CN215482973U - 一种框架式地下结构 - Google Patents

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刘军
邹彪
曲秀姝
魏杰
王可馨
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Abstract

本实用新型公开了一种框架式地下结构,涉及基坑工程技术领域,解决了现有技术中基坑工程存在锚杆与土钉侵入到建筑红线外以及内支撑体系拆除存在隐患的问题。本实用新型的框架式地下结构包括围护结构、柱构件、梁构件和底板构件,围护结构位于地下用于挡土、截水并支撑顶部的梁构件;柱构件固定于底板构件上并用于支撑梁构件;梁构件包括横梁构件和纵梁构件,横梁构件和纵梁构件固定于围护结构和/或柱构件上并形成框架结构。该框架式地下结构可充分利用自身的构件作为基坑的内支撑,不需要锚杆(索)、土钉等挡土结构,也不需要临时内支撑;框架结构内可采用现场浇筑混凝土或采用预制构件的形式完成整个地下结构。

Description

一种框架式地下结构
技术领域
本实用新型涉及基坑工程技术领域,尤其涉及一种框架式地下结构。
背景技术
基坑工程是从地面向下挖一个地下空间,然后在此空间内砌筑地下结构,为保证在地下结构施工期间基坑侧壁的稳定性,需要事先施作挡土结构并采取地下水控制、环境保护等措施。基坑工程应用范围极为广泛,城市轨道交通、综合地下管廊、工业与民用建筑等领域均有大量的应用。
基坑工程事故发生率较高,主要表现为支护结构破坏、塌方、周边道路开裂和塌陷、邻近的地下管线变位甚至破坏、以及建筑物开裂甚至倒塌等,给国家经济和人民生命财产造成严重损失。据有关资料统计:基坑工程事故中与设计和施工有关的问题占比高达86.9%。此外,在基坑内砌筑地下结构,需要大量的模板及其支撑体系,且防水问题始终得不到很好地解决。申请人发现,目前的基坑工程至少存在如下问题:
(1)锚杆、土钉挡土结构侵入到建筑红线外。
锚杆与土钉侵入到建筑红线外,不仅形成障碍影响邻近其它工程的施作,而且一旦邻近存在既有地下工程则无法施作;目前有关规范已经明确锚杆与土钉的施作不能侵入建筑红线外,但实际操作中仍然存在上述现象。
现有锚索部分中杆体为钢绞线,钢绞线结构多应用于永久支护结构,其不仅侵入到建筑红线外,且长期埋于地下容易产生锈蚀,极易污染土壤及地下水;此外,邻近工程施作需要切除钢绞线,切除过程中钢绞线崩裂,会对切除人员造成潜在的危险。目前有的专家学者提出,可以采用玻璃纤维筋(GFRP)或其他复合材料代替钢绞线作为预应力锚索结构,具有可行性,且便于切割、绿色、环保、可降低消耗,但该方法仍然需要侵入到建筑红线外。
近几年,有些专家学者针对锚索长度也进行了相关研究,有的利用囊式扩体锚索,在扩体锚固段通过膨胀水泥砂浆对土体挤压可以减小锚固段长度,具有一定的经济效益,但不足之处是施工操作麻烦,自由端及非扩体段应力过高,并且钢绞线依旧容易发生锈蚀。
(2)内支撑体系拆除存在隐患。
不采用锚杆、土钉的基坑工程,除了放坡开挖的往往需要采用内支撑,如钢支撑或钢筋混凝土支撑等;这些内支撑均是临时结构,在地下结构施作时需要拆除,钢筋混凝土支撑的拆除往往采用爆破的方法,拆除中存在安全隐患、施工速度慢、而且存在一定程度的资源浪费。
因此,急需对现有基坑工程的地下结构进行改进。
实用新型内容
本实用新型的其中一个目的是提出一种框架式地下结构,解决了现有技术中基坑工程存在锚杆与土钉侵入到建筑红线外以及内支撑体系拆除存在隐患的技术问题。本实用新型优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的,本实用新型提供了以下技术方案:
