基坑开挖工程的l型换撑板的支设方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基坑开挖施工领域，尤其是指一种基坑开挖工程的L型换撑板的支设 方法。
【背景技术】
[0002] 基坑工程具有工程量大、技术难度高、不可预见因素多的特点，基坑支护的安全可 靠性不仅影响基坑工程本身，而且往往会影响基坑的周边环境。正因为如此，基坑支护方案 必须结合周边环境情况进行选择；另一方面，基坑支护虽然是临时结构，但其费用很高，对 工程总造价的影响不容忽视。因此，如何选择既能保护环境又经济合理的基坑支护形式，具 有十分重要的现实意义。
[0003] 基坑面积大、形状不规则、周边环境复杂的单层地下结构施工，基坑支护可选方案 较多。支护结构包括钻孔灌注粧支护、复合土钉支护、SMW工法支护、水泥搅拌粧重力式挡 土墙等；支撑形式有混凝土水平支撑、钢管斜撑及预应力锚杆等。基坑支护方案的优选对周 边环境安全、施工技术和经济投入的影响都非常巨大。
[0004] 通常基坑开挖后支护粧的支护方法，是在开挖后的基坑底面上先施工混凝土底 板，然后在混凝土底板上施工换撑板，并在换撑板与支护粧之间施工加固梁，待换撑板与加 固梁达到设计强度后，最后拆除斜抛撑。但是，这样的施工方法需要进行多次的混凝土施 工，比较繁琐而且工期较长。
【发明内容】
[0005] 有鉴于上述问题，本发明提供了一种基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法，包 括：
[0006] 在待开挖的基坑四周施工支护粧；
[0007] 土体放坡开挖，形成基坑的中心岛区域以及位于所述中心岛区域与所述支护粧之 间的边坡区域；
[0008] 在所述中心岛区域内施工中心混凝土底板；
[0009] 开挖所述边坡区域内的土方至与所述中心岛区域齐平；
[0010] 计算L型换撑板的竖直段的高度与宽度，根据计算得到的所述L型换撑板的竖直 段的高度与宽度，在开挖后的所述边坡区域的底面上浇筑形成所述L型换撑板，使得所述L 型换撑板的水平段抵撑于所述中心混凝土底板，所述L型换撑板的竖直段抵撑于所述支护 粧。
[0011] 本发明基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法，通过在开挖后的边坡区域内施工 L型换撑板，将L型换撑板的水平段与中心混凝土底板相连接，将L型换撑板的竖直段与支 护粧相连接，达到一次施工的目的，避免了多次进行混凝土施工。通过对L型换撑板的竖直 段的高度和宽度的计算，可以保证L型换撑板支设后满足基坑稳定要求，后期L形换撑板联 合支护粧共同形成基坑水土压力的围挡，具有受力形式简单，节约工期等优点。
[0012] 本发明基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法的进一步改进在于，计算所述L型 换撑板的竖直段的高度，包括：
[0013] 计算单个所述支护粧的最大抗弯能力；
[0014] 计算单个所述支护粧承受的土压力引起的弯矩；
[0015] 根据单个所述支护粧承受的土压力引起的弯矩不大于单个所述支护粧的最大抗 弯能力，计算得到所述L型换撑板的竖直段的高度。
[0016] 本发明基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法的进一步改进在于，计算单个所述 支护粧的最大抗弯能力，包括：
[0017] 将所述支护粧设置为圆柱形粧，利用公式Wd= 31 D 3/32,计算单个所述支护粧的截 面抵抗矩系数WD，式中D为所述支护粧的直径；
[0018] 利用公式Md= f Jd，计算单个所述支护粧的最大抗弯能力MD，式中f。为所述L型 换撑板的混凝土设计强度。
[0019] 本发明基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法的进一步改进在于，计算单个所述 支护粧承受的土压力引起的弯矩，包括：
[0020] 利用公式γ = (γ九+丫九+· · · γ九)/(丫 ^y2+. · · γ J，计算所述基坑上的土体 的加权平均重度值γ，式中匕为所述基坑上第i层土层的厚度，γ 所述基坑上第i层土 层的重度；
[0021] 利用公式Ktl= (K AJK2Ii2+. .. KihiVOiJh2+. .. Iii)，计算所述基坑上的土体的静止 土压力系数K。，式中&为所述基坑上第i层土层的静止土压力系数；
[0022] 利用公式F1= YsKci(LcrH)2Z^计算单个所述支护粧承受的土压力F 1，式中Ltl为所 述支护粧的支护深度，s为相邻两个所述支护粧之间的间距；
[0023] 利用公SM1=F JLtl-H)/3,计算单个所述支护粧承受的土压力F1引起的弯矩
[0024] 本发明基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法的进一步改进在于，根据单个所述 支护粧承受的土压力引起的弯矩不大于单个所述支护粧的最大抗弯能力，计算得到所述L 型换撑板的竖直段的高度，包括：根据单个所述支护粧承受的土压力F1引起的弯矩M1不大 于单个所述支护粧的最大抗弯能力M D，利用公式M1S M D，计算得到所述L型换撑板的竖直 段的高度"2 Zr, ~^J'K[yi\6YsK,。
[0025] 本发明基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法的进一步改进在于，计算所述L型 换撑板的竖直段的宽度，包括：
