CN105525618B - 呈拱形的基坑支护结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种呈拱形的基坑支护结构，包括分别与基坑两侧壁对应设置的两个侧拱支撑，两个所述侧拱支撑的顶端设有顶拱支撑相连，两个所述侧拱支撑的底端设有底拱支撑相连，两个所述侧拱支撑之间设有至少两道内支撑；所述顶拱支撑、位于最上端的内支撑和两个所述侧拱支撑之间围成上拱圈；相邻两个内支撑与两个所述侧拱支撑之间围成至少一个中拱圈；所述底拱支撑、位于最下端的内支撑和两个所述侧拱支撑之间围成下拱圈；所述侧拱支撑上间隔地设有伸入基坑侧壁内的应力锚杆。本发明还公开了一种呈拱形的基坑支护结构的施工方法。本发明呈拱形的基坑支护结构，具有结构简单，受力合理和施工方便快速的优点，能够保证整个基坑的安全与稳定。
Description
技术领域
本发明属于基础坑边缘的修砌或加固领域，具体的涉及一种呈拱形的基坑支护结构及其施工方法。
背景技术
随着我国建筑业的发展，建筑基坑工程发展迅速。基坑工程是地下工程施工中的重要组成部分，要求具有安全性、可靠性和经济性。而基坑开挖的支护工程是建筑基坑工程的组成部分之一，对整个基坑工程有着重要影响。目前基坑支护的形式及种类众多，如水泥土搅拌桩挡墙、土钉墙、锚杆式挡墙等，这些支护体系常采用如图1所示的直线形支撑结构，以抵挡由于开挖卸荷引起的土压力和坑壁周侧出现的过大变形。但此类水平直线型支撑结构往往不具有抵抗横向作用的能力，同时在实际基坑施工过程中由于支撑的存在，基坑内部的作业空间受到限制。因此，按固定土压力值来设计支撑结构很难保证整个基坑的安全与稳定。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种呈拱形的基坑支护结构及其施工方法，具有结构简单，受力合理和施工方便快速的优点，能够保证整个基坑的安全与稳定。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明首先提出了一种呈拱形的基坑支护结构，包括分别与基坑两侧壁对应设置的两个侧拱支撑，两个所述侧拱支撑的顶端设有顶拱支撑相连，两个所述侧拱支撑的底端设有底拱支撑相连，两个所述侧拱支撑之间设有至少两道内支撑；所述顶拱支撑、位于最上端的内支撑和两个所述侧拱支撑之间围成上拱圈；相邻两个内支撑与两个所述侧拱支撑之间围成至少一个中拱圈；所述底拱支撑、位于最下端的内支撑和两个所述侧拱支撑之间围成下拱圈；所述侧拱支撑上间隔地设有伸入基坑侧壁内的应力锚杆。
进一步，所述顶拱支撑和底拱支撑的矢跨比相同，且所述顶拱支撑的拱起方向向上，所述底拱支撑的拱起方向向下。
进一步，所述顶拱支撑和底拱支撑的矢跨比均为1/5。
进一步，两个所述侧拱支撑的矢跨比相同，且所述侧拱支撑的拱起方向朝向与其对应的基坑侧壁。
进一步，所述侧拱支撑的矢跨比为1/4。
进一步，所述内支撑为拱形内支撑，所述拱形内支撑的矢跨比为1/8。
进一步，所述上拱圈的高度为基坑深度的0.2-0.3倍；所述下拱圈的深度为基坑深度的0.2-0.3倍；所述中拱圈的深度为基坑深度的0.1-0.2倍。
本发明还提出了一种呈拱形的基坑支护结构的施工方法，包括如下步骤：
第一步：依据工程地质条件和基坑开挖深度、宽度，分别计算顶拱支撑、底拱支撑、侧拱支撑和内支撑的矢跨比、厚度、弧度和水泥掺量；
