一种预应力混凝土基坑支护结构及施工方法技术

本发明专利技术涉及一种预应力混凝土基坑支护结构及施工方法，其中，所述预应力混凝土基坑支护结构，包括：挡土结构装置，其设置于基坑的四周，所述挡土结构装置的第一端固定于基坑底部，所述挡土结构装置的第二端在基坑顶部，形成挡土结构，例如：支护桩或地下连续墙；以及一个或多个预应力混凝土的横梁，其在水平方向上横贯至少部分挡土结构装置，并经配置以产生朝向所述基坑外的形变趋势。本申请的基坑支护结构，在基坑水平方向上可以设置一个或多个预应力横梁，从而可以降低支护结构的结构内力、减小结构变形、提高挡土结构的受弯和受剪承载力，可以适应更深基坑的支护需求。

【技术实现步骤摘要】
一种预应力混凝土基坑支护结构及施工方法
本专利技术涉及岩土工程领域，特别地涉及一种预应力混凝土基坑支护结构及施工方法。
技术介绍
基坑是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的空间。开挖前应根据地质水文资料，结合现场附近建筑物情况，决定开挖方案，并作好防水排水工作。开挖不深可用放坡或土钉墙的办法，使土坡稳定，其坡度大小按有关施工工程规定确定。当开挖超过一定深度时，就需要采取额外措施进行支护。在现有技术中，为降低护坡桩的结构内力、减小结构变形，均采用加设锚杆或内支撑的措施。形成锚拉支护体系或是内支撑支护体系，也是目前基坑工程中最为常见的支护形式。但是在实际的工程项目中，锚杆和内支撑的应用往往会受到各种各样的限制。比如，受土地资源和建设用地红线的制约，锚杆所需范围较大，势必会超出红线，引起侵占相邻土地使用权的问题，造成对临近地下空间后续开发的不利影响，而且国内一些城市也已陆续出台不允许支护结构超出建筑红线的政府行政法规。另外，如果周边有建筑物或多层地下室，锚杆则无法实施。内支撑支护体系虽无侵占相邻土地使用权的问题，但基坑内设置的内支撑严重影响主体结构的正常施工，综合造价一般也较高，在很多地区(如北京)，开发商和承包方均难以接受内支撑支护结构形式。因此，本领域迫切的需要一种新的基坑支护结构。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提出了一种预应力混凝土基坑支护结构，包括：挡土结构装置，其设置于基坑的四周，所述挡土结构装置的第一端固定于基坑底部，所述挡土结构装置的第二端在基坑顶部，形成挡土结构；以及一个或多个预应力混凝土的横梁，其在水平方向上横贯至少部分挡土结构装置，并经配置以产生朝向所述基坑外的形变趋势。如上所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述挡土结构装置包括多个护坡桩。如上所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述挡土结构装置包括地下连续墙。如上所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述横梁形成封闭结构或不封闭结构，以约束所述挡土结构装置。如上所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述横梁为多个，并且所述多个横梁高度不相同，以在不同位置约束所述挡土结构装置。如上所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述横梁包括冠梁，其设置于所述挡土结构装置的第二端或靠近所述挡土结构装置第二端的位置。如上所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述横梁包括第一腰梁，其设置于所述挡土结构装置的第一端和第二端之间。如上所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述横梁包括多个第一腰梁，相邻的第一腰梁通过连接装置相互固定连接，也包括在所述基坑内所述连接装置外保留操作空间。如上所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述横梁包括第二腰梁，其设置于所述挡土结构装置的第一端和第二端之间。如上所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述横梁内包括一束或多束钢绞线，所述钢绞线相对于横梁中轴线偏心于基坑内侧布置，经配置为横梁提供预应力。如上所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中，所述钢绞线的两端设置于所述横梁两端的上表面或横梁的两端面。如上所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述钢绞线为无粘结钢绞线或有粘结钢绞线。如上所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述横梁的截面是相同截面或变截面的。如上所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述横梁两端的截面相比所述横梁中间的截面面积可更小。如上所述的预应力混凝土基坑支护结构，进一步包括：一个或多个锚杆，其设置于所述横梁的一端或两端；或一排或多排锚杆，其设置于所述横梁上，经配置以约束横梁。如上所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中，所述锚杆设置于所述挡土结构装置上。如上所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述护坡桩内包括一束或多束钢绞线，所述钢绞线相对于护坡桩中轴线偏心于基坑外侧布置经配置，为护坡桩提供预应力。根据本申请另一方面，提出了一种预应力混凝土基坑支护结构的施工方法，包括：在待开挖基坑四周施工设置挡土结构装置；以及在预定深度，施工设置一个或多个横梁，其在水平方向上横贯至少部分挡土结构装置，并经配置以产生朝向所述基坑外的形变趋势；以及挖掘基坑至预定基坑深度。如上所述的施工方法，进一步包括：在挡土结构装置的顶端或靠近顶端的位置施工设置一个或多个相互连接的施加预应力的冠梁。如上所述的施工方法，进一步包括：挖掘基坑，在挡土结构装置的第一深度处，施工设置一个或多个预应力的第一腰梁。如上所述的施工方法，进一步包括：挖掘基坑，在挡土结构装置的第二深度处，施工设置一个或多个施加预应力的第二腰梁。如上所述的施工方法，进一步包括：所述多个横梁相互连接形成封闭结构或不封闭结构，以约束所述挡土结构装置。如上所述的施工方法，进一步包括：在所述横梁之外提供一个或多个锚杆，所述一个或多个锚杆连接到所述横梁的一端或两端，或一排或多排锚杆，所述一排或多排锚杆连接到所述横梁上，经配置以约束横梁。本申请的基坑支护结构，其可以在水平方向上横贯部分悬臂支护结构，将悬臂支护结构的悬臂状态改变为有约束的状态，从而可以降低悬臂支护结构的结构内力、减小结构变形，可以适应更深基坑的支护需求。附图说明下面，将结合附图对本专利技术的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：图1为根据本申请一个实施例的基坑支护结构示意图；图2为根据本申请一个实施例的基坑支护系统俯视图；图3为根据本申请一个实施例的基坑支护结构的局部示意图；图4为根据本申请一个实施例的基坑支护结构的局部示意图；图5为根据本申请另一个实施例的基坑支护结构示意图；图6A和图6B为根据本申请一个实施例基坑支护结构的应力计算示意图；图7A和图7B为根据本申请一个实施例的不同基坑支护结构的结构变形图；图8根据本申请一个实施例的基坑支护结构施工流程图；以及图9为根据本申请另一个实施例的基坑支护结构施工流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑的改变。本申请提出了一种新型的基坑支护结构，其可以在水平方向上横贯部分挡土结构装置，将挡土结构装置的悬臂状态改变为有约束的状态，从而可以降低悬臂支护结构的结构内力、减小结构变形，可以适应更深基坑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预应力混凝土基坑支护结构，包括：/n挡土结构装置，其设置于基坑的四周，所述挡土结构装置的第一端固定于基坑底部，所述挡土结构装置的第二端在基坑顶部，形成挡土结构；以及/n一个或多个预应力混凝土的横梁，其在水平方向上横贯至少部分挡土结构装置，并经配置以产生朝向所述基坑外的形变趋势。/n

