[發明專利]斜拉式空間桁架基坑內支撐體系

在審

• 申請號: 202011369447.8
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112575789A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 張信貴;謝肖禮
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: E02D17/04
• 分類號: E02D17/04;B01D47/06
• 代理公司: 南寧深之意專利代理事務所(特殊普通合伙) 45123
• 代理人: 徐國華

本發明公開了一種斜拉式空間桁架基坑內支撐體系，包括鋼絞線、立柱、腹桿、水平支撐、斜撐和連接件；所述的立柱設于第一道水平支撐中間上部，腹桿安裝在任兩道水平支撐之間，形成空間桁架，斜撐支于最下一道水平支撐與腰梁之間，鋼絞線的兩端分別錨固于立柱的頂部和冠梁處，形成斜拉式空間桁架。本發明將空間桁架引入基坑內支撐體系，結構傳力明確，整體剛度大，用材省，通過調節鋼絞線索力以實現變形可調，且各構件可在工廠預制成標準件，現場施工時各構件間主要通過螺栓連接即可完成安裝，可大幅提高基坑支護結構的施工效率、提高施工質量、縮短工期、節約施工成本。

技術領域

本發明屬于基坑支護技術領域，具體涉及了一種斜拉式空間桁架基坑內支撐體系。

背景技術

基坑是一種臨時結構，指在基礎設計位置按基底標高和基礎平面尺寸所開挖的土坑，其一般可分為有支護基坑和無支護基坑兩種。無支護基坑一般在基礎埋置不深，施工周期較短，開挖時不影響鄰近建筑物安全的情況下被采用。但是當面臨以下幾種情況：1、基坑壁土質不穩定，并且有地下水的影響。2、放坡或者土方開挖工程量過大、不經濟。3、容易受到施工場地或鄰近建筑物限制，不能采用放坡開挖。為保證施工的安全與順利進行，需采取有支護基坑。

基坑支護是為保護地下主體結構施工和基坑周邊環境的安全，對基坑采用的臨時性支擋、加固、保護與地下水控制的措施。基坑支護工程的作用主要體現在：（1）確保基坑開挖和基礎結構施工安全、順利進行。（2）確保基坑臨近建筑物、地下管道、管線等周邊環境正常使用。（3）防止地面出現坍塌、坑底隆起發生。

基坑支護作為一種結構體系，需滿足穩定和變形的要求，即承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。基坑支護的結構類型較多，具體應用時可因地制宜進行選取。其中，淺基坑支護的常見支護形式有：（1）錨拉支撐；（2）斜柱支撐；（3）連續式垂直支撐；（4）間斷式水平支撐；（5）斷續式水平支撐；（6）短柱橫隔式支撐；（7）臨時擋土墻支撐；（8）型鋼樁橫擋板支撐；（9）短樁橫隔板支撐；（10）臨時擋土墻支撐；（11）擋土灌注樁支護；（12）疊袋式擋墻支護。深基坑支護的常見支護形式主要有：（1）土釘墻支護；（2）鋼板樁支護；（3）水泥土墻支護；（4）支護樁內支撐支護；（5）支護樁土層錨桿支護；（6）擋土灌注支護樁或地下連續墻支護；（7）支護樁支護；（8）地下連續墻；（9）水泥土樁墻；（10）逆作拱墻。

基坑的水平支護體系包括樁錨桿體系和內支撐體系：樁錨桿體系以支護樁和錨桿作為主要支護構件，但是錨桿一般需要錨固在基坑外部，既會對相鄰地塊后期的開發造成不利影響，又可能給臨近建筑埋下安全隱患。而內支撐體系具有安全可靠、受力合理等特點，其布置于基坑的內部，對基坑外部環境影響小，且可根據土方開挖和地下結構的施工進度進行支設或拆除，搭設形式和施工過程較為靈活，因此工程上一般采用內支撐體系。

目前，深基坑支護主要采用豎向支護加水平內支撐的形式，而水平內支撐主要是鋼筋混凝土結構及鋼結構，其中，鋼筋混凝土支撐一般為一次性工程，且存在諸多問題：（1）施工工序繁雜，施工周期長；鋼筋混凝土支撐的施工工序包括打墊層、綁鋼筋、支模板、澆筑混凝土、養護、拆模等，且支撐體系多呈“井”字排列，數量多，不僅其自身施工需花費很長時間，還會導致基坑開挖的施工進度緩慢。（2）無法循環使用；基坑開挖完成后，鋼筋混凝土支撐需進行拆除，由此會產生大量的建筑垃圾，造成資源浪費，不利于城市的可持續發展。（3）拆除時危險性大、風險高；鋼筋混凝土支撐拆除時一般采用爆破、混凝土破拆等方法，炸藥量的控制、埋置位置的確定等需要極為專業的人員進行操作，稍有不慎就會造成嚴重后果。而常用的鋼支撐雖然可以回收利用從而減少浪費與環境污染，但是其一般為梁式布置，鋼梁剛度小易變形、結構受彎時僅能通過增大梁高加以抵抗，因此支護效率低，所需的支護密度比較大，導致施工空間狹窄，造成施工周期延長，為保證基坑安全往往需要加大用鋼量，不夠經濟。