专利名称：基坑新型内支撑的施工方法
技术领域：
本发明属于地下建筑工程领域，涉及一种基坑支护结构的施工方法，尤其适用于对周边环境有较严格要求的大面积深基坑工程的施工。
背景技术：
基坑内支撑目前有两种常用施工形式，一是逆作法(后文中简称为B类施工法)，它是施工高层建筑多层地下室和其它多层地下结构的有效方法。如图1b示出逆作法的横向内支撑结构12。该类方法用主体结构的横向梁、竖向立柱做为支撑结构，该支撑不用清除。因其支撑结构既为主体结构梁、柱，所以设计、施工前必须等基坑内主体结构设计满足要求后方可。由于要先施工结构桩、柱，工程量较大，施工时间较长，成本较高；出坑内土要从密集的结构支撑内挖掏土，出土相当慢且困难；支撑(已施工)结构与后施工结合有一定难度，所以前难后易。相对于逆作法的另一类深基坑支护技术，即通常所说的顺作法(后文中简称为A类施工法)，同样也有其优势及弊端:此类施工方法为横向梁、竖向支撑立柱在施工好相应结构(换撑结构)后要打掉清走的结构形式。如图1a中示出顺作法的横向内支撑结构11。该类方法无须等基坑内结构设计好，只要支撑立柱不影响后续结构施工便可施工，且支撑立柱间距较大，对基坑出坑土影响不大，可以缩减基坑支护完成时间，但基坑内的后续结构施工为了换撑要等待较长时间，而换撑一是有安全隐患；二是打掉原支撑，但这样又会耽误施工时间；三是基坑边如果用地下连续墙为竖向支撑结构，换撑因内力太大可能破坏该墙体相连接榫头的整体性、严密性，造成今后接头渗漏，并且产生大量的废筋，尤其是产生的大量混凝土垃圾，会对环境造成污染。提前施工基坑抢占出的时间又因后续结构施工的处理过程而被延误了，甚至用了更多的时间，故可谓前易而后难。上述两种基坑支护的施工方法，逆作法的设计人员主要为结构工程师，往往过多顾及结构设计和结构施工，而不懂或顾及`不够基坑内施工，想追求完美而结果并不完美，甚至会很糟糕。顺作法的设计人员则多为岩土工程师，他们大多不懂结构设计、也不管后续结构施工，自己方便则行；不知道、也不顾忌为后续施工添多少困难、麻烦、甚至灾难。可见目前这两种内支撑设计、施工方式，均存在各自的缺陷，未能全方面的权衡施工过程中的时间、经济以及环境因素，尤其是基坑越大、塔楼越多的工况中，此两种基坑支护的施工方法的弊端越是突出、难以忽略。现今基坑支护安全、快速、节省、节能、环保的施工原则已成为主流。而今基坑面积越来越大，越来越深，上面两种常用的内支撑结构形式负面作用、影响也随之再被放大，再不改革创新对基坑内施工负面影响将越来越大、越来越久。因此，急需一种基坑新型内支撑的施工方法，既区别于上述基坑支护的施工方法，又能很好的对其各自的优点进行吸纳、同时克服其弊端的施工方法，使其充分满足支撑结构的需要，同时又满足后续施工方便快捷、考虑环境因素、资金成本及其它设计、使用的需要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服顺作法(后文中简称为A类施工法)和逆作法(后文中简称为B类施工法)在施工中存在的各种缺陷，并综合利用其各自的优点，提供一种方便快捷、同时考虑环境因素、资金成本及其它设计、使用的需要的新型的基坑新型内支撑的施工方法，尤其适合于大面积基坑的支护以及高层建筑多层地下室和其它多层地下结构的有效基坑支护施工方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种基坑新型内支撑的施工方法，其包括以下施工步骤:S1、通过设计、施工，将原有横向内支撑梁转化成变形支撑梁，作为主体结构梁和/或主体结构板和/或主体结构柱的部分结构；S2、在与所述变形支撑梁相关、相连的主体结构施工满足相关要求后，用与所述变形支撑梁相连的主体结构对所述变形支撑梁进行换撑；S3、拆除所述变形支撑梁的竖向支撑立柱。在本发明所述的基坑新型内支撑的施工方法中，在所述步骤SI中，所述变形支撑梁与所述主体结构板的高度关系为:
