结构式支护型式及施工方法技术

本申请涉及一种结构式支护型式及其施工方法，结构式支护型式是由竖向受力构件、纵向和横向连接构件及其他附加构件共同组成的框架、刚架、桁架或组合结构。该结构作为整体形成基坑或边坡支护体系。结构式支护型式充分利用了红线内侧地下结构外边线外侧的可利用空间，是一种可不占用红线外空间、不在基坑外实施锚杆及不在基坑内设置支撑即可形成的基坑支护体系。本申请逐层挖除支护结构宽度范围内土方，支护结构逐层施工，按结构施工的方法自上而下形成完整支护结构。本申请整体刚度大，受力明确，施工质量可靠，施工速度快，大幅提高了支挡式支护结构的应用范围和深度，有效节约工程造价，大幅缩短基坑支护、土方开挖及地下结构的施工工期。

【技术实现步骤摘要】
结构式支护型式及施工方法
本申请涉及岩土工程基坑、边坡支护的设计及施工的领域，尤其是涉及一种结构式支护型式及施工方法。
技术介绍
基坑支护，是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。目前，常用的支护形式为桩锚支护，然而在实际的基坑支护工程中，经常存在某些限制条件，造成无法施工桩锚支护，例如：1、基坑相邻部位已有或者待建的地下结构、障碍物等；2、拟设置锚杆的土层为砂卵石层，锚杆无法实施或者实施难度大、风险大；3、地方法律、法规规定，支护结构不得超出用地红线，造成锚杆无法实施。在以上三种工况下，基坑支护只能采用内支撑的支护形式，然而内支撑支护结构构件多、体量大、工序复杂、占用大量地下结构空间，施工难度大，成本高，周期长；并且采用内支撑的支护形式，后期随着建筑的施工需要换撑、拆撑等工序，进一步的增加了施工成本以及施工周期。为此，在因场地或政策受限不能采用传统锚拉式支护型式的前提下，采用本专利技术的新型结构式支护型式，充分利用建筑地块用地空间，尽量避免采用支撑式支挡结构，不设置或少设置支撑，不设置锚杆，即可形成安全可靠的基坑支护体系，具有极高的应用价值和经济价值。
技术实现思路
为了改善基坑支护工程中，因为外部限制条件无法施工桩锚支护，而采用内支撑费用高、施工周期长的技术问题，本申请提供一种基坑支护体系及其施工方法。第一方面，本申请提供的一种结构式支护型式，采用如下的技术方案：结构式支护型式，设置在地下结构外边线外侧到建筑红线内侧的可利用空间，在竖向受力构件实施完毕后，采用逐层挖除结构式支护结构宽度范围内土方、支护结构逐层向下施工的方式，按结构施工的方法自上而下形成完整支护结构；结构式支护型式包括外侧竖向受力构件、内侧第一跨竖向受力构件、外侧顶部纵向连接构件、内侧第一跨顶部纵向连接构件、内侧第一跨各层连接构件以及内外侧横向连接构件；所述外侧竖向受力构件沿地下结构外边线外侧布置，各外侧竖向受力构件中心点连线平行于基坑外边线；所述内侧第一跨竖向受力构件在地下结构外边线外侧和外侧竖向受力构件之间布置，各内侧第一跨竖向受力构件中心点连线与外侧竖向受力构件的构件中心点连线平行；所述外侧顶部纵向连接构件设置在外侧竖向受力构件的顶部，使外侧竖向受力构件顶部形成一道刚性连接；所述内侧第一跨顶部纵向连接构件设置在内侧第一跨竖向受力构件的顶部，使内侧第一跨竖向受力构件顶部形成一道刚性连接；所述内侧第一跨各层纵向连接构件设置在内侧第一跨竖向受力构件之间、内侧或外侧，且沿着内侧第一跨竖向受力构件的长度方向设置一道或多道，使内侧第一跨竖向受力构件形成一道或多道刚性连接或铰接；所述内侧第一跨竖向受力构件、内侧第一跨顶部纵向连接构件、内侧第一跨各层纵向连接构件任一种构件和外侧竖向受力构件、外侧顶部纵向连接构件任一种构件通过内外侧横向连接构件连接。通过采用上述技术方案，结构式支护型式，是由竖向受力构件、纵向连接构件、横向连接构件共同组成的框架、刚架、桁架或框架、刚架、桁架与局部的其他结构型式共同形成的组合结构。该结构作为一个整体形成基坑或边坡支护体系。结构式支护型式充分利用了红线内侧、地下结构外边线外侧的可利用空间，是一种可不占用红线外空间、不在基坑外侧实施锚杆（锚索）及不设置基坑内部支撑即可形成的基坑支护体系。结构式支护型式可与锚杆（锚索）、内支撑、土钉墙、挡土墙、放坡、地锚等联合应用，必要时结构式支护型式可向基坑内方向延伸一跨或多跨。由于本专利技术的结构式支护型式整体刚度很大，受力清晰明确，施工质量可靠，施工速度快，大幅提高了支挡式支护结构的应用范围和应用深度，使目前很多不能采用锚拉式支护而只能采用内支撑支护的基坑也可采用本专利技术的结构式支护型式。采用结构式支护型式在增大应用范围的同时可有效节约工程造价，大幅缩短基坑支护、土方开挖及地下结构的施工工期。