CN108643196A - 一种适用于任意形状深大基坑的环形内支撑结构设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于任意形状深大基坑的环形内支撑结构设计方法，所述方法将任意形状基坑划分为若干个多边形区域；所述多边形区域应为规则的多边形，或者平面虽不规则，但基坑两个方向的平面尺寸大致相等；所述多边形区域设置的环形内支撑包括环形支撑、角撑和对撑桁架。本发明方法将任意形状基坑划分为若干个多边形区域，在多边形区域内，采用环形支撑、角撑和对撑桁架合理构建环形内支撑。本发明解决了不规则基坑中内支撑设置困难及支撑结构受力不明确问题。
Description
技术领域
本发明涉及土木建筑工程施工技术领域，特别是涉及一种适用于任意形状深大基坑的环形内支撑结构设计方法。
背景技术
随着城市化的发展，用地紧张问题日益突显，地下空间的开发与利用占据着越来越重要的地位。地下空间开发规模越来越大，各种异形的深大基坑不断涌现，其相应的基坑支护技术也就被要求不断提高，以解决各种工程难题。
目前针对各种深大及复杂环境下的基坑支护技术不断完善，但由于这些深大基坑通常位于城市中心，基坑形状往往不是规则的矩形，且基坑常常邻近建筑物、交通干道、地铁隧道及地下管线等，施工条件复杂，重大恶性基坑事故时有发生。针对不规则基坑若采用常规对撑方式设置的内支撑会对基坑开挖造成极大不便，且不规则基坑中对撑布置形式较为复杂，支护结构受力特点不易明确。
因此，针对任意形状的深大基坑提出一种环形内支撑结构设计方法显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是针对任意形状深大基坑的支护不方便问题，提出一种适用于任意形状深大基坑的环形内支撑结构设计方法。
本发明的目的是这样实现的：一种适用于任意形状深大基坑的环形内支撑结构设计方法，所述方法将任意形状基坑划分为若干个多边形区域；所述多边形区域应为规则的方形，或者平面虽不规则，但基坑两个方向的平面尺寸大致相等；所述多边形区域设置的环形内支撑包括环形支撑、角撑和对撑桁架。
所述环形内支撑设置于划分好的多边形区域内，并使环形支撑直径最大，以增加工作面积。
所述角撑设置于环形支撑与基坑围护结构之间，以连接围护结构和环形支撑，并作为两者之间的传力装置。
所述对撑桁架设置于两环形支撑之间，以连接两相邻环形支撑，并作为两者之间的传力装置。
本发明的设计步骤如下：
(1)对基坑进行围护墙设计；
(2)根据基坑形状设计对撑桁架；
所述对撑桁架将基坑形状划分若干多边形区域；
所述多边形区域为规则的方形，或者平面虽不规则，但基坑两个方向的平面尺寸大致相等；
所述对撑桁架设置于两环形支撑之间，以连接两相邻环形支撑，并作为两者之间的传力装置。
(3)根据划分好的多边形区域进行环形内支撑设置设计；
所述环形内支撑设置于划分好的多边形区域内；
所述环形支撑为圆形或椭圆形；
所述环形支撑为圆形时，圆形直径应最大，以增加工作面积。
(4)支护撑和角撑设计；
所述角撑设置于环形支撑与基坑围护结构之间，以连接围护结构和环形支撑，并作为两者之间的传力装置。
(5)支撑立柱设计；
所述的支撑立柱是起支立角撑和环形支撑的作用。
本发明的有益效果是，本发明方法将任意形状基坑划分为若干个多边形区域，在多边形区域内，采用环形支撑、角撑和对撑桁架合理构建环形内支撑。本发明解决了不规则基坑中内支撑设置困难及支撑结构受力不明确问题。
附图说明
图1为任意五边形状深大基坑环形内支撑平面示意图；
图2为任意四边形状深大基坑环形内支撑平面示意图；
图3为任意三边形状深大基坑环形内支撑平面示意图；
图中，1为围护结构；2为对撑桁架；3为环形内支撑；4为角撑；5为支护撑；6为支撑立柱。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
请参阅图1至图3，图1为任意形状深大基坑环形内支撑三维示意图，从图中可见，本实施例任意形状深大基坑环形内支撑结构包括围护结构1，对撑桁架2，环形支撑3，角撑4，支护撑5，支撑立柱6。
如图2所示，本实施例依据基坑平面图将其划分为平面形状较为规则的多边形，或者平面虽不规则，但基坑两个方向的尺寸大致相等的多边形区域。
本实施例设置了二个环形内支撑；在二个环形内支撑之间设置对撑桁架2，以连接两相邻环形支撑，并作为两者之间的传力装置。
在基坑周边设置基坑围护结构1；在基坑围护结构1与环形支撑3之间的区域设置角撑4，以连接围护结构1和环形支撑3，并作为两者之间的传力装置。
基坑开挖至第一道支撑以下，搭建模板施作第一层环形内支撑结构。待第一层环形内支撑全部形成且整体受力后方可进行下一层土方开挖。
具体以某工程为19层大楼为例，地下室开挖深度为8.2m，地下室为不规则五边形状，工程桩为钻孔灌注桩，钻孔灌注桩深度为43m。基坑的平面图如图1所示，本实施例设置两道支撑体系，第一道支撑体系设置在地下室顶部，第二道设置在地下室中部，两道支撑均采用环形支撑体系。
设计方案步骤：
(1)围护结构1设计；围护结构1宽度为800mm，深度为地下室开挖深度的两倍，围护墙所采用的混凝土为C30。
(2)对撑桁架2设计；如图1所述，取基坑边AB、CD中点设计对撑桁架2。横梁两边有两根横梁组成，所述横梁截面为宽0.6m，高0.8m；为保证受力均匀，为保证受力均匀，在钢筋混凝土梁两端每隔1m设置一道混凝土支撑。
(3)环形支撑3设计；环形支撑3设置于划分好的多边形区域内，环形支撑3为圆形，圆形半径分别为12.5m和18.6m。
(4)支护撑5和角撑4设计；第一层支护撑和角撑4伸入围护结构1内部，与围护结构1形成刚性连接，第二层支护撑与围护墙外的预留钢筋进行焊接，形成铰接结构。
(5)支撑立柱6设计；环形支撑3下面设置支撑立柱6，支撑立柱6采用混凝土柱或者刚柱，支撑立柱6尽量设置在工程桩上面，否则支撑立柱6下面设置临时支撑柱。
Claims (4)
1.一种适用于任意形状深大基坑的环形内支撑结构设计方法，其特征在于，所述方法将任意形状基坑划分为若干个多边形区域；所述多边形区域应为规则的方形，或者平面虽不规则，但基坑两个方向的平面尺寸大致相等；所述多边形区域设置的环形内支撑包括环形支撑、角撑和对撑桁架。
2.根据权利要求1所述的适用于任意形状深大基坑的环形内支撑结构设计方法，其特征在于，所述环形内支撑设置于划分好的多边形区域内，并使所述环形支撑直径最大，以增加工作面积。
3.根据权利要求1所述的适用于任意形状深大基坑的环形内支撑结构设计方法，其特征在于，所述角撑设置于环形支撑与基坑围护结构之间，以连接围护结构和环形支撑，并作为两者之间的传力装置。
4.根据权利要求1所述的适用于任意形状深大基坑的环形内支撑结构设计方法，其特征在于，所述对撑桁架设置于两环形支撑之间，以连接两相邻环形支撑，并作为两者之间的传力装置。
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