CN109944253A - 钢筋混凝土刀片墙支撑体系及其深基坑换撑施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢筋混凝土刀片墙支撑体系及其深基坑换撑施工方法，其中支撑体系包括间隔设置于基坑底板与基坑支护结构之间的多个竖向换撑砼肋板，所述竖向换撑砼肋板的外侧与所述基坑支护结构垂直且相连，所述竖向换撑砼肋板的底部与所述基坑底板垂直且相连，相邻所述竖向换撑砼肋板之间连接有横向支撑件，所述横向支撑件上连接有用于支抵于所述基坑支护结构的顶墙件。本发明支撑系统在基坑开挖过程中与各道基坑支护结构及基坑底板同时施工并达到强度，无需等基坑底板浇筑完毕后再搭设模板排架进行换撑施工；相比传统换撑施工速度快，且竖向换撑砼肋板与各道基坑支护结构及基坑底板同时施工，适应性更好。

Description

钢筋混凝土刀片墙支撑体系及其深基坑换撑施工方法

技术领域

本发明涉及一种基坑开挖施工技术领域，尤其涉及一种钢筋混凝土刀片墙支撑体系及其深基坑换撑施工方法。

背景技术

深基坑工程中的换撑，是在特定的条件下采取一定的技术措施来逐步取代发挥临时支撑作用的内支撑结构体系，从而保证临时性内支撑拆除后，工程施工能继续安全顺利地进行，其实质是应力的安全有序的调整、转移和再分配。

换撑原理：让支护桩因内支撑拆除所产生的部分应力通过传力构件传递给具有足够承载能力的第三者，从而达到新的受力平衡。它除可采用刚性支撑件(斜撑、水平支撑)连接支护桩和地下室结构来控制变形、实现应力传递外，也可采用回填方式来实现。在此转换过程中，围护体系本身依然承担相当的支护作用。

目前，深基坑换撑有两种常见方式：一种是设置斜撑，工期短、投入少，但支撑点选择困难，难以布设全面(尤其是建筑物四角部位)，换撑的整体作用效果差，易被破坏，且往往由于支护桩与墙体距离短，斜撑往往需穿过墙体与地下室底板牛腿相连，这样会增加防水施工难度，拆除斜撑还会延误工期。另一种是直接采用水平刚性构件换撑连梁进行换撑，将支护桩的应力通过楼梁板最终实现。其优点是受力效果好、施工简单又无需进行拆除施工，因此在工期较紧的工程较为合适。由于靠现浇楼梁板来承受基坑内力，对工程本身的结构安全性提出了更高的要求，必须采取必要的技术措施，以确保施工的顺利进行。常规施工方法是将底板混凝土浇灌完成后，拆除模板，将底板与支护桩之间的空隙回填土方(另一种回填料为碎石料来进行坑内换撑回填，其特点是传力带的受力均匀性好，但实际施工时，往往防水施工介入较晚，且回填料密实度很难控制，对较大基坑的内力传递无法保证，因此回填料作传力带只作辅助之用。)并夯实，再在回填土上方浇灌一道250-400MM厚混凝土水平环带作为换撑，待该部分混凝土达到设计要求强度后，才能进行临时支撑系统的拆除工序。但对于特大型深基坑或结构受力极其复杂的工程，这种方法施工层次复杂，实际操作困难，工期较长，且基坑围护体系结构安全风险几率明显增大，严重地影响着基坑工期，这样就导致换撑技术一直是困扰着深基坑施工中的重要突出问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种钢筋混凝土刀片墙支撑体系及其深基坑换撑施工方法，换撑施工速度快，能够减少基坑暴露时间，特别适用于深大基坑工程。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于深基坑换撑施工的钢筋混凝土刀片墙支撑体系，其包括间隔设置于基坑底板与基坑支护结构之间的多个竖向换撑砼肋板，所述竖向换撑砼肋板的外侧与所述基坑支护结构垂直且相连，所述竖向换撑砼肋板的底部与所述基坑底板垂直且相连，相邻所述竖向换撑砼肋板之间连接有横向支撑件，所述横向支撑件上连接有用于支抵于所述基坑支护结构的顶墙件。

所述钢筋混凝土刀片墙支撑体系进一步的改进在于，所述竖向换撑砼肋板的高度与基坑开挖深度相一致。

所述钢筋混凝土刀片墙支撑体系进一步的改进在于，所述竖向换撑砼肋板的顶部窄于底部。

所述钢筋混凝土刀片墙支撑体系进一步的改进在于，所述竖向换撑砼肋板呈竖向设置的直角梯形，所述直角梯形的底部直角边连接于所述基坑底板，所述直角梯形的侧部直角边连接于所述基坑支护结构。