可选的，还包括附加构件，所述附加构件包括外侧各层纵向连接构件、内外侧斜向连接构件、外侧顶部支护结构、外侧竖向受力构件间隙护面、内侧第一跨竖向受力构件间隙护面、内侧第二跨竖向受力构件、内侧第二跨顶部纵向连接构件、内侧第二跨各层纵向连接构件、第一跨与第二跨横向连接构件或者第一跨与第二跨斜向连接构件中的一种或者多种组合；所述外侧各层纵向连接构件设置在外侧竖向受力构件之间或内侧且沿着外侧各层纵向连接构件长度方向设置一道或多道，使外侧竖向受力构件形成一道或多道刚性连接或铰接；所述内侧第一跨竖向受力构件、内侧第一跨顶部纵向连接构件、内侧第一跨各层纵向连接构件任一种构件和外侧竖向受力构件、外侧顶部纵向连接构件、外侧各层纵向连接构件任一种构件通过内外侧斜向连接构件连接；所述外侧顶部支护结构设置在外侧竖向受力构件或内侧第一跨竖向受力构件或外侧顶部纵向连接构件或内侧第一跨顶部纵向连接构件之上；所述外侧竖向受力构件间隙护面在外侧竖向受力构件之间设置；所述内侧第一跨竖向受力构件间隙护面在内侧第一跨竖向受力构件之间设置；所述内侧第二跨竖向受力构件设置在内侧第一跨竖向受力构件的内侧并位于地下结构外部或地下结构内部，且内侧第二跨竖向受力构件中心点连线与内侧第一跨竖向受力构件的构件中心点连线平行；所述内侧第二跨顶部纵向连接构件设置在内侧第二跨竖向受力构件的顶部，使内侧第二跨竖向受力构件顶部形成一道刚性连接；所述内侧第二跨各层纵向连接构件设置在内侧第二跨竖向受力构件之间、内侧或外侧且沿着内侧第二跨竖向受力构件的长度方向设置一道或多道，使内侧第二跨竖向受力构件形成一道或多道刚性连接或铰接；所述内侧第二跨竖向受力构件、内侧第二跨顶部纵向连接构件、内侧第二跨各层纵向连接构件任一种构件和内侧第一跨竖向受力构件、内侧第一跨顶部纵向连接构件、内侧第一跨各层纵向连接构件任一种构件通过第一跨与第二跨横向连接构件连接；所述内侧第二跨竖向受力构件、内侧第二跨顶部纵向连接构件、内侧第二跨各层纵向连接构件任一种构件和内侧第一跨竖向受力构件、内侧第一跨顶部纵向连接构件、内侧第一跨各层纵向连接构件任一种构件通过第一跨与第二跨斜向连接构件连接。可选的，所述外侧竖向受力构件、内侧第一跨竖向受力构件、外侧顶部纵向连接构件、内侧第一跨顶部纵向连接构件、内侧第一跨各层纵向连接构件、内外侧横向连接构件联合组成框架、刚架、桁架结构。可选的，所述外侧竖向受力构件、内侧第一跨竖向受力构件、外侧顶部纵向连接构件、内侧第一跨顶部纵向连接构件、内侧第一跨各层纵向连接构件、内外侧横向连接构件组成的框架、刚架结构与局部的钢筋混凝土结构、混凝土结构、砖混结构、砌体结构共同形成组合结构，该结构作为一个整体形成基坑或边坡支护体系。可选的，所述外侧竖向受力构件、内侧第一跨竖向受力构件、外侧顶部纵向连接构件、内侧第一跨顶部纵向连接构件、内侧第一跨各层纵向连接构件、内外侧横向连接构件与附加构件：外侧各层纵向连接构件、内外侧斜向连接构件、外侧顶部支护结构、外侧竖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.结构式支护型式，其特征在于：设置在地下结构外边线外侧到建筑红线内侧的可利用空间，采用逐层挖除结构式支护结构宽度范围内土方、支护结构逐层向下施工的方式，按结构施工的方法自上而下形成完整支护结构，包括外侧竖向受力构件(1)、内侧第一跨竖向受力构件(2)、外侧顶部纵向连接构件(3)、内侧第一跨顶部纵向连接构件(4)、内侧第一跨各层纵向连接构件（5）以及内外侧横向连接构件(6)；/n所述外侧竖向受力构件(1)沿地下结构外边线外侧布置，各外侧竖向受力构件(1)中心点连线平行于基坑外边线；/n所述内侧第一跨竖向受力构件(2)在地下结构外边线外侧和外侧竖向受力构件(1)之间布置，各内侧第一跨竖向受力构件(2)中心点连线与外侧竖向受力构件(1)的构件中心点连线平行；/n所述外侧顶部纵向连接构件(3)设置在外侧竖向受力构件(1)的顶部，使外侧竖向受力构件(1)顶部形成一道刚性连接；/n所述内侧第一跨顶部纵向连接构件(4)设置在内侧第一跨竖向受力构件(2)的顶部，使内侧第一跨竖向受力构件(2)顶部形成一道刚性连接；/n所述内侧第一跨各层纵向连接构件(5)设置在内侧第一跨竖向受力构件(2)之间、内侧或外侧，且沿着内侧第一跨竖向受力构件(2)的长度方向设置一道或多道，使内侧第一跨竖向受力构件(2)形成一道或多道刚性连接或铰接；/n所述内侧第一跨竖向受力构件(2)、内侧第一跨顶部纵向连接构件(4)、内侧第一跨各层纵向连接构件(5)任一种构件和外侧竖向受力构件(1)、外侧顶部纵向连接构件(3)任一种构件通过内外侧横向连接构件(6)连接。/n...

