用于长大深基坑的分块支护结构及支护方法
【专利摘要】本发明公开了用于长大深基坑的分块支护结构及支护方法，该结构包括若干将基坑分成几个分区的分区撑，每个分区内固定设置一个圆环撑，圆环撑的内侧边缘呈圆形，圆环撑的外侧边缘与所在分区的边缘相匹配。可实现超长超大基坑的一次性开挖，大大加快了施工速度，减少人工、材料以及时间的浪费，满足了绿色施工的发展要求。并可有效减少内支撑数量，使得塔楼可以避开支撑结构施工，当地下室底板完成后即可施工塔楼，加快了整体施工进度。施工顺序不同，会对圆环撑的变形及内力分配产生重要影响，而圆环撑的真圆度控制不力，将影响基坑工程的安全性，本发明通过对基坑进行分区规划、分区施工，有效控制了圆环撑的真圆度，从而提高了基坑工程的安全度。
【专利说明】
用于长大深基坑的分块支护结构及支护方法
技术领域
[0001]本发明涉及建筑施工领域，尤其涉及用于长大深基坑的分块支护结构及支护方法。
【背景技术】
[0002]对于传统施工工艺，长大深基坑一般采取分隔墙将超长深基坑分割成若干个基坑，以减小基坑在开挖过程中产生的不均匀变形。
[0003]但是若采取分隔墙将基坑工程分区施工，不仅严重影响基坑工程的施工进度，而且需要对分隔墙进行拆除，不但工序繁琐，而且会造成较大的噪声、扬尘等污染，尤其是处于城市核心区域的基坑工程，如此施工会对周围环境造成极大污染，不满足绿色施工的发展要求。
[0004]尤其，对于具有多个塔楼的基坑工程，采用传统的支撑体系，由于塔楼区域设置有支撑，塔楼结构需待支撑依次拆除、地下室结构逐层施工完成后方能进行施工，导致塔楼的施工计划制约整个工程的施工进度计划，难以满足快速、安全施工的要求。
【发明内容】
[0005]针对以上施工工艺的种种不足，本发明的目的在于提供一种用于长大深基坑的分块支护结构及支护方法，采用混凝土支撑分块支护，实现了超长超大基坑的一次性开挖，大大加快了施工速度，减少人工、材料以及时间的浪费，满足了绿色施工的发展要求;可以有效减少内支撑数量，使得塔楼可以避开支撑结构，当地下室底板完成后即可施工塔楼结构，加快了塔楼的施工进度，可以从根本上加快整个工程的施工速度，满足快速施工的要求。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:
[0007]—种用于长大深基坑的分块支护结构，包括若干将基坑分成几个分区的分区撑，每个分区内固定设置一个圆环撑，所述圆环撑的内侧边缘呈圆形，所述圆环撑的外侧边缘与所在分区的边缘相匹配。
[0008]优选的，在上述的用于长大深基坑的分块支护结构中，所述分区撑与所述基坑的短边平行，所述分区撑沿着所述基坑的长边等间距设置，其中两个分区撑紧贴基坑的短边内壁设置，所述分区撑为条形钢筋混凝土结构，所述分区撑的宽度不小于基坑短边的1/8。
[0009]优选的，在上述的用于长大深基坑的分块支护结构中，所述圆环撑为钢筋混凝土结构，所述圆环撑包括浇筑混凝土内的圆环、若干径向撑以及若干角撑，所述若干径向撑以所述圆环的圆心为中心向四周发散布置，各径向撑的一端连接于所述圆环上，各径向撑的另一端连接于基坑的对应围护墙体上或者对应的分区撑上，所述角撑与所述径向撑交错设置，所述角撑的两端分别连接至基坑的对应围护墙体上或者对应的分区撑上。
[0010]优选的，在上述的用于长大深基坑的分块支护结构中，所述圆环撑至少分成八块，每块具有所述圆环的一段圆弧段。
[0011]优选的，在上述的用于长大深基坑的分块支护结构中，所述圆环为宽扁梁，所述圆环的宽度为圆环半径的1/18-1/22，所述圆环的高度为900-1000_。
[0012]优选的，在上述的用于长大深基坑的分块支护结构中，所述圆环由预先施工的格构柱进行支撑，格构柱的间距不大于10m。
