[发明专利]钢桁架式基坑支护结构

说明书

【技术领域】

本发明涉及工业与民用建筑领域中的临时性基坑支护，特别适用于解决 可能出现流泥流沙的基坑支护问题。

【背景技术】

在土层条件下开挖地下建构物施工空间一基坑时，其侧壁非常容易向坑 内倒塌，必须建构临时加固结构用以挡土支护，才可保证基坑和地下建构物 施工安全以及基坑四周已有建构物的安全。

深基坑支护工程是一种特殊的工程构筑物，它具有复杂性、可变性和临 时性的特点。目前，我国的支护结构型式主要有挡墙和支撑(土锚)两部分。 支护形式分为加固型支护和支挡型支护两大类。

一、支挡型支护目前常用的有钢板桩支护、钻孔灌注桩挡墙、地下连续 墙支护、带有内支撑桩排支护等几种型式，而这些支护系统中，往往辅以止 水防渗、支撑拉锚、降水排水、挖土卸载等技术措施，使支护方案达到挡土、 止水的效果。

1、钢板桩支护

钢板桩支护由于施工速度快，可重复使用，适用于5m～10m的基坑。但 目前采用的拉森式(U)型以及工字形型钢并铺以搅拌桩阻水的支护形式， 其支承刚度较小，往往需要多道支撑，严重影响基坑的土方开挖，基坑变形 较大止水不够理想，基坑开挖工期过长。

2、钻孔灌注桩挡墙

常用者Φ600mm～Φ1000mm，做成排桩挡墙，顶部浇筑混凝土冠梁，它 具有刚度较大、抗弯能力强、变形相对较小等特点。由于桩之间留有100mm～ 300mm的间隙，挡水效果差，需要与深层搅拌水泥桩组合使用。

3、地下连续墙

地下连续墙作为深基坑的主要支护结构之一，常用厚度为500mm～ 800mm。地下连续墙集挡土、截水、防渗和受力于一体。是一种很有效的基 坑支护方式，但需专用机具设备，机械化程度高，造价高，它的采用应与内 衬层结合后作为结构物外墙使用，方可降低支护结构的成本。

二、加固型支护

加固型支护多采用深层水泥搅拌桩或旋喷桩等，既可挡土又可形成隔水 帷幕，目前已用于7m以内的深的基坑支护，它适用于软土地基。但施工质 量很难控制，止水效果不够理想，基坑变形较大。

已有的支护结构施工工法专利为：《LXK工法》悬臂式水泥土加筋支护 结构(专利号：ZL95117076.7)，但其工法仍然是以往一些工法的组合，同样 存在以上支护型式的一些问题，效果并不理想。上海市隧道工程轨道交通设 计研究院乔宗昭、顾闻和贺春宁提出了钢管桩密排结构加榫接防水的支护方 法(专利号ZL 03231835.9)，其方法仅是连接和支护材料的改变，其结构受 力并无实质性的改变。虽然其钢材也可回收但还需采用水泥搅拌桩止水，抵 抗水平力的刚度比较差，因此需要设置较多的水平支撑，所用材料也很容易 变形，适用范围有限。

综上所述，就目前已有的基坑支护结构形式除钢板桩支护外其余都必须 浪费大量的资源，根据有关工程的计算分析，在沿海地区一个中等的两层地 下室基坑支护工程起码要浪费钢材100t以上，混凝土2000m³以上，浪费惊人。 目前最为经济的钢板桩也没有一个很好的止水措施，并且由于受型钢尺寸和 施工设备的限制，该支护形式需要多道水平支撑，基坑变形大，工序较多， 工程隐患多。基坑工程是一个风险性较大的工程，由于到目前为止还没有一 种理想的基坑支护结构形式，因此常出现工程事故，造成城市管网破坏和邻 近建筑物的开裂和不均匀沉降等。

有鉴于此，本发明人针对现有技术材料浪费、工序多、质量难以控制、 施工周期长的缺陷深入研究，才有本案产生。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种环保节源、施工简便的钢桁架 式基坑支护结构，该支护结构使得围护桩和围护支撑构件的标准化和装配化， 并可重复使用。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

钢桁架式基坑支护结构，包括复数个钢桁架式围护桩，每相邻两个钢桁 架式围护桩之间通过桩间挡土板连接形成支护桩墙；所述钢桁架式围护桩呈 方形空间桁架，该方形空间桁架包括四根钢管，该四根钢管形成的两个相对 的侧面由焊接在钢管上的固定腹杆形成桁架，另外两相对的侧面分布有可拆 卸腹杆；所述固定腹杆形成的桁架两个挡土侧面的桁架节点上通过螺栓连接 有荷载转换板。

所述钢桁架式围护桩顶部中部任意两节点位置处可连接一空间平面桁架 作为冠梁或围檩。