[發明專利]一種主動控制基坑位移的支撐系統及其設計方法

在審

• 申請號: 201810101897.5
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108130910A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 尹驥;衛佳琦;李想;俞海洲;魏建華
• 申請（專利權）人: 上海巖土工程勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: E02D17/04
• 分類號: E02D17/04
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 王一琦

本發明涉及一種主動控制基坑位移的支撐系統及其設計方法，支撐系統包括圍護結構，可調節的加力裝置、混凝土橫向支撐體系，立柱體系；加力裝置橫向設置，其兩端分別與圍護結構和混凝土橫向支撐體系連接；混凝土橫向支撐體系為整體桿系結構或板式結構中的一種或組合；立柱體系對混凝土橫向支撐體系豎向支撐。本發明兼顧支撐系統穩定性和圍護結構位移主動控制；混凝土支撐體系不易失穩，保證了整個體系的穩定性；在加力裝置施加軸力時，整體桿系結構或板式結構的混凝土支撐體系產生的不利次內力較少，安全性高；尤其適用于形狀復雜、大跨度的基坑，充分利用混凝土支撐靈活布置的優點。

技術領域

本發明涉及一種基坑內的支撐系統，具體來說，是一種主動控制基坑位移的支撐系統及其設計方法，屬于基坑工程技術領域。

背景技術

基坑開挖會引起周邊地層的沉降和位移，從而影響鄰近地鐵隧道、建筑物的安全。現有的支撐系統的種類及存在的問題如下：

1、混凝土支撐體系，這種體系的穩定性較高，但是發生位移后無法采用措施進行補救，因此它無法主動控制圍護結構的位移；此外，混凝土支撐體系多為超靜定結構，混凝土構件受到彎、壓、剪、扭的力，受力情況非常復雜，如在系統內部的構件中加入千斤頂施加軸力，會對整個體系產生次應力，易導致混凝土的構件受力和取值不一樣，難以滿足安全度的要求。

2、伺服式鋼支撐體系，這種體系采用的是一個千斤頂連接一根鋼支撐的方式，是一種長條形的結構，雖可以控制圍護結構的位移，但是對于復雜形狀的基坑無法適用。此外，大面積基坑開挖的情況，鋼支撐的跨度較大，容易出現失穩的情況，一旦失穩，會出現連鎖失效反應，增加基坑的風險。

3、鋼支撐與混凝土支撐組合體系，常見的形式為伺服式鋼支撐組合混凝土圍檁，但是這仍然無法解決第2條中所述的缺點；另一種常見的形式是將混凝土支撐中的內部構件替換成伺服式鋼支撐，但是混凝土體系超靜定結構，當伺服式鋼支撐施加軸力時，會對體系產生次應力，體系的安全度削弱，基坑風險增加。

此外，現有技術應對大面積基坑時，施工中也會采用基坑分坑施工的方法，將大面積基坑分割成多個小基坑進行開挖和支護，這種方案需要施工多個分坑之間的分隔墻，大大增加了施工工期和造價。

綜上所述，現有技術無法兼顧主動控制位移和體系穩定的優勢，施工工期長，造價高。

發明內容

本發明的目的是提供一種主動控制基坑位移的支撐系統及其設計方法，兼有主動控制圍護結構位移和支撐體系穩定的優點，通過加力裝置可以控制圍護結構的位移，保證混凝土支撐體系穩定；并且，在大面積開挖時可避免分區，節省造價和工期。

本發明采取以下技術方案：

一種主動控制基坑位移的支撐系統，包括圍護結構，可調節的加力裝置、混凝土橫向支撐體系3，立柱體系；所述加力裝置橫向設置，其兩端分別與圍護結構和混凝土橫向支撐體系3連接；所述混凝土橫向支撐體系3為整體桿系結構或板式結構的一種或組合；所述立柱體系對所述混凝土橫向支撐體系3豎向支撐。

進一步的，圍護結構是地下連續墻。

進一步的，所述圍護結構是排樁17，所述排樁17通過圍檁18與加力裝置連接。

進一步的，所述混凝土橫向支撐體系3由鋼筋混凝土構成，立柱體系是型鋼格構柱、鋼管、混凝土、鋼管混凝土中的一種或幾種。

更進一步的，所述立柱體系由多根立柱4構成，立柱4下端插入立柱樁或土體中。

更進一步的，加力裝置兩端設有預埋件墊板10，預埋件墊板上伸出錨固鋼筋6，所述錨固鋼筋6預埋在待現澆的橫向支撐體系3與圍護結構的內部。

再進一步的，加力裝置與圍護結構連接一側，通過滑動鉸支座連接預埋件墊板10，通過錨固鋼筋6連接到圍護結構中。