CN108316315B - 一种适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构，属于基坑施工技术领域，其通过在基坑的混凝土支撑下方悬吊设置两根格构柱，在各格构柱和地下连续墙之间分别设置斜撑，由斜撑的上端与格构柱的顶端连接，并将其下端稳固连接在地下连续墙上，由斜撑和地下连续墙共同承担格构柱所承受的竖向荷载，继而在相邻格构柱之间设置横向稳定连杆和/或剪刀撑等结构，完成免设立柱桩情况下对基坑横向支撑结构的稳固支撑。本发明的适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构，结构简单，设置简便，能有效减少钻孔桩的设置，简化辅助支撑系统的施工工序，在保证结构稳定性和安全性的同时，大大提升施工的效率，降低施工的成本，具有较好的推广应用价值。

Description

一种适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构

技术领域

本发明属于基坑施工技术领域，具体涉及一种适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构。

背景技术

随着现代交通的不断发展以及人们生活出行的需要，地铁交通的作用变得越来越重要。地铁的地下车站建设通常需要开设一条的条形基坑，并在基坑中完成相应的层板施工，条形基坑的支撑一般采用对撑的形式进行布设，且在基坑宽度过大时往往需要通过设置立柱桩来满足支撑体系稳定性的要求，现有的立柱桩通常由打入坑底的钻孔桩和一端插入钻孔桩另一端连接基坑顶部第一道支撑的格构柱组成，立柱桩的设置能有效保证基坑施工的稳定性。

但是，立柱桩通常只做临时支撑结构用，往往仅用于支撑系统稳定性的需要，在基坑施工完成以后，一般需要将格构柱进行拆除；作为临时支撑结构，传统的立柱桩结构不仅施工难度大，施工周期长，影响基坑施工的效率，而且还会造成较大的经济浪费。

虽然在专利申请CN 201710648025.6中，提出了一种适用于基坑工程的吊挂式内支撑系统，其通过在两排围护桩/墙的顶部冠梁之间设置多个顶部支撑机构，在顶部支撑机构中部设置一根竖向吊杆，继而通过若干上述顶部支撑机构和竖向吊杆的组合以及斜向拉杆和连系梁等结构为基坑工程提供竖向支撑，一定程度上减少了立柱桩的设置，提升了基坑施工的效率；但是，运用上述支撑结构进行基坑顶板施工时，其斜向拉杆会与顶板施工产生冲突，必须将其拆除，而拆除斜向拉杆后第一道支撑的稳定性又无法得到有效保证，所以会产生一定的稳定性缺陷，且上述支撑结构中采用单根竖向吊杆进行支撑，其承受的竖向荷载大多由其两侧的斜向拉杆承受，使得斜向拉杆承担的荷载较大，悬挂支撑系统的稳定性存在一定的隐患，尤其是在基坑宽度较大时，上述支撑系统的结构稳定性越差，故而其应用存在一定的局限性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构，其中通过基坑的混凝土支撑下方悬吊设置两根格构柱，在各格构柱和地下连续墙之间分别设置斜撑，由斜撑和地下连续墙共同承担格构柱所承受的竖向荷载，并在相邻格构柱之间设置横向稳定连杆和/或剪刀撑等结构，完成免设立柱桩情况下对基坑横向支撑结构的稳固支撑，在保证结构受力稳定性的同时，简化施工步骤，提升基坑施工的效率，降低基坑施工的成本。

为实现上述目的，本发明提供一种适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构，包括悬吊在沿基坑宽度方向设置并沿所述基坑长度方向间隔设置为多根的混凝土支撑下方的格构柱，其特征在于，

悬吊在每一根所述混凝土支撑下方的所述格构柱为两根，其分别竖向设置在该混凝土支撑两端的下方并分别与所述基坑两侧的地下连续墙间隔一定距离；

所述混凝土支撑下方的两根所述格构柱之间设置有横向稳定连杆，所述横向稳定连杆的两端分别与两所述格构柱稳定连接，以将两悬吊的所述格构柱连接为稳固的框架结构；以及，

在位于所述格构柱一侧的所述地下连续墙和该格构柱之间设置有呈杆状的斜撑，所述斜撑的上端稳固连接在所述格构柱的顶部，其下端稳固连接在对应的所述地下连续墙上，从而使得所述格构柱承受的压力可传递到所述地下连续墙上以增加所述竖向稳定结构的稳定性。

作为本发明的进一步改进，至少一根所述混凝土支撑下方的两所述格构柱分别与所述地下连续墙的最小距离相等，即该混凝土支撑下方的两所述格构柱沿所述混凝土支撑的竖向中线对称设置。

