[发明专利]基坑支护方法

权利要求书

1.一种基坑支护方法，其特征在于在基坑围护结构(1)的特定位置水平地安装拱形支撑(2)，拱背向上，且结合土压力和变形监测信息，在拱形支撑(2)的拱背施以相应可以使围护结构抵御坑壁坑周的进一步变形、甚至可以促使坑壁坑周已有变形逐步恢复、实现围护结构的支护能力随变形控制需要的动态调节的可调节荷载P。

2.根据权利要求1所述的基坑支护方法，其特征在于上述可调节荷载P在拱形支撑(2)的拱背上的作用位置及大小可按公式P(l-a)-2Mm2f=Et]]>来确定，P为可调节荷载的大小，l为拱形支撑的跨度，a为可调节荷载P在拱形支撑(2)上距右端的作用位置，f为拱形支撑的矢高，M_m为通过附加刚臂方法获得的拱形支撑中央截面上的弯矩，E_t为实时测定的作用在拱形支撑两端的土压力值。

3.根据权利要求1所述的基坑支护方法，其特征在于上述动态支护的支护能力在增大和减小两个方向都可实现调节，可以通过增加或减小可调节荷载大小和改变可调节荷载在拱背的作用位置，使支护系统的支护能力相应地在增加或减小两个方向都可以进行调节。

4.根据权利要求1至3任一项所述的基坑支护方法，其特征在于上述可调节荷载P通过在拱形支撑(2)的拱背上堆载或悬挂重物的加载作用方式来实现，拱形支撑(2)包括若干根拱形支撑，若干根拱形支撑彼此分离，单独调节单独作用，或若干根拱形支撑连接成整体共同调节共同作用。

5.根据权利要求4所述的基坑支护方法，其特征在于上述拱形支撑(2)的若干根拱形支撑单独调节单独发挥支撑作用，每根支撑的两端均固定在坑壁围护结构(1)上，支撑之间相互分离，对每根支撑单独监控单独调节。

6.根据权利要求4所述的基坑支护方法，其特征在于上述拱形支撑(2)中同一支撑高度平面的若干根拱形支撑可以连接成冠状整体，共同调节共同发挥作用；同一支撑平面内的每根拱形支撑的一端均与基坑围护结构(1)固定，另一端向基坑中心靠拢并连接固定在一起，形成一个空间冠状的整体拱形支撑结构，统一进行监控、调节。

7.根据权利要求4所述的基坑支护方法，其特征在于上述拱形支撑(2)中同一支撑高度平面的拱形支撑可以连接成柱状整体，共同调节共同发挥作用；同一支撑平面内的每根拱形支撑的一端均与基坑围护结构(1)固定，另一端平行地向空间伸展，并连接成一个空间柱状整体拱形支撑结构，统一进行监控、调节。

8.根据权利要求4所述的基坑支护方法，其特征在于上述拱形支撑(2)中所有的拱形支撑可以连接成一个统一整体，共同调节共同发挥作用；把每层形成的冠状或柱状整体结构竖向连接在一起，形成更大的一个空间整体支护结构，统一进行监控、调节。

9.根据权利要求4所述的基坑支护方法，其特征在于上述坑壁坑周和拱形支撑(2)上布设有监测坑壁坑周土压力和变形信息的应力应变监测元件，其按强度控制标准和变形控制标准设定有报警阀值，在土压力和变形达到报警阀值时，动态地改变可调节荷载P的大小和作用位置，调节坑壁坑周和拱撑(2)的土压力和变形。

10.根据权利要求4所述的基坑支护方法，其特征在于包括如下步骤：

1)设计拱形支撑

按照基坑的岩土条件、几何尺寸和开挖规模、拱形支撑拟选建筑材料的强度条件，设计拱形支撑的轴线方程、截面大小、安装位置，其中拱形支撑的截面形状为矩形、或圆形；

2)设计荷载

按照拱结构横向张力和纵向荷载、轴向变形和纵向荷载的对应关系，确定可调节荷载P和轴向变形、坑壁变形之间的对应关系，以及可调节荷载P在拱形支撑上的初始作用位置；

3)确定调节时间

结合强度控制标准和变形控制标准，确定变形和土压力的临界阀值；结合已获得的可调节荷载P和坑壁变形、土压力之间的对应关系，确定坑壁变形和土压力发展到什么程度即开始对可调节荷载进行动态调节，即确定调节时间；

4)制作拱形支撑

按选定的建筑材料和截面形状，以及设计的拱形支撑几何尺寸和轴线方程，制作拱形支撑；

5)安装拱形支撑

当基坑开挖到按支撑设计原则设计的、或根据工程经验确定的支撑作用高度和位置时，安装拱形支撑；

6)监测

在坑壁和拱形支撑上布设土压力、变形监测元件和信息采集系统，部分监测元件在基坑开挖前便需布置好；

7)调节

随开挖扰动及其他不确定因素引起坑壁和围护结构的变形、土压力达到调节时间时，按照变形、土压力和可调节荷载P之间的对应关系，在拱形支撑上施以相应可调节荷载、或者改变可调节荷载的作用位置，确保坑壁及坑周变形处于安全控制标准之内；

8)拆卸

基坑开挖到设计深度、坑壁及坑周变形调节到较为安全的状态，浇注地板后，根据工程进度和需要，拆除拱形支撑。