專利名稱：一種地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
基坑開(kāi)挖較深、面積大時(shí)，常采用樁加內(nèi)支撐或者雙排樁基坑支護(hù)型式。樁加內(nèi)支 撐體系基坑支護(hù)型式，支護(hù)樁樁頂設(shè)置圈梁，整體剛度好，結(jié)合內(nèi)支撐體系應(yīng)用，控制變形 能力較好。但該種支護(hù)型式施工工期長(zhǎng)，工程造價(jià)高且不利于土方開(kāi)挖。
雙排樁支護(hù)型式是指在地基土中設(shè)置兩排平行樁，前后兩排樁樁體呈矩形或梅花 形布置，在兩排樁頂用鋼性冠梁連接，沿坑壁平行方向，形成門(mén)字形空間結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具 有較大的側(cè)向剛度，可以有效的限制基坑變形。一般情況下，兩排支護(hù)樁呈懸臂式，具有更 大的施工空間，挖土方便。這種支護(hù)型式適用于開(kāi)挖深度不超過(guò)9m的基坑，但這種型式僅 依靠樁頂連接，不能充分發(fā)揮后排樁的作用。
H型鋼是一種截面面積分配比較優(yōu)化、強(qiáng)重比合理的經(jīng)濟(jì)斷面高效型材，因其斷面 與英文字母“H”相同而得名。由于H型鋼的各個(gè)部位均以直角排布，因此H型鋼在各個(gè)方 向上都具有抗彎能力強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單、節(jié)約成本和結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點(diǎn)，目前基坑工程中主要用 于SMW工法樁中。H型鋼本身沒(méi)有鎖扣，用于基坑工程僅能擋土，不能止水。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種結(jié)構(gòu)剛度大、兼有擋土止水功能、可循環(huán)利用、不需要設(shè)置 內(nèi)撐、適用于開(kāi)挖深度較深面積大的基坑的地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。
一種地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，基坑上設(shè)置同時(shí)用于基坑擋土、止水的鋼板 樁，鋼板樁的同一側(cè)依次布置用于基坑擋土的第一 H型鋼、第二 H型鋼，鋼板樁與第一 H型 鋼之間通過(guò)桁架結(jié)構(gòu)連接，第一 H型鋼與第二 H型鋼之間通過(guò)桁架結(jié)構(gòu)連接。
本發(fā)明的桁架結(jié)構(gòu)包括鋼牛腿、鋼圍檁、鋼連梁，鋼連梁的兩端分別布置鋼圍檁， 鋼圍檁與鋼板樁、第一 H型鋼、第二 H型鋼的結(jié)合部布置鋼牛腿。
本發(fā)明鋼板樁的上端與第一 H型鋼的上端通過(guò)鋼連桿連接，第一 H型鋼的上端與 第二 H型鋼的上端之間通過(guò)鋼連桿連接。
基于地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟第一步確定鋼板樁的型號(hào)及樁長(zhǎng)；確定第一 H型鋼、第二 H型鋼的型號(hào)、樁長(zhǎng)，確定第 一 H型鋼、第二 H型鋼之間的樁間距；第二步在基坑上施工鋼板樁、第一 H型鋼、第二 H型鋼；第三步土方開(kāi)挖至第一層圍檁坑底，在鋼板樁、第一 H型鋼之間架設(shè)第一層桁架結(jié)構(gòu)；第四步土方開(kāi)挖至第二層圍檁坑底，鋼板樁、第一 H型鋼之間架設(shè)第二層桁架結(jié)構(gòu)， 第一 H型鋼、第二 H型鋼之間架設(shè)第二層桁架結(jié)構(gòu)；第五步土方開(kāi)挖至基坑底，對(duì)基坑坑底進(jìn)行清理、整平，澆筑墊層及基坑底板至第一 H型鋼邊，同時(shí)拆除第二 H型鋼及第一 H型鋼、第二 H型鋼之間的連接，施工地下主體結(jié)構(gòu)； 第六步回填側(cè)壁土方至第二層圍檁坑底，拆除第二層桁架結(jié)構(gòu)；第七步回填側(cè)壁土方至第一層圍檁坑底，拆除第一層桁架結(jié)構(gòu)，拔出第一 H型鋼； 第八步回填側(cè)壁土方地面，拆除鋼板樁。