【技术特征摘要】
1.一种预应力混凝土基坑支护结构，包括：
挡土结构装置，其设置于基坑的四周，所述挡土结构装置的第一端固定于基坑底部，所述挡土结构装置的第二端在基坑顶部，形成挡土结构；以及
一个或多个预应力混凝土的横梁，其在水平方向上横贯至少部分挡土结构装置，并经配置以产生朝向所述基坑外的形变趋势。


2.根据权利要求1所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述挡土结构装置包括多个护坡桩。


3.根据权利要求1所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述挡土结构装置包括地下连续墙。


4.根据权利要求1所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述横梁形成封闭结构或不封闭的结构，以约束所述挡土结构装置。


5.根据权利要求1所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述横梁为多个，并且所述多个横梁高度不相同，以在不同位置约束所述挡土结构装置。


6.根据权利要求1所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述横梁包括冠梁，其设置于所述挡土结构装置的第二端或靠近所述挡土结构装置第二端的位置。


7.根据权利要求6所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述横梁包括第一腰梁，其设置于所述挡土结构装置的第一端和第二端之间。


8.根据权利要求7所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述横梁包括多个第一腰梁，相邻的第一腰梁通过连接装置相互固定连接，也包括在所述基坑内所述连接装置外保留操作空间。


9.根据权利要求7所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述横梁包括第二腰梁，其设置于所述挡土结构装置的第一端和第二端之间。


10.根据权利要求1所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述横梁内包括一束或多束钢绞线，所述钢绞线相对于横梁中轴线偏心于基坑内侧布置，经配置为横梁提供预应力。


11.根据权利要求10所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中，所述钢绞线的两端位于所述横梁两端的上表面或横梁的两端面。


12.根据权利要求10所述的预应力混凝土基坑支护结构，其中所述钢绞线为无粘结钢绞线...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌，吴春秋，左怀西，薛丽影，
申请(专利权)人：建研地基基础工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11