一种新型深基坑支撑结构及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种建筑结构，尤其是一种适应于深基坑的支撑结构，具体的说是一种新型深基坑支撑结构。
[0002]本发明还涉及一种新型深基坑支撑结构的施工方法。
【背景技术】
[0003]随着城市建设用地日趋紧张和地下空间开发利用的规模越来越大，深基坑工程日益增多，基坑开挖面积越来越大，开挖深度越来越深，深基坑支护工程的代价也越来越高，支护结构的设计也日趋复杂。
[0004]排桩(地下连续墙)加钢筋混凝土内支撑的支护结构是目前深基坑支护的一种主要支护形式。钢筋混凝土内支撑根据其平面布置通常有两种形式:一是对撑加角撑的内支撑结构体系；二是环梁内支撑结构体系。第一种形式采用对撑加角撑对基坑进行支护，当基坑面积过大时，内支撑工程量大，支撑结构造价高，土方开挖施工极为不便。第二种形式作为一种较为新型的内撑式支护结构，可以为机械提供较大的土方开挖空间，而且其结构受力也更合理，能够更好的控制基坑变形，保障基坑的安全与稳定。但是环梁支护体系在施工过程中的受力情况非常复杂，普通计算方法(经典法与弹性法)不能很好地分析环梁支护体系在施工过程中内力及变形。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种新型深基坑支撑结构及其施工方法，可以使支撑布置更加灵活，支撑的稳定性更好，深基坑开挖更加安全合理。
[0006]本发明的技术方案是:
一种新型深基坑支撑结构，包括支护桩、立柱桩和多个大小不一的圆环梁，所述圆环梁与立柱桩的桩头相连，且从大到小依次构建，每个圆环梁的大小与构建时的区域形状相适应，且至少与该区域对应多边形的三边相切。
[0007]进一步的，所述各圆环梁外缘之间、以及圆环梁外缘与基坑边缘的最小距离为500-3000mm,保证施工安全。
[0008]进一步的，所述各圆环梁之间通过浇注混凝土板相连接，增强支护强度。
[0009]一种新型深基坑支撑结构的施工方法，包括以下步骤:
将场地划分为多个多边形或近似多边形的区域；
a.布置支护桩和立柱桩；
b.将场地划分为多个多边形或近似多边形的区域，并在每个区域内构筑一个尽可能大的圆环梁；
c.依次在基坑范围内的剩余区域作近似多边形，并在其中构筑一个尽可能大的圆环梁，并使各圆环梁外缘之间，以及圆环梁外缘与基坑边缘的最小距离为500-3000mm ；
d.重复上述步骤c,直至圆环梁的直径小于5000mm时停止； e.将圆环梁与立柱桩桩头相连，并在各环梁之间浇筑混凝土板；
f.由大到小依次在各环梁中开挖土方，并浇筑深坑区域垫层及基础底板。
[0010]所述尽可能大的圆环梁的确定步骤包括:
1)将多边形的各顶点编号，并任选一个顶点所在角作其角平分线，然后再做该角两边以外的每一边与该边的临边构成角的角平分线，并使各条角平分线相交于若干点；
2)分别以上述各交点为圆心，该点到编号点所在角的任意边的距离为半径，做出一系列至少与图形三条边相切的圆，并取其中半径最小的圆设为备选圆；
3)按照编号，重复上述步骤找出每个角对应的备选圆；
4)在所有备选圆中选出半径最大的，即为所求。
[0011]进一步的，可根据基坑开挖深度，构建多道形状相同的支撑结构。
[0012]本发明的有益效果:
1.本发明采用多圆环梁支护形式改变了混凝土支撑的受力形式，充分发挥混凝土的受压特性，同时提高基坑支护结构的安全性，支撑结构整体性好。
[0013]2.本发明在基坑内尽可能多的布置圆环梁，节省了大量支撑材料，减少了工程造价。
[0014]3.本发明在基坑平面上留下巨大敞开空间，便于挖土施工机械与运输车辆的操作及行走，方便了施工。
[0015]4.本发明在相同的条件下适用范围更加广泛，特别地，对于地质条件差、周边环境复杂而导致平面形式不规则的基坑而言，更具有优势。
[0016]5.本发明在相同的地质情况下更加便于基坑开挖施工，大大缩短了施工期。
【附图说明】
[0017]图1是本发明应用状态纵向剖视图。
[0018]图2是本发明应用于规则形状基坑的示意图。
[0019]图3是本发明应用于不规则形状基坑示意图。
[0020]图4是本发明应用于不规则形状基坑示意图。
[0021]图5是本发明应用于不规则形状基坑示意图。
图6是本发明中“多边形内尽可能大的圆环梁”确定示意图。
[0022]其中:01支护桩，02立柱桩，03第一道支撑结构，04桩头，05压顶梁，06栈桥，07第二道支撑结构，08基坑底部，09混凝土换撑板，10立柱，11负一层顶板；12基坑边缘；13圆环梁；14混凝土板。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0024]如图1和2所示，是本发明的一个实施例，包括支护桩O 1、立柱桩02和多个大小不一的圆环梁13。所述圆环梁13与立柱桩02的桩头相连，且从大到小依次构建，每个圆环梁13的大小与构建时的区域形状相适应，且至少与该区域对应多边形的三边相切，成为该区域内尽可能大的圆形。为保证施工安全，所述各圆环梁13外缘之间、以及圆环梁13外缘与基坑边缘12的最小距离为500-3000mm。进一步的，所述各圆环梁13之间通过浇注混凝土板14相连接，增强支护强度。
[0025]其基本施工方法为:
5001:根据基坑开挖设计方案和测量单位的测量结果数据，确定基坑开挖顺序与现场实施方案；
5002:布置施工支护桩01、立柱桩02等基坑支护体系；
5003:开挖基坑内土方至设计的第一道支撑结构03底标高；
5004:施工围护桩顶部的压顶梁05，然后进行第一道支撑03的施工，并保证其与立柱桩头04的良好连接；同时根据需要施工栈桥06 ；
5006:开挖第二层土方至设计的第二道支撑结构07底部；
5007:施工第二道支撑结构07。
[0026]对于三层以及更多层数的支撑结构，按照步骤S006?S007，依次开挖至围檩及所述支撑结构底部，并施工围檩进行支撑。
[0027]S008:各个区域土方开挖至基坑底部08后立即浇筑混凝土垫层，待垫层达到设计强度后，方可开挖局部深坑，并浇筑深坑区域垫层及各区域基础底板；
S009:基坑边缘12的混凝土浇至支护桩01边；
S010:各个区域的基础底板和混凝土换撑板带09达到设计强度后，从基坑底部开始，向上依次拆除支撑结构，至负一层顶板11。
[0028]S011:按照规定，割除基底和最后一道支撑结构以及各层支撑结构间的立柱10。
[0029]SO12:将基坑密实填充。
[0030]需说明的是，上述基坑施工的过程仅仅为简述，关于施工放线、基坑降水、放坡开挖等以及开挖过程中的具体注意事项未进行过多的阐述，但是应符合基坑开挖施工要与基坑排水、基坑支护密切配合，采用安全可靠的措施，严密组织，科学施工的要求，并且要坚持“慎开挖、快支护、勤监测、早处理”的原则。
[0031]如图2至