一种复合深基坑支护的结构选型的方法及其支护体系技术

本发明专利技术提供了一种复合深基坑支护的结构选型的方法及其支护体系；首先，综合考虑设计：其次，结构选型的强度综合选择：再次，结构选型的稳定性选择：然后：控制变形的方法选择：最后：复合支护的边界连接选择：一种复合深基坑支护体系，支护体系包括串联支护。本发明专利技术提出了主要对传统单一基坑支护方法进行改进，采用多种单一基坑支护方法相结合的复合支护结构，充分利用各单一支护结构的优点，提出了一套复合基坑支护结构的选择方法，从经济、技术与施工工艺综合方面实现效益最大化，推动基坑支护结构的发展，此设计方法简单、安全可靠、准确性高、适用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种复合深基坑支护的结构选型的方法及其支护体系
本专利技术涉及建筑工程
，具体涉及到一种复合深基坑支护的结构选型的方法及其支护体系。
技术介绍
深基坑支护是指为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对深基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护的措施。深基坑工程施工事故频发，而且事故一旦发生，极易造成群死群伤，后果相当严重，究其原因，主要是施工方案及施工过程中各种安全预控措施不到位。根据国家有关规定要求，深基坑工程施工必须编制监理细则，明确深基坑工程的技术要求和施工现场的检查要点。通过各种单一支护结构组合而成的复合支护结构，可以充分发挥各种支护结构的职能，起到“扬长避短”的作用。同时，设计复合支护体系时，需要考虑周边各种情况作出综合判断，选择支护体系类型。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种复合深基坑支护的结构选型的方法及其支护体系，它解决了上述的这些问题。本专利技术所采用的技术方案如下：一种复合深基坑支护的结构选型的方法，首先，综合考虑设计：设计复合支护体系时，在考虑周边既有建筑的结构形式、基础形式及埋深、与基坑的距离，管线的形式及埋深、与基坑的距离后，从技术、经济和施工工艺三个方面综合对支护体系进行选型，选出符合条件的最优支护结构，相应地将技术指标、经济指标与施工工艺指标结合的总指标作为选型的标准；其次，结构选型的强度综合选择：包括：(1)水平方向力的平衡：在进行各支护结构的计算时，可将其它支护结构的作用等效为荷载形式作用在该支护结构上，而作用在各支护结构上的力要平衡，而基坑支护结构中考虑的力主要是水平方向力，所以复合支护结构中各单一支护结构整体在水平方向的力要平衡；(2)抗弯和抗剪验算：个别支护结构除了验算水平方向力的平衡外还需进行截面抗弯验算和抗剪验算；再次，结构选型的稳定性选择：在基坑开挖后进行稳定性合算，此时考虑多种支护结构相互之间的联系，充分考虑它们之间的影响，分别计算一支护结构对另一支护结构的影响后的稳定性，此时计算过程：先对各自的稳定性进行分算，分算按作用在各支护结构上土体的面积大小分为主结构与次结构，主结构控制大范围稳定，次结构控制小范围内稳定，此时应当考虑相互之间的变形与协调，此时相当于合算；(1)抗滑稳定性合算：采用瑞典圆弧条分法计算出潜在滑动面：∑M抗滑i＝M1+M2+M3+......+Mi∑M抗滑j＝M′1+M′2+M′3+......+M′j其中：Mi第i组抗力对滑动面中心的抗滑力矩；M′i——第j组外力对整体滑动面中心的滑动力矩；Ki——规范规定最小抗滑安全系数；(2)抗倾覆稳定性合算：∑M抗倾i＝M1+M2+M3+......+Mi∑M倾覆j＝M′1+M′2+M′3+......