所述钢筋混凝土刀片墙支撑体系进一步的改进在于，所述竖向换撑砼肋板为钢筋混凝土结构。

所述钢筋混凝土刀片墙支撑体系进一步的改进在于，所述竖向换撑砼肋板与所述基坑支护结构之前采用预留钢筋接驳器相连接。

所述钢筋混凝土刀片墙支撑体系进一步的改进在于，所述预留钢筋接驳器连接于所述竖向换撑砼肋板内的竖向钢筋和基坑围檩之间。

一种采用所述钢筋混凝土刀片墙支撑体系实施的深基坑换撑施工方法，在基坑支护结构和基坑底板施工的同时，同步于所述基坑支护结构和所述基坑底板之间施工竖向换撑砼肋板。

深基坑换撑施工方法进一步的改进在于，所述基坑支护结构为中隔墙，将基坑分成平行的第一分区和第二分区，先施工所述第一分区，沿所述中隔墙的高度由上至下逐段施工所述竖向换撑砼肋板，并且在每完成一段所述竖向换撑砼肋板之后开挖所述第二分区内平行部位的土体，使得所述第一分区中的所述竖向换撑砼肋板的施工与平行部位的所述第二分区内土体的开挖依次交替进行，并且，在施工最底部一段所述竖向换撑砼肋板时，同步施工所述基坑底板。

本发明支撑系统在基坑开挖过程中与各道基坑支护结构及基坑底板同时施工并达到强度，无需等基坑底板浇筑完毕后再搭设模板排架进行换撑施工；相比传统换撑施工速度快，且竖向换撑砼肋板与各道基坑支护结构及基坑底板同时施工，适应性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例的钢筋混凝土刀片墙支撑体系的示例性平面分布示意图。

图2示出了根据本发明实施例的竖向换撑砼肋板的示例性立面示意图。

图3示出了根据本发明实施例的横向支撑件的示例性平面示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

首先参见图1和图2，图1出了根据本发明实施例的钢筋混凝土刀片墙支撑体系的示例性平面分布示意图，图2示出了根据本发明实施例的竖向换撑砼肋板的示例性立面示意图。如图所示，该用于深基坑换撑施工的钢筋混凝土刀片墙支撑体系主要包括设置于基坑底板11与基坑支护结构12之间的多个竖向换撑砼肋板13，多个竖向换撑砼肋板13采用钢筋混凝土结构板，内部采用横、竖钢筋及箍筋绑扎成钢筋笼，外部浇筑混凝土而成形。多个竖向换撑砼肋板13沿着基坑支护结构12的长度方向等间距地间隔布置成一排，沿基坑开挖全断面支撑，该竖向换撑砼肋板13与基坑支护结构12垂直且竖向换撑砼肋板13的外侧紧密连接于基坑支护结构12的内侧，该竖向换撑砼肋板13与基坑底板11垂直且竖向换撑砼肋板13的底部一体连接于基坑底板11的上表面，从而，竖向换撑砼肋板13在基坑支护结构12与基坑底板11之间形成竖向换撑，沿基坑开挖全断面支撑，相比横向换撑控制变形效果好，特别适用于双圆盾构隧道变形控制。配合双圆盾构隧道施工，上述基坑支护结构12可采用中隔墙，基坑底板11采用隧道底板。

进一步地，配合图3所示，为了增加竖向换撑砼肋板13的横向刚度，在相邻竖向换撑砼肋板13之间连接有横向支撑件14，横向支撑件14上连接有用于支抵于基坑支护结构12的顶墙件15。该横向支撑件14可采用型钢或钢板，预埋于相邻竖向换撑砼肋板13之间，顶墙件15亦可采用型钢或钢板，在横向支撑件14上焊接顶墙件15顶住基坑支护结构12，可进一步加强对竖向换撑砼肋板13的支撑效果。

再配合图1～3所示，本发明实施例中的多个竖向换撑砼肋板13按照1.7m～3.2m间距布置，竖向换撑砼肋板13的厚度约为3m，底部宽度为5m，与基坑底板顶标高一致，顶部宽度为2m，与首道基坑支护结构12顶标高一致，即竖向换撑砼肋板13的高度与基坑开挖深度相等，该竖向换撑砼肋板13采用顶部窄于底部的构造，有利于提高竖向换撑砼肋板13的竖向稳定性。较佳地，竖向换撑砼肋板13呈竖向设置的直角梯形，该直角梯形的底部直角边连接于基坑底板11，该直角梯形的侧部直角边连接于基坑支护结构12。