作为本发明的进一步改进，若干所述混凝土支撑下方的所述格构柱在所述基坑的长度方向上分两列间隔排列，且每列间隔排列的所述格构柱的轴线处于同一竖直平面上。

作为本发明的进一步改进，对应至少一列沿所述基坑长度方向间隔排列的所述格构柱设置有钢连梁，所述钢连梁分别与该列所述格构柱稳定连接，且所述钢连梁设置在所述基坑的横向支撑下方以实现对所述横向支撑的辅助支撑并保证所述格构柱沿该基坑长度方向的稳定性。

作为本发明的进一步改进，所述横向支撑为沿所述基坑长度方向上间隔设置的多根钢支撑，所述钢支撑的两端分别抵接所述基坑两侧的所述地下连续墙。

作为本发明的进一步改进，相邻两所述混凝土支撑下方的两组相邻所述格构柱之间分别设置有剪刀撑，所述剪刀撑包括两根交叉设置的连杆，且所述交叉设置的连杆两端分别连接一根所述格构柱的顶部以及与其相邻的一根所述格构柱的中部以用于增加所述格构柱在该基坑长度方向上的稳定性。

作为本发明的进一步改进，所述格构柱可在所述基坑施工过程中分段拆除，以避免所述基坑各层楼板施工时穿越所述格构柱。

作为本发明的进一步改进，所述斜撑可在所述基坑施工到顶板时拆除，相应地，可在所述顶板下方的层板上对应所述格构柱设置混凝土基础，以实现部分拆除后的所述格构柱底部可稳固连接在所述混凝土基础上，继而完成对所述混凝土支撑的辅助支撑。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构，其通过在基坑的混凝土支撑下方悬吊设置两根格构柱，以其完成基坑横向支撑结构的辅助支撑，减少了钻孔桩的设置，简化了辅助支撑结构的设置工序，提升了基坑施工的效率，且格构柱为分设于混凝土支撑两端的两根，结构承力更加合理，稳定性更高，安全性更强；

(2)本发明的适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构，其通过在各格构柱和地下连续墙之间分别设置斜撑，由斜撑的上端与格构柱的顶端连接，并将其下端稳固连接在地下连续墙上，由斜撑和地下连续墙共同承担格构柱所承受的竖向荷载，使得竖向稳定结构的稳定性更好，格构柱的辅助支撑安全性更高，尤其是在基坑宽度较大的时候，混凝土支撑下方双格构柱和双斜撑的设置形式可充分保证基坑支护结构的稳定性；

(3)本发明的适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构，其通过在同一混凝土支撑下方的两格构柱之间横向设置横向稳定连杆，由横向稳定连杆分别连接两格构柱，从而形成稳定的框架结构，保证两格构柱在基坑宽度方向上的稳定性，防止其在基坑宽度方向上摇晃，进一步提升竖向稳定结构的稳定性和安全性；

(4)本发明的适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构，其通过在沿基坑长度方向设置的两相邻混凝土支撑下的两相邻格构柱之间设置剪刀撑结构，从而保证格构柱结构在基坑结构长度方向上的稳定性，进一步提升竖向稳定结构的稳定性和安全性；

(5)本发明的适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构，其结构简单，设置简便，能有效减少钻孔桩的设置，简化基坑横向支撑结构的辅助支撑系统的施工工序，在保证结构稳定性和安全性的同时，大大提升了施工的效率，降低了施工的成本，具有较好的推广应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例中适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构中第一道支撑的平面布置示意图；

图2是本发明实施例中适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构中第一道支撑下方的支撑结构平面布置图；

图3是本发明实施例中适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构平面布置示意图中A-A向示意图；

图4是本发明实施例中适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构平面布置示意图中B-B向示意图；

图5是本发明实施例中适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构在施工基坑顶板时的结构示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1.格构柱，2.混凝土支撑，3.横向稳定连杆，4.冠梁，5.混凝土连杆，6.地下连续墙，7.钢支撑，8.钢连梁，9.斜撑，10.剪刀撑，11.混凝土基础，12.稳定支撑。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明优选实施例中适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构如图1～5中所示。其中，图1是本发明实施例中适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构中第一道支撑的平面布置示意图；图2是本发明实施例中适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构中第一道支撑下方的支撑结构平面布置图；图3是本发明实施例中适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构平面布置示意图中A-A向示意图；图4是本发明实施例中适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构平面布置示意图中B-B向示意图；图5是本发明实施例中适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构在施工基坑顶板时的结构示意图。

本发明优选实施例中的竖向稳定结构设置在基坑的第一道支撑下方，优选实施例中的第一道支撑为沿基坑宽度方向设置的混凝土支撑2，其两端分别稳固连接在位于基坑两侧顶部并沿基坑长度方向设置的冠梁4上，优选实施例中的冠梁4与混凝土支撑2的端部一体化浇筑而成，且混凝土支撑2的轴线垂直于冠梁4，如图1中所示，继而在基坑长度方向上间隔设置多个混凝土支撑2，从而形成基坑的第一道支撑结构；优选实施例中的两相邻混凝土支撑2之间设置有混凝土连杆5，以确保混凝土支撑2在基坑长度方向上的稳定。

