CN110777808A - 基坑空间桁架支撑体系及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基坑空间桁架支撑体系及其施工方法，包括若干相互连接的支撑立面，所述支撑立面包括地下连续墙、第一道支撑、第二道支撑以及加固立柱；所述地下连续墙有两个且两个地下连续墙之间放置有若干与连续墙平行的加固立柱，所述第一道支撑位于加固立柱的端部且加固立柱与连续墙之间固定连接，所述加固立柱与第一道支撑之间设有第一加强节点，所述第二道支撑的两端与地下连续墙固定连接且与加固立柱之间固定连接，第一道支撑与第二道支撑平行设置；本发明具有结构简单，可承载较大的水平轴向力，第一道支撑的上表面可承载较大的载荷，施工方便，降低了安全风险的效果。

Description

基坑空间桁架支撑体系及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程的技术领域，尤其是涉及一种基坑空间桁架支撑体系及其施工方法。

背景技术

目前，基坑是在基础设计位置按照基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑，在工程施工中，当基坑为大跨度基坑时，需要在基坑内部进行支撑，以保证低些结构施工及基坑周边环境的安全。

对于基坑支撑结构来说，首先应具有良好的结构性能，以保证基坑支护体系的稳定性，严格控制基坑围护墙的水平位移，保护周围已建建筑物的安全和场地、道路及地下管网线的稳定性，现有的基坑支护一般采用型钢支撑或者钢筋混凝土的支撑形式。

钢支撑主要适用于开挖面积小、施工周期短、长条形的基坑，其具有拆装方便、自重小、可多次利用的有点，但自身稳定性差，不易控制基坑变形。

钢筋混凝土支撑适用于基坑面积大、深度深、施工周期长、地址条件复杂的基坑，其具有稳定性好、适应性高、基坑变形小的特点，但部分钢筋混凝土支撑的跨度较大，自重较大，钢筋混凝土支撑的上表面不易承载过重的载荷。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种基坑空间桁架支撑的上表面可承载较大的载荷的基坑空间桁架支撑体系。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基坑空间桁架支撑体系，包括若干相互连接的支撑立面，所述支撑立面包括地下连续墙、第一道支撑、第二道支撑以及加固立柱；所述地下连续墙有两个且两个地下连续墙之间放置有若干与连续墙平行的加固立柱，所述第一道支撑位于加固立柱的端部且加固立柱与连续墙之间固定连接，所述加固立柱与第一道支撑之间设有第一加强节点，所述第二道支撑的两端与地下连续墙固定连接且与加固立柱之间固定连接，第一道支撑与第二道支撑平行设置；所述第一道支撑上设有若干第二加强节点，所述第二加强节点与第二道支撑之间设有若干辅助连接杆。

通过采用上述技术方案，第一道支撑与第二道支撑对连续墙起到支撑的作用，且第一加强节点与第二加强节点以及辅助连接杆的设置，增加各支撑间的结构强度，结构简单，可承载较大的水平轴向力，第一道支撑的上表面可承载较大的载荷，施工方便，降低了安全风险。

优选的，所述第二加强节点与第二道支撑之间连接的若干辅助连接杆至少有一根与第二道支撑垂直。

通过采用上述技术方案，加强第一道支撑与第二道支撑之间竖直方向的承载力，空间桁架支撑体系的载荷分布较为均匀。

优选的，相邻两个加固立柱之间或加固立柱与地下连续墙之间至少设有一个第二加强节点，第二道支撑与加固立柱的连接处至少伸出有一根辅助连接杆与该加固立柱相邻的第二加强节点连接。

通过采用上述技术方案，使空间桁架支撑体系的载荷分布较为均匀，第一道支撑能承载较重的载荷，不易发生形变。

优选的，所述第二道支撑底部设有若干补充立柱，所述支撑立面包括若干用于替换加固立柱的改造立柱，所述改造立柱内设有相互交错放置且呈网状的的加强筋。

通过采用上述技术方案，对该支撑体系的水平支撑进行支撑，额外承担第一道支撑及第二道支撑上的附加载荷，该支撑体系不易发生的形变，施工安全。

优选的，第一道支撑包括各第一加强节点之间相互连接的支撑梁，所述加固立柱内设有若干组伸入第一道支撑的支撑梁内的钢筋，至少有一组所述钢筋伸入第一道支撑的支撑梁顶且至少有一组所述钢筋弯入第一道支撑的支撑梁底。

