[发明专利]利用拱效应的加筋自立式挡土结构以及利用此结构的地下开挖施工法

说明书

技术领域

安装在开挖空间后部的利用拱效应的加筋自立式挡土结构不会干扰开挖工作，而且有助于有效的开挖工作。

具体来说，由于土背压力因拱效应并不施加到插入支挡桩(soldier pile)中的背板(lagging)，因此可形成自立式挡土结构，自立式挡土结构的自重支撑土背压力，这是连续板墙(sheet wall)的一个新概念。

根据本发明，由于加筋自立式挡土结构安装在开挖空间的后部，因此加筋自立式挡土结构并不会干扰开挖工作。因此，开挖空间很大，因此能在有限空间(例如挤满高层建筑的闹市区)里简单且有效地进行开挖工作。

由于薄板的连接部由上部固定装置和下部固定装置牢牢固定而产生组合截面，因此不仅刚度得到提高，而且上部固定装置和下部固定装置的结构得到简化，这样薄板容易组装和拆卸，同时薄板也可在施工完成后容易收集。

背景技术

一种用以在对地下结构工程的开挖施工期间防止开挖土背倒塌的常规临时挡土施工法会增强支挡桩对开挖土背压力不充足的支撑力。代表性施工法包含撑杆施工法和板桩施工法。

A)撑杆施工法

撑杆施工法是利用撑杆20增强支挡桩10对开挖土背压力不充足的水平支撑力，以自顶向下的方法开挖地面的一种施工法(参看图1)。

开挖土背压力为水平力，而支挡桩为垂直组件。

考虑到结构力学，仅利用垂直组件而不利用水平组件来支撑水平力是不可能的。相对于支挡桩10(其为垂直组件)，撑杆20起水平组件的作用。

撑杆20垂直于支挡桩10。撑杆20在两个支撑点上得到支撑。

撑杆20的两个支撑点为位于相对位置的支挡桩10。

由于撑杆20安装在相对的支挡桩10之间，因此横向方向上的撑杆和纵向方向上的撑杆在同一平面上相互垂直。

横向方向和纵向方向上的撑杆成为了减少供开挖工作所用设备进入并将土壤排放到外面的工作空间的障碍物。

具体来说，由于高层建筑围绕闹市区里的开挖空间，因此为了结构安全性，撑杆需更加密集地堆积。

由于撑杆是一种临时结构，因此在准备好开挖空间后，在安装永久性结构时，要按顺序移除安装好的撑杆。永久性结构的施工以自底向上的方法从底部朝向顶部分阶段执行。

因此，分阶段执行撑杆的移除。

举例来说，假设永久性建筑的最底层为B1，那么首先移除安装在层B1上的撑杆以对永久性建筑的层B1进行施工。

即使当层B1的撑杆被移除时，上层B2、B3、B4等中安装好的撑杆也会继续支撑土压力。

从层B1中移除的撑杆需要被移除到该建筑的外部，且因此横向方向和纵向方向上的撑杆阻止以致开挖工作受阻。

而且，层B1施工所用的混凝土灰浆和钢条需要经由层B2、B3、B4等的撑杆降低到B1。安装在上层的撑杆可能会阻碍材料的供应，以致工作效率可能会降低。

所述问题也会影响层B2、B3、B4等的施工。

因此，撑杆施工法是有问题的，这是因为安装在开挖空间内的撑杆面向支挡桩，这会使开挖工作和土壤排放工作所用的工作空间变窄。而且，由于撑杆是临时结构，因此在永久性结构施工期间，需分阶段移除撑杆。因此，上面剩余的撑杆会阻碍永久性结构的连续施工，以致工作效率可能会降低。

B)板桩施工法

第2008-45182号韩国专利公开案(其为背景技术)揭示了“板桩墙成形体的结构”(“Structure of Sheet-Pile Wall Forming Body”)。

第2008-45182号韩国专利公开案的图3揭示了用以解决第6,715,964B2号美国专利的第一联锁装置446和第二联锁装置448(图2中所示)的问题的发明。

如图2中所示，泥锚444由第一板440的第一联锁装置446以及第二板442的第二联锁装置448耦合。土壤破坏平面是施加有主动土压力的最大拉力线T_max线。

作用力450是施加到土壤破坏平面的拉力。泥锚444抵抗拉力。

第2008-45182号韩国专利公开案指出第6,715,964B2号美国专利的问题在于用于将板桩墙分段部耦合到锚具的连接部由于从周围区域中保留下来的地面的土压力而受到非常高的拉力。为解决此问题，第2008-45182号韩国专利公开案的目的是开发可承受非常高的拉力而不会使得连接部拆开的成型体，其中第一联锁装置446和第二联锁装置448相互啮合。