[0013]本发明还公开了一种用于长大深基坑的分块支护方法，包括如下步骤:
[0014]第I步，首层土开挖并施工首道支撑结构，首层土开挖采用大开挖的施工方式，所述首道支撑结构采用如上所述的用于长大深基坑的分块支护结构；
[0015]第2步，由上至下逐层分块开挖并施工对应层的支撑结构，各对应层的支撑结构采用如上所述的用于长大深基坑的分块支护结构；
[0016]第3步，最后一层土方开挖，开挖完毕后饶筑大底板。
[0017]优选的，在上述的用于长大深基坑的分块支护方法中，所述第2步包括:
[0018]第21步，开挖所有分区撑区域土后，浇筑混凝土浇筑形成所有分区撑，以减小基坑长边效应；
[0019]第22步，待分区撑达到设计强度后，先开挖位于基坑中部的分区，形成对应的圆环撑，待该区圆环撑全部形成后，再由内向外开挖已施工分区的两侧分区，形成对应的圆环撑，直至完成所有分区圆环撑的施工，形成对应层的支撑结构。
[0020]优选的，在上述的用于长大深基坑的分块支护方法中，所述第22步中，每个分区的圆环撑至少分成八块，每个分区的土方按分块、对称、均衡的方式开挖，每块对应的土方挖除后立即施工圆环撑上与该块对应的部分。
[0021 ]优选的，在上述的用于长大深基坑的分块支护方法中，所述第22步中，每个分区的圆环撑分成八块，八块包括位于圆环撑四角的四个角区域、对应分区撑中部位置的两个第一中部区域、以及对应基层围护墙体的两个第二中部区域，每个分区的圆环撑的施工顺序如下:先同步开挖两个第一中部区域的土方之后，同步浇筑圆环撑上对应第一中部区域的分块;再同步开挖两个第二中部区域的土方之后，同步浇筑圆环撑上对应第二中部区域的分块;最后同步开挖四个角区域的土方之后，同步浇筑圆环撑上对应角区域的分块。
[0022]由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
[0023]—、本发明提供的用于长大深基坑的分块支护结构及支护方法，该分块支护结构包括若干将基坑分成几个分区的分区撑，每个分区内固定设置一个圆环撑，所述圆环撑的内侧边缘呈圆形，所述圆环撑的外侧边缘与所在分区的边缘相匹配，一方面，能够避免现有技术中长大深基坑施工分区分块施工所带来的分期墙的拆除、资源浪费、工期过场以及传统的支撑造成塔楼施工不便等问题，实现超长超大基坑的一次性开挖，大大加快了施工速度，减少人工、材料以及时间的浪费，满足了绿色施工的发展要求。另一方面，本发明将现有技术中在基坑中间隔设置的水平支撑条改变为若干个圆环撑及其分区撑，可以有效减少内支撑数量，并且由于待建的塔楼通常位于圆环撑的圆环内，使得塔楼可以避开支撑结构，当地下室底板完成后即可施工塔楼结构，不必像现有技术那样由于水平支撑条影响塔楼施工而不得不等到各层水平支撑条拆除以后、地下室结构逐层施工完成后方能进行，因此，本发明加快了塔楼的施工进度，从根本上加快整个工程的施工速度，满足快速施工的要求。
[0024]二、本发明提供的用于长大深基坑的分块支护方法，开挖所有分区撑区域土后，浇筑混凝土浇筑形成所有分区撑，以减小基坑长边效应;待分区撑达到设计强度后，先挖土施工位于基坑中部的分区形成对应的圆环撑，再由内向外挖土施工已施工分区两侧的分区形成对应的圆环撑，直至完成所有分区的圆环撑施工，形成对应层的支撑结构。基坑开挖采用上述先中部分区施工后两端分区施工的方式，即在中部分区挖土并形成圆环撑后再在两端的分区中挖土并形成圆环撑，可以有效减少基坑的长边效应。
[0025]三、本发明提供的用于长大深基坑的分块支护方法，每个分区的圆环撑至少分成八块，每个分区的土方按分块、对称、均衡的方式开挖，每块对应的土方挖除后立即施工圆环撑上与该块对应的部分，其目的是保证圆环的真圆度，并消除混凝土收缩变形的影响。施工顺序不同，会对圆环撑的变形及内力分配产生重要影响，而圆环撑的真圆度控制不力，将影响基坑工程的安全性，本发明通过对基坑进行分区规划、分区施工，有效控制了圆环撑的真圆度，从而提高了基坑工程的安全度。