本实用新型的框架式地下结构,包括围护结构、柱构件、梁构件和底板构件,其中,所述围护结构位于地下用于挡土、截水并支撑顶部的梁构件;所述柱构件固定于所述底板构件上并用于支撑所述梁构件;所述梁构件包括横梁构件和纵梁构件,所述横梁构件和所述纵梁构件固定于所述围护结构和/或所述柱构件上并形成框架结构。
根据一个优选实施方式,所述围护结构为围护桩、地下连续墙和/或SMW桩,所述围护结构固定于待施工基坑区域的边界处。
根据一个优选实施方式,所述柱构件包括边柱,所述边柱与所述围护结构密贴并设置于所述围护结构靠近基坑的一侧,并且所述边柱用于支撑所述梁构件。
根据一个优选实施方式,所述柱构件还包括中间立柱,所述中间立柱固定于所述底板构件上并位于待施工基坑区域的中部,并且所述中间立柱用于支撑所述梁构件。
根据一个优选实施方式,所述横梁构件包括顶板支撑横梁,所述纵梁构件包括顶边纵梁、顶纵梁、底边纵梁和底纵梁,其中,所述顶板支撑横梁、所述顶边纵梁和所述顶纵梁固定于所述围护结构的顶部处并形成用于支撑顶板的框架结构;所述底边纵梁和所述底纵梁固定于所述围护结构的底部处并与底板构件形成一体结构。
根据一个优选实施方式,所述横梁构件还包括中板支撑横梁,所述纵梁构件还包括中边纵梁、中纵梁,其中,所述中板支撑横梁、所述中边纵梁和所述中纵梁由所述柱构件支撑并形成用于支撑中板的框架结构。
根据一个优选实施方式,所述底板构件为现浇结构。
根据一个优选实施方式,所述边柱为现浇结构,所述中间立柱为现浇结构或钢管柱构件。
根据一个优选实施方式,所述顶板支撑横梁、顶边纵梁和所述顶纵梁为叠合梁结构或现浇结构,并且所述叠合梁结构的预制部分采用现浇而成。
根据一个优选实施方式,所述中板支撑横梁、所述中边纵梁和所述中纵梁为现浇结构。
本实用新型提供的框架式地下结构至少具有如下有益技术效果:
本实用新型的框架式地下结构,包括围护结构、柱构件、梁构件和底板构件,其中,围护结构位于地下用于挡土、截水并支撑顶部的梁构件;柱构件固定于底板构件上并用于支撑梁构件;梁构件包括横梁构件和纵梁构件,横梁构件和纵梁构件固定于围护结构和/或柱构件上并形成框架结构,其可充分利用自身的围护结构和梁构件作为基坑的内支撑,不需要锚杆(索)、土钉等挡土结构,避免了锚杆(索)侵入到建筑红线外;同时本实用新型的框架式地下结构也不需要临时内支撑;框架结构内可采用现场浇筑混凝土或采用预制构件的形式完成整个地下结构。即本实用新型的框架式地下结构,解决了现有技术中基坑工程存在锚杆与土钉侵入到建筑红线外以及内支撑体系拆除存在隐患的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例,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是本实用新型的框架式地下结构一个优选实施方式的示意图。
图中:101、围护桩;102、边柱;103、中间立柱;104、立柱基础;201、顶板支撑横梁;202、中板支撑横梁;203、顶边纵梁;204、顶纵梁;205、中边纵梁;206、中纵梁;207、底边纵梁;208、底纵梁;30、底板构件。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本实用新型所保护的范围。
下面结合说明书附图1对本实施例的框架式地下结构进行详细说明。
本实施例的框架式地下结构包括围护结构、柱构件、梁构件和底板构件30,如图1所示。优选的,围护结构位于地下用于挡土、截水并支撑顶部的梁构件;柱构件固定于底板构件30上并用于支撑梁构件;梁构件包括横梁构件和纵梁构件,横梁构件和纵梁构件固定于围护结构和/或柱构件上并形成框架结构。
本实施例的框架式地下结构,可充分利用地下自身的围护结构和梁构件作为基坑的内支撑,不需要锚杆(索)、土钉等挡土结构,避免了锚杆(索)侵入到建筑红线外;同时本实施例的框架式地下结构也不需要临时内支撑;框架结构内可采用现场浇筑混凝土或采用预制构件的形式完成整个地下结构。即本实施例的框架式地下结构,解决了现有技术中基坑工程存在锚杆与土钉侵入到建筑红线外以及内支撑体系拆除存在隐患的技术问题。