通过采用上述技术方案，加强加固立柱与第一道支撑的支撑梁之间的结构强度，增强其连接处承受弯矩产生的拉力以及加强其斜截面的抗剪切力的作用，该支撑体系不易发生的形变，施工安全。

优选的，与第二道支撑垂直的辅助连接杆内至少伸出有一组伸入第一道支撑的支撑梁梁顶的钢筋，第二道支撑与加固立柱的连接处伸出的辅助连接杆内伸出有至少一组与第一道支撑的支撑梁梁顶的钢筋且伸出有至少一组与第一道支撑的支撑梁梁底的钢筋。

通过采用上述技术方案，加强辅助连接件与第一道支撑的支撑梁之间的结构强度，增强其连接处承受弯矩产生的拉力以及加强其斜截面的抗剪切力的作用，将载荷均匀分布，加强水平轴向方向的承载力。

综上所述，第一道支撑与第二道支撑对连续墙起到支撑的作用，且第一加强节点与第二加强节点以及辅助连接杆的设置，增加各支撑间的结构强度，结构简单，可承载较大的水平轴向力，施工方便，降低了安全风险，节省了工程投资，加强加固立柱与第一道支撑的支撑梁之间的结构强度，增强其连接处承受弯矩产生的拉力以及加强其斜截面的抗剪切力的作用，第一道支撑的上表面可承载较大的载荷。

本发明的另一个目的是提供一种基坑空间桁架支撑的上表面可承载较大的载荷的基坑空间桁架支撑体系的施工方法。

一种基坑空间桁架支撑体系的施工方法，包括以下步骤：

S1、定位划线，当基坑内的连续墙施工完成且达到设计强度后，工作人员进行对坑底进行修正后进行定位划线，确定基坑内加固立柱以及各支撑间的位置、横截面尺寸、配筋及混凝土强度等参数，使其满足空间桁架支撑系统所需承受的水平载荷、结构受力、变形及抗弯载荷的要求；

S2、加固立柱成型，工作人员按照划线位置，通过旋挖钻机施工成型加固立柱；

S3、首层土方开挖，待加固立柱的结构强度达到设计要求的80%后，开挖基坑首层土方至第一道支撑的设计标高，施工第一道支撑，在加固立柱与第一道支撑的交接处形成第一加强节点，并按照设计要求预留第二加强节点及其他结构梁等结构的钢筋，所述钢筋强度及结构强度应满足设计规范及要求；

S4、基坑再次开挖，待第一道支撑的结构强度达到设计要求的80%后，继续开挖基坑内的土方至第二道支撑的设计标高，并进行第二道支撑的施工，施工过程中，预留钢筋并同时开始第二加强节点间的辅助连接杆的施工；

S5、逐层施工，待第二道支撑施工完完成后且第二道支撑的结构强度达到设计要求的强度后，按顺序对土方进行开挖施工，直至底板浇筑完成；

S6、永久结构施工，由下至上逐层施工楼板等永久结构，将一道支撑与第二道支撑预留的钢筋与楼板等永久结构的钢筋连接形成整体。

通过采用上述技术方案，相对传统的顺做法基坑施工而言，省去了后期拆除临时水平支撑而产生大量建筑垃圾的作用，相对逆作法基坑施工而言，其设置的水平支撑结构简单，载荷分布均匀，增强其连接处承受弯矩产生的拉力以及加强各连接处的斜截面的抗剪切力的作用，第一道支撑的上表面可承载较大的载荷，承压效果较好。

优选的，第二道支撑的结构强度达到设计要求的强度后，计算现阶段第一道支撑与第二道支撑的结构强度，并对第二道支撑的中心处以及基坑内土方较为软弱的区域处增加补充立柱，补充立柱与第二道支撑抵接。

通过采用上述技术方案，对该支撑体系的水平支撑进行支撑，预防开挖后的地基产生改变后对加固立柱的影响，额外承担第一道支撑及第二道支撑上的附加载荷，该支撑体系不易发生的形变，施工安全。