所述变形支撑梁的梁面与所述主体结构板的板面同高、和/或所述变形支撑梁的梁面低于所述主体结构板的板面、和/或所述变形支撑梁的梁面低于所述主体结构板的底面，也就是说，变形支撑梁的局部梁面会出现上述任一种情况，从而对于变形支撑梁整体而言可能会产生上述一种情况、两种情况或三种情况均产生。在本发明所述的基坑新型内支撑的施工方法中，在所述步骤SI中，所述变形支撑梁与所述主体结构梁的高度关系为:所述变形支撑梁的梁底高于所述主体结构梁的底面、和/或所述变形支撑梁的梁底与所述主体结构梁的底面同高、和/或所述变形支撑梁的底面低于所述主体结构梁的底面，也就是说，变形支撑梁的局部梁底会出现上述任一种情况，从而对于变形支撑梁整体而言可能会产生上述一种情况、两种情况或三种情况均产生。在本发明所述的基坑新型内支撑的施工方法中，在步骤SI中，所述变形支撑梁包括主梁和次梁；其中，所述主梁和次梁与主体结构梁之间的平面关系包括:直交、斜交、部分叠交和叠交；根据所述主体结构梁的连接需要，在所述变形支撑梁与所述主体结构梁相结合的位置，根据结构梁连接需要预留相应的水平插筋和/或埋设钢筋连接器和/或埋设钢板备梁筋焊接和/或留水平小管等，以便于主体梁筋穿插连接。在本发明所述的基坑新型内支撑的施工方法中，在设计、施工所述变形支撑梁的过程中，对于所述变形支撑梁与主体结构立柱相结合的位置，采用环形结构和/或菱形结构改变所述变形支撑梁经过所述主体结构立柱时的传力路径；或者根据所述主体结构立柱的连接需要，在所述变形支撑梁与所述主体结构立柱相结合的位置预埋施工好上下、左右相应的插筋和/或钢筋连接器和/或插件和/或插孔和/或劲钢柱预埋件、预留混凝土浇注口或孔。在本发明所述的基坑新型内支撑的施工方法中，所述竖向支撑立柱包括临时竖向支撑立柱，所述临时竖向支撑立柱用于减小所述变形支撑梁的变形挠度；或所述竖向支撑立柱为脚手架钢管及其扣件；或所述竖向支撑立柱为在超过两层楼高进行支撑时用于拉接的钢筋或钢丝绳。在本发明所述的基坑新型内支撑的施工方法中，施工主体结构梁和主体结构板时，保留位于所述竖向支撑立柱附近的空隙，待所述步骤S3完成后，再施工所述竖向支撑立柱附近的主体结构梁和主体结构板。在本发明所述的基坑新型内支撑的施工方法中，在所述基坑顶部不高于±0.00部位施工顶部支撑，以通过竖向悬臂支撑下部基坑土力。在本发明所述的基坑新型内支撑的施工方法中，在所述基坑顶部预埋竖向连接物件。在本发明所述的基坑新型内支撑的施工方法中，在所述基坑顶部，用土钉或锚杆支撑边土。实施本发明的基坑新型内支撑的施工方法，具有以下有益效果:本发明的基坑新型内支撑的施工方法(后文中简称为C类施工法)，由于在施工完成后，施工的横向支撑梁结构，转化为水平变形支撑梁，不影响今后使用功能，故在主体结构施工完成后，无须拆除该水平变形支撑梁，而是将其保留，转化为主体结构梁和/或结构板和/或结构柱、墙的一部分，同时又满足受力要求和施工条件的需要。在此基础上，本发明的内支撑施工方法，能很好的对现有的A类施工法与B类施工法的优点进行吸纳，满足现有基坑内支撑技术的所有特点和功能，同时又克服其各自的弊端和缺陷；这样的施工方式，使其既满足支撑和相关主体结构的需要，又满足后续施工方便快捷、同时考虑环境因素、资金成本及其它设计、使用的需要，是一种从综合角度上衡量，经济效益更为突出，同时全面考虑了环境问题和施工操作难易的基坑新型内支撑的施工方法。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:·
