[发明专利]防屈曲支撑与张弦梁相结合的模块化基坑支护体系

说明书

本发明是一种防屈曲支撑与张弦梁相结合的模块化基坑支护体系；其特征是：张弦钢梁围檩结构设置于围护桩结构内侧，张弦钢梁围檩结构包括张拉索及锚固端，张拉索横贯张弦钢梁围檩结构且该张拉索的张力通过锚固端进行调整；防屈曲支撑结构与围护桩结构内一侧的张弦钢梁围檩结构连接，另一端则通过连接螺栓与液压千斤顶连接；液压千斤顶的基座端通过螺栓再与围护桩结构内另一侧的张弦钢梁围檩结构的内侧连接；防屈曲支撑结构在基坑内平行设置多道。本支护体系结构简单、灵活可调并且稳固可靠，是一种经济性与适应性都很好的基坑支护方案。

技术领域

本发明涉及建筑的基坑施工领域，具体是一种防屈曲支撑与张弦梁相结合的模块化基坑支护体系。

背景技术

随着城市建设的不断发展，对地下空间的开发与利用已经成为解决城市用地紧张的必然选择，地下停车场、地铁、隧道等工程均会遇到基坑支护与开挖问题。目前，常用的基坑支护方式有多种，如：地下连续墙、土钉墙、高压旋喷桩、钢板桩、钻孔灌注桩、SMW工法等，都是为了保证基坑施工过程中的稳定性问题。但是，基坑失稳破坏的工程事故仍经常发生，且这种破坏通常是瞬间的，一方面是由于岩土工程的复杂性和不确定性较大造成的，另一方面也是由于基坑预警监测措施不足，或者发现基坑有破坏迹象或趋势，已不具备加固的时间与条件。

基坑外围通常采用混凝土桩、地下连续墙或者钢板桩作为围护体系，为了减小围护费用，通常基坑内部会设置支撑，对外围护结构做一定的侧向约束，从而减小围护结构的变形和截面尺寸。常用的支撑体系多为混凝土支撑或者普通钢支撑。混凝土支撑刚度好，但是土方开挖完成后需要破凿，造成材料不能回收利用，且工期较长，成本较高；钢支撑虽可拆除回收，但是支撑作为受压构件其稳定承载力随长度基本成2次方关系递减，支护成本随着基坑宽度增大会急剧增加，且钢支撑失稳破坏又是脆性破坏，在其初始失稳发生后将很快达到极限承载力，可能导致预警时间过短，基坑支护来不及加固，人员来不及逃生的重大安全事故。

发明内容

本发明的目的在于克服上述支护体系的缺陷，提供一种支护结构稳固且安全可靠的模块化基坑支护体系。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种防屈曲支撑与张弦梁相结合的模块化基坑支护体系，包括围护桩结构，张弦钢梁围檩结构，防屈曲支撑结构和液压千斤顶；其中，张弦钢梁围檩结构有两道并水平设置于围护桩结构的内侧，张弦钢梁围檩结构包括张拉索及锚固端，张拉索横贯张弦钢梁围檩结构且该张拉索的张力通过锚固端进行调整；防屈曲支撑结构的一端通过螺栓与围护桩结构内一侧的张弦钢梁围檩结构的内侧连接，另一端则通过连接螺栓与液压千斤顶的顶升连接端；液压千斤顶的基座端通过螺栓再与围护桩结构内另一侧的张弦钢梁围檩结构的内侧连接；防屈曲支撑结构在基坑内平行设置多道。

所述的防屈曲支撑与张弦梁相结合的模块化基坑支护体系，围护桩结构采用拉森钢板桩或混凝土灌注桩或地下连续墙的形式搭建。

本模块化基坑支护体系具有以下优点：

1、支护桩的侧向围檩采用张弦梁形式，可大幅度提高围檩钢梁承载力，减小基坑变形，并且可随时调整拉锁预应力大小，达到根据实际土压力情况调整构件内力和变形的作用，具有很高的灵活性与适应性。这是因为，土压力分为主动土压力、被动土压力和静止土压力，理论上主动土压力最小，被动土压力最大，静止土压力介于两者之间，主动土压力以基坑向支护桩侧向移动为工程条件，其以基坑支护侧向位移为代价，达到减小土压力的效果。由于地质条件的随机性，很多情况会导致土压力的计算值与实际情况不符；张悬梁通过在普通梁下加设压杆和预应力钢索，改变了梁的受力与变形特征，预应力索可大幅提高围檩钢梁的承载能力；通过调整预应力的索力进而控制围檩起拱矢高，控制土压力和基坑侧移大小，保证基坑不因土压力过大或侧移过大而失效。采用预应力张弦梁作为支护桩围檩可提供一种经济性与适应性都较好的技术方案。