进一步地，在混凝土支撑2的下方悬吊设置有格构柱1，作为免设立柱桩的基坑结构的竖向稳定结构，每根混凝土支撑2下方悬吊的格构柱设置为两根，且分别竖向设置在混凝土支撑2靠近两端的下方，格构柱1以端部与混凝土支撑2进行连接，且连接处距离冠梁4一定长度；进一步地，优选实施例中位于同一混凝土支撑2下方的两格构柱1距离一侧冠梁4的最小长度相等，该长度在优选实施例中为L，如图3中所示，即两格构柱1沿该混凝土支撑2的竖向中线对称设置，优选实施例中的L可优选为3m，当然，L的取值也不局限于上述优选，其可根据实际施工受力的需要优选为别的数值，如2m、4m、5m等。

进一步地，本发明优选实施例中的格构柱1优选以四根角钢通过一定数量的缀板焊接成截面为方形的长框型结构，格构柱1与混凝土支撑2连接的端部优选与混凝土支撑2浇筑成整体，以保证端部连接的稳定性；进一步地，优选实施例中同一混凝土支撑2下方悬吊的两格构柱1之间设置有横向稳定连杆3，其沿基坑的宽度方向设置，即与混凝土支撑2的轴线平行，且横向稳定连杆3的两端分别稳固连接在两格构柱1上，从而将两格构柱1连接成框架式的整体，提升格构柱1的稳定性；进一步地，横向稳定连杆3在格构柱1的轴线方向上优选间隔设置为多根，如2根、3根、4根等，且横向稳定连杆3的设置位置可对应于第一道支撑结构下方的每一道支撑，如在第二道支撑处设置一根横向稳定连杆3，在第三道支撑结构处设置一根横向稳定连杆3，以此类推。

进一步地，对应格构柱1与混凝土支撑2连接的端部以及冠梁4下方的地下连续墙6设置有斜撑9，其顶部连接在格构柱1的顶部，底部连接在地下连续墙6上，从而形成斜向的支撑结构，继而将格构柱1受到的竖向力传递于基坑围护结构的地下连续墙6上，由斜撑9和地下连续墙6共同分担格构柱1所承受的竖向荷载；进一步优选地，斜撑9上端与混凝土支撑2下部的格构柱1进行焊接连接，斜撑9下端焊接于预先埋设在地下连续墙6内钢板上，必要时可进一步优选增设一定的抗滑措施增加斜撑9与格构柱1以及地下连续墙6焊接的稳定性；优选实施例中斜撑9下端在地下连续墙6上的固定位置与对应冠梁4的距离为H，优选实施例中的H可优选设置为3m，即此时斜撑9与部分混凝土支撑2及地下连续墙6之间形成一等边直角三角形，如图3中所示，当然，斜撑9下端与对应冠梁4的距离也不局限于上述选值，其可以根据实际需要优选为其他数值，如2m、4m、5m等。

进一步地，优选实施例中相邻两混凝土支撑2下方悬吊的格构柱1之间可通过加设剪刀撑10进行进一步稳固，剪刀撑10设置在两相邻混凝土支撑2下方相邻的两格构柱1之间，包括两根交叉设置的连杆，其中一根连杆的一端连接在其中一格构柱1的顶部，另一端的连接在另一格构柱1的中部；相应地，另一根连杆的一端连接在顶部连接有连杆的格构柱1的中部，另一端连接在中部连接有连杆的格构柱1的顶部，从而形成两根连杆交叉设置的剪刀撑结构，如图4中所示，使得格构柱1在基坑长度方向上能保证充分的稳定性。

进一步优选地，优选实施例中的第二道支撑和/或第三道支撑可通过设置一定数量的钢支撑7来实现，钢支撑7的两端分别抵接基坑宽度方向两侧的地下连续墙6，并在基坑长度方向上间隔设置，如图4中所示；相应地，优选实施例在上述钢支撑7形成的支撑结构下方沿基坑长度方向设置有钢连梁8，钢连梁8分别与基坑长度方向间隔设置的格构柱1稳固连接，使得钢支撑7刚好位于其上方，从而可对若干钢支撑7组成的支撑结构提供竖向支撑，并进一步保证格构柱1在基坑长度方向上的稳定性，优选实施例中钢连梁8的设置与基坑深度方向上布置的钢支撑7层数以及基坑长度方向上间隔布置的格构柱1相对应。