第二步：在向下开挖基坑的过程中，依次架设上拱圈支模，浇筑后在对应的一段所述侧拱支撑上设置应力锚杆；架设中拱圈支模，浇筑后在对应的一段所述侧拱支撑上设置应力锚杆；架设下拱圈支模，浇筑后在对应的一段所述侧拱支撑上设置应力锚杆；
第三步：拆除内支撑，基坑施工作业完成。
本发明的有益效果在于：
本发明的基坑拱形支护结构，在支挡土体过程中，边坡土体水平方向的土压力作用在侧拱支撑的背面上，即通过侧拱支撑内部来承受水平土压力；由于本发明的拱形支护结构是由顶拱支撑、底拱支撑、侧拱支撑所组成的连拱框架结构，其比直线形的普通支护结构能够承受更大的水平土压力；
本发明的拱形支护结构为连拱框架结构，具有拱结构的特性，能使弯矩大为减少，从而减少钢筋用量，节省造价；侧拱支撑用于支挡边坡水平土压力，由于支挡结构为拱形，按其受力特点可知侧拱两端所受弯矩最大，为保证连拱框架结构的稳定性，在侧拱支撑的上下两端分别设置顶拱支撑和底拱支撑，并在侧拱支撑上设置应力锚杆；特别的，本发明所采用的材料为现浇钢筋混凝土构件，现场只需平整场地、支模即可；因此，本发明一种拱形支护结构设计合理，具有构造简单、施工速度快且稳定性良好等优点。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为现有的一种直线形支撑结构的结构示意图；
图2为本发明呈拱形的基坑支护结构实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图2所示，为本发明呈拱形的基坑支护结构实施例的结构示意图。本实施例呈拱形的基坑支护结构，包括分别与基坑1两侧壁对应设置的两个侧拱支撑2，两个侧拱支撑2的顶端设有顶拱支撑3相连，两个侧拱支撑2的底端设有底拱支撑4相连，两个侧拱支撑2之间设有至少两道内支撑5；顶拱支撑3、位于最上端的内支撑5和两个侧拱支撑2之间围成上拱圈6；相邻两个内支撑5与两个侧拱支撑2之间围成至少一个中拱圈7；底拱支撑4、位于最下端的内支撑5和两个侧拱支撑2之间围成下拱圈8。本实施例的侧拱支撑2上间隔地设有伸入基坑1侧壁内的应力锚杆9。
进一步，顶拱支撑3和底拱支撑4的矢跨比相同，且顶拱支撑3的拱起方向向上，底拱支撑4的拱起方向向下。本实施例的顶拱支撑3和底拱支撑4的矢跨比均为1/5。
进一步，两个侧拱支撑2的矢跨比相同，且侧拱支撑2的拱起方向朝向与其对应的基坑1侧壁。本实施例的侧拱支撑2的矢跨比为1/4。
进一步，内支撑5为拱形内支撑，本实施例的拱形内支撑的矢跨比为1/8。
进一步，上拱圈6的高度为基坑1深度的0.2-0.3倍；下拱圈8的深度为基坑1深度的0.2-0.3倍；中拱圈7的深度为基坑1深度的0.1-0.2倍。本实施例的中拱圈7设置为三个，上拱圈的高度为基坑1深度的0.2倍；下拱圈8的深度为基坑1深度的0.2倍；中拱圈7的深度为基坑1深度的0.2倍。当然，还可以为：上拱圈的高度为基坑1深度的0.35倍；下拱圈8的深度为基坑1深度的0.35倍；中拱圈7的深度为基坑1深度的0.1倍；上拱圈的高度为基坑1深度的0.3倍；下拱圈8的深度为基坑1深度的0.3倍；中拱圈7的深度为基坑1深度的2/15倍。
下面对本发明的一种基坑拱形支护结构施工方法的具体实施方式进行详细说明，包括如下步骤：
第一步：依据工程地质条件和基坑开挖深度、宽度，分别计算顶拱支撑3、底拱支撑4、侧拱支撑2和内支撑5的矢跨比、厚度、弧度和水泥掺量；
