一种基坑斜向支撑体系及基坑内支撑施工方法与流程

1.本发明涉及基坑支撑结构，尤其涉及一种基坑斜向支撑体系及基坑内支撑施工方法。


背景技术：

2.基坑支护体系的功能应保证基坑开挖及结构施工在无水的条件下可按既定计划顺利完成，既要保持侧壁稳定，限制土层变形，以保证坑外的已有建筑和设施的正常使用，又要保持坑底土稳定，以保证坑底土体与基础在结构和功能上不受损害。
3.沿海、沿江地区，其工程建设影响深度范围内普遍存在一定厚度的软土。软土具有含水量高、抗剪强度低、压缩性高、流变性显著等特点，基坑开挖难度大。这对基坑支护结构的安全性、变形控制提出了更高的要求。
4.对于软土地区紧邻建筑物的大型深基坑通常采用灌注桩、地下连续墙、smw工法桩等作为侧壁围护结构，结合开挖深度与土质情况坑内采用一道或多道的水平支撑，采用水平支撑需待基坑主体结构施工至支撑位置才能进行，首先基坑暴露时间过长，给基坑的安全性带来很大隐患；其次施工工期过长，增加了施工成本；同时主体结构已施工大部分的情况下，预留土开挖施工难度增大，安全性和投入也会相应增加。此类深基坑施工主要有如下难、特点：
5.a.周边建(构)筑物是基坑开挖的重点保护对象，其可承受的变形限值小；
6.b.支护结构不允许进入周边地下土体；
7.c.支护结构施工场地、工期均要求严格。