优选的，第一道支撑与第二道支撑等施工的过程中均同时施工各同一平面的支撑立面间的钢筋混凝土连接件，钢筋混凝土连接件分别与同一平面第一加强节点或第二加强节点连接，且待第二道支撑施工完成后，施工连接第一加强节点与第二加强节点的钢筋混凝土连接件。

通过采用上述技术方案，减少施工工期，加强加固立柱与第一道支撑的支撑梁之间的结构强度，增强其连接处承受弯矩产生的拉力以及加强其斜截面的抗剪切力的作用。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

具有省去了后期拆除临时水平支撑而产生大量建筑垃圾的作用，相对逆作法基坑施工而言，其设置的水平支撑结构简单，载荷分布均匀，增强其连接处承受弯矩产生的拉力以及加强各连接处的斜截面的抗剪切力的作用，第一道支撑的上表面可承载较大的载荷，承压效果较好；减少施工工期，加强加固立柱与第一道支撑的支撑梁之间的结构强度，增强其连接处承受弯矩产生的拉力以及加强其斜截面的抗剪切力的作用。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，用于表示第一道支撑、第二道支撑以及加固立柱之间的位置关系。

图2是本发明中加固立柱与第一道支撑的连接结构示意图，用于表示加固立柱内钢筋伸入第一道支撑内的结构。

图3是本发明中辅助立柱与第二道支撑的连接结构示意图，用于表示辅助立柱内的钢筋伸入第一道支撑内的结构。

图4是本发明中，改造立柱的横截面示意图，用于表示改造立柱内各钢筋之间的位置关系。

图中，1、连续墙；2、加固立柱；3、第一道支撑；4、第二道支撑；5、第一加强节点；6、第二加强节点；7、辅助连接杆；8、改造立柱；9、补充立柱；10、钢筋；11、加强筋。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种基坑空间桁架支撑体系，包括若干相互连接的支撑立面，支撑立面包括地下连续墙1、第一道支撑3、第二道支撑4以及加固立柱2；地下连续墙1有两个且两个地下连续墙1之间放置有若干与连续墙1平行的加固立柱2，第一道支撑3位于加固立柱2的端部且加固立柱2与连续墙1之间固定连接。加固立柱2与第一道支撑3之间设有第一加强节点5，第二道支撑4的两端与地下连续墙1固定连接且与加固立柱2之间固定连接，第一道支撑3与第二道支撑4平行设置；第二道支撑4底部设有若干补充立柱9，补充立柱9连接于第二道支撑4的连接方式与加固立柱2连接于第一道支撑3的连接方式相同。使空间桁架支撑体系的载荷分布较为均匀，第一道支撑3能承载较重的载荷，不易发生形变。

如图2所示，第一道支撑3包括各第一加强节点5之间相互连接的支撑梁，加固立柱2内设有若干组伸入第一道支撑3的支撑梁内的钢筋10，至少有一组钢筋10伸入第一道支撑3的支撑梁顶且至少有一组钢筋10弯入第一道支撑3的支撑梁底，加固立柱2与第一道支撑3的连接处被第一加强节点5包覆。

结合图1和图3可知，相邻两个加固立柱2之间的第一道支撑3上设有一个第二加强节点6，第二加强节点6与第二道支撑4之间设有若干辅助连接杆7；至少有一根辅助连接杆7穿过的第二加强节点6与第二道支撑4垂直连接，且至少有一根辅助连接杆7连接第二道支撑4与加固立柱2之间的连接处。

与第二道支撑4垂直的辅助连接杆7内至少伸出有一组伸入第一道支撑3的支撑梁梁顶的钢筋10，第二道支撑4与加固立柱2的连接处伸出的辅助连接杆7内伸出有至少一组与第一道支撑3的支撑梁梁顶的钢筋10且伸出有至少一组与第一道支撑3的支撑梁梁底的钢筋10。

地下连续墙1与相邻立柱之间也设有一个第二加强节点6，第二道支撑4与加固立柱2的连接处至少伸出有一根辅助连接杆7与该加固立柱2相邻的第二加强节点6连接。

结合图1和图4可知，基坑空间桁架支撑体系内的加固立柱2可以被替换为改造立柱8，改造立柱8内设有两组相互交错放置的加强筋11，加强筋11呈网状，且相互之间呈“井”字形放置。