第二步：在向下开挖基坑的过程中，依次架设上拱圈6支模，浇筑后在对应的一段侧拱支撑2上设置应力锚杆9；架设中拱圈7支模，浇筑后在对应的一段侧拱支撑2上设置应力锚杆9；架设下拱圈8支模，浇筑后在对应的一段所述侧拱支撑2上设置应力锚杆9；
第三步：拆除内支撑5，基坑施工作业完成。
本实施例的基坑拱形支护结构，在支挡土体过程中，边坡土体水平方向的土压力作用在侧拱支撑的背面上，即通过侧拱支撑内部来承受水平土压力；由于本实施例的拱形支护结构是由顶拱支撑、底拱支撑、侧拱支撑所组成的连拱框架结构，其比直线形的普通支护结构能够承受更大的水平土压力；
本实施例的拱形支护结构为连拱框架结构，具有拱结构的特性，能使弯矩大为减少，从而减少钢筋用量，节省造价；侧拱支撑用于支挡边坡水平土压力，由于支挡结构为拱形，按其受力特点可知侧拱两端所受弯矩最大，为保证连拱框架结构的稳定性，在侧拱支撑的上下两端分别设置顶拱支撑和底拱支撑，并在侧拱支撑上设置应力锚杆；特别的，本实施例所采用的材料为现浇钢筋混凝土构件，现场只需平整场地、支模即可；因此，本实施例一种拱形支护结构设计合理，具有构造简单、施工速度快且稳定性良好等优点。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (7)
1.一种呈拱形的基坑支护结构的施工方法，所述呈拱形的基坑支护结构包括分别与基坑两侧壁对应设置的两个侧拱支撑，两个所述侧拱支撑的顶端设有顶拱支撑相连，两个所述侧拱支撑的底端设有底拱支撑相连，两个所述侧拱支撑之间设有至少两道内支撑；所述顶拱支撑、位于最上端的内支撑和两个所述侧拱支撑之间围成上拱圈；相邻两个内支撑与两个所述侧拱支撑之间围成至少一个中拱圈；所述底拱支撑、位于最下端的内支撑和两个所述侧拱支撑之间围成下拱圈；所述侧拱支撑上间隔地设有伸入基坑侧壁内的应力锚杆；
其特征在于：包括如下步骤：
第一步：依据工程地质条件和基坑开挖深度、宽度，分别计算顶拱支撑、底拱支撑、侧拱支撑和内支撑的矢跨比、厚度、弧度和水泥掺量；
第二步：在向下开挖基坑的过程中，依次架设上拱圈支模，浇筑后在对应的一段所述侧拱支撑上设置应力锚杆；架设中拱圈支模，浇筑后在对应的一段所述侧拱支撑上设置应力锚杆；架设下拱圈支模，浇筑后在对应的一段所述侧拱支撑上设置应力锚杆；
第三步：拆除内支撑，基坑施工作业完成。
2.根据权利要求1所述呈拱形的基坑支护结构，其特征在于：所述顶拱支撑和底拱支撑的矢跨比相同，且所述顶拱支撑的拱起方向向上，所述底拱支撑的拱起方向向下。
3.根据权利要求2所述呈拱形的基坑支护结构，其特征在于：所述顶拱支撑和底拱支撑的矢跨比均为1/5。
4.根据权利要求1-3任一项所述呈拱形的基坑支护结构，其特征在于：两个所述侧拱支撑的矢跨比相同，且所述侧拱支撑的拱起方向朝向与其对应的基坑侧壁。
5.根据权利要求4所述呈拱形的基坑支护结构，其特征在于：所述侧拱支撑的矢跨比为1/4。
6.根据权利要求5所述呈拱形的基坑支护结构，其特征在于：所述内支撑为拱形内支撑，所述拱形内支撑的矢跨比为1/8。
7.根据权利要求6所述呈拱形的基坑支护结构，其特征在于：所述上拱圈的高度为基坑深度的0.2-0.3倍；所述下拱圈的深度为基坑深度的0.2-0.3倍；所述中拱圈的深度为基坑深度的0.1-0.2倍。
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