一種新型深基坑支撐結構及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種建筑結構，尤其是一種適應于深基坑的支撐結構，具體的說是一種新型深基坑支撐結構。
[0002]本發明還涉及一種新型深基坑支撐結構的施工方法。
【背景技術】
[0003]隨著城市建設用地日趨緊張和地下空間開發利用的規模越來越大，深基坑工程日益增多，基坑開挖面積越來越大，開挖深度越來越深，深基坑支護工程的代價也越來越高，支護結構的設計也日趨復雜。
[0004]排樁(地下連續墻)加鋼筋混凝土內支撐的支護結構是目前深基坑支護的一種主要支護形式。鋼筋混凝土內支撐根據其平面布置通常有兩種形式:一是對撐加角撐的內支撐結構體系；二是環梁內支撐結構體系。第一種形式采用對撐加角撐對基坑進行支護，當基坑面積過大時，內支撐工程量大，支撐結構造價高，土方開挖施工極為不便。第二種形式作為一種較為新型的內撐式支護結構，可以為機械提供較大的土方開挖空間，而且其結構受力也更合理，能夠更好的控制基坑變形，保障基坑的安全與穩定。但是環梁支護體系在施工過程中的受力情況非常復雜，普通計算方法(經典法與彈性法)不能很好地分析環梁支護體系在施工過程中內力及變形。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種新型深基坑支撐結構及其施工方法，可以使支撐布置更加靈活，支撐的穩定性更好，深基坑開挖更加安全合理。
[0006]本發明的技術方案是:
一種新型深基坑支撐結構，包括支護樁、立柱樁和多個大小不一的圓環梁，所述圓環梁與立柱樁的樁頭相連，且從大到小依次構建，每個圓環梁的大小與構建時的區域形狀相適應，且至少與該區域對應多邊形的三邊相切。
[0007]進一步的，所述各圓環梁外緣之間、以及圓環梁外緣與基坑邊緣的最小距離為500-3000mm,保證施工安全。
[0008]進一步的，所述各圓環梁之間通過澆注混凝土板相連接，增強支護強度。
[0009]一種新型深基坑支撐結構的施工方法，包括以下步驟:
將場地劃分為多個多邊形或近似多邊形的區域；
a.布置支護樁和立柱樁；
b.將場地劃分為多個多邊形或近似多邊形的區域，并在每個區域內構筑一個盡可能大的圓環梁；
c.依次在基坑范圍內的剩余區域作近似多邊形，并在其中構筑一個盡可能大的圓環梁，并使各圓環梁外緣之間，以及圓環梁外緣與基坑邊緣的最小距離為500-3000mm ；
d.重復上述步驟c,直至圓環梁的直徑小于5000mm時停止； e.將圓環梁與立柱樁樁頭相連，并在各環梁之間澆筑混凝土板；
f.由大到小依次在各環梁中開挖土方，并澆筑深坑區域墊層及基礎底板。
[0010]所述盡可能大的圓環梁的確定步驟包括:
1)將多邊形的各頂點編號，并任選一個頂點所在角作其角平分線，然后再做該角兩邊以外的每一邊與該邊的臨邊構成角的角平分線，并使各條角平分線相交于若干點；
2)分別以上述各交點為圓心，該點到編號點所在角的任意邊的距離為半徑，做出一系列至少與圖形三條邊相切的圓，并取其中半徑最小的圓設為備選圓；
3)按照編號，重復上述步驟找出每個角對應的備選圓；
4)在所有備選圓中選出半徑最大的，即為所求。
[0011]進一步的，可根據基坑開挖深度，構建多道形狀相同的支撐結構。
[0012]本發明的有益效果:
1.本發明采用多圓環梁支護形式改變了混凝土支撐的受力形式，充分發揮混凝土的受壓特性，同時提高基坑支護結構的安全性，支撐結構整體性好。
[0013]2.本發明在基坑內盡可能多的布置圓環梁，節省了大量支撐材料，減少了工程造價。
[0014]3.本發明在基坑平面上留下巨大敞開空間，便于挖土施工機械與運輸車輛的操作及行走，方便了施工。
[0015]4.本發明在相同的條件下適用范圍更加廣泛，特別地，對于地質條件差、周邊環境復雜而導致平面形式不規則的基坑而言，更具有優勢。
[0016]5.本發明在相同的地質情況下更加便于基坑開挖施工，大大縮短了施工期。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明應用狀態縱向剖視圖。
[0018]圖2是本發明應用于規則形狀基坑的示意圖。
[0019]圖3是本發明應用于不規則形狀基坑示意圖。
[0020]圖4是本發明應用于不規則形狀基坑示意圖。
[0021]圖5是本發明應用于不規則形狀基坑示意圖。
圖6是本發明中“多邊形內盡可能大的圓環梁”確定示意圖。
[0022]其中:01支護樁，02立柱樁，03第一道支撐結構，04樁頭，05壓頂梁，06棧橋，07第二道支撐結構，08基坑底部，09混凝土換撐板，10立柱，11負一層頂板；12基坑邊緣；13圓環梁；14混凝土板。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
[0024]如圖1和2所示，是本發明的一個實施例，包括支護樁O 1、立柱樁02和多個大小不一的圓環梁13。所述圓環梁13與立柱樁02的樁頭相連，且從大到小依次構建，每個圓環梁13的大小與構建時的區域形狀相適應，且至少與該區域對應多邊形的三邊相切，成為該區域內盡可能大的圓形。為保證施工安全，所述各圓環梁13外緣之間、以及圓環梁13外緣與基坑邊緣12的最小距離為500-3000mm。進一步的，所述各圓環梁13之間通過澆注混凝土板14相連接，增強支護強度。
[0025]其基本施工方法為:
5001:根據基坑開挖設計方案和測量單位的測量結果數據，確定基坑開挖順序與現場實施方案；
5002:布置施工支護樁01、立柱樁02等基坑支護體系；
5003:開挖基坑內土方至設計的第一道支撐結構03底標高；
5004:施工圍護樁頂部的壓頂梁05，然后進行第一道支撐03的施工，并保證其與立柱樁頭04的良好連接；同時根據需要施工棧橋06 ；
5006:開挖第二層土方至設計的第二道支撐結構07底部；
5007:施工第二道支撐結構07。
[0026]對于三層以及更多層數的支撐結構，按照步驟S006?S007，依次開挖至圍檁及所述支撐結構底部，并施工圍檁進行支撐。
[0027]S008:各個區域土方開挖至基坑底部08后立即澆筑混凝土墊層，待墊層達到設計強度后，方可開挖局部深坑，并澆筑深坑區域墊層及各區域基礎底板；
S009:基坑邊緣12的混凝土澆至支護樁01邊；
S010:各個區域的基礎底板和混凝土換撐板帶09達到設計強度后，從基坑底部開始，向上依次拆除支撐結構，至負一層頂板11。
[0028]S011:按照規定，割除基底和最后一道支撐結構以及各層支撐結構間的立柱10。
[0029]SO12:將基坑密實填充。
[0030]需說明的是，上述基坑施工的過程僅僅為簡述，關于施工放線、基坑降水、放坡開挖等以及開挖過程中的具體注意事項未進行過多的闡述，但是應符合基坑開挖施工要與基坑排水、基坑支護密切配合，采用安全可靠的措施，嚴密組織，科學施工的要求，并且要堅持“慎開挖、快支護、勤監測、早處理”的原則。
[0031]如圖2至