[發明專利]首道支撐帶有動態應力調節功能的基坑及施工方法

在審

• 申請號: 201710994014.3
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107687172A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 張中杰;呂培林;鄧長茂;劉書;俞震中
• 申請（專利權）人: 上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司
• 主分類號: E02D17/02
• 分類號: E02D17/02;E02D17/04
• 代理公司: 上海知義律師事務所31304
• 代理人: 劉峰

技術領域

本發明涉及基坑建造技術領域，特別涉及首道支撐帶有動態應力調節功能的基坑及施工方法。

背景技術

近年來，隨著城市開發建設的快速發展，城市空間和土地資源的稀缺性日益突出，尤其是在經濟發達、交通繁忙的大、中型城市，包括地下空間綜合體、地鐵車站、地下車庫、地下變電站、地下泵站、人防工程、過街地道等在內的各類地下空間建設正如火如荼地建設中。建設地下空間所相應的基坑工程面臨著平面規模大、開挖深度深、施工場地狹小、周邊保護對象距離近四大趨勢，在倡導以人為本、和諧發展的今天，嚴格控制基坑變形，實現對周邊環境的有效保護，是工程建設者必須完成的任務。

目前基坑工程行業內，沿基坑豎向自上而下的首道支撐普遍采用鋼筋混凝土支撐，可以避免基坑開挖后期，因圍護結構頂部出現外移趨勢而引發“踢腳”和支撐失效的重大安全隱患。然而，目前的首道混凝土支撐卻無法如鋼支撐一樣通過活絡頭和千斤頂施加可調整的動態應力，而只能通過基坑的圍護結構先發生變形向內壓縮，然后混凝土支撐被動地承受傳遞來的土壓力。如此不僅一定程度犧牲了對周邊環境影響控制的效果，而且當基坑發生報警險情時，無法通過對首道支撐采取的措施進行險情控制干預。當前的基坑首道混凝土支撐在對環境保護控制方面存在急需解決的缺陷。

因此，如何有效解決上述問題，進一步完善混凝土支撐的功能，拓展混凝土支撐的應用范圍，提高控制基坑變形能力，是目前工程界所亟待解決的棘手問題。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明提供首道支撐帶有動態應力調節功能的基坑及施工方法，實現的目的之一是可應用在各類基坑工程中首道混凝土支撐的，全周期施加動態應力，實現了首道混凝土支撐豎向受力仍然安全可靠的前提下，水平向應力實時動態施加和支撐軸向伸縮的可控調整。

為實現上述目的，本發明公開了首道支撐帶有動態應力調節功能的基坑，包括位于所述基坑與地面連接處的所述首道支撐。

所述首道支撐靠近中間位置斷開形成左半支撐和右半支撐，所述左半支撐和所述右半支撐之間設有應力調節裝置。

所述應力調節裝置，籍由一豎直設置在所述基坑內的鋼立柱，固定在所述基坑內。

所述應力調節裝置包括頂托板、滑板支座和千斤頂。

所述頂托板包括與所述鋼立柱上端固定連接的連接部，以及與所述鋼立柱垂直、且向四周延伸呈板狀的托板，所述托板的中心位于所述首道支撐斷開處的正下方。

所述托板的上面對應所述左半支撐和所述右半支撐靠近斷開處的位置分別設有所述滑板支座，所述頂托板籍由兩個所述滑板支座分別托住所述左半支撐和所述右半支撐。

所述左半支撐和所述右半支撐斷開處的斷面上均設有一預埋鋼板，兩塊所述預埋鋼板之間設有所述千斤頂。

優選的，所述托板四周伸出所述連接部部分的下面與所述連接部的外側面之間設有若干三角形加強肋板。

優選的，所述托板四周伸出所述連接部部分的長度為200毫米，并形成一矩形板狀結構。

優選的，所述鋼立柱為鋼格構柱、H型鋼柱或鋼管柱結構。

優選的，所述滑板支座用四氟材料制成，上面與所述左半支撐和所述右半支撐接觸部分的水平摩擦系數為0.02。

優選的，所述預埋鋼板用Q235B材料制成，厚度8mm。

本發明還提供了一種首道支撐帶有動態應力調節功能的基坑的施工方法，步驟如下：

A、設置所述基坑的圍護結構、立柱樁及所述鋼立柱；

B、挖除位于所述鋼立柱頂部的表層土，設置所述頂托板；

C、在頂托板上的安裝所述滑板支座；

D、澆筑混凝土完成所述首道支撐的制作，在預設位置斷開形成所述左半支撐和所述右半支撐，載于相應的所述滑板支座，在澆筑過程中設置所述預埋鋼板；

E、在兩個所述預埋鋼板之間設置千斤頂。

優選的，在所述步驟B中，所述頂托板的連接部以焊接方式與所述鋼立柱固定連接。

本發明的有益效果：

本發明克服了首道混凝土支撐在對環境保護控制方面的缺陷，同時還能補償超大基坑中混凝土支撐收縮產生的不利影響，在基坑工程中具有良好的應用前景，尤其適合基坑周邊保護建筑、地下管線密集、地面交通繁忙的城市中心城區等具有嚴格生態保護要求的區域，有效拓展了地下工程的建設手段，推動了行業技術進步，具有良好經濟、社會效益。

以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。

附圖說明