专利名称：拱墙式自立支护结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于基坑支护结构。
目前，基坑工程施工中，平衡支护结构荷载(土压力)的抵抗力(如抗力、锚力等)都取决于地层地质特性，即使采用多支点抗力支护结构，其支护结构最下段也是以土体抗力作为抵抗力来平衡荷载。支护结构设计由土体地质特性决定，其结果存在工程事故频率高；费用不容易降低；软土地层支护深度受到限制等缺点。如目前我国基坑支护结构工程事故频率为30％左右，软土地层特大事故时有发生，支护结构工程事故频率之高实在罕见。以多支点抗力、悬臂式等支护结构为例，工程事故原因评述主要归咎于支护结构本身的支护机理。现在所使用的基坑支护结构无统一的安全标准，并随地质特性而异，法无定法，各行其“道”。支护结构安全取值存在严重的结构缺陷，地质特性愈差(或愈软)，工程费用愈昂贵。而这了缓解这一矛盾，大部分都采用安全换费用的“变通”处理办法，即降低软土地层支护结构安全度，促使其费用减少，结果是地质特性愈差，安全度愈小。实际上，软土地层土体的非均匀性、施工意外影响和勘察误差等均大于非软土地层，即使支护结构采用统一安全标准，软土地层工程事故频率也高于非软土地层。
本实用新型的目的是在于提供一种完全不同于目前基坑支护结构机理的新型支护结构、具有结构特性优越的且安全可靠的拱墙式自立支护结构。
本实用新型的拱墙式自立支护结构的是基于以下支护机理来设计的平衡基坑支护结构全部荷载(地面至零强度处土压力)不是依靠土体产生的任何“抵抗力”(如抗力、锚力等)，而是依靠支护结构自身“抵抗力”(拱墙压力)独立承担。
本实用新型的拱墙式自立支护结构包括有拱墙，该拱墙由上部的挡土拱墙和下部的支座拱墙构成。所述的拱墙形状可为圆拱，或/和椭圆拱，或/和二次曲线拱。
所述的拱墙可以是全拱墙；也可以是非全拱墙，该非全拱墙由拱墙与其它支护结构构成。
本实用新型的拱墙式自立支护结构与现有的支护结构相比具有结构特性优越、工程安全可靠、适应范围广、工程费用节省(约20％～60％)等特点。
以下结合附图对本实用新型的技术内容及其结构特征作进一步的说明
图1为本实用新型拱墙式自立支护结构的一种平面结构示意图；图2为本实用新型中拱墙支座的一种结构平面示意图，即拉杆复合支座的结构示意图；图3为图2的A-A剖视结构示意图；图4为本实用新型中的连续拱墙的平面结构示意图；图5为本实用新型中的挖孔拱墙的平面结构示意图；图6为沉梁法敷设垫层以下支座拉杆的平面结构示意图；图7为图6的B-B剖视结构示意图；图8为锤击法敷设垫层以下支座拉杆的竖向正面结构示意图；图9为图8的C-C剖视结构示意图；
图10为本实用新型中抗隆起垫层底板的竖向剖面结构示意图。
参见
图1，本实用新型的拱墙式自立支护结构包括有拱墙，该拱墙由上部的挡土拱墙1和下部的支座拱墙2构成。一般情况下，拱墙截面根据垫层处最大荷载来确定，受地质特性、基坑开挖深度及拱墙跨长等因素的影响；由于拱墙上下两端即拱墙上端〔地面〕和下端(零强度处)的荷载为零，因此，在实际应用时，可以根据荷载特点对拱墙截面采用必要的设计措施，如改变截面大小，或采用空腹结构的拱墙结构等等。挡土拱墙1和支座拱墙2的截面厚度不同。
所述的拱墙形状可为圆拱，或/和椭圆拱，或/和二次曲线拱。
所述的拱墙可以是全拱墙；也可以是非全拱墙，该非全拱墙由拱墙与其它支护结构构成。