+M′j其中：Mi——第i组抗力对旋转中心的抗倾覆力矩；M′j——第j组外力对旋转中心的倾覆力矩；K2——规范规定最小抗隆起安全系数；(3)基底抗隆起稳定性合算基底隆起稳定性按正常锚拉式或者支撑式支撑结构按规范要求进行验算，悬臂结构不需要进行验算；然后：控制变形的方法选择：按对整体变形控制的贡献大小将支护结构分解为主结构与次结构，次结构控制局部范围内变形，主结构控制整体范围内变形，计算过程中将其它支护结构，包括主结构或其它次结构的影响等效为力作用在本支护结构上；最后：复合支护的边界连接选择：按照复合支护的分类和变形计算可以知道，各支护结构的关系是十分密切的，复合支护结构的存在改变了原来单一支护结构的受力机理，相应的潜在破坏位置也会发生偏移，要考虑它们之间的边界联系，相邻支护结构的影响采用影响系数来表示。本专利技术的有益效果包括：本专利技术提出了主要对传统单一基坑支护方法进行改进，采用多种单一基坑支护方法相结合的复合支护结构体系，充分利用各单一支护结构的优点，提出了一套复合基坑支护结构的选择方法，从经济、技术与施工工艺综合方面实现效益最大化，推动基坑支护结构的发展，此设计方法简单、安全可靠、准确性高、适用性强。同时具有如下特点：破坏阻断：单一支护结构在开挖过程中会出现潜在滑动面，而此滑动面的安全系数不高，当采用复合支护结构后会改变原来潜在滑动面，相应破坏位置会发生偏移，处理得当的话，此时的安全系数会在原来的基础上提高。突破限制：单一支护都有相应的适用范围，如果不在此适用范围内，则支护结构无法发挥出自身的作用，比如：当上层淤泥土较厚，下层砂性土较多时，单一地采用锚杆时，在上层无法发挥其作用，而全部采用内支撑时施工空间太小。而采用上部内支撑加下部锚杆的方式可突破它们自身的限制，发挥其优势。各尽其能：根据工程实际情况采用相应的复合支护，可以充分发挥各种支护结构的职能，起到“扬长避短”的作用。经济适用：单一支护都有自己的劣势，于是需要通过增加“量”来控制变形和沉降，相应的经济成本会增加，比如：采用悬臂支护桩时，当基坑变形太大，需要增加桩的直径和长度，或者增加桩内配筋，但通过这些方法来减小位移的结果并不理想。而采用复合支护时，经济成本不仅低，而且相应的基坑周边位移也小很多。工期减少：采用复合支护经济成本低，施工简便，充分发挥各支护结构的特点，相应的工期可以减小。施工便捷(增大空间)：当基坑对施工空间和基坑变形要求严格，土质条件不好的情况下，采用内支撑复合锚杆的复合支护结构方式，比采用单一的内支撑或单一采用锚杆可以得到更大的施工空间和更小的基坑变形。附图说明图1为本专利技术一种复合深基坑支护的结构选型的方法及其支护体系的串联支护结构示意图；图2为本专利技术一种复合深基坑支护的结构选型的方法及其支护体系的并联支护结构示意图；图3为本专利技术一种复合深基坑支护的结构选型的方法及其支护体系的串并联支护结构示意图；图4为本专利技术一种复合深基坑支护的结构选型的方法及其支护体系的实施例一结构示意图；图5为本专利技术一种复合深基坑支护的结构选型的方法及其支护体系的实施例二结构示意图；图6为本专利技术一种复合深基坑支护的结构选型的方法及其支护体系的实施例三结构示意图；图7为本专利技术一种复合深基坑支护的结构选型的方法及其支护体系的实施例四结构示意图；图8为本专利技术一种复合深基坑支护的结构选型的方法及其支护体系的主结构控制变形示意图；图9为本专利技术一种复合深基坑支护的结构选型的方法及其支护体系的次结构控制变形示意图。图中：1-串联支护；2-并联支护；3-串并联支护。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。