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供的地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，鋼板樁具有施工快捷，基坑施工結(jié)束后 鋼板樁可拔除，循環(huán)利用，經(jīng)濟(jì)性較好等特點(diǎn)。但由于鋼板樁抗側(cè)剛度相對(duì)較小，變形較大。 在周邊環(huán)境要求較高和挖深較大的基坑工程中應(yīng)該較少。
地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)兼有擋土止水功能、空間桁架結(jié)構(gòu)，剛度大，變形 小，不需要設(shè)置內(nèi)支撐，挖土方便，可循環(huán)利用，適用于基坑面積大，挖深深的基坑，可以充 分發(fā)揮鋼板樁、H型鋼的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明在基坑上施工鋼板樁、第一 H型鋼、第二 H型鋼的示意圖。
圖3是本發(fā)明架設(shè)第一層桁架結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4是本發(fā)明架設(shè)第二層桁架結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖5是本發(fā)明對(duì)基坑坑底進(jìn)行清理、整平的示意圖。
圖6是本發(fā)明施工基坑底板的示意圖。
圖7是本發(fā)明拆除第二H型鋼的示意圖。
圖8是本發(fā)明回填側(cè)壁土方、施工地下主體結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖9是本發(fā)明拆除第二層桁架結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖10是本發(fā)明鋼板樁、第一 H型鋼之間回填側(cè)壁土方的示意圖。
圖11是本發(fā)明拆除第一層桁架結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖12是本發(fā)明回填側(cè)壁土方地面的示意13是本發(fā)明拆除鋼板樁的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如圖1-13所示，一種地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于基坑上設(shè)置同時(shí)用于 基坑擋土、止水的鋼板樁1，鋼板樁I的同一側(cè)依次布置用于基坑擋土的第一 H型鋼2、第二 H型鋼3，鋼板樁I與第一 H型鋼2之間通過(guò)桁架結(jié)構(gòu)連接，第一 H型鋼2與第二 H型鋼3 之間通過(guò)桁架結(jié)構(gòu)連接。
如圖2所示，本發(fā)明的桁架結(jié)構(gòu)包括鋼牛腿4、鋼圍檁5、鋼連梁6，鋼連梁6的兩端 分別布置鋼圍檁5，鋼圍檁5與鋼板樁1、第一 H型鋼2、第二 H型鋼3的結(jié)合部布置鋼牛腿4。
如圖2所示，本發(fā)明鋼板樁I的上端與第一 H型鋼2的上端通過(guò)鋼連桿7連接，第 一 H型鋼2的上端與第二 H型鋼3的上端之間通過(guò)鋼連桿7連接。