根据一个优选实施方式,底板构件30为现浇结构。本实施例优选技术方案的底板构件30为现浇结构,不存在缝隙,可提高装配式地下结构的防水性能。
根据一个优选实施方式,围护结构为围护桩101、地下连续墙和/或SMW桩,围护结构固定于待施工基坑区域的边界处,如图1所示。优选的,围护桩101的顶标高与顶板一致,垂直度不应超过0.5%。本实施例优选技术方案的围护结构为挡土结构,最先施作。
根据一个优选实施方式,柱构件包括边柱102,边柱102与围护结构密贴并设置于围护结构靠近基坑的一侧,并且边柱102用于支撑梁构件。优选的,边柱102用于支撑顶边纵梁203、中边纵梁205和/或顶板支撑横梁201和中板支撑横梁202的两端。本实施例优选技术方案的柱构件包括边柱102,通过边柱102对梁构件进行支撑,可提高框架式地下结构的稳定性。
根据一个优选实施方式,柱构件还包括中间立柱103,如图1所示。优选的,中间立柱103固定于底板构件30上并位于待施工基坑区域的中部,并且中间立柱103用于支撑梁构件。优选的,中间立柱103用于支撑顶纵梁204、中纵梁206和/或顶板支撑横梁201和中板支撑横梁202的中部。本实施例优选技术方案基于梁构件的跨度还可设置中间立柱103,具体的,梁构件的跨度较大时,可设置一排或多排中间立柱103用于支撑梁构件。可知的,梁构件的跨度较小时,也可不设置中间立柱103。
根据一个优选实施方式,边柱102为现浇结构,中间立柱103为现浇结构或钢管柱构件。中间立柱103采用钻孔灌注桩的方式形成,或者是在底板构件30下方浇筑混凝土形成立柱基础104后,再在立柱基础104上安装钢管柱,并将钢管柱与钻孔的间隙采用细砂回填。本实施例优选技术方案的边柱102为现浇结构,不存在缝隙,可提高装配式地下结构的防水性能。
根据一个优选实施方式,横梁构件包括顶板支撑横梁201,纵梁构件包括顶边纵梁203、顶纵梁204、底边纵梁207和底纵梁208,如图1所示。优选的,顶板支撑横梁201、顶边纵梁203和顶纵梁204固定于围护结构的顶部处并形成用于支撑顶板的框架结构;底边纵梁207和底纵梁208固定于围护结构的底部处并与底板构件30形成一体结构。更优选的,顶板支撑横梁201、顶边纵梁203和顶纵梁204形成井字形框架结构。本实施例优选技术方案横梁构件和纵梁构件之间形成井字形框架结构,具有稳定性好的优势。
根据一个优选实施方式,横梁构件还包括中板支撑横梁202,纵梁构件还包括中边纵梁205、中纵梁206,如图1所示。优选的,中板支撑横梁202、中边纵梁205和中纵梁206由柱构件支撑并形成用于支撑中板的框架结构。更优选的,中板支撑横梁202、中边纵梁205和中纵梁206也形成井字形框架结构。本实施例优选技术方案的横梁构件和纵梁构件基于基坑深度还可包括中板支撑横梁202、中边纵梁205、中纵梁206,其位于围护结构的中部处并形成用于支撑中板的框架结构,从而可增强地下结构的稳定性。可知的,若基坑深度较浅,也可不设置中板支撑横梁202、中边纵梁205和中纵梁206。
优选的,围护结构的中部处固定有至少一层中板支撑横梁202、中边纵梁205和中纵梁206,并且相邻两层中板支撑横梁202、中边纵梁205和中纵梁206间隔设置。优选的,相邻两层中板支撑横梁202、中边纵梁205和中纵梁206之间的间距相当。基于基坑的深度,可设置多层中板支撑横梁202、中边纵梁205和中纵梁206,以设置多层中板,增强其稳定性。
根据一个优选实施方式,顶板支撑横梁201、顶边纵梁203和顶纵梁204为叠合梁结构或现浇结构,并且叠合梁结构的预制部分采用现浇而成。优选的,顶板支撑横梁201、顶边纵梁203和顶纵梁204的预制部分约为整个梁体高度的1/2。本实施例优选技术方案顶板支撑横梁201、顶边纵梁203和顶纵梁204的预制部分采现浇而成,各梁体同时浇筑,不存在缝隙,可提高装配式地下结构的防水性能。