一种复合深基坑支护的结构选型的方法，首先，综合考虑设计：设计复合支护体系时，在考虑周边既有建筑的结构形式、基础形式及埋深、与基坑的距离，管线的形式及埋深、与基坑的距离等具体条件后，从技术、经济和施工工艺、综合方面对支护体系进行选型，选出符合条件的最优支护结构，相应地可将技术指标、经济指标与施工工艺指标指标的总指标作为选型的标准；支护结构技术指标与经济各项指标值(注：a+b＝1且a和b均大于0，可参考下表取值，b1可不变，而b2～b5也可根据实际要求进行适当调整)技术指标与经济指标参考值(注：a和b可根据实际要求进行适当调整)施工工艺指标参考值(注：c＝1+x/100，x(％)为提高程度，可根据实际工程数据进行取值)常用支护结构技术指标与经济分项指标分值(满分10分，最低4分，其中分数越高：①强度越高，控制变形能力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合深基坑支护的结构选型的方法，其特征在于，首先，综合考虑设计：设计复合支护体系时，在考虑周边既有建筑的结构形式、基础形式及埋深、与基坑的距离，管线的形式及埋深、与基坑的距离等具体条件后，从技术、经济和施工工艺、综合方面对支护体系进行选型，选出符合条件的最优支护结构，相应地可将技术指标、经济指标与施工工艺指标结合的总指标作为选型的标准；其次，结构选型的强度综合选择：包括：(1)水平方向力的平衡；在进行各支护结构的计算时，可将其它支护结构的作用等效为荷载形式作用在该支护结构上，而作用在各支护结构上的力要平衡，而基坑支护结构中考虑的力主要是水平方向力，所以复合支护结构中各单一支护结构整体在水平方向的力要平衡；(2)抗弯和抗剪验算；支护结构除了验算水平方向力的平衡外还需进行截面抗弯验算和抗剪验算；再次，结构选型的稳定性选择：在基坑开挖后需进行稳定性合算，此时应考虑多种支护结构相互之间的联系，充分考虑它们之间的影响，分别计算一支护结构对另一支护结构的影响后的稳定性，此时计算过程：应当先对各自的稳定性进行分算，分算按作用在各支护结构上土体的面积大小分为主结构与次结构，主结构控制大范围稳定，次结构控制小范围内稳定，此时应当考虑相互之间的变形与协调，此时相当于合算；然后：控制变形的方法选择：按对整体变形控制的贡献大小将支护结构分解为主结构与次结构，次结构控制局部范围内变形，主结构控制整体范围内变形，计算过程中可将其它支护结构，包括主结构或其它次结构的影响等效为力作用在本支护结构上；最后：复合支护的边界连接选择：按照复合支护的分类和变形计算可以知道，各支护结构的关系是十分密切的，复合支护结构的存在改变了原来单一支护结构的受力机理，相应的潜在破坏位置也会发生偏移，要考虑它们之间的边界联系，相邻支护结构的影响采用影响系数来表示。...

【技术特征摘要】
1.一种复合深基坑支护的结构选型的方法，其特征在于，首先，综合考虑设计：设计复合支护体系时，在考虑周边既有建筑的结构形式、基础形式及埋深、与基坑的距离，管线的形式及埋深、与基坑的距离后，从技术、经济和施工工艺三个方面综合对支护体系进行选型，选出符合条件的最优支护结构，相应地将技术指标、经济指标与施工工艺指标结合的总指标作为选型的标准；其次，结构选型的强度综合选择：包括：(1)水平方向力的平衡：在进行各支护结构的计算时，可将其它支护结构的作用等效为荷载形式作用在该支护结构上，而作用在各支护结构上的力要平衡，而基坑支护结构中考虑的力主要是水平方向力，所以复合支护结构中各单一支护结构整体在水平方向的力要平衡；(2)抗弯和抗剪验算：个别支护结构除了验算水平方向力的平衡外还需进行截面抗弯验算和抗剪验算；再次，结构选型的稳定性选择：在基坑开挖后进行稳定性合算，此时考虑多种支护结构相互之间的联系，充分考虑它们之间的影响，分别计算一支护结构对另一支护结构的影响后的稳定性，此时计算过程：先对各自的稳定性进行分算，分算按作用在各支护结构上土体的面积大小分为主结构与次结构，主结构控制大范围稳定，次结构控制小范围内稳定，此时应当考虑相互之间的变形与协调，此时相当于合算；(1)抗滑稳定性合算：采用瑞典...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶焱，曹祚省，孙强，杨溪，
申请(专利权)人：北京瑞腾基础工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11