梁相交的节点与其下一层的位于同一短梁竖直平面内的对角节点之间连接有斜杆，紧邻基坑边缘的短梁还与边梁连接；立柱采用格构式钢结构或钢管，由设置在坑底标高以下的下柱和设置在坑底标高以上的上柱连接而成。

本发明刚性框架式基坑内支撑结构的优选方案中，所述刚性框架结构中设置多层长梁和短梁，每层长梁和短梁的节点均与立柱连接。

本发明刚性框架式基坑内支撑结构的优选方案中，刚性框架结构中设置单层长梁和短梁，所述斜杆的下端与基坑底面处的立柱和边梁连接。

本发明刚性框架式基坑内支撑结构的优选方案中，刚性框架结构中的长梁、短梁和立柱的位置、标高、截面尺寸和受力特性根据地下室的设计要求和参数确定。

本发明刚性框架式基坑内支撑结构的优选方案中，底板下面设置有位于基坑底标高以下的小桩，底板与立柱、斜杆和挡土止水排桩连接并一同浇筑，所述小桩置入土层中并嵌固在底板内。

本发明中，长梁设置与边梁相平行，短梁设置与边梁相垂直，在短梁与边梁的相交处二者浇筑成为一体。

当本发明的刚性框架式基坑内支撑结构的各层标高与地下室各层标高一致，且立柱与地下室柱距相同，结构中的长梁、短梁和立柱的截面尺寸和特性与地下室结构各相应构件的设计参数一致时，刚性框架式基坑内支撑结构就可以兼作地下室结构，从而省去了立柱，省去了短梁及长梁，这种地下室结构与刚性框架式基坑内支撑结构的合二为一，大大的节约了投资，缩短了工期。

最上面一层边梁通常设置在挡土止水排桩的顶部，且固定连接；其余边梁设置在挡土止水排桩的腰部，长梁、短梁及斜杆均与立柱相交且固定连接，长梁、短梁、斜杆沿竖向的层数可以是单层、多层，具体由计算确定。

本发明中并没有限定立柱的列数，这就是说包括一跨及多跨刚性框架的情况，具体框架的榀数由计算确定。

立柱的下柱设置在坑底标高以下，上柱设置在坑底标高以上，上柱采用格构式钢结构或钢管。

为了进一步提高刚性框架式内支撑结构的刚度，减少支护结构的变形，土方开挖到底后，可根据设计向地下室以下的土中打入一些小桩，并将这些小桩浇筑并嵌固在地下室底板内，即地下室底板与立柱、斜杆、挡土止水排桩、及小桩浇筑在一起，形成了一个整体，小桩的数量、长度、排列及位置由设计计算确定，不受示意图限制。

本发明的刚性框架式基坑内支撑结构的施工方法，其具体步骤是：

1）施工构筑挡土止水排桩、立柱和临时排桩；

2）开挖土方至立柱、临时排桩和挡土止水排桩的桩顶标高；

3）浇筑施工最上面一层长梁、短梁和边梁；

4）在临时排桩至挡土止水排桩之间向下挖土，直至第二层长梁的底标高。

5）施工第二层长梁、短梁、边梁，以及第一层短梁与第二层短梁之间的斜杆；

6）按上述步骤2）—5）继续施工，直至开挖土方到基坑底标高，构筑完成全部刚性框架结构；    

7）开挖基坑内其余土方，并回收临时排桩，浇筑地下室底板；

8）从下向上逐层施工地下室，并拆除刚性框架结构。

本发明施工方法的优选方案中，步骤8）中拆除刚性框架结构时，如果利用刚性框架结构作为地下室结构组成部分，则保留长梁、短梁和立柱，仅拆除斜杆，否则将长梁、短梁、立柱和斜杆全部拆除。

本发明施工方法的优选方案中，步骤6）中开挖土方到基坑底标高后，还在基坑底部施工小桩和最下面一层斜杆，并浇筑底板。