所述拱墙形式根据实际情况不同，可为平板拱墙，也可梁板拱墙。
图1所述的拱墙为全拱墙，由四个抛物线拱墙组成，拱墙上、下和左、右均为对称。该支护结构中平衡基坑支护结构全部荷载即地面至零强度处土压力3不是依靠土体产生的任何“抵抗力”(如抗力、锚力等)，而是依靠支护结构自身“抵抗力”(拱墙压力)独立承担。
由于拱墙下端的拱脚即支座拱墙处于土层中，拱墙上的土压力由其支座来承担。由支座拱墙处的被动土压力直接承担并平衡其上的土压力的支座称为被动土压力支座，一般情况下，由于土体横向刚度大于竖向刚度，按被动土压力就能满足其结构设计要求。但又由于土体非均匀性等原因，软土地层深基坑一般采用复合支座。
所述的支座拱墙处设有平衡结构，即支座拱墙处的复合支座。由于规范设计的拱墙结构是根据理想的地质特性等因素来确定，而在实际施工过程中，地质特性是不相同的。对各拱墙的应力或应变进行有效监测以了解该支护结构的变化情况，若监测其应力或应变超过设计极限值，就必须对该拱墙结构作反馈设计，以满足其应力或应变的变化，达到安全的有效目的。本实用新型中所指的反馈设计是对拱墙支座采用平衡措施来完成的，即设在支座拱墙处的平衡结构(复合支座)。由于本实用新型中支护结构是由若干拱墙构成的，因此只要对各拱墙的应力或/和应变进行监测就能掌握整个支护结构的变化情况，该工程监测就像管道阀门一样，可以对支护结构拱墙、支座等的变化进行监测，即有效监测。
参见图2和图3，所述的设在支座拱墙处的平衡结构为设在支座拱墙2处的竖向纵梁4，或/和拱墙底部处后补环梁5，或/和支座拉杆6。图中标号7表示基坑垫层。
所述的支座拉杆6可以是可调式。
参见图6和图7，所述平衡结构中的支座拉杆6设置在沉梁8的一侧，该沉梁8的间距为0.5m左右，沉梁间采用可动顶撑9；所述的沉梁8实际上为“变形”沉井，沉梁8为无底园盖，其园盖中间置井筒11。构成特殊的钢筋混凝土薄壁空腹结构，该井筒为土方开挖通道。图中标号10表示沉梁的底座。
参见图8和图9，所述的拉杆6竖向排成列，每隔3.00m左右设置一根型钢桩12，型钢桩上设有倒钩13，支座拉杆6与型钢桩倒钩13捆扎。两支座间的所有型钢桩12同时击入土内。
参见
图10，所述的平衡结构还可为抗隆起垫层底板。对于基坑垫层处发生土体隆起时，可采用钢筋混凝土抗隆起垫层底板防止土体隆起，该抗隆起垫层地板14的一端支承于拱墙上，一端支承于拱墙的斜杆15上，其宽度(即离拱墙距离)为6.0～8.0m左右。图中标号5为拱墙上的环梁，16为该环梁拉杆。
参见图4，所述的拱墙为连续拱墙，它由连续拱墙段1＇和接头拱墙段2＇构成。该连续拱墙段较长，一般为6～8m；该连续拱墙内的钢筋大部分为水平钢筋17，水平钢筋17利用排架就地绑扎成型，直接放于拱墙槽段内；连续拱墙段两段的水平钢筋向上弯曲90度形成水平钢筋搭接18，并与隔板连为一体成接头拱墙段，端部予留空隙为0.5m左右。图中标号5为环梁，4为竖向纵梁。
参见图5，所述的拱墙为挖孔拱墙，它是由逐个挖孔桩连接而成的拱墙。挖孔桩的护壁由椭圆形拱壁1｀｀与直线端头板2｀｀组成，端头板平行于拱墙法线，挖孔护壁的端头板设置水平钢筋予留孔。水平钢筋17穿过各挖孔桩体。图中的挖孔拱墙中还具有环梁5和拱墙竖向纵梁4。
另外，所述的拱墙还可以由竖排列的单排或多排搅拌桩与配置有钢筋的环梁复合而成。该拱墙又称为复合拱墙。