技术实现要素：

8.本发明提供了一种基坑斜向支撑体系及基坑内支撑施工方法，其克服了背景技术中所述的现有水平支撑的不足。
9.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
10.一种基坑斜向支撑体系，它包括基坑的侧壁围护结构、连接侧壁围护结构的冠梁、钢管斜撑、牛腿；牛腿固设在基坑底板上，钢管斜撑斜撑在侧壁围护结构与基坑底板之间，钢管斜撑的一端与冠梁固定连接且另一端与牛腿固定连接。
11.一实施例之中：还包括用于支撑钢管斜撑的立柱，立柱的一端垂直固定于基底且另一端连接在钢管斜撑的轴向中部。
12.一实施例之中：该立柱的一端通过埋入钻孔灌注桩固定于基底。
13.一实施例之中：该立柱埋入钻孔灌注桩的深度大于或等于3米。
14.一实施例之中：该钢管斜撑为φ609mm
×
16mm钢管的长型斜撑。
15.一实施例之中：该钢管斜撑为h400mm x400mm x13mm x21mm型钢的短型换撑。
16.基于上述的基坑斜向支撑体系的基坑内支撑施工方法，钢管斜撑为长型斜撑或短型换撑，长型斜撑的长度大于短型换撑，牛腿为用于与长型斜撑连接的斜撑牛腿或用于与
短型换撑连接的换撑牛腿；包括如下步骤：
17.(1)基坑边的侧壁围护结构施工完成后，施工非预留土区的底板和斜撑牛腿，等到底板及斜撑牛腿的混凝土强度达到设计值后，进行长型斜撑安装，使长型斜撑两端分别与冠梁和斜撑牛腿固定连接；
18.(2)钢管支撑安装完成并验收合格后，开始开挖坑内预留土且开挖到底后，施工其余基坑底板及换撑牛腿，施工底板传力带；
19.(3)先不架设短型换撑，试拆部分长型斜撑后，若监测得到侧壁围护结构变形在设定的允许范围之内且底板传力带达到设计强度，则拆除长型斜撑；
20.(4)施工主体结构。
21.一实施例之中：所述步骤(3)中，若监测得到侧壁围护结构变形在设定的允许范围之外，则在拆除剩余长型斜撑之前，先架设短型换撑，使短型换撑的两端分别与冠梁和换撑牛腿固定连接。
22.一实施例之中：所述步骤(4)中，待基坑地下室顶板完成后，进行基坑外墙回填，此时割除外墙外侧短型换撑并进行防腐阻锈处理，待回填完成、变形稳定后，拆除短型换撑。
23.一实施例之中：所述步骤(1)中，对于跨度较大的至少部分长型斜撑设置立柱及横向连系杆，立柱的一端垂直固定于基底且另一端连接在长型斜撑的轴向中部。
24.一实施例之中：所述步骤(2)中，底板传力带采用与底板同标号混凝土浇注，且底板传力带施工至侧壁围护结构处。
25.本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
26.1、采用钢管斜撑作为内支撑，拆撑后可整材回收、周转利用，具有施工快捷，成本低，不产生废弃混凝土等优点。同时钢管斜撑倾斜地支于基础底板上，将基坑侧壁后方的土压力斜向传导至先期施工的基础底板，大大减少了支撑长度，保证了支撑刚度，亦使基坑各边关联性减少，可分别独立施工，极具灵活性。
27.2、本案所述的基坑内支撑施工方法，在基坑底板完成后，支撑即同步施工完，大大缩短了基坑支撑的施工工期，减低施工成本，主体结构在支撑搭建完成后开始施工，无需等主体结构施工到一定程度后才施工内支撑，预留土开挖难度降低，克服了基坑暴露时间过长的缺陷，同时采用短型换撑，又减小了对主体结构施工的影响，方便快捷。
附图说明
28.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
29.图1为一种基坑斜向支撑体系的整体结构示意图(包括长型斜撑和短型换撑)。
30.图2为短型换撑支撑结构示意图。
具体实施方式
31.请查阅图1和图2，一种基坑斜向支撑体系，它包括基坑的侧壁围护结构100、连接侧壁围护结构的冠梁200、钢管斜撑、牛腿；牛腿固设在基坑底板上，钢管斜撑斜撑在侧壁围护结构100与基坑底板之间，钢管斜撑的一端与冠梁200固定连接且另一端与牛腿固定连接，通常在牛腿上预埋钢板，钢管斜撑通过预埋钢板与牛腿固定连接。
32.对于支撑跨度较大的钢管斜撑，为了防止钢管斜撑因轴向中心压力过大导致支撑
失稳，设置了立柱12及横向连系杆，立柱12的一端垂直固定于基底且另一端连接在钢管斜撑的轴向中部。钢管斜撑与立柱12的连接可采用型钢焊接托架，该立柱12的一端可通过埋入钻孔灌注桩13固定于基底，该立柱埋入钻孔灌注桩13的深度大于或等于3米。该立柱12可为钢管立柱或格构柱。
33.该钢管斜撑可为φ609mm
×
16mm钢管的长型斜撑11。
34.该钢管斜撑还可为h400mm x400mm x13mm x21mm型钢的短型换撑21。
35.请查阅图1和图2，基于上述的基坑斜向支撑体系的基坑内支撑施工方法，钢管斜撑为长型斜撑11或短型换撑21，长型斜撑11的长度大于短型换撑21的长度，牛腿为用于与长型斜撑连接的斜撑牛腿14或用于与短型换撑连接的换撑牛腿24；包括如下步骤：
36.(1)长型斜撑11安装；
37.待坑边侧壁围护结构100及坑内裙边300加固施工完成后进行土方开挖，开挖完成后按照土建施工图施工非预留土区的先期底板15，将斜撑牛腿14及斜撑钢板16与先期底板15一同施工，斜撑钢板16预埋在斜撑牛腿14上。等到先期底板15及斜撑牛腿14混凝土强度达到设计值后，进行长型斜撑11安装，长型斜撑11两端支撑点分别为冠梁200和设置在先期底板15上的斜撑牛腿14，使长型斜撑11两端分别与冠梁200和斜撑牛腿14固定连接。
38.由于大部分长型斜撑11跨度较大，为了防止长型斜撑11因轴向中心压力过大导致支撑失稳，对于跨度较大的长型斜撑11设置了立柱12及横向连系杆，立柱12的一端垂直固定于基底且另一端连接在长型斜撑11的轴向中部。长型斜撑11与立柱12的连接采用型钢托架连接。立柱12的一端埋入钻孔灌注桩13，立柱12埋入钻孔灌注桩13的深度不小于3m。立柱12安装时必须控制好顶面高程，确保后期长型斜撑11安装精度。斜撑牛腿14支撑面角度需符合要求，误差控制在允许偏差范围以内。
39.(2)开挖预留土及施工剩余底板(后期底板22)；
40.基坑长型斜撑11安装完成并验收合格后，开始开挖坑内预留土，预留土采用小型挖掘机开挖，以长型斜撑11为界将基坑周边区域划分为若干个小区，以小区为单元进行开挖，由于长型斜撑11、立柱12等间距较小，开挖过程中严禁挖土机械触碰支撑系统及立柱，确保基坑安全。坑边土方开挖到底后，限时施工其余基坑底板，即后期底板22，同时施工短型换21的换撑牛腿24及预埋换撑钢板23，并施工底板传力带400，底板传力带400采用与底板同标号混凝土浇注，施工至坑边侧壁围护结构100处。
41.(3)安装短型换撑及拆除长型斜撑
42.由于基坑开挖深度大，施工现场环境复杂，基坑变形控制严格，若长型斜撑11拆除后，侧壁维护结构100成悬臂状态，悬壁高度大。为控制基坑变形，设置短型换撑21，其长度短，对地下结构施工影响较小。实施时，可先不直接架设短型换撑21，先试拆部分(一般为两三道)长型斜撑11，若监测得到侧壁围护结构100变形在设定的允许范围之外，则在拆除剩余长型斜撑11之前，先架设短型换撑21，使短型换撑21的两端分别与冠梁200和换撑牛腿21固定连接。反之，若监测得到侧壁围护结构100变形在设定的允许范围之内，可无需架设短型换撑21。安装短型换撑21时，在基坑内的地下室外墙500中部处设置10mm厚止水钢板25，与短型换撑21满焊。
43.若无需安装短型换撑21,且底板传力带400达到设计强度，则可直接拆除剩余长型斜撑11。若需要安装短型换撑21，则在底板传力带400达到设计强度且短型换撑21安装完成
后，拆除长型斜撑11。
44.(4)施工主体结构。待基坑地下室顶板完成后，进行基坑外墙回填，此时割除外墙外侧短型换撑部分并进行防腐阻锈处理，待回填完成、变形稳定后，拆除短型换撑21。
45.以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。