【附图说明】
[0026]图1为本发明一实施例的用于长大深基坑的分块支护结构的结构示意图；
[0027]图2为本发明一实施例的用于长大深基坑土方施工顺序图。
[0028]图中:10-分区撑、20-圆环撑、21-圆环、22-径向撑、23-角撑、24-辅助撑、30-围护墙体、1-9为土方施工顺序标号。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面的说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
[0030]请参阅图1至图2，本实施例公开了一种用于长大深基坑的分块支护结构，包括若干将基坑分成几个分区的分区撑10。本实施例中，基坑共设置五个分区撑10，将基坑分成了三个分区，所述分区撑10于所述基坑的短边平行，其中两个分区撑10经。位于中间的一区和位于两端的两个二区。每个分区内固定设置一个圆环撑20，所述圆环撑20的内侧边缘呈圆形，所述圆环撑20的外侧边缘与所在分区的边缘相匹配。
[0031]本发明通过设置分区撑10，将将基坑分成几个分区，每个分区内固定设置一个圆环撑20，所述圆环撑20的内侧边缘呈圆形，所述圆环撑20的外侧边缘与所在分区的边缘相匹配，一方面，能够避免现有技术中长大深基坑施工分区分块施工所带来的分期墙的拆除、资源浪费、工期过场以及传统的支撑造成塔楼施工不便等问题，实现超长超大基坑的一次性开挖，大大加快了施工速度，减少人工、材料以及时间的浪费，满足了绿色施工的发展要求。另一方面，本发明将现有技术中在基坑中间隔设置的水平支撑条改变为若干个圆环撑20及其分区撑10，可以有效减少内支撑数量，并且由于待建的塔楼通常位于圆环撑20的圆环内，使得塔楼可以避开支撑结构，当地下室底板完成后即可施工塔楼结构，不必像现有技术那样由于水平支撑条影响塔楼施工而不得不等到各层水平支撑条拆除以后、地下室结构逐层施工完成后方能进行，因此，本发明加快了塔楼的施工进度，从根本上加快整个工程的施工速度，满足快速施工的要求。
[0032]优选的，在上述的用于长大深基坑的分块支护结构中，所述分区撑10与所述基坑的短边平行，所述分区撑10沿着所述基坑的长边等间距设置，其中两个分区撑10紧贴基坑的短边内壁设置，分区撑10与相邻的圆环撑20连接，形成一个整体。所述分区撑10为条形钢筋混凝土结构，所述分区撑10的宽度不小于基坑短边的1/8，以保证分区撑10具有足够的强度支撑围护墙体30。
[0033]优选的，在上述的用于长大深基坑的分块支护结构中，所述圆环撑20为钢筋混凝土结构，所述圆环撑20包括浇筑混凝土内的圆环21、若干径向撑22以及若干角撑23这些钢筋结构，所述若干径向撑22以所述圆环21的圆心为中心向四周发散布置，各径向撑22的一端连接于所述圆环21上，各径向撑22的另一端连接于基坑的对应围护墙体30上或者对应的分区撑10上，所述角撑23与所述径向撑22交错设置，所述角撑23的两端分别连接至基坑的对应围护墙体30上或者对应的分区撑10上。分区撑10中的钢筋与相邻的圆环撑20中的钢筋例如径向撑22和/或角撑23连接，形成一个整体。所述圆环撑20还包括若干辅助撑24，所述辅助撑设置于圆环与围护墙体之间，以增强圆环撑的整体强度。
[0034]优选的，在上述的用于长大深基坑的分块支护结构中，所述圆环撑20至少分成八块，每块具有所述圆环21的一段圆弧段。
[0035]优选的，在上述的用于长大深基坑的分块支护结构中，所述圆环为宽扁梁，所述圆环21的宽度为圆环半径的1/18-1/22，所述圆环21的高度为900-1000mm，以保证圆环21具有足够的强度，提高圆环撑20的强度，提高整个支护结构的强度和稳定性。