图1a-图1c为顺作法、逆作法和本发明的基坑新型内支撑施工方法中的内支撑结构的比较示意图；图2a-图2c分别为图1a-图1c中A-A截面的竖向局部侧剖面图；图3为本发明的基坑新型内支撑的施工方法中的变形支撑梁与后施工的主体结构梁直交示意图；图4为本发明的基坑新型内支撑的施工方法中变形支撑梁的主梁直交、次梁与主体结构梁/柱在平面上斜交或部分叠交的示意图；图5为本发明的基坑新型内支撑的施工方法中变形支撑梁的主梁与主体结构梁/柱在平面上斜交或部分叠交或叠交的示意图；图6为本发明的基坑新型内支撑的施工方法中变形支撑梁用环形结构绕过立柱进行传力的示意图；图7为本发明的基坑新型内支撑的施工方法中变形支撑梁用菱形结构绕过立柱进行传力的示意图；图8为本发明的基坑新型内支撑的施工方法中变形支撑梁的预埋结构柱中的劲钢柱不意图；图9为本发明的基坑新型内支撑的施工方法中变形支撑梁的部分预埋结构柱中的劲钢柱不意图；图10为图1c中B-B截面的横向局部剖面图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。如图1a至图1c所示，为顺作法(A类施工方法)、逆作法(B类施工方法)和本发明的基坑新型内支撑施工方法(C类施工方法)中的内支撑结构的比较示意图，在此，内支撑结构包括横向内支撑结构和竖向内支撑结构。其中，在图1a中的粗线部分表示A类施工方法的内支撑结构剩余的虚线部分则为B类和C类的内支撑结构，用于进行比较区分；在图1b中的粗线部分表示B类施工方法的内支撑结构，剩余的虚线部分则为A类和C类的内支撑结构，用于进行比较区分；在图1c中的粗线部分表示C类施工方法的内支撑结构，剩余的虚线部分则为B类和A类的 内支撑结构，用于进行比较区分。具体的标号分别表示:A类施工方法的横向内支撑结构11，B类施工方法的横向内支撑结构12，本发明的C类施工方法的横向内支撑结构13，以及三类施工方法同共的基坑边竖向支撑结构16。如图1a所示的A类施工方法的竖向支撑立柱14a和本发明的C类施工方法的竖向支撑立柱14c多为钢结构，14b为B类施工方法的竖向支撑立柱。图2a至图2c分别为图1 Ia-图1c中A-A处的竖向局部侧面剖面示意图。图2a中示出A类施工方法的横向内支撑结构11的剖面示意图(加粗线部分)，该类方法的横向内支撑结构11，在施工好主体结构、并且已满足对此横向支撑结构进行换撑的条件之后，均要拆除。基坑的支撑内力主要在横向方向上，所以横向内支撑梁作为主要支撑，竖向支撑立柱作为辅助支撑。因此，横向内支撑梁的工程量与辅助支撑的竖向支撑立柱相比要大许多倍，拆除该横向内支撑梁负面影响相当大(A类施工方法由于拆除该横向内支撑梁所产生负面影响已在背景技术中详述，在此不再累述)。本发明的技术核心，正是出于以上考虑，为了免于该横向内支撑梁的拆除工作，选择尽量将其融入或隐藏于今后施工的主体结构中，即通过设计、施工，将原有横向内支撑梁转化为变形支撑梁，用以作为主体结构梁和/或主体结板和/或主体结构柱、墙的部分结构。与原有的A类施工方法相比，本发明的C类施工方法，最大的区别在于，该变形支撑梁在施工好主体结构之后，不影响今后使用功能，无须拆除。本领域技术人员均知，横向内支撑结构的横截面尺寸通常较大，往往大于主体结构梁的截面尺寸，不对其进行变形，则可能影响地下室等的使用空间，因此要对其横截面尺寸进行调整。其梁高最好要小于主体结构梁高，其次是与主体结构梁高相同，最次可高于结构梁高(前提是不能影响地下室使用空间，有的设计为无梁板)。变形支撑梁的内支撑力又不能小于原设计要求，故在设计中采用的变形支撑梁要么加大横向截面尺寸、要么减小竖向截面尺寸，或者提高混凝土标号同时减少该变形支撑梁的截面尺寸，又或者二合一，综合考虑，满足结构空间需要即可。由于本发明中使用的横向内支撑梁，是在原有施工方式中采用的横向内支撑梁的基础上做了变形设计，故在本发明中通称为“变形支撑梁”。这里的主体结构包括主体结构柱、主体结构剪力墙、主体结构梁和主体结构板等，为叙述方便，在后文中，主体结构柱、主体结构剪力墙统称为主体结构柱。由于主体结构梁、板标高同一层变化有限或无变化，而变形支撑梁要满足支撑需要往往需要起拱且有换撑变形，该梁面、梁底标高同一层同一梁变化的可能性都较大，但要把它控制在允许的范围。
