[發明專利]一種大跨度地下空間深基坑支護系統與施工方法

在審

• 申請號: 201911158837.8
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN110878555A
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 童景盛;陳雙慶;李菊紅;張偉強;趙國瑞
• 申請（專利權）人: 中國市政工程西北設計研究院有限公司
• 主分類號: E02D17/04
• 分類號: E02D17/04;E02D5/04;E02D5/10
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 劉繼春

一種大跨度地下空間深基坑支護系統，包括深基坑；深基坑內四周內壁連續設有多個支護單元，相鄰的兩個支護單元之間設有工字型鋼板樁；支護單元包括上下左右相互對接拼裝的預制支護構件，左、右兩端的預制支護構件通過螺栓固定連接于工字型鋼板樁；在深基坑四周內壁形成整體支護墻。支護單元與開挖的深基坑內壁地基的間隙灌注有防水素混凝土。四個邊角各一根工字型鋼板樁。本發明采用預制支護構件，進行深基坑四周水平和垂直方向的拼裝組合與工字型鋼板樁成聯合結構，減少或去除大跨度深基坑橫向支撐和地連墻的設置，解決了現有技術不能大面積展開工作面施工等難題。具有結構合理、施工大大簡化、造價較低、綠色環保、節約投資、安全便捷等優勢。

技術領域

本發明屬于地下空間深基坑支護技術領域，具體涉及一種可作為臨時或永久支護的大跨度地下空間深基坑支護系統；本發明還涉及一種大跨度地下空間深基坑支護系統的施工方法。

背景技術

近些年我國城市地下空間的高度開發和大量高層建筑的興建，伴隨著地下空間大跨度、深基坑等一系列工程技術難題和施工處理措施亟待解決，眾多研究者不斷地探尋著施工便捷、安全高效的新方法。期待探索出一種既能確保施工安全、經濟節約，又能保證質量可靠、簡單方便的支護結構新技術、新工藝，是建設者們共同追求的目標。

目前深基坑支護方式有鉆孔灌注排樁維護墻、地下連續墻、鋼板樁或重力式維護墻等支護常用結構和施工方法。對于地質情況稍差、跨度較大的深基坑，以上方法還需要設置橫向內支撐、樁錨構件等作為水平向的橫向支撐。但是，深基坑設置內支撐會大大減少基坑內的施工空間，大型施工設備難以大面積施工，增加施工成本和周期；而樁錨構件的措施通常因建筑紅線的限制而難以在受限空間大范圍使用。鉆孔灌注樁支護施工周期也較長、成本高，對環境有污染且不經濟等因素。

發明內容

本發明要解決的第一技術問題在于提供一種施工工序簡單、綠色環保，無橫向支撐的大跨度地下空間深基坑支護系統；本發明要解決的第二技術問題在于提供一種大跨度地下空間深基坑支護系統的施工方法；本發明能夠大大縮短施工工期，能顯著提高工程施工效率，構成支護系統的支護構件為批量預制標準化生產。

本發明解決上述第一技術問題的技術方案如下所述：一種大跨度地下空間深基坑支護系統，包括深基坑；其特征在于：深基坑內四周內壁連續設有多個支護單元，相鄰的兩個支護單元之間設有工字型鋼板樁；支護單元包括上下左右相互對接拼裝的預制支護構件，左、右兩端的預制支護構件通過螺栓固定連接于工字型鋼板樁；在深基坑四周內壁形成整體支護墻。

支護單元與開挖的深基坑內壁地基的間隙灌注有防水素混凝土；預制支護構件采用專利號為ZL201521112761.2、名稱為地下空間施工拼裝用預制支護構件的中國實用新型專利；工字型鋼板樁的底部固定于地層中。

根據深基坑的土質情況，每個支護單元的水平方位的預制支護構件為4～6個。

本發明提供的一種大跨度地下空間深基坑支護系統采用預制支護構件作為主體，呈連續拱形狀設置在深基坑的四周，各個連續拱形單元沿基坑四周形成環狀支護系統，支護系統后背與開挖地基間隙灌注防水素混凝土并填充搗實，與支護單元、工字型鋼板樁共同形成整體支護系統。其受力特點是：充分利用拱形構造和砼承受壓力的特點用于大跨度地下空間深基坑支護結構，能夠有效的抵抗基坑側向地基土壓力作用，使每個拱形構件承受的土壓力在水平方向的推力能夠相互抵消并且受力平衡，因此可減少或去除基坑橫向支撐；工字型鋼板樁作為豎直立柱，能夠承受連續拱傳來的水平荷載的推力作用，同時起到固定拱形預制支護構件和支撐、抗彎作用，與相互對接拼裝的預制支護構件共同承擔土壓力和上部傳來的荷載作用。

本發明解決上述第二技術問題的技術方案如下所述：一種大跨度地下空間深基坑支護系統的施工方法，包括下述步驟：

步驟1、工字型鋼板樁進入基坑底設計標高至少2m以上深度，四個邊角各設置一根，其余各邊按照4m、5m或6m間距設置。