[0036]优选的，在上述的用于长大深基坑的分块支护结构中，所述圆环21由预先施工的格构柱进行支撑，格构柱的间距不大于10m，以减小圆环21所受的扭矩，进一步提高整个支护结构的强度和稳定性。
[0037]请继续参阅图1至图2，本实施例还公开了一种用于长大深基坑的分块支护方法，包括如下步骤:
[0038]第I步，首层土开挖并施工首道支撑结构，由于首层土开挖没有难度，因此，首层土开挖采用大开挖的施工方式，所述首道支撑结构采用如上所述的用于长大深基坑的分块支护结构；
[0039]第2步，由上至下逐层分块开挖并施工对应层的支撑结构，各对应层的支撑结构采用如上所述的用于长大深基坑的分块支护结构；
[0040]第3步，最后一层土方开挖，开挖完毕后饶筑大底板。
[0041]用于长大深基坑的分块支护方法，除了最后一层以外的每一层的支撑结构采用如上所述的所述的用于长大深基坑的分块支护结构，通过设置分区撑10，将将基坑分成几个分区，每个分区内固定设置一个圆环撑20，所述圆环撑20的内侧边缘呈圆形，所述圆环撑20的外侧边缘与所在分区的边缘相匹配，一方面，可以实现超长超大基坑的一次性开挖，大大加快了施工速度，减少人工、材料以及时间的浪费，满足了绿色施工的发展要求。另一方面，由于本发明将现有技术中在基坑中间隔设置的水平支撑条改变为若干个圆环撑20及其分区撑10，可以有效减少内支撑数量，并且由于待建的塔楼通常位于圆环撑20的圆环内，使得塔楼可以避开支撑结构，当地下室底板完成后即可施工塔楼结构，不必像现有技术那样由于水平支撑条影响塔楼施工而不得不等到各层水平支撑条拆除以后、地下室结构逐层施工完成后方能进行，因此，本发明加快了塔楼的施工进度，从根本上加快整个工程的施工速度，满足快速施工的要求。
[0042]优选的，在上述的用于长大深基坑的分块支护方法中，所述第2步包括:
[0043]第21步，开挖所有分区撑10区域土后，浇筑混凝土浇筑形成所有分区撑10，以减小基坑长边效应；
[0044]第22步，待分区撑10达到设计强度后，先开挖位于基坑中部的分区(一区)，形成对应的圆环撑20，待该区圆环撑20全部形成后，再由内向外开挖已施工分区的两侧分区(二区)，形成对应的圆环撑20，直至完成所有分区圆环撑20的施工，形成对应层的支撑结构。
[0045]在基坑开挖时，采用上述方式，即先施工中部分区，再施工两端分区的方式，也就是说先在中部分区挖土并形成圆环撑20后再在两端的分区中挖土并形成圆环撑20，可以有效减少基坑的长边效应。
[0046]优选的，在上述的用于长大深基坑的分块支护方法中，所述第22步中，每个分区的圆环撑20至少分成八块，每个分区的土方按分块、对称、均衡的方式开挖，每块对应的土方挖除后立即施工圆环撑20上与该块对应的部分。如此可以保证圆环21的真圆度，并消除混凝土收缩变形的影响。
[0047]具体的，为了使得圆环21具有所需的真圆度，消除圆环撑20混凝土收缩变形的影响，同时为了简化施工流程，在上述的用于长大深基坑的分块支护方法中，所述第22步中，每个分区的圆环撑20分成八块，八块包括位于圆环撑20四角的四个角区域、对应分区撑10中部位置的两个第一中部区域、以及对应基层围护墙体30的两个第二中部区域，每个分区的圆环撑20的施工顺序如下:先同步开挖两个第一中部区域的土方之后，同步浇筑圆环撑20上对应第一中部区域的分块;再同步开挖两个第二中部区域的土方之后，同步浇筑圆环撑20上对应第二中部区域的分块;最后同步开挖四个角区域的土方之后，同步浇筑圆环撑20上对应角区域的分块。
[0048]总之，施工顺序不同，会对圆环撑的变形及内力分配产生重要影响，而圆环撑的真圆度控制不力，将影响基坑工程的安全性，本发明通过对基坑进行分区规划、分区施工，有效控制了圆环撑的真圆度，从而提高了基坑工程的安全度。