图2b中的加粗线部分示出B类施工方法的竖向支撑立柱14b，在B类施工方法中，竖向支撑立柱14b作为主体结构立柱使用(多为钢筋混凝土结构)，而A类施工方法的竖向支撑立柱14a及本发明的C类施工方法的竖向支撑立柱14c (多为钢结构)，在最后将拆除(图2a、图2c中所示)。本领域的技术人员熟知内支撑结构中的竖向支撑立柱多为钢结构，横向内支撑多为钢筋混凝土结构。而今后的永久竖向结构是最重要的，尤其高层和超高层。不得因为该横向内支撑要变化为主体结构的梁、板、柱的原因而造成负面影响，所以不能像B类施工法那样，保留内支撑结构中的竖向支撑立柱14b，将其转化为主体结构立柱(除非，主体结构立柱中的非主体结构立柱与内支撑结 构中的竖向支撑立柱正好叠交，并且该竖向支撑立柱承载力大于该非主体结构立柱，此类情况极少，本发明不探讨)。本发明的C类施工方法，对于横向内支撑，即本发明的变形支撑梁，在与各个变形支撑梁相关、相连的主体结构施工满足相关要求后，用与该变形支撑梁相连的主体结构梁和/或主体结构板和/或主体结构柱(这里的主体结构柱是指主体竖向结构的柱和/或剪力墙)对其进行换撑；对于竖向支撑，在主体结构施工大致完成后，拆除该变形支撑梁的竖向支撑立柱14c相当容易且工程量不大，拆除下来的竖向支撑立柱14c由于多为钢材，因此还可重复使用，也可以废物回收。另外应当指出，对于边角处的横向内支撑梁，在没有竖向支撑的情况下可直接转化为主体结构梁、板或者主体结构立柱的部分，前提条件是不能影响后续施工和结构功能。1、变形支撑梁与主体结构板和主体结构梁的高度关系:11、变形支撑梁与主体结构板的高度关系:如图2c中的加粗线部分所示，为本发明的C类施工方法的横向内支撑梁结构的剖面示意图；相应地，其余的虚线部分为A类及B类施工方法的横向内支撑梁结构，在此用于作比较说明。图中标号23处为后施工的主体结构梁的梁及其相应的梁板的剖面示意图。在本发明的步骤SI中，对于该变形内支撑梁的设计中，充分考虑了上述因素，设计的变形支撑梁与主体结构板最终形成的高度关系大致有以下几种处理形式:a、变形支撑梁22u的梁面与主体结构梁23的板面同高；b、变形支撑梁22v的梁面低于主体结构梁23的板面；C、变形支撑梁22w的梁面低于主体结构梁23的底面。对于第一种情况，要预留好板筋(图2c中20u所示)，必要时还应施工该梁附近板的混凝土。这种做法即直接化变形支撑梁为主体结构板的一部分。第二种情况，同样要预留好板底筋(图2c中20v所示)。第三种情况，则无需留结构板水平钢筋，但要注意与板的整体性连接。一般情况后两种情况主要考虑以后与结构板施工的水平平整度处理问题，其中第二类使用得要多些，第三类少用或不用。第一种情况即直接化变形支撑梁22u为主体结构梁23的梁板部分；后两种情况可谓间接化变形支撑梁22v为主体结构梁23的梁板，或是将变形支撑梁22w隐藏于主体结构梁23的梁板中。如果变形支撑梁很长很特殊，在同一梁上三种情况可能同时使用。12、变形支撑梁22的梁底与主体结构梁23的梁底的高度关系:在本发明的步骤SI中，对于该变形支撑梁22的设计中，充分考虑了上述因素，设计的变形支撑梁22的梁底与主体结构梁23的梁底的高度关系大致有以下几种处理形式(自上而下在图2c中均有表示):a、变形支撑梁22u的梁底高于主体结构梁23的底面；b、变形支撑梁22v的梁底与主体结构梁23的底面同高；C、变形支撑梁22w的底面低于主体结构梁23的底面(前提是不影响使用空间)。由于结构梁的多样多变性，加之变形支撑梁的变化，以上三种情况可能单独出现，也可能同时出现。综上所述，变形支撑梁22与主体结构梁23的梁和梁板的高度关系是复杂的。