支撑立面间通过若干钢筋混凝土连接件相互连接，钢筋混凝土连接件图中未示出，钢筋混凝土连接件连接各支撑立面的第一加强节点5。

本实施例的实施原理为：

一种基坑空间桁架支撑的上表面可承载较大的载荷的基坑空间桁架支撑体系的施工方法。

一种基坑空间桁架支撑体系的施工方法，包括以下步骤：

S1、定位划线，当基坑内的连续墙1施工完成且达到设计强度后，工作人员进行对坑底进行修正后进行定位划线，确定基坑内加固立柱2以及各支撑间的位置、横截面尺寸、配筋及混凝土强度等参数，使其满足空间桁架支撑系统所需承受的水平载荷、结构受力、变形及抗弯载荷的要求；部分加固立柱2根据其承载的需求，置换为改造立柱8。

S2、加固立柱2成型，工作人员按照划线位置，通过旋挖钻机施工成型加固立柱2。

S3、首层土方开挖，待加固立柱2的结构强度达到设计要求的80%后，开挖基坑首层土方至第一道支撑3的设计标高，施工第一道支撑3，在加固立柱2与第一道支撑3的交接处形成第一加强节点5，并按照设计要求预留第二加强节点6及其他结构梁等结构的钢筋10，所述钢筋10强度及结构强度应满足设计规范及要求。

S4、基坑再次开挖，待第一道支撑3的结构强度达到设计要求的80%后，继续开挖基坑内的土方至第二道支撑4的设计标高，并进行第二道支撑4的施工，施工过程中，预留钢筋10并同时开始第二加强节点6间的辅助连接杆7的施工；第二道支撑4的结构强度达到设计要求的强度后，计算现阶段第一道支撑3与第二道支撑4的结构强度，并对第二道支撑4的中心处以及基坑内土方较为软弱的区域处增加补充立柱9，补充立柱9与第二道支撑4抵接。

第一道支撑3与第二道支撑4等施工的过程中均同时施工各同一平面的支撑立面间的钢筋10混凝土连接件，钢筋10混凝土连接件分别与同一平面第一加强节点5或第二加强节点6连接，且待第二道支撑4施工完成后，施工连接第一加强节点5与第二加强节点6的钢筋10混凝土连接件。

S5、逐层施工，待第二道支撑4施工完完成后且第二道支撑4的结构强度达到设计要求的强度后，按顺序对土方进行开挖施工，直至底板浇筑完成。

S6、永久结构施工，由下至上逐层施工楼板等永久结构，将一道支撑与第二道支撑4预留的钢筋10与楼板等永久结构的钢筋10连接形成整体。

第一道支撑3与第二道支撑4对连续墙1起到支撑的作用，且第一加强节点5与第二加强节点6以及辅助连接杆7的设置，增加各支撑间的结构强度，结构简单，可承载较大的水平轴向力，施工方便，降低了安全风险，节省了工程投资，加强加固立柱2与第一道支撑3的支撑梁之间的结构强度，增强其连接处承受弯矩产生的拉力以及加强其斜截面的抗剪切力的作用，第一道支撑3的上表面可承载较大的载荷。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基坑空间桁架支撑体系，其特征在于：包括若干相互连接的支撑立面，所述支撑立面包括地下连续墙(1)、第一道支撑(3)、第二道支撑(4)以及加固立柱(2)；所述地下连续墙(1)有两个且两个地下连续墙(1)之间放置有若干与连续墙(1)平行的加固立柱(2)，所述第一道支撑(3)位于加固立柱(2)的端部且加固立柱(2)与连续墙(1)之间固定连接，所述加固立柱(2)与第一道支撑(3)之间设有第一加强节点(5)，所述第二道支撑(4)的两端与地下连续墙(1)固定连接且与加固立柱(2)之间固定连接，第一道支撑(3)与第二道支撑(4)平行设置；所述第一道支撑(3)上设有若干第二加强节点(6)，所述第二加强节点(6)与第二道支撑(4)之间设有若干辅助连接杆(7)。

2.根据权利要求1所述的一种基坑空间桁架支撑体系，其特征在于：所述第二加强节点(6)与第二道支撑(4)之间连接的若干辅助连接杆(7)至少有一根与第二道支撑(4)垂直。

