[发明专利]斜拉式空间桁架基坑内支撑体系

说明书

本发明公开了一种斜拉式空间桁架基坑内支撑体系，包括钢绞线、立柱、腹杆、水平支撑、斜撑和连接件；所述的立柱设于第一道水平支撑中间上部，腹杆安装在任两道水平支撑之间，形成空间桁架，斜撑支于最下一道水平支撑与腰梁之间，钢绞线的两端分别锚固于立柱的顶部和冠梁处，形成斜拉式空间桁架。本发明将空间桁架引入基坑内支撑体系，结构传力明确，整体刚度大，用材省，通过调节钢绞线索力以实现变形可调，且各构件可在工厂预制成标准件，现场施工时各构件间主要通过螺栓连接即可完成安装，可大幅提高基坑支护结构的施工效率、提高施工质量、缩短工期、节约施工成本。

技术领域

本发明属于基坑支护技术领域，具体涉及了一种斜拉式空间桁架基坑内支撑体系。

背景技术

基坑是一种临时结构，指在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑，其一般可分为有支护基坑和无支护基坑两种。无支护基坑一般在基础埋置不深，施工周期较短，开挖时不影响邻近建筑物安全的情况下被采用。但是当面临以下几种情况：1、基坑壁土质不稳定，并且有地下水的影响。2、放坡或者土方开挖工程量过大、不经济。3、容易受到施工场地或邻近建筑物限制，不能采用放坡开挖。为保证施工的安全与顺利进行，需采取有支护基坑。

基坑支护是为保护地下主体结构施工和基坑周边环境的安全，对基坑采用的临时性支挡、加固、保护与地下水控制的措施。基坑支护工程的作用主要体现在：（1）确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺利进行。（2）确保基坑临近建筑物、地下管道、管线等周边环境正常使用。（3）防止地面出现坍塌、坑底隆起发生。

基坑支护作为一种结构体系，需满足稳定和变形的要求，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。基坑支护的结构类型较多，具体应用时可因地制宜进行选取。其中，浅基坑支护的常见支护形式有：（1）锚拉支撑；（2）斜柱支撑；（3）连续式垂直支撑；（4）间断式水平支撑；（5）断续式水平支撑；（6）短柱横隔式支撑；（7）临时挡土墙支撑；（8）型钢桩横挡板支撑；（9）短桩横隔板支撑；（10）临时挡土墙支撑；（11）挡土灌注桩支护；（12）叠袋式挡墙支护。深基坑支护的常见支护形式主要有：（1）土钉墙支护；（2）钢板桩支护；（3）水泥土墙支护；（4）支护桩内支撑支护；（5）支护桩土层锚杆支护；（6）挡土灌注支护桩或地下连续墙支护；（7）支护桩支护；（8）地下连续墙；（9）水泥土桩墙；（10）逆作拱墙。

基坑的水平支护体系包括桩锚杆体系和内支撑体系：桩锚杆体系以支护桩和锚杆作为主要支护构件，但是锚杆一般需要锚固在基坑外部，既会对相邻地块后期的开发造成不利影响，又可能给临近建筑埋下安全隐患。而内支撑体系具有安全可靠、受力合理等特点，其布置于基坑的内部，对基坑外部环境影响小，且可根据土方开挖和地下结构的施工进度进行支设或拆除，搭设形式和施工过程较为灵活，因此工程上一般采用内支撑体系。

目前，深基坑支护主要采用竖向支护加水平内支撑的形式，而水平内支撑主要是钢筋混凝土结构及钢结构，其中，钢筋混凝土支撑一般为一次性工程，且存在诸多问题：（1）施工工序繁杂，施工周期长；钢筋混凝土支撑的施工工序包括打垫层、绑钢筋、支模板、浇筑混凝土、养护、拆模等，且支撑体系多呈“井”字排列，数量多，不仅其自身施工需花费很长时间，还会导致基坑开挖的施工进度缓慢。（2）无法循环使用；基坑开挖完成后，钢筋混凝土支撑需进行拆除，由此会产生大量的建筑垃圾，造成资源浪费，不利于城市的可持续发展。（3）拆除时危险性大、风险高；钢筋混凝土支撑拆除时一般采用爆破、混凝土破拆等方法，炸药量的控制、埋置位置的确定等需要极为专业的人员进行操作，稍有不慎就会造成严重后果。而常用的钢支撑虽然可以回收利用从而减少浪费与环境污染，但是其一般为梁式布置，钢梁刚度小易变形、结构受弯时仅能通过增大梁高加以抵抗，因此支护效率低，所需的支护密度比较大，导致施工空间狭窄，造成施工周期延长，为保证基坑安全往往需要加大用钢量，不够经济。