2、变形支撑梁的主梁、次梁分别与未来将要施工的主体结构梁23和主体结构立柱25之间的平面关系(具体参见图3 5):变形支撑梁包括主梁和次梁。其中，主梁用于传递水平支撑内力，次梁则用于对主梁传递内力的稳定性、安全性等起保证作用。通常，主梁传递的内力较大，确保其完整性、安全性，是设计中首当其冲应考虑的问题。因而，结构设计施工时，该变形支撑梁的主梁、次梁所在平面与结构主梁所在平面，最好均不重合，相交处为直角最好，即“直交”的情况，其次是斜交，最次是部分叠交和叠交。该变形支撑梁与结构主梁所在平面相交部分为今后的结构主梁已提前施工的部分。如果已满足今后的结构主梁的功能要求则不对该部分进行处理，否则要进行相应处理满足该段梁的功能要求。这种做法平面好似B类施工法，其实更似A类施工法，只是内支撑梁变形、支撑位置变化而已。B类施工法要求设计、施工的梁板柱均为有用的主体结构。而C类施工法选择尽量将其融入或隐藏于今后施工的主体结构中，并不在乎其在今后主体结构中有效使用有多大比例。所以下面:21、最好的情况，如图3所示，其中的23为后施工的主体结构中的主体结构梁。图3中为本发明C类施工方法中，变形支撑梁的主梁31e所在平面与主体结构梁23直交、变形支撑梁的次梁32e所在平面与主体结构梁23直交的情况。22、其次，如图4所示，该变形支撑梁的主梁31f所在平面与主体结构梁23所在平面直交，变形支撑梁的另一次梁32f所在平面与主体结构梁23所在平面斜交，又一次梁32h所在平面与主体结构立柱25、主体结构梁23所在平面部分叠交。由于次梁所受压力或拉力较小，最好的处理方法为:一是用结构梁筋做次梁(假如钢筋不够增加钢筋)，不浇混凝土，对后续施工结构影响少；二是该梁不满足所需刚度要求，留出柱头区域，其余部分梁浇筑混凝土 ；三是预留柱头上下部分连接筋或连接件或浇筑口(孔)等在满足施工及设计需要的情况下浇筑该梁混凝土(第三种方法通常不建议采用)。方法一为最优方案，但在实际施工中，往往无法彻底实现，所以还必须根据实际情况来选择。次梁单独设计施工的可能性最大，如果对后续土方、主体结构施工无负面影响当然按上面最好做法绑扎好相关主体(全部或部分)梁筋甚至板筋等，减少后续施工麻烦。更多情况下的做法则是与变形支撑梁的主梁、次梁连接处根据结构梁连接需要预留相应的水平插筋或和埋设钢筋连接器或和埋设钢板备梁筋焊接或和留水平小管等，便于连接主体梁筋穿插连接。23、最次的情况，如 图5所示，该变形支撑梁的主梁31g所在平面与主体结构梁23、主体结构立柱25斜交、部分叠交；另一主梁31h所在平面与主体结构立柱25、主体结构梁23叠交；变形支撑梁的次梁32i所在平面与主体结构梁23、主体结构立柱25斜交；另一次梁32j所在平面与主体结构立柱25叠交。
无论是变形支撑梁，还是主体结构梁，均必须确保其受力安全性，但先要确保变形支撑梁的主梁，同时必须创造满足后续施工的主体结构梁的安全性条件。具体做法可参考上述第22点中的做法，也可参考后面关于处理变形支撑梁与主体结构立柱的关系的作法。3、变形支撑梁与主体结构立柱的关系:最次的情况是在地下室结构竖向承力系统中，由于该承力系统中包括柱和墙，其复杂性、多变性难免导致变形支撑梁会与之直交、斜交、部分叠交和叠交的情况，尤其是变形支撑梁的主梁。因此要采取回避或相融的处理方式，无论何方法，均要在确保竖向结构受力要求的情况下方可采用。具体做法如下:31、所谓回避，就是对于经过该区域的变形支撑梁施工新的结构以保持其完整性。如用环形结构、菱形结构、及其它相应结构转换，改变变形支撑梁传递的内力经过竖向结构的路径，从而消除其对竖向结构的直接受力影响。具体如图6和7所示。在图6中，61所示的虚线部分，为变形支撑梁的原传力路径，由于其经过主体结构立柱25，故采用环形结构绕过主体结构立柱25，进行传力。在图7中，情况与图6类似，虚线部分71为变形支撑梁的原传力路径，采用菱形结构绕过主体结构立柱25，进行传力。