如图2所示，基坑支护结构12保留围檩121，竖向换撑砼肋板13与基坑支护结构12的围檩121之前采用预留钢筋接驳器16相连接，具体地，预留钢筋接驳器16连接于竖向换撑砼肋板13内部的竖向钢筋和围檩121内部的竖向钢筋之间，其中钢筋接驳器为常用于钢筋混凝土结构连接的接驳装置，通常可以采用直螺纹套筒等，所涉技术为现有技术，在此不赘。

本发明实施例还提供了一种采用上述实施例的钢筋混凝土刀片墙支撑体系实施的深基坑换撑施工方法，其主要特点在于：在基坑支护结构和基坑底板施工的同时，同步于基坑支护结构和所述基坑底板之间施工竖向换撑砼肋板。

具体来说，基坑支护结构12可采用中隔墙(或支护桩、围檩等)，将基坑分成平行的第一分区A和第二分区B，在基坑开挖施工中，先施工第一分区A，沿中隔墙的高度由上至下施工第一段竖向换撑砼肋板，在完成第一段竖向换撑砼肋板之后，才能开挖与第一段竖向换撑砼肋板处于平行部位的第二分区B内的基坑土，拆除最下面一道基坑支护结构12后施工第二段竖向换撑砼肋板，在第二段竖向换撑砼肋板达到强度后，开挖对应的第二分区B内的第二层基坑土。由此，使得第一分区A中的竖向换撑砼肋板的施工与平行部位的所述第二分区B内土体的开挖依次交替进行。并且，在施工最底部一段竖向换撑砼肋板时，同步施工第一分区A内的基坑底板11。

本发明支撑系统在基坑开挖过程中与各道基坑支护结构及基坑底板同时施工并达到强度，无需等基坑底板浇筑完毕后再搭设模板排架进行换撑施工；相比传统换撑施工速度快，且竖向换撑砼肋板与各道基坑支护结构及基坑底板同时施工，适应性更好。进一步地，在平行分区施工中，由于竖向换撑砼肋板与基坑底板同时达到强度，故可缩短拆除基坑支护结构的时间及相邻基坑土方开挖时间，减小基坑暴露时间，特别是城市中心深大基坑工程，尤为适用。图示，本发明支撑系统拆除方便，速度快，钢筋可回收，相比横向换撑节约材料，适用于城市中心深大基坑工程换撑施工。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种用于深基坑换撑施工的钢筋混凝土刀片墙支撑体系，其特征在于：包括间隔设置于基坑底板与基坑支护结构之间的多个竖向换撑砼肋板，所述竖向换撑砼肋板的外侧与所述基坑支护结构垂直且相连，所述竖向换撑砼肋板的底部与所述基坑底板垂直且相连，相邻所述竖向换撑砼肋板之间连接有横向支撑件，所述横向支撑件上连接有用于支抵于所述基坑支护结构的顶墙件。

2.如权利要求1所述的钢筋混凝土刀片墙支撑体系，其特征在于：所述竖向换撑砼肋板的高度与基坑开挖深度相一致。

3.如权利要求1所述的钢筋混凝土刀片墙支撑体系，其特征在于：所述竖向换撑砼肋板的顶部窄于底部。

4.如权利要求3所述的钢筋混凝土刀片墙支撑体系，其特征在于：所述竖向换撑砼肋板呈竖向设置的直角梯形，所述直角梯形的底部直角边连接于所述基坑底板，所述直角梯形的侧部直角边连接于所述基坑支护结构。

5.如权利要求1所述的钢筋混凝土刀片墙支撑体系，其特征在于：所述竖向换撑砼肋板为钢筋混凝土结构。

6.如权利要求1所述的钢筋混凝土刀片墙支撑体系，其特征在于：所述竖向换撑砼肋板与所述基坑支护结构之前采用预留钢筋接驳器相连接。

7.如权利要求6所述的钢筋混凝土刀片墙支撑体系，其特征在于：所述预留钢筋接驳器连接于所述竖向换撑砼肋板内的竖向钢筋和基坑围檩之间。

8.一种采用如权利要求1～7中任一项所述的钢筋混凝土刀片墙支撑体系实施的深基坑换撑施工方法，其特征在于：在基坑支护结构和基坑底板施工的同时，同步于所述基坑支护结构和所述基坑底板之间施工竖向换撑砼肋板。

9.如权利要求8所述的深基坑换撑施工方法，其特征在于：所述基坑支护结构为中隔墙，将基坑分成平行的第一分区和第二分区，先施工所述第一分区，沿所述中隔墙的高度由上至下逐段施工所述竖向换撑砼肋板，并且在每完成一段所述竖向换撑砼肋板之后开挖所述第二分区内平行部位的土体，使得所述第一分区中的所述竖向换撑砼肋板的施工与平行部位的所述第二分区内土体的开挖依次交替进行，并且，在施工最底部一段所述竖向换撑砼肋板时，同步施工所述基坑底板。