5所示，是本发明应用于4种不同地形情况下的实施例，其操作步骤基本相同:
SlOl:土方开挖前将场地进行整平，测量放线，做好各圆环梁、框架梁、边界的定位放线工作,撒好灰线,并合理确定开挖顺序。
[0032]S102:基坑开挖前完成支护桩、止水桩、工程桩以及立柱桩等的施工。
[0033]S103:基坑开挖到第一道支撑结构的梁底和板底的设计标闻,并进行标闻校验。
[0034]S104:在基坑场地范围内布置一个尽可能大的圆环梁13，保证其与基坑边缘12留出一定空间。在该圆环梁13布置的底部进行素土夯实，或采用模板(或砂料垫层)做底模，或铺设混凝土垫层。
[0035]S105:按照设计，在上述圆环梁13外缘与基坑边缘之间区域布置第二个尽可能大的圆环梁，同时保证各圆环梁外缘与基坑边缘12之间，以及各圆环梁外缘之间留有500-3000mm的距离，确保施工安全。重复该步骤，布置多个圆环梁，直至圆环梁的直径小于5000mm时停止，并放弃布置该圆环梁。
[0036]S106:在各圆环梁的垫层上绑扎钢筋骨架。具体绑扎顺序为:首先布置各个圆环梁的主筋，固定定位箍筋，然后在梁四角主筋上画箍筋分隔线，绑扎箍筋，再布支撑梁主筋，固定定位箍筋，最后绑扎支撑梁箍筋。
[0037]S107:各圆环梁间的混凝土板14布置钢筋骨架。首先布置主筋，固定定位箍筋，在其四角主筋上画箍筋分割线，绑扎钢筋。注意板和各个环梁的钢筋是捆扎一起的。
[0038]S108:在各圆环梁间的混凝土板14的钢筋捆扎完毕后进行模板的安装，模板与模板之间用螺栓固定。
[0039]S109:选用合适强度的混凝土对圆环梁之间的混凝土板14进行一体化浇筑。
[0040]具体地，支模和钢筋捆扎完成后进行混凝土的浇筑:选用合适的砼进行浇筑。为了确保工程质量并使其发挥整体受力的效果，对于多个圆环梁和其间的混凝土板可一次性浇筑完成，使强度同步发展，中间不留施工缝，宜用微膨胀混凝土。如果无法一次性浇筑完成，。如支撑工作量大，可在相应位置设置施工缝。
[0041]S110:第一道支撑结构完成后，继续向下开挖，至第二道支撑结构标高，重复步骤S104?S109进行支护。
[0042]对于上述“尽可能大的圆环”的确定方法如下:
通过确定多边形内最大的内切圆，再减小半径得到。由于多边形内最大内切圆至少和多边形的三条边相切，则该圆圆心到这三条边距离相等，因此，可通过使用角平分线上的点到角两边的距离相等的性质来寻找最大内切圆，具体做法如下:如图6所示，多边形ABCDEF作Z A的角平分线，再作除Z A的两边以外的每一边(BC、⑶、DE、EF)和AB或AF所成的角。作它们的角平分线BQ、GR、H01、FT，分别和Z A的平分线交于Q、R、01、T。设其中01离A最近，01到AB的距离分别为dl。则Θ01 (dl)即为在已知多边形内和Z A的两边以及至少一条其他边相切的圆。同理可作ZB、ZC、ZD、ZE、ZF的角平分线，得到Θ02 (d2)、O 03 (d3)、O04 (d4)、O05 (d5)、O06 (d6)。比较 dl、d2、d3、d4、d5、d6 的大小，取其中最大值di，则Θ Oi (di)即为多边形AB⑶EF内的最大圆。
[0043]设计时，首先对多边形各顶点进行编号，从第一个编号点开始，做编号点角的平分线并作标记，如标记平分线al。分别作该角两边以外的每一边和该角两边构成角的角平分线。这些角平分线与平分线al相交于若干点。分别以这些点为圆心，这些点到编号点角任意边的距离为半径做出一系列圆，取其中半径最小的圆Θ 01 (dl)(至少与图形三条边相切)。按照定点编号依次使用该方法找出每个角对应的圆Θ 02 (d2), O 03 (d3)、O04(d4)、...,在所有的圆中选择半径最大的圆Θ Oi (di)。
[0044]在满足相关规范要求、设计条件和施工要求等综合因素的基础上取安全距离L=500~3000mm。尽可能大的圆环圆心为Oi ;半径r= di — L。
[0045]在布置完成之后，圆OOi (di)的边界和原场地边界构成剩余区域。剩余区域由其所包含的场地边界条数可以分为两类，一类为包含两条原场地边界，一类为包含三条原场地边界及以上。这两类区域均可以按照上述方法布置其他圆环，且圆环间距不小于安全距离L。根据相关规范、设计施工要求等综合因素，取最小圆环的直径D=5000mm。当设计出圆的直径小于等于D时，可考虑舍弃布置此圆环。
[0046]本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一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，其特征是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。
2.根据权利要求1所述的新型深基坑支撑结构，其特征是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。
3.根据权利要求1所述的新型深基坑支撑结构，其特征是所述各圆环梁之间通过浇注混凝土板相连接。
4.一种权利要求1的新型深基坑支撑结构的施工方法，其特征是包括以下步骤: 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。
5.根据权利要求4所述的新型深基坑支撑结构的施工方法，其特征是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角两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，交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。
6.根据权利要求4所述的新型深基坑支撑结构的施工方法，其特征是可根据基坑开挖深度，构建多道形状相同的支撑结构。
【专利摘要】本发明涉及一种新型深基坑支撑结构及其施工方法，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，并在各圆环梁之间、以及圆环梁与基坑边缘设有安全距离。本发明能够很好的解决深基坑开挖过程中的支护问题，使开挖施工更加安全合理。
【IPC分类】E02D17-04
【公开号】CN104563127
【申请号】CN201410711582
【发明人】黄广龙, 黄磊, 李亚帅, 芦云星, 白友恩, 周瑞婷
【申请人】南京工业大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月1日