32、而所谓相融的处理方式是指，对于局部一些变形支撑梁的传力需要，经过的竖向结构可采取一定的技术手段，使该部分既满足前期基坑施工中支撑结构的需要，又满足后续施工的竖向主体结构承力及其它设计、施工、使用需要。具体作法:定好位，预埋施工好上下、左右(当竖向结构仅局部与变形支撑梁相交时才会有左右预埋情况产生)相应的插筋或和钢筋连接器或和插件或和插孔或和劲钢柱预埋件(图中的84可表示以上任一物件)、根据施工需要预留混凝土浇注口或孔85等，相连接部位、部件、材料必须满足设计、施工所需要求。如图8和9所示，为变形支撑梁的预埋结构柱中的劲钢柱41示意图，图8中是预埋了完整的劲钢柱41u，图9中预埋了非完整的劲钢柱41v，其中的标号94处为水平插筋。不然宜根据设计需求，如果需要加大竖向结构构件及相关连接件规格、尺寸满足其需要。尤其对劲钢柱连接件要根据 主体结构立柱25与变形支撑梁的位置关系。如果主体结构立柱被包于变形支撑梁中，劲钢柱必须截一整段预埋于变形支撑梁中，其长度必须满足后续施工连接等需要——为变形支撑梁厚度加其上下长度(高度)。如果主体结构立柱部分被包于变形支撑梁中，劲钢柱可参考上面做法；也可仅预埋被包于变形支撑梁中的部分劲钢柱，必须预埋出变形支撑梁外以后与其另一部分连接(焊接)，该突出变形支撑梁外的部分长度、规格、尺寸必须满足设计、施工要求。劲钢柱所在的主体结构立柱所需的相关竖筋与箍筋预埋、预留变形支撑梁中也必须满足相关要求。注意，这里的劲钢柱是特指柱中所有用钢材加工为钢柱的结构的统称，在示意图8中所示的仅为其中一种情况。4、另外，在施工过程中，对于变形支撑梁及其之间的变形问题，也有相应的解决办法，具体如下:由于原有横向支撑梁厚度变小，成为本发明中的变形支撑梁，并作为后施工的主体结构梁梁和/或主体结构板使用，竖向刚度变小，加之竖向支撑间距一般较大，因而绕度变大。又由于变形支撑梁的水平轴力本身较大，加之基坑内施工挖土机、车辆等机械运行、可能的石方爆破等，会产生振动，加大其绕度，从而可能使变形支撑梁的水平轴力转变成该梁的水平剪切力，因而导致变形支撑梁被破坏的可能性增大。控制绕度、防止支撑梁被破坏，保证基坑安全就显得十分重要和必要。
首先应根据设计。如果变形支撑变形梁厚度满足安全支撑要求，则不必考虑辅助措施；如果不满足则需采用辅助措施:即水平方向上加大辅助次梁的刚度，尤其在竖向支撑柱间增加对变形支撑梁的约束，减小其绕度；并在土方施工中控制施工顺序，使变形支撑梁所承轴力有序地由小变大，并制定严密的监控方案进行监控，如有异常，马上有效处理。所谓在竖向支撑柱间增加变形支撑梁的约束，是指在竖向上对变形支撑梁增加向上的支撑力和向下的压力，减小该变形支撑梁的上下变形量(绕度)，确保该变形支撑梁的安全，从而确保该基坑内支撑及基坑的安全。具体做法较多。由于仅要求控制其竖向绕度，因而并不需要很大的支撑力，在此处设置的支撑立柱称为临时竖向支撑立柱，用于减小变形支撑梁的变形挠度。临时竖向支撑材料首选脚手架的钢管及其扣件即可。上顶变形支撑梁，下支撑在基坑底土上。如果变形支撑梁不止一层，可先下支撑在下层变形支撑梁上，如此重复，直至下支撑在基坑底土上。但要控制上下支撑的相互影响。只要有两层以上的变形支撑梁，上下之间才有可能相互拉紧，材料可用钢筋、钢管、钢丝绳等。通过适度的顶压，控制好变形支撑梁上下变形挠度。而使用的材料用后可在工地重复使用。此外还应指出，对于超过两层的竖向支撑立柱，可采用钢筋或钢丝绳进行拉接。5、对于竖向支撑立柱的拆除与主体结构的施工问题:拆除变形支撑梁的竖向支撑立柱时，在与变形支撑梁相关、相连的主体结构施工要满足相关要求——换撑和主体结构均要安全后，才能对变形支撑梁进行换撑。此时变形支撑梁相关、相连的 主体结构施工可能完成，也可能未全部完成。