一种结构工程主导的岩土结构化永久支护体系及设计方法技术

本发明专利技术公开了一种结构工程主导的岩土结构化永久支护体系及设计方法，属于地下结构技术领域，其技术方案为：包括基于永久荷载分项系数设计的支护结构，所述支护结构通过多个间隔设置的连接构件连接主体结构的框架柱，相邻框架柱之间设有用于阻隔土体的隔断墙，形成仅以支护结构承担水平方向土压力的永久支护体系。本发明专利技术在设计时就考虑主体结构和支护结构连接后产生的共同作用，从而减少材料的使用，降低成本。降低成本。降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种结构工程主导的岩土结构化永久支护体系及设计方法


[0001]本专利技术涉及地下结构
，尤其涉及一种结构工程主导的岩土结构化永久支护体系及设计方法。

技术介绍

[0002]目前，基坑支护设计属岩土工程专业，地下结构设计属结构工程设计。基坑支护结构以服务地下结构建设为目标，为地下结构施工提供安全稳定空间。因此基坑支护结构和主体地下结构是在同一场地不可分割的整体。现阶段由于两个专业的分离使得基坑支护结构作为临时性措施出现，浪费了大量材料，导致了环境污染。
[0003]现有地下结构体系存在以下问题：
[0004](1)设计过程中，结构工程师设计主体结构，岩土工程师设计支护结构，主体结构与支护结构在设计上的割裂导致两部分结构在功能上存在了一种结构的重复。支护在地下结构施工阶段承担土压力，地下结构施工完毕，肥槽回填后支护结构就失去作用，由主体结构中地下室外墙承担同样的土压力。但支护结构并没有回收出来，研究表明实际遗留在地下的支护结构依旧发挥着作用，忽视支护作用只是结构工程师不考虑支护结构存在的主观不作为行为，因此地下室外墙至少部分重复了支护结构的永久功能。
[0005]这样一个项目中同一个荷载—土压力，岩土和结构两种专业的设计任务分别设计了两种结构承担，浪费是必然的，显然不合理。
[0006](2)目前考虑支护结构与主体结构的共同作用的有关结构体系中，存在利用一些连接构件将支护桩、墙改造为永久支护的案例，但那是岩土工程专业主动联系结构工程专业的一种做法，实际上是被动的、一箱情愿的好心，这种方法，可以叫做“结构岩土化”，就是岩土工程专业设计基坑支护结构时，利用主体地下结构构件，让结构构件在基坑开挖阶段发挥了岩土工程专业的功能。实际上，这种方法能够节省造价，减少环境污染。但由于结构工程专业增加了工作量，结构专业不是很积极、配合、主动，成功的案例不多。
[0007]所以，基坑工程几十年的发展，浪费的情况越来越严重，现在举国上下高质量发展、实施低碳战略，基坑工程的临时性人为浪费亟待改变。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种结构工程主导的岩土结构化永久支护体系及设计方法。这种方法是在设计开始时，结构工程专业主动作为明确岩土工程专业设计支护结构比如支护桩、地连墙等构件作为主体结构的一部分，永久使用，总是承担土压力；结构工程专业的设计地下室外墙，确定不再承担土压力，可以只承担肥槽内回填土的侧压力。结构工程专业构造支撑、连梁等与支护结构连接，将支护桩墙和地下结构连接在一起。这样的主动作为和担当，只让支护桩、墙承担土压力；地下室外墙构造设置，不再承担土压力，减薄了外墙厚度(条件适当还可以不做外墙)从而减少材料的使用，降低成本，减少了污染。这也可以叫“岩土结构化”设计方法，就是在结构专业主动作为下，让岩土工程专
业设计的基坑支护结构，成为主体结构的组成部分。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0010]第一方面，本专利技术的实施例提供了一种结构工程主导的岩土结构化永久支护体系，包括基于永久荷载分项系数设计的支护结构，所述支护结构通过多个间隔设置的连接构件连接主体结构的框架柱，相邻框架柱之间设有用于阻隔土体的隔断墙，形成仅以支护结构承担水平方向土压力的永久支护体系。
[0011]作为进一步的实现方式，所述隔断墙与支护结构之间填充回填土。
[0012]作为进一步的实现方式，所述支护结构的材料强度与主体结构一致或高于主体结构。
[0013]作为进一步的实现方式，所述回填土为夯实后的回填土，支护结构远离回填土的一侧为天然土。
[0014]第二方面，本专利技术的实施例还提供了一种结构工程主导的岩土结构化永久支护体系的设计方法，包括：