根据一个优选实施方式,中板支撑横梁202、中边纵梁205和中纵梁206为现浇结构。本实施例优选技术方案中板支撑横梁202、中边纵梁205和中纵梁206为现浇结构,各梁体同时浇筑,不存在缝隙,可提高装配式地下结构的防水性能。
根据一个优选实施方式,本实施例的框架式地下结构,采用逆作+顺作二者相结合的方法,即从地面向下逐层开挖基坑,逐层施作地下结构的纵、横梁、墙板,基坑开挖完毕后现场浇筑底板构件30,在纵向、横向上均构成井字型框架结构体系,然后从下到上装配中板、顶板;基坑的挡土结构仍然采用排桩或者地下连续墙、SMW墙体,内支撑采用地下结构本身的纵、横梁。
本实施例的框架式地下结构,在框架内可采用现浇混凝土或叠合板构件形成墙板、中板和/或顶板,从而形成地下结构,该方式形成的地下结构还具有施工缝隙少、防水效果好的优势,此外还具有安全、施工速度快、环保、节约成本与资源的优势。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种框架式地下结构,其特征在于,包括围护结构、柱构件、梁构件和底板构件(30),其中,所述围护结构位于地下用于挡土、截水并支撑顶部的梁构件;所述柱构件固定于所述底板构件(30)上并用于支撑所述梁构件;所述梁构件包括横梁构件和纵梁构件,所述横梁构件和所述纵梁构件固定于所述围护结构和/或所述柱构件上并形成框架结构。
2.根据权利要求1所述的框架式地下结构,其特征在于,所述围护结构为围护桩(101)、地下连续墙和/或SMW桩,所述围护结构固定于待施工基坑区域的边界处。
3.根据权利要求1所述的框架式地下结构,其特征在于,所述柱构件包括边柱(102),所述边柱(102)与所述围护结构密贴并设置于所述围护结构靠近基坑的一侧,并且所述边柱(102)用于支撑所述梁构件。
4.根据权利要求3所述的框架式地下结构,其特征在于,所述柱构件还包括中间立柱(103),所述中间立柱(103)固定于所述底板构件(30)上并位于待施工基坑区域的中部,并且所述中间立柱(103)用于支撑所述梁构件。
5.根据权利要求1所述的框架式地下结构,其特征在于,所述横梁构件包括顶板支撑横梁(201),所述纵梁构件包括顶边纵梁(203)、顶纵梁(204)、底边纵梁(207)和底纵梁(208),其中,
所述顶板支撑横梁(201)、所述顶边纵梁(203)和所述顶纵梁(204)固定于所述围护结构的顶部处并形成用于支撑顶板的框架结构;
所述底边纵梁(207)和所述底纵梁(208)固定于所述围护结构的底部处并与底板构件(30)形成一体结构。
6.根据权利要求5所述的框架式地下结构,其特征在于,所述横梁构件还包括中板支撑横梁(202),所述纵梁构件还包括中边纵梁(205)、中纵梁(206),其中,所述中板支撑横梁(202)、所述中边纵梁(205)和所述中纵梁(206)由所述柱构件支撑并形成用于支撑中板的框架结构。
7.根据权利要求1所述的框架式地下结构,其特征在于,所述底板构件(30)为现浇结构。
8.根据权利要求4所述的框架式地下结构,其特征在于,所述边柱(102)为现浇结构,所述中间立柱(103)为现浇结构或钢管柱构件。
9.根据权利要求5所述的框架式地下结构,其特征在于,所述顶板支撑横梁(201)、顶边纵梁(203)和所述顶纵梁(204)为叠合梁结构或现浇结构,并且所述叠合梁结构的预制部分采用现浇而成。
10.根据权利要求6所述的框架式地下结构,其特征在于,所述中板支撑横梁(202)、所述中边纵梁(205)和所述中纵梁(206)为现浇结构。
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