【技术特征摘要】
1.结构式支护型式，其特征在于：设置在地下结构外边线外侧到建筑红线内侧的可利用空间，采用逐层挖除结构式支护结构宽度范围内土方、支护结构逐层向下施工的方式，按结构施工的方法自上而下形成完整支护结构，包括外侧竖向受力构件(1)、内侧第一跨竖向受力构件(2)、外侧顶部纵向连接构件(3)、内侧第一跨顶部纵向连接构件(4)、内侧第一跨各层纵向连接构件（5）以及内外侧横向连接构件(6)；
所述外侧竖向受力构件(1)沿地下结构外边线外侧布置，各外侧竖向受力构件(1)中心点连线平行于基坑外边线；
所述内侧第一跨竖向受力构件(2)在地下结构外边线外侧和外侧竖向受力构件(1)之间布置，各内侧第一跨竖向受力构件(2)中心点连线与外侧竖向受力构件(1)的构件中心点连线平行；
所述外侧顶部纵向连接构件(3)设置在外侧竖向受力构件(1)的顶部，使外侧竖向受力构件(1)顶部形成一道刚性连接；
所述内侧第一跨顶部纵向连接构件(4)设置在内侧第一跨竖向受力构件(2)的顶部，使内侧第一跨竖向受力构件(2)顶部形成一道刚性连接；
所述内侧第一跨各层纵向连接构件(5)设置在内侧第一跨竖向受力构件(2)之间、内侧或外侧，且沿着内侧第一跨竖向受力构件(2)的长度方向设置一道或多道，使内侧第一跨竖向受力构件(2)形成一道或多道刚性连接或铰接；
所述内侧第一跨竖向受力构件(2)、内侧第一跨顶部纵向连接构件(4)、内侧第一跨各层纵向连接构件(5)任一种构件和外侧竖向受力构件(1)、外侧顶部纵向连接构件(3)任一种构件通过内外侧横向连接构件(6)连接。