[0015]预先按照永久荷载分项系数设计支护结构；设计不包含地下室外墙的主体结构，并设计连接构件；
[0016]施工支护结构，开挖基坑内部土体并处理基底；
[0017]施工主体结构，将主体结构与支护结构通过连接构件连接；
[0018]在肥槽内施工隔断墙，之后回填肥槽土体。
[0019]作为进一步的实现方式，支护结构设计时考虑后期主体结构与支护结构共同作用的影响，按照主体结构能够永久承担土压力进行设计。
[0020]作为进一步的实现方式，以主体结构设计为主导，支护结构配合主体结构进行设计。
[0021]作为进一步的实现方式，对支护结构内侧、隔断墙外侧及连接构件均做防水、防腐处理。
[0022]作为进一步的实现方式，进行肥槽土体回填后，对回填土分层夯实。
[0023]作为进一步的实现方式，所述支护结构的支护构件为支护桩或地连墙。
[0024]本专利技术的有益效果如下：
[0025](1)本专利技术以结构工程为主导，岩土工程作为配合，从设计开始就考虑后期主体结构与支护结构共同作用的影响，按照永久荷载分项系数设计支护结构，将原有的临时性支护提升为永久发挥作用的支护结构；省去了地下室外墙，并以隔断墙作为替代，将普通支护结构和地下室外墙的功能合二为一；达到合并支护结构与主体结构中功能重复或相似的构件的目的，从而减少材料的使用，降低成本，减少对地下空间的污染。
[0026](2)本专利技术在原地下室外墙的位置设置隔断墙，隔断墙只阻隔回填土，承担其土压力；通过连接构件将主体结构连接到支护结构，并分层夯实回填土，回填土对其两侧的支护结构以及主体结构产生水平的作用力，实现土体对地下结构的嵌固作用，此时支护结构、连接构件与主体结构形成完全的共同作用，回填土、支护结构与主体结构完全形成一个整体，外部土体对整个结构的水平作用力先施加给支护结构，支护结构通过连接构件和回填土传递给主体结构，整个地下结构体系实现共同作用。
附图说明
[0027]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0028]图1是现有地下结构设计框图；
[0029]图2(a)是现有支护桩作为主要支护构件示意图；
[0030]图2(b)是现有地连墙作为主要支护构件示意图；
[0031]图3是本专利技术根据一个或多个实施方式的地下结构体系示意图；
[0032]图4是本专利技术根据一个或多个实施方式的地下结构体系设计框图；
[0033]图5是本专利技术根据一个或多个实施方式的施工流程图；
[0034]其中，1、天然土，2、支护桩，3、地下室外墙，4、回填土，5、地连墙，6、框架柱，7、隔断墙，8、连接构件。
具体实施方式
[0035]实施例一：
[0036]本实施例提供了一种结构工程主导的岩土结构化永久支护体系，如图3所示，包括支护结构、主体结构、隔断墙7和回填土4，为了合并支护结构与主体结构中功能重复或相似的构件，以隔断墙7代替地下室外墙3，隔断墙7只阻隔回填土，承担土压力。取消了地下室本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构工程主导的岩土结构化永久支护体系，其特征在于，包括基于永久荷载分项系数设计的支护结构，所述支护结构通过多个间隔设置的连接构件连接主体结构的框架柱，相邻框架柱之间设有用于阻隔土体的隔断墙，形成仅以支护结构承担水平方向土压力的永久支护体系。2.根据权利要求1所述的一种结构工程主导的岩土结构化永久支护体系，其特征在于，所述隔断墙与支护结构之间填充回填土。3.根据权利要求1或2所述的一种结构工程主导的岩土结构化永久支护体系，其特征在于，所述支护结构的材料强度与主体结构一致或高于主体结构。4.根据权利要求1所述的一种结构工程主导的岩土结构化永久支护体系，其特征在于，所述回填土为夯实后的回填土，支护结构远离回填土的一侧为天然土。5.根据权利要求1
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4任一所述的一种结构工程主导的岩土结构化永久支护体系的设计方法，其特征在于，包括：预先按照永久荷载分项系数设计支护结构；设计不包含地下室外墙的主体结构，并设计连接构件；施工支护...

【专利技术属性】
技术研发人员：李连祥，李胜群，潘玉珀，朱建新，李文，苏逢彬，张睿，张兆辉，李占先，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：