[0049]上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
【主权项】
1.一种用于长大深基坑的分块支护结构，其特征在于，包括若干将基坑分成几个分区的分区撑，每个分区内固定设置一个圆环撑，所述圆环撑的内侧边缘呈圆形，所述圆环撑的外侧边缘与所在分区的边缘相匹配。2.如权利要求1所述的用于长大深基坑的分块支护结构，其特征在于，所述分区撑与所述基坑的短边平行，所述分区撑沿着所述基坑的长边等间距设置，其中两个分区撑紧贴基坑的短边内壁设置，所述分区撑为条形钢筋混凝土结构，所述分区撑的宽度不小于基坑短边的1/8。3.如权利要求1所述的用于长大深基坑的分块支护结构，其特征在于，所述圆环撑为钢筋混凝土结构，所述圆环撑包括浇筑混凝土内的圆环、若干径向撑以及若干角撑，所述若干径向撑以所述圆环的圆心为中心向四周发散布置，各径向撑的一端连接于所述圆环上，各径向撑的另一端连接于基坑的对应围护墙体上或者对应的分区撑上，所述角撑与所述径向撑交错设置，所述角撑的两端分别连接至基坑的对应围护墙体上或者对应的分区撑上。4.如权利要求3所述的用于长大深基坑的分块支护结构，其特征在于，所述圆环撑至少分成八块，每块具有所述圆环的一段圆弧段。5.如权利要求3所述的用于长大深基坑的分块支护结构，其特征在于，所述圆环为宽扁梁，所述圆环的宽度为圆环半径的1/18-1/22，所述圆环的高度为900-1000_。6.如权利要求3所述的用于长大深基坑的分块支护结构，其特征在于，所述圆环由预先施工的格构柱进行支撑，格构柱的间距不大于10m。7.—种用于长大深基坑的分块支护方法，其特征在于，包括如下步骤: 第I步，首层土开挖并施工首道支撑结构，首层土开挖采用大开挖的施工方式，所述首道支撑结构采用如权利要求1-6中任意一项所述的用于长大深基坑的分块支护结构； 第2步，由上至下逐层分块开挖并施工对应层的支撑结构，各对应层的支撑结构采用如权利要求1-6中任意一项所述的用于长大深基坑的分块支护结构； 第3步，最后一层土方开挖，开挖完毕后饶筑大底板。8.如权利要求7所述的用于长大深基坑的分块支护方法，其特征在于，所述第2步包括: 第21步，开挖所有分区撑区域土后，浇筑混凝土浇筑形成所有分区撑，以减小基坑长边效应； 第22步，待分区撑达到设计强度后，先开挖位于基坑中部的分区，形成对应的圆环撑，待该区圆环撑全部形成后，再由内向外开挖已施工分区的两侧分区，形成对应的圆环撑，直至完成所有分区圆环撑的施工，形成对应层的支撑结构。9.如权利要求8所述的用于长大深基坑的分块支护方法，其特征在于，所述第22步中，每个分区的圆环撑至少分成八块，每个分区的土方按分块、对称、均衡的方式开挖，每块对应的土方挖除后立即施工圆环撑上与该块对应的部分。10.如权利要求9所述的用于长大深基坑的分块支护方法，其特征在于，所述第22步中，每个分区的圆环撑分成八块，八块包括位于圆环撑四角的四个角区域、对应分区撑中部位置的两个第一中部区域、以及对应基层围护墙体的两个第二中部区域，每个分区的圆环撑的施工顺序如下:先同步开挖两个第一中部区域的土方之后，同步浇筑圆环撑上对应第一中部区域的分块;再同步开挖两个第二中部区域的土方之后，同步浇筑圆环撑上对应第二中部区域的分块;最后同步开挖四个角区域的土方之后，同步浇筑圆环撑上对应角区域的分块。
【文档编号】E02D17/04GK106013167SQ201610531533
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】徐磊, 朱毅敏, 高文志, 李国鑫, 朱正, 孙云飞
【申请人】上海建工建集团有限公司, 上海建工一建集团有限公司