如圖2-13所示，基于本發(fā)明地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下 步驟第一步確定鋼板樁I的型號(hào)及樁長(zhǎng)；確定第一 H型鋼2、第二 H型鋼3的型號(hào)、樁長(zhǎng)， 確定第一 H型鋼2、第二 H型鋼3之間的樁間距；第二步在基坑上施工鋼板樁1、第一 H型鋼2、第二 H型鋼3 ;第三步土方開(kāi)挖至第一層圍檁坑底，在鋼板樁1、第一 H型鋼2之間架設(shè)第一層桁架 結(jié)構(gòu)；第四步土方開(kāi)挖至第二層圍檁坑底，鋼板樁1、第一 H型鋼2之間架設(shè)第二層桁架結(jié) 構(gòu)，第一 H型鋼2、第二 H型鋼3之間架設(shè)第二層桁架結(jié)構(gòu)；第五步土方開(kāi)挖至基坑底，對(duì)基坑坑底進(jìn)行清理、整平，澆筑墊層及基坑底板至第一 H型鋼2邊，同時(shí)拆除第二 H型鋼3及第一 H型鋼2、第二 H型鋼3之間的連接，施工地下主 體結(jié)構(gòu)；第六步回填側(cè)壁土方至第二層圍檁坑底，拆除第二層桁架結(jié)構(gòu)；第七步回填側(cè)壁土方至第一層圍檁坑底，拆除第一層桁架結(jié)構(gòu)，拔出第一 H型鋼2 ； 第八步回填側(cè)壁土方地面，拆除鋼板樁I。
如圖2-13所示，本發(fā)明地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步 驟第一步確定鋼板樁I的型號(hào)及樁長(zhǎng)；確定第一 H型鋼2、第二 H型鋼3的型號(hào)、樁長(zhǎng)， 確定第一 H型鋼2、第二 H型鋼3之間的樁間距；第二步在基坑上施工鋼板樁1、第一 H型鋼2、第二 H型鋼3 ;第三步土方開(kāi)挖至第一層圍檁坑底，在鋼板樁1、第一 H型鋼2之間架設(shè)第一層桁架 結(jié)構(gòu)，鋼板樁I的上端與第一 H型鋼2的上端之間連接鋼連桿7 ；第四步土方開(kāi)挖至第二層圍檁坑底，鋼板樁1、第一 H型鋼2之間架設(shè)第二層桁架結(jié) 構(gòu)，第一 H型鋼2、第二 H型鋼3之間架設(shè)第二層桁架結(jié)構(gòu)，第一 H型鋼2的上端與第二 H型 鋼3的上端之間連接鋼連桿7 ；第五步土方開(kāi)挖至基坑底，對(duì)基坑坑底進(jìn)行清理、整平，澆筑墊層及基坑底板至第一 H型鋼2邊，同時(shí)拆除第二 H型鋼3及第一 H型鋼2、第二 H型鋼3之間的連接，施工地下主 體結(jié)構(gòu)；第六步回填側(cè)壁土方至第二層圍檁坑底，拆除第二層桁架結(jié)構(gòu)；第七步回填側(cè)壁土方至第一層圍檁坑底，拆除第一層桁架結(jié)構(gòu)，拔出第一 H型鋼2 ； 第八步回填側(cè)壁土方地面，拆除鋼板樁I。
本發(fā)明由一排鋼板樁和兩排H型鋼組成的地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，該支護(hù) 結(jié)構(gòu)兼有擋土、止水功能，前后三排樁通過(guò)祐1架結(jié)構(gòu)共同工作，空間祐1架結(jié)構(gòu)剛度大，抵抗 變形能力強(qiáng)，不需要設(shè)置內(nèi)支撐，挖土方便，適用于基坑面積大，挖深深的基坑。地下室施工完成后，鋼結(jié)構(gòu)均可以回收。
權(quán)利要求
1.一種地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于基坑上設(shè)置同時(shí)用于基坑擋土、止水的鋼板樁(I)，鋼板樁(I)的同一側(cè)依次布置用于基坑擋土的第一 H型鋼(2)、第二 H型鋼 (3)，鋼板樁(I)與第一 H型鋼(2)之間通過(guò)桁架結(jié)構(gòu)連接，第一 H型鋼(2)與第二 H型鋼 (3)之間通過(guò)桁架結(jié)構(gòu)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于上述桁架結(jié)構(gòu)包括鋼牛腿(4)、鋼圍檁(5)、鋼連梁(6)，鋼連梁(6)的兩端分別布置鋼圍檁(5)，鋼圍檁(5) 與鋼板樁(I)、第一 H型鋼(2)、第二 H型鋼(3)的結(jié)合部布置鋼牛腿(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于上述鋼板樁(I) 的上端與第一 H型鋼(2)的上端通過(guò)鋼連桿(7)連接，第一 H型鋼(2)的上端與第二 H型鋼 (3)的上端之間通過(guò)鋼連桿(7)連接。