由于支撑系统可能很复杂，拆除支撑立柱的条件也可能不一样；所以只要该支撑立柱区域的拆除条件满足要求，即可实施该区支撑立柱的拆除，直至所需拆除部分拆除完毕。拆除变形支撑梁的竖向支撑立柱，变形支撑梁必定向下变形，离竖向支撑立柱越近的部位，向下变形越大。所以在处理该部位混凝土施工时要慎重。如果该处支撑结构在施工时，其四周结构梁已施工混凝土，在拆除竖向支撑立柱前施工结构板混凝土问题不大，不急于施工更好。若非上述情况，则施工主体结构梁和主体结构板时，保留位于该竖向支撑立柱附近的空隙，其附近的混凝土等拆除竖向支撑立柱后再施工为宜。这样做，既可降低因拆除竖向支撑向下变形对结构板的内应力，又可控制板面平整度。6、变形支撑梁(板)的多余部分的处理工序。复杂的基坑地下室，少量变形支撑梁难免可能会影响竖向通行，对该部分的支撑结构，在其完成支撑任务后适时清除。有的地下室为错层结构，清除的工程量会加大。无论如何，少清除总比全清除要好。7、基坑顶部支撑的处理。从图1可以看出，该新型内支撑是从负一层开始支撑的。基坑四周情况是复杂的，结构设计必须满足建筑使用功能等要求，所以地下负一层离基坑顶的高度是不确定的，所以图1对顶部支撑而言只是一种理想状态。基坑四周情况不同、对内支撑的要求不同，为处理此问题根据相关要求，有三种处理方法:1、用A类施工法的内支撑，用后打掉清除。这是旧法。如果该内支撑影响后续主体结构的竖向结构施工，参考前面做法，B-B截面为上部截面图，如图10其中101做法预埋竖向连接物件，满足结构施工。2、如图10中102做法，用土钉或锚杆支撑边土。3、如图10中103，用C类施工法的进行顶部支撑，直接在不高于±0.00先悬空或部分悬空施工内支撑(用C类方法施工)，该支撑高于所有或部分基坑边，通过竖向悬臂支撑下部基坑土力。对于第2、3种方法，下部内支撑应根据实际情况调整相应支撑高度，满足系统需要。通过以上的描述，本发明的技术方案的优点便清楚明了，对于A类施工法(“顺作法”)来说讲，本发明的C类施工方法采用的技术方案，其有益效果在于:没有平面换撑，就没有换撑时清除支撑的安全性问题，也就没有混凝土垃圾对环境的污染问题；如果外墙用地下连续墙，就没有对其接头整体性、严密性的负面影响问题。而且有的地下室需要抗浮设计，留下的支撑变形梁可减少设计抗浮力。当然，由于支撑变形梁和结构梁板柱相交处存在承力变换，所以该处的设计、构造、用材用料、施工等必须满足其功能。对于B类施工法，虽然其竖向支撑无需拆除，而本发明的C类施工方法，竖向支撑要拆掉，为满足撑该变形支撑梁的受力，还要加大主梁结构配筋(因为梁板荷载增加)，然而B类施工法的那些优势是更多、更大的工期、质量、成本换来的。相较之下，本发明的基坑新型内支撑的施工方法，其有益效果在于:由于在施工完成后，无须拆除变形支撑梁，而是将其保留，转化为主体结构梁和/或结构板的一部分，同时又满足受力要求和施工条件的需要。在此基础上，本发明的内支撑施工方法，能很好的对现有的A类施工法与B类施工法的优点进行吸纳，满足现有基坑内支撑技术的所有特点和功能，同时又克服其各自的弊端和缺陷；这样的施工方式，使其既满足支撑结构的需要，又满足后续施工方便快捷、同时考虑环境因素、资金成本及其它设计、使用的需要，是一种从综合角度上衡量，经济效益更为突出，同时全面考虑了环境问题和施工操作难易的基坑新型内支撑的施工方法。从综合因素上考虑权衡，将优势放大化，同时回避影响施工的大方向上的问题，是以小的代价换回了大的利益。尤其是基坑越大，塔楼越多，本发明的优势越明显。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发 明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种基坑新型内支撑的施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤: 51、通过设计、施工，将原有横向内支撑梁转化成变形支撑梁，作为主体结构梁和/或主体结构板和/或主体结构柱的部分结构； 52、在与所述变形支撑梁相关、相连的主体结构施工满足相关要求后，用与所述变形支撑梁相连的主体结构对所述变形支撑梁进行换撑； 53、拆除所述变形支撑梁的竖向支撑立柱。