2.根据权利要求1所述的结构式支护型式，其特征在于：还包括附加构件，所述附加构件包括外侧各层纵向连接构件(7)、内外侧斜向连接构件(8)、外侧顶部支护结构(9)、外侧竖向受力构件间隙护面(10)、内侧第一跨竖向受力构件间隙护面(11)、内侧第二跨竖向受力构件(12)、内侧第二跨顶部纵向连接构件(13)、内侧第二跨各层纵向连接构件(14)、第一跨与第二跨横向连接构件(15)和第一跨与第二跨斜向连接构件(16)中的一种或者多种组合；
所述外侧各层纵向连接构件(7)设置在外侧竖向受力构件(1)之间或内侧且沿着外侧各层纵向连接构件(7)长度方向设置一道或多道，使外侧竖向受力构件(1)形成一道或多道刚性连接或铰接；
所述内侧第一跨竖向受力构件(2)、内侧第一跨顶部纵向连接构件(4)、内侧第一跨各层纵向连接构件(5)任一种构件和外侧竖向受力构件(1)、外侧顶部纵向连接构件(3)、外侧各层纵向连接构件(7)任一种构件通过内外侧斜向连接构件（8）连接；
所述外侧顶部支护结构(9)设置在外侧竖向受力构件(1)或内侧第一跨竖向受力构件(2)或外侧顶部纵向连接构件(3)或内侧第一跨顶部纵向连接构件(4)之上；
所述外侧竖向受力构件间隙护面(10)在外侧竖向受力构件(1)之间设置；
所述内侧第一跨竖向受力构件间隙护面(11)在内侧第一跨竖向受力构件(2)之间设置；
所述内侧第二跨竖向受力构件(12)设置在内侧第一跨竖向受力构件(2)的内侧并位于地下结构外部或地下结构内部，且内侧第二跨竖向受力构件(12)中心点连线与内侧第一跨竖向受力构件(2)的构件中心点连线平行；
所述内侧第二跨顶部纵向连接构件(13)设置在内侧第二跨竖向受力构件(12)的顶部，使内侧第二跨竖向受力构件(12)顶部形成一道刚性连接；
所述内侧第二跨各层纵向连接构件(14)设置在内侧第二跨竖向受力构件(12)之间、内侧或外侧且沿着内侧第二跨竖向受力构件(12)的长度方向设置一道或多道，使内侧第二跨竖向受力构件(12)形成一道或多道刚性连接或铰接；
所述内侧第二跨竖向受力构件(12)、内侧第二跨顶部纵向连接构件(13)、内侧第二跨各层纵向连接构件(14)任一种构件和内侧第一跨竖向受力构件(2)、内侧第一跨顶部纵向连接构件(4)、内侧第一跨各层纵向连接构件(5)任一种构件通过第一跨与第二跨横向连接构件(15)连接；
所述内侧第二跨竖向受力构件(12)、内侧第二跨顶部纵向连接构件(13)、内侧第二跨各层纵向连接构件(14)任一种构件和内侧第一跨竖向受力构件(2)、内侧第一跨顶部纵向连接构件(4)、内侧第一跨各层纵向连接构件(5)任一种构件通过第一跨与第二跨斜向连接构件(16)连接。


3.根据权利要求1所述的结构式支护型式，其特征在于：所述外侧竖向受力构件(1)、内侧第一跨竖向受力构件(2)、外侧顶部纵向连接构件(3)、内侧第一跨顶部纵向连接构件(4)、内侧第一跨各层纵向连接构件(5)、内外侧横向连接构件(6)联合组成框架、刚架、桁架结构。


4.根据权利要求3所述的结构式支护型式，其特征在于：所述外侧竖向受力构件(1)、内侧第一跨竖向受力构件(2)、外侧顶部纵向连接构件(3)、内侧第一跨顶部纵向连接构件(4)、内侧第一跨各层纵向连接构件(5)、内外侧横向连接构件(6)组成的框架、刚架或者桁架结构与局部的钢筋混凝土结构、混凝土结构、砖混结构、砌体结构共同形成组合结构，该结构作为一个整体形成基坑或边坡支护体系。


5.根据权利要求2所述的结构式支护型式，其特征在于：所述外侧竖向受力构件(1)、内侧第一跨竖向受力构件(2)、外侧顶部纵向连接构件(3)、内侧第一跨顶部纵向连接构件(4)、内侧第一跨各层纵向连接构件(5)、内外侧横向连接构件(6)与附加构件：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张震，张东刚，李帅，谷二永，唐伟，王磊，赵壁，
申请(专利权)人：建研地基基础工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11