[发明专利]首道支撑带有动态应力调节功能的基坑及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及基坑建造技术领域，特别涉及首道支撑带有动态应力调节功能的基坑及施工方法。

背景技术

近年来，随着城市开发建设的快速发展，城市空间和土地资源的稀缺性日益突出，尤其是在经济发达、交通繁忙的大、中型城市，包括地下空间综合体、地铁车站、地下车库、地下变电站、地下泵站、人防工程、过街地道等在内的各类地下空间建设正如火如荼地建设中。建设地下空间所相应的基坑工程面临着平面规模大、开挖深度深、施工场地狭小、周边保护对象距离近四大趋势，在倡导以人为本、和谐发展的今天，严格控制基坑变形，实现对周边环境的有效保护，是工程建设者必须完成的任务。

目前基坑工程行业内，沿基坑竖向自上而下的首道支撑普遍采用钢筋混凝土支撑，可以避免基坑开挖后期，因围护结构顶部出现外移趋势而引发“踢脚”和支撑失效的重大安全隐患。然而，目前的首道混凝土支撑却无法如钢支撑一样通过活络头和千斤顶施加可调整的动态应力，而只能通过基坑的围护结构先发生变形向内压缩，然后混凝土支撑被动地承受传递来的土压力。如此不仅一定程度牺牲了对周边环境影响控制的效果，而且当基坑发生报警险情时，无法通过对首道支撑采取的措施进行险情控制干预。当前的基坑首道混凝土支撑在对环境保护控制方面存在急需解决的缺陷。

因此，如何有效解决上述问题，进一步完善混凝土支撑的功能，拓展混凝土支撑的应用范围，提高控制基坑变形能力，是目前工程界所亟待解决的棘手问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供首道支撑带有动态应力调节功能的基坑及施工方法，实现的目的之一是可应用在各类基坑工程中首道混凝土支撑的，全周期施加动态应力，实现了首道混凝土支撑竖向受力仍然安全可靠的前提下，水平向应力实时动态施加和支撑轴向伸缩的可控调整。

为实现上述目的，本发明公开了首道支撑带有动态应力调节功能的基坑，包括位于所述基坑与地面连接处的所述首道支撑。

所述首道支撑靠近中间位置断开形成左半支撑和右半支撑，所述左半支撑和所述右半支撑之间设有应力调节装置。

所述应力调节装置，籍由一竖直设置在所述基坑内的钢立柱，固定在所述基坑内。

所述应力调节装置包括顶托板、滑板支座和千斤顶。

所述顶托板包括与所述钢立柱上端固定连接的连接部，以及与所述钢立柱垂直、且向四周延伸呈板状的托板，所述托板的中心位于所述首道支撑断开处的正下方。

所述托板的上面对应所述左半支撑和所述右半支撑靠近断开处的位置分别设有所述滑板支座，所述顶托板籍由两个所述滑板支座分别托住所述左半支撑和所述右半支撑。

所述左半支撑和所述右半支撑断开处的断面上均设有一预埋钢板，两块所述预埋钢板之间设有所述千斤顶。

优选的，所述托板四周伸出所述连接部部分的下面与所述连接部的外侧面之间设有若干三角形加强肋板。

优选的，所述托板四周伸出所述连接部部分的长度为200毫米，并形成一矩形板状结构。

优选的，所述钢立柱为钢格构柱、H型钢柱或钢管柱结构。

优选的，所述滑板支座用四氟材料制成，上面与所述左半支撑和所述右半支撑接触部分的水平摩擦系数为0.02。

优选的，所述预埋钢板用Q235B材料制成，厚度8mm。

本发明还提供了一种首道支撑带有动态应力调节功能的基坑的施工方法，步骤如下：

A、设置所述基坑的围护结构、立柱桩及所述钢立柱；

B、挖除位于所述钢立柱顶部的表层土，设置所述顶托板；

C、在顶托板上的安装所述滑板支座；

D、浇筑混凝土完成所述首道支撑的制作，在预设位置断开形成所述左半支撑和所述右半支撑，载于相应的所述滑板支座，在浇筑过程中设置所述预埋钢板；

E、在两个所述预埋钢板之间设置千斤顶。

优选的，在所述步骤B中，所述顶托板的连接部以焊接方式与所述钢立柱固定连接。

本发明的有益效果：

本发明克服了首道混凝土支撑在对环境保护控制方面的缺陷，同时还能补偿超大基坑中混凝土支撑收缩产生的不利影响，在基坑工程中具有良好的应用前景，尤其适合基坑周边保护建筑、地下管线密集、地面交通繁忙的城市中心城区等具有严格生态保护要求的区域，有效拓展了地下工程的建设手段，推动了行业技术进步，具有良好经济、社会效益。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明