[0026] 计算所述L型换撑板承受的土压力引起的弯矩；
[0027] 计算所述L型换撑板的最大抗弯能力；
[0028] 根据所述L型换撑板承受的土压力引起的弯矩不大于所述L型换撑板的最大抗弯 能力，计算得到所述L型换撑板的竖直段的宽度。
[0029] 本发明基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法的进一步改进在于，计算所述L型 换撑板承受的土压力引起的弯矩，包括：
[0030] 利用公式Fci= γ SKciLci2/^,计算由所述基坑上的土体形成的最大静止土压力F tl;
[0031] 利用公式Mtl= FQLQ/3,计算由所述基坑上的土体形成的最大静止土压力Ftl引起的 最大弯矩M ci;
[0032] 利用公式Mr= Mtl-M1，计算所述L型换撑板承受的土压力引起的弯矩Mr = [F0L0-F1(L0-H)]/^
[0033] 本发明基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法的进一步改进在于，计算所述L型 换撑板的最大抗弯能力，包括：
[0034] 利用公式I= sB 2/6,计算所述L型换撑板的抗弯抵抗矩系数I;
[0035] 利用公式A= f。^，计算所述L型换撑板的最大抗弯能力A。
[0036] 本发明基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法的进一步改进在于，根据所述L型 换撑板承受的土压力引起的弯矩不大于所述L型换撑板的最大抗弯能力，计算得到所述L 型换撑板的竖直段的宽度，包括：根据所述L型换撑板承受的土压力引起的弯矩凡不大于 所述L型换撑板的最大抗弯能力I，利用公式凡< M p计算得到所述L型换撑板的竖直段 的宽度 丑)3]//c。
【附图说明】
[0037] 图1是本发明基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法的流程示意图。
[0038] 图2是采用本发明基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法的围护结构的平面示意 图。
[0039] 图3~图5是本发明基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法的阶段示意图。
[0040] 图6是本发明基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法的L形换撑板的参数计算示 意图。
【具体实施方式】
[0041] 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。
[0042] 请参阅图1，图1是本发明基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法的流程示意图。 配合参看图1所示，本发明基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法，包括：
[0043] SlOl结合图2所示，根据施工图纸设定的开挖界限，在待开挖的基坑10四周施工 支护粧20,支护粧20优选采用圆柱形粧，支护粧20施工完成后，在支护粧20内插设型钢并 在支护粧20上施工冠梁30,增强整体支护强度，所述型钢可以采用H型钢、工字钢、格构式 钢架、大直径钢管或微型钢管的任意一种；
[0044] S102结合图3所示，根据土体性质采用盆式开挖法进行土体放坡开挖，形成基坑 的中心岛区域110以及位于中心岛区域110与支护粧20之间的边坡区域120,开挖时遵循 "分块分层、对称限时、先撑后挖、严禁超挖"的原则，平面分层分段、对称均匀进行，使坑内 土方开挖面近似水平下降；
[0045] S103结合图4所示，在中心岛区域110内施工中心混凝土底板111并养护到混凝 土设计强度，养护完成后，在中心混凝土底板111上施工混凝土支墩112,混凝土支墩112施 工完成后，沿边坡区域120的坡面与基坑10的交点位置等间距地支设斜抛撑40,将斜抛撑 40的两端分别锚固于混凝土支墩112与冠梁30内；
[0046] S104结合图4与图5所示，开挖边坡区域120内的土方121至与中心岛区域110 齐平，逐步从坑内斜抛撑40的坑底方向向四周开挖土方，最后基坑内的全部土方清理至地 下室底板标尚；
[0047] S105计算L型换撑板50的竖直段520的高度与宽度，根据计算得到的L型换撑板 50的竖直段的高度与宽度，在开挖后的边坡区域120的坑底绑扎L型换撑板50的钢筋并 支设模板，然后采用与支护粧20相同标号的混凝土浇筑形成L型换撑板50,使得L型换撑 板50的水平段510抵撑于中心混凝土底板111，L型换撑板50的竖直段520抵撑于支护粧 20,连接时在L型换撑板50的竖直段520与支护粧20之间植入锚筋，然后再浇筑混凝土， 待L型换撑板50及相连底板的混凝土强度达到设计强度时，拆除斜抛撑40,完成支护施工， L形换撑板50联合支护粧20共同形成基坑水土压力的围挡。然后就可以进行地下室其他 部位的施工。
[0048] 进一步地，本发明还提供了步骤S104中所述L型换撑板的竖直段的高度和宽度的 计算方法。配合参阅图6所示，图6是本发明基坑开挖工程的L型换撑板的支设方法的L 形换撑板的参数计算示意图。
[0049] (1)所述L型换撑板的竖直段的高度的计算方法，包括：
[0050] 计算单个所述支护粧的最大抗弯能力；
[0051] 计算单个所述支护粧承受的土压力引起的弯矩；
[0052] 根