2.如权利要求1所述的基坑新型内支撑的施工方法，其特征在于，在所述步骤SI中，所述变形支撑梁与所述主体结构板的高度关系为: 所述变形支撑梁的梁面与所述主体结构板的板面同高、和/或所述变形支撑梁的梁面低于所述主体结构板的板面、和/或所述变形支撑梁的梁面低于所述主体结构板的底面。
3.如权利要求1所述的基坑新型内支撑的施工方法，其特征在于，在所述步骤SI中，所述变形支撑梁与所述主体结构梁的高度关系为: 所述变形支撑梁的梁底高于所述主体结构梁的底面、和/或所述变形支撑梁的梁底与所述主体结构梁的底面同高、和/或所述变形支撑梁的底面低于所述主体结构梁的底面。
4.如权利要求1所述的基坑新型内支撑的施工方法，其特征在于，在步骤SI中，所述变形支撑梁包括主梁和次梁；其中，所述主梁和次梁与主体结构梁之间的平面关系包括:直交、斜交、部分叠交和叠交；根据所述主体结构梁的连接需要，在所述变形支撑梁与所述主体结构梁相结合的位置，根据结构梁连接需要预留相应的水平插筋和/或埋设钢筋连接器和/或埋设钢板备梁筋焊接和/或留水平小管等，以便于主体梁筋穿插连接。
5.如权利要求2所述的基坑新型内支撑的施工方法，其特征在于，在设计、施工所述变形支撑梁的过程中，对于所述变形支撑梁与主体结构立柱相结合的位置，采用环形结构和/或菱形结构改变所述变形支撑梁`经过所述主体结构立柱时的传力路径；或者根据所述主体结构立柱的连接需要，在所述变形支撑梁与所述主体结构立柱相结合的位置预埋施工好上下、左右相应的插筋和/或钢筋连接器和/或插件和/或插孔和/或劲钢柱预埋件、预留混凝土烧注口或孔。
6.如权利要求1所述的基坑新型内支撑的施工方法，其特征在于，所述竖向支撑立柱包括临时竖向支撑立柱，所述临时竖向支撑立柱用于减小所述变形支撑梁的变形挠度；或所述竖向支撑立柱为脚手架钢管及其扣件；或所述竖向支撑立柱为在超过两层楼高进行支撑时用于拉接的钢筋或钢丝绳。
7.如权利要求1所述的基坑新型内支撑的施工方法，其特征在于，施工主体结构梁和主体结构板时，保留位于所述竖向支撑立柱附近的空隙，待所述步骤S3完成后，再施工所述竖向支撑立柱附近的主体结构梁和主体结构板。
8.如权利要求1所述的基坑新型内支撑的施工方法，其特征在于，在所述基坑顶部不高于±0.00的部位施工顶部支撑，以通过竖向悬臂支撑下部基坑土力。
9.如权利要求1所述的基坑新型内支撑的施工方法，其特征在于，在所述基坑顶部预埋竖向连接物件。
10.如权利要求1所述的基坑新型内支撑的施工方法，其特征在于，在所述基坑顶部，用土钉或锚杆支撑边土。
全文摘要
本发明涉及一种基坑新型内支撑的施工方法，其包括以下步骤通过设计、施工，将原有横向内支撑梁转化成变形支撑梁，作为主体结构梁和/或板和/或柱的部分结构；在与所述变形支撑梁相关、相连的主体结构施工满足相关要求后，用与所述变形支撑梁相连的主体结构对所述变形支撑梁进行换撑；拆除所述变形支撑梁的竖向支撑立柱。本发明的基坑新型内支撑的施工方法，既满足支撑结构的需要，又满足后续施工方便快捷、同时考虑环境因素、资金成本及其它设计、使用的需要，是一种从综合角度上衡量，经济效益更为突出，同时全面考虑了环境问题和施工操作难易的基坑新型内支撑的施工方法。
文档编号E02D17/04GK103243722SQ20121003149
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月13日 优先权日2012年2月13日
发明者郑鸿彰 申请人:郑鸿彰