4.基于權(quán)利要求1或2所述的地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于 包括如下步驟第一步確定鋼板樁(I)的型號(hào)及樁長(zhǎng)；確定第一 H型鋼(2)、第二 H型鋼(3)的型號(hào)、 樁長(zhǎng)，確定第一 H型鋼(2)、第二 H型鋼(3)之間的樁間距；第二步在基坑上施工鋼板樁(I)、第一 H型鋼(2)、第二 H型鋼(3)；第三步土方開(kāi)挖至第一層圍檁坑底，在鋼板樁(I )、第一 H型鋼(2)之間架設(shè)第一層桁架結(jié)構(gòu)；第四步土方開(kāi)挖至第二層圍檁坑底，鋼板樁(I)、第一 H型鋼(2)之間架設(shè)第二層桁架結(jié)構(gòu)，第一 H型鋼(2)、第二 H型鋼(3)之間架設(shè)第二層桁架結(jié)構(gòu)；第五步土方開(kāi)挖至基坑底，對(duì)基坑坑底進(jìn)行清理、整平，澆筑墊層及基坑底板至第一 H型鋼(2)邊，同時(shí)拆除第二 H型鋼(3)及第一 H型鋼(2)、第二 H型鋼(3)之間的連接，施工地下主體結(jié)構(gòu)；第六步回填側(cè)壁土方至第二層圍檁坑底，拆除第二層桁架結(jié)構(gòu)；第七步回填側(cè)壁土方至第一層圍檁坑底，拆除第一層桁架結(jié)構(gòu)，拔出第一 H型鋼(2)； 第八步回填側(cè)壁土方地面，拆除鋼板樁(I)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于包括如下步驟第一步確定鋼板樁(I)的型號(hào)及樁長(zhǎng)；確定第一 H型鋼(2)、第二 H型鋼(3)的型號(hào)、 樁長(zhǎng)，確定第一 H型鋼(2)、第二 H型鋼(3)之間的樁間距；第二步在基坑上施工鋼板樁(I)、第一 H型鋼(2)、第二 H型鋼(3)；第三步土方開(kāi)挖至第一層圍檁坑底，在鋼板樁(I)、第一H型鋼(2)之間架設(shè)第一層桁架結(jié)構(gòu)，鋼板樁(I)的上端與第一 H型鋼(2)的上端之間連接鋼連桿(7)；第四步土方開(kāi)挖至第二層圍檁坑底，鋼板樁(I )、第一 H型鋼(2)之間架設(shè)第二層桁架結(jié)構(gòu)，第一 H型鋼(2)、第二 H型鋼(3)之間架設(shè)第二層桁架結(jié)構(gòu)，第一 H型鋼(2)的上端與第二 H型鋼(3)的上端之間連接鋼連桿(7)；第五步土方開(kāi)挖至基坑底，對(duì)基坑坑底進(jìn)行清理、整平，澆筑墊層及基坑底板至第一 H型鋼(2)邊，同時(shí)拆除第二 H型鋼(3)及第一 H型鋼(2)、第二 H型鋼(3)之間的連接，施工地下主體結(jié)構(gòu)；第六步回填側(cè)壁土方至第二層圍檁坑底，拆除第二層桁架結(jié)構(gòu)；第七步回填側(cè)壁土方至第一層圍檁坑底，拆除第一層桁架結(jié)構(gòu)，拔出第一 H型鋼(2)； 第八步回填側(cè)壁土方地面，拆除鋼板樁(I)。
全文摘要
一種地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法，涉及一種地下空間鋼桁架基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明在基坑上設(shè)置同時(shí)用于基坑擋土、止水的鋼板樁，鋼板樁的同一側(cè)依次布置用于基坑擋土的第一H型鋼、第二H型鋼，鋼板樁與第一H型鋼之間通過(guò)桁架結(jié)構(gòu)連接，第一H型鋼與第二H型鋼之間通過(guò)桁架結(jié)構(gòu)連接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)剛度大、兼有擋土止水功能、可循環(huán)利用、不需要設(shè)置內(nèi)撐、適用于開(kāi)挖深度較深面積大的目的。
文檔編號(hào)E02D19/18GK102995643SQ201210517889
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者李仁民, 陳曉鳳, 王守超, 余巍, 童立元, 方磊 申請(qǐng)人:東南大學(xué)