3.根据权利要求2所述的一种基坑空间桁架支撑体系，其特征在于：相邻两个加固立柱(2)之间或加固立柱(2)与地下连续墙(1)之间至少设有一个第二加强节点(6)，第二道支撑(4)与加固立柱(2)的连接处至少伸出有一根辅助连接杆(7)与该加固立柱(2)相邻的第二加强节点(6)连接。

4.根据权利要求1所述的一种基坑空间桁架支撑体系，其特征在于：所述第二道支撑(4)底部设有若干补充立柱(9)，所述支撑立面包括若干用于替换加固立柱(2)的改造立柱(8)，所述改造立柱(8)内设有相互交错放置且呈网状的加强筋(11)。

5.根据权利要求3所述的一种基坑空间桁架支撑体系，其特征在于：第一道支撑(3)包括各第一加强节点(5)之间相互连接的支撑梁，所述加固立柱(2)内设有若干组伸入第一道支撑(3)的支撑梁内的钢筋(10)，至少有一组所述钢筋(10)伸入第一道支撑(3)的支撑梁顶且至少有一组所述钢筋(10)弯入第一道支撑(3)的支撑梁底。

6.根据权利要求3所述的一种基坑空间桁架支撑体系，其特征在于：与第二道支撑(4)垂直的辅助连接杆(7)内至少伸出有一组伸入第一道支撑(3)的支撑梁梁顶的钢筋(10)，第二道支撑(4)与加固立柱(2)的连接处伸出的辅助连接杆(7)内伸出有至少一组与第一道支撑(3)的支撑梁梁顶的钢筋(10)且伸出有至少一组与第一道支撑(3)的支撑梁梁底的钢筋(10)。

7.一种基坑空间桁架支撑体系的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、定位划线，当基坑内的连续墙(1)施工完成且达到设计强度后，工作人员进行对坑底进行修正后进行定位划线，确定基坑内加固立柱(2)以及各支撑间的位置、横截面尺寸、配筋及混凝土强度等参数，使其满足空间桁架支撑系统所需承受的水平载荷、结构受力、变形及抗弯载荷的要求；

S2、加固立柱(2)成型，工作人员按照划线位置，通过旋挖钻机施工成型加固立柱(2)；

S3、首层土方开挖，待加固立柱(2)的结构强度达到设计要求的80%后，开挖基坑首层土方至第一道支撑(3)的设计标高，施工第一道支撑(3)，在加固立柱(2)与第一道支撑(3)的交接处形成第一加强节点(5)，并按照设计要求预留第二加强节点(6)及其他结构梁等结构的钢筋(10)，所述钢筋(10)强度及结构强度应满足设计规范及要求；

S4、基坑再次开挖，待第一道支撑(3)的结构强度达到设计要求的80%后，继续开挖基坑内的土方至第二道支撑(4)的设计标高，并进行第二道支撑(4)的施工，施工过程中，预留钢筋(10)并同时开始第二加强节点(6)间的辅助连接杆(7)的施工；

S5、逐层施工，待第二道支撑(4)施工完完成后且第二道支撑(4)的结构强度达到设计要求的强度后，按顺序对土方进行开挖施工，直至底板浇筑完成；

S6、永久结构施工，由下至上逐层施工楼板等永久结构，将一道支撑与第二道支撑(4)预留的钢筋(10)与楼板等永久结构的钢筋(10)连接形成整体。

8.根据权利要求7所述的一种基坑空间桁架支撑体系，其特征在于：第二道支撑(4)的结构强度达到设计要求的强度后，计算现阶段第一道支撑(3)与第二道支撑(4)的结构强度，并对第二道支撑(4)的中心处以及基坑内土方较为软弱的区域处增加补充立柱(9)，补充立柱(9)与第二道支撑(4)抵接。

9.根据权利要求8所述的一种基坑空间桁架支撑体系，其特征在于：第一道支撑(3)与第二道支撑(4)等施工的过程中均同时施工各同一平面的支撑立面间的钢筋(10)混凝土连接件，钢筋(10)混凝土连接件分别与同一平面第一加强节点(5)或第二加强节点(6)连接，且待第二道支撑(4)施工完成后，施工连接第一加强节点(5)与第二加强节点(6)的钢筋(10)混凝土连接件。

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