进一步地，在基坑的施工过程中，每向上施工完一层结构，可将对应高度的格构柱1、横向稳定连杆3、钢支撑7和钢连梁8拆除，避免基坑内部结构各层楼板施工时穿越格构柱1；进一步地，当基坑施工进行到基坑顶板施工时，斜撑9的存在往往会对顶板的施工产生干扰，此时优选先在格构柱1下方已施工完成的层板上预设混凝土基础11，并将格构柱1的底部稳固连接在该混凝土基础11上，继而将斜撑9拆除，由混凝土基础11对格构柱1提供辅助支撑，保证顶部混凝土支撑2的结构稳定性；进一步优选地，在混凝土基础11的旁侧设置有一定数量的稳定支撑12，其一端固定在混凝土基础11上，另一端稳固连接在格构柱上，从而为格构柱提供辅助支撑，如图5中所示。

本发明优选实施例中的适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构，通过在混凝土支撑2下方设置一对悬吊的格构柱1，以其和设置在地下连续墙6和格构柱1之间的斜撑9为支撑体系提供辅助支撑，提高支撑系统的稳定性，减少了立柱桩的设置，提升了基坑施工的效率，减少了立柱桩设置所产生的工程造价，提高了基坑施工的经济效益，尤其是在基坑宽度较大的时候，混凝土支撑2下方双格构柱1和双斜撑9的设置形式可充分保证基坑支护结构的稳定性；且双格构柱1和横向稳定连杆3的组合形式使得竖向稳定结构在基坑宽度方向上的稳定性大大提升，而基坑长度方向上相邻格构柱1之间的剪刀撑10使得竖向稳定结构在基坑长度方向上的稳定性大大提升，从而充分保证基坑工程施工的稳定性和稳定性。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构，包括沿基坑宽度方向设置的混凝土支撑(2)，所述混凝土支撑(2)为基坑长度方向上间隔设置的多根，其两端分别稳固连接在位于基坑两侧顶部并沿基坑长度方向延伸设置的冠梁(4)上；其特征在于，

还包括悬吊在所述混凝土支撑(2)下方的格构柱(1)；每根所述混凝土支撑(2)下方的所述格构柱(1)为两根，其分别竖向设置在该混凝土支撑(2)两端的下方并分别与所述基坑两侧的地下连续墙(6)间隔一定距离；且若干所述混凝土支撑(2)下方的所述格构柱(1)在所述基坑的长度方向上分两列间隔排列，每列间隔排列的所述格构柱(1)的轴线处于同一竖直平面上；

对应至少一列在基坑长度方向上间隔排列的所述格构柱(1)设置有钢连梁(8)；所述钢连梁(8)设置在所述基坑的横向支撑下方并与该列所述格构柱(1)分别稳定连接，以实现对所述横向支撑的辅助支撑并保证所述格构柱(1)沿该基坑长度方向的稳定性；

所述混凝土支撑(2)下方的两根所述格构柱(1)之间设置有横向稳定连杆(3)，所述横向稳定连杆(3)的两端分别与两所述格构柱(1)稳定连接，以将两悬吊的所述格构柱(1)连接为稳固的框架结构；以及，

在位于所述格构柱(1)一侧的所述地下连续墙(6)和该格构柱(1)之间设置有呈杆状的斜撑(9)，所述斜撑(9)的上端稳固连接在所述格构柱(1)的顶部，其下端稳固连接在对应的所述地下连续墙(6)上，从而使得所述格构柱(1)承受的压力可传递到所述地下连续墙(6)上以增加所述竖向稳定结构的稳定性。

2.根据权利要求1所述的适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构，其中，至少一根所述混凝土支撑(2)下方的两所述格构柱(1)分别与所述地下连续墙(6)的最小距离相等，即该混凝土支撑(2)下方的两所述格构柱(1)沿所述混凝土支撑(2)的竖向中线对称设置。

3.根据权利要求1所述的适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构，其中，所述横向支撑为沿所述基坑长度方向上间隔设置的多根钢支撑(7)，所述钢支撑(7)的两端分别抵接所述基坑两侧的所述地下连续墙(6)。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构，其中，相邻两所述混凝土支撑(2)下方的两组相邻所述格构柱(1)之间分别设置有剪刀撑(10)，所述剪刀撑(10)包括两根交叉设置的连杆，且所述交叉设置的连杆两端分别连接一根所述格构柱(1)的顶部以及与其相邻的一根所述格构柱(1)的中部以用于增加所述格构柱(1)在该基坑长度方向上的稳定性。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构，其中，所述格构柱(1)可在所述基坑施工过程中分段拆除，以避免所述基坑各层楼板施工时穿越所述格构柱(1)。

6.根据权利要求5所述的适用于基坑免设立柱桩的竖向稳定结构，其中，所述斜撑(9)可在所述基坑施工到顶板时拆除，相应地，可在所述顶板下方的层板上对应所述格构柱(1)设置混凝土基础(11)，以实现部分拆除后的所述格构柱(1)底部可稳固连接在所述混凝土基础(11)上，继而完成对所述混凝土支撑(2)的辅助支撑。

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