本实用新型的拱墙式自立支护结构安全构思慎密，不同地质特性的地层，安全取值按统一标准；支护结构采用动态安全理念，能防止各种意外工程事故。根据动态安全理念，在实际应用中支护设计采用规范设计和反馈设计相结合。首先，根据(JGJ120-99)「建筑基坑支护技术规程」等现行规范进行支护结构设计即规范设计；然后，在基坑土方开挖过程中，同时对支护结构进行有效监测其应力和变力是否超过设计极限值，并根据监测数据对规范设计进行修改或变改即反馈设计。由于规范设计时已考虑到反馈设计各设计项目，但反馈设计各设计项目的予埋构件和予留孔等均包括在规范设计中。支座、拱墙、环梁、支座竖向纵梁等属于规范设计范围，其拱墙和支护截面、支护长度(地面至零强度处)等均按有关规范计算；后补环梁、拱墙竖向纵梁、工具式无粘结予应力、支座拉杆、抗隆起垫层底板等属于反馈设计范围。反馈设计项目和设计根据有效监测和有关规范确定，反馈设计环梁称为后补环梁，以区别于规范设计环梁。垫层以上环梁均设置环梁拉杆支承其重量，环梁拉杆向间距相等。
上述所述的环梁实际上可采用现浇环梁、或挖孔环梁、或予制打入式环梁。这里所说的环梁以予制打入式环梁为主。所述的环梁与拱墙结合在一起。
权利要求1.一种拱墙式自立支护结构，包括有拱墙，其特征在于该拱墙由上部的挡土拱墙和下部的支座拱墙构成；所述的拱墙形状可为二次曲线拱。
2.根据权利要求1所述的拱墙式自立支护结构，其特征在于所述的拱墙形状为圆拱。
3.根据权利要求1所述的拱墙式自立支护结构，其特征在于所述的拱墙形状为椭圆拱。
4.根据权利要求1或2或3所述的拱墙式自立支护结构，其特征在于所述的拱墙可以是全拱墙；也可以是非全拱墙，该非全拱墙由拱墙与其它支护结构构成。
5.根据权利要求1或2或3所述的拱墙式自立支护结构，其特征在于所述的拱墙为全拱墙，由四个抛物线拱墙组成，拱墙上、下和左、右均为对称。
6.根据权利要求1或2或3所述的拱墙式自立支护结构，其特征在于所述的支座拱墙处设有平衡结构，即支座拱墙处的复合支座。
7.根据权利要求6所述的拱墙式自立支护结构，其特征在于所述的设在支座拱墙处的平衡结构为设在支座处的竖向纵梁，或/和拱墙底部处后补环梁，或/和支座拉杆。
8.根据权利要求6所述的拱墙式自立支护结构，其特征在于所述平衡结构中的支座拉杆设置在沉梁的一侧，该沉梁的间距为0.5m左右，沉梁间采用可动顶撑；所述的沉梁为无底园盖，其园盖中间置井筒。
9.根据权利要求6所述的拱墙式自立支护结构，其特征在于所述的拉杆竖向排成列，每隔3.00m左右设置一根型钢桩，型钢桩上设有倒钩，支座拉杆与型钢桩倒钩捆扎。
10.根据权利要求6所述的拱墙式自立支护结构，其特征在于所述的平衡结构还可为抗隆起垫层底板；该抗隆起垫层地板的一端支承于拱墙上，一端支承于拱墙的斜杆上，其宽度为6.0～8.0m左右。
专利摘要本实用新型为一种拱墙式自立支护结构,它包括有拱墙,该拱墙由上部的挡土拱墙和下部的支座拱墙构成。所述的拱墙形状可为圆拱,或/和椭圆拱,或/和二次曲线拱。所述的拱墙可以是全拱墙;也可以是非全拱墙,该非全拱墙由拱墙与其它支护结构构成。该拱墙式自立支护结构与现有的支护结构相比具有结构特性优越、工程安全可靠、适应范围广、工程费用节省(约20%～60%)等特点。
文档编号E02D5/18GK2436553SQ00203259
公开日2001年6月27日 申请日期2000年1月31日 优先权日2000年